Motores: Nakajima Sakae

NAKAJIMA "SAKAE"

Este relativamente pequeño motor radial en doble estrella siempre será recordado, ya que equipó nada menos que al archifamoso caza naval japonés Mitsubishi A6M Zero en la gran mayoría de sus versiones, así como a las primeras variantes del otro caza nipón más importante para el Ejército del comienzo de la guerra, el Nakajima Ki-43.

Sobre su origen hay bastante desacuerdo.Lo más probable es que se trate de un desarrollo "reducido" del motor francés Gnome-Rhône 14K, del que tanto Nakajima como Mitsubishi habían obtenido licencias de fabricación por parte del Gobierno francés a mediados de los años treinta.
También se dice que el motor es una versión del modelo norteamericano Pratt & Whitney R-1830 Twin Wasp.
Sin embargo, como se refleja en otras fuentes, la proporción diámetro carrera del Sakae (130 x150) parece más proporcional a una versión reducida del G-R 14K (146 x 166, dieciséis mm más en cada parámetro), que a la del Twin Wasp, con una proporción mucho más cuadrada (139,7 x 139,7).

La reducción de su tamaño le hacía tener un diámetro total inferior al modelo francés, con la consecuente disminución del área frontal y la resistencia al avance.La carrera más corta de los pistones le ofrecía la posibilidad de aumentar las revoluciones.Estos factores compensaban la pérdida de cubicaje, por lo que el motor ofrecía aproximadamente la misma potencia de los G-R.Sin embargo, la disminución en el volumen total de la cilindrada, combinada con la posibilidad de ajustar una mezcla de combustible bastante pobre para vuelos de crucero sin que el motor fallase y (en el caso del Zero) unido a un adecuado paso de la hélice, lograron que estos livianos cazas tuvieran un alcance extraordinario para su época.

La producción del Sakae (se puede traducir por "gloria", o "prosperidad") alcanzó las 30.233 unidades, una cifra muy respetable para la capacidad industrial japonesa.Nakajima fue el principal constructor, con 21.166 unidades, y el resto por otras compañías bajo licencia, entre ellas Kawasaki.
Aparte de los modelos ya nombrados, por supuesto fue usado por más aparatos, como los Mitsubishi Ki-15, el torpedero Nakajima B5N o los bimotores Kawasaki Ki-48 y Nakajima J1N.

Las versiones principales de producción fueron los Sakae 11, 12, 21 y 31.Los primeros modelos (-11 y -12) tenían compresor centrífugo de una sola velocidad, y desarrollaban del orden de los 900-980 hp.El Sakae 21, que fue el producido en mayores cantidades, incorporó el compresor de dos velocidades.En el caso del Zero, la introducción del modelo -21 en la variante A6M-3 elevó algo el consumo, y el mayor tamaño de los accesorios del compresor hizo que el tamaño del depósito principal de combustible se redujera un poco.Se compensó parcialmente añadiéndole dos pequeños depósitos alares de 45 litros.
El Sakae 22 era una versión con el giro inverso para su empleo en bimotores.La última versión construida en cierta cantidad, el Sakae 31, incorporaba la inyección de agua-metanol y alcanzaba una potencia de 1.210 hp, pero para la época en que se introdujo, en 1944, estaba plenamente superado en potencia por otros desarrollos más modernos.

Mitsubishi A6M-2, posiblemente con un Sakae 12.Los primeros modelos del Reisentoki montaban colectores de escape, que evacuaban justo por delante de la raíz alar.El conducto bajo el motor es la toma de aire para el refrigerador de aceite, que estaba situado inmediatamente detrás del motor en la parte inferior.En la imagen no se aprecia al tener el capó desmontado, pero estos modelos iniciales llevaban la toma de aire del carburador en una entrada en la parte inferior, delante de la del aceite.

Fuente: http://hud607.fire.prohosting.com/uncommon/reference/japan/ijn_engines.html

Nakajima Ki-43 Hayabusa de las primeras series, con el Sakae 12 y hélice bipala.La toma de aire en la parte inferior es de la admisión, mientras que los "círculos" que se aprecian tras el buje de la hélice son del radiador anular de aceite.

Fuente: http://www.ijaafphotos.com/jbwki436.htm

En la parte superior un A6M-2 modelo 21 (uno de los pilotados por Saburo Sakai) con el Sakae 12, y en la parte inferior un A6M-3 modelo 32 con el Sakae 21 con compresor de dos velocidades.Se aprecian las diferencias en el capó de ambos motores: en el A6M-2 es más recto, con la toma del carburador por debajo.En el A6M-3 es más redondeado, la toma exterior ha sido suprimida, y el mayor tamaño del compresor ha desplazado unos 20 cm el mamparo cortafuegos hacia atrás.Lo delata la pequeña fila  de respiraderos en vertical.Si nos fijamos bien, en el A6M-2 está más cerca de la raíz del ala, y en el A6M-3 está un poco más atrasada.Esto llevó a una disminución del tamaño del depósito de combustible del fuselaje, situado justo detrás del mamparo.

Fuente: http://wp.scn.ru/en/ww2/f/1039/65

La serie del Zero más construida fue la del A6M5, en diferentes subtipos.Aquí aparece probablemente un A6M5a, con los cañones Tipo 99 de tubo largo, abandonado en un aeródromo en Saipán.Delante aparecen varios motores Sakae 21.En los A6M5 se intentó mejorar algo el empuje usando escapes del tipo 2 en 1, eliminando el colector.Para entonces, el Zero estaba ampliamente superado en prestaciones por los Hellcat y los Corsair, y no sólo eso, sino que sus enemigos llegaban en números cada vez más abrumadores.

Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Captured_A6M5_with_engines_on_Saipan_1944.jpeg

Características principales (Sakae 21, NK1F de la marina):

-Tipo: radial de 14 cilindros en doble estrella refrigerado por aire, compresor centrífugo mecánico de una etapa y dos velocidades.Alimentación por carburador, dos válvulas por cilindro.Gasolina de 87-92 octanos.

-Diámetro-carrera: 130 mm x 150 mm

-Cubicaje: 27,8 litros

-Peso: 533 kg en vacío

-Relación de compresión: 7 : 1

-Potencias: 
Máximo al despegue: 1.130 hp con 2.750 rpm.
Máximo a 2.850 metros: 1.100 hp con 2.700 rpm.
Máximo a 6.000 metros: 980 hp con 2.700 rpm.


Fuentes:

-Enciclopedia Ilustrada de la Aviación, Editorial Delta, Tomo 3, pág. 745-752
-Enciclopedia Ilustrada de la Aviación, Editorial Delta, Tomo 11, pág. 2605-2611
-Anatomía de los Aviones de la Segunda Guerra Mundial, Ed. Libsa, pág. 182-185
-https://en.wikipedia.org/wiki/Nakajima_Sakae
-https://fr.wikipedia.org/wiki/Nakajima_Sakae
-http://mitsubishi_zero.tripod.com/powerplant.htm
-http://pwencycl.kgbudge.com/S/a/Sakae_aircraft_engine.htm
-https://en.valka.cz/topic/view/68946
-http://www.enginehistory.org/Piston/Japanese/Mawhinney/nasm_research_1.shtml