Motores: los radiales de Bristol
Los Bristol de Válvulas de camisa
Pocas compañías de motores aeronáuticos se interesaron en el desarrollo de las válvulas de camisa como sistema alternativo al mucho más común de válvulas de asiento.Posiblemente fue Bristol, y en menor medida Napier, las que llevaron este concepto a su máximo desarrollo en esa época.
No me voy a meter en grandes detalles técnicos (me perdería en ellos), pero al menos haré una breve descripción de este sistema: en él, se sustituyen las tradicionales válvulas de asiento por una "camisa" mecanizada que rodea al cilindro.Esta realiza una serie de movimientos de subida, bajada y rotación (esto depende del sistema concreto) para que coincidan una serie de "agujeros" (lumbreras) con otros realizados en las paredes del cilindro, lógicamente en los momentos adecuados del ciclo (admisión-escape).
Las válvulas de camisa habían sido desarrolladas desde primeros del siglo XX, en dos variantes principales: el sistema Knight (por Charles Yale Knight), que usaba dos camisas concéntricas desfasadas entre sí, y el sistema Burt-McCollum (por Peter Burt y James McCollum, que lo patentaron casi al unísono pero por separado), que realizaba tanto un movimiento de subida y bajada como un giro parcial.
Como todo sistema mecánico, tiene sus ventajas y sus inconvenientes.Para mí es difícil explicarlo acertadamente, así que os remito, si os parece bien, a que leáis alguno de estos enlaces aquellos que estéis más interesados en los aspectos técnicos.El primero es un enlace de la Wikipedia, muy generalista pero de fácil comprensión.El segundo es un PDF excelente, pero eso sí, en inglés, donde hace una comparativa entre motores aeronáuticos de válvulas de camisa y de asiento:
Tanto Bristol como Napier se interesaron en este mecanismo a raíz de una publicación de 1927 del famoso ingeniero de motores Harry Ricardo, en la que sugería que los motores de aviación tradicionales con válvulas de asiento llegarían a un límite máximo de unos 1.500 hp (si queréis más información sobre esto podéis mirar los artículos de Los Prototipos de la R-40C en este mismo blog).Evidentemente esto no fue así, pero en ese momento suscitó el suficiente interés en ambas compañías, o mas bien en los ingenieros que estaban a la cabeza de ambas, como para intentar su desarrollo.Frank Halford, trabajando para la Napier, se decantó por el diseño de un motor refrigerado por líquido, y que finalmente culminaría en el controvertido Sabre, mientras que Roy Fedden, basándose en el sistema simple de Burt-McCullon, intentó en un principio aplicarla a un motor en V de 12 cilindros, pero pronto lo abandonó a favor de los motores en estrella.
Se trató de un desarrollo lento, complicado y muy costoso, y sólo a base de mucho esfuerzo (y dinero), en 1933 estaba listo para fabricarse el Bristol Perseus, primer motor aeronáutico con válvulas de camisa que entraba en producción de serie.Con él empezó una familia de motores en estrellas refrigerados por aire basados en este sistema de válvulas, que incluyeron el Aquila (que no se construyó en serie), y los posteriores diseños en doble estrella Taurus y Hércules, y que culminarían finalmente en el soberbio Centaurus.Veamos un poco de cada uno de ellos.
BRISTOL PERSEUS
Tras los infructuosos intentos por parte de Roy Fedden y su equipo para hacer un V-12 con válvulas de camisa, se optó por adoptar el sistema a un motor radial, en este caso al Bristol Mercury de nueve cilindros en una estrella.Nació así el Bristol Perseus, que como dijimos antes, tiene la particularidad de ser el primer motor aeronáutico con válvulas de camisa que se construyó en grandes series.
Compartía el mismo esquema básico del Mercury, con el mismo diámetro-carrera (146 mm x 165 mm), y por tanto con el mismo cubicaje, del orden de los 24,9 litros.Los primeros modelos no supusieron una ventaja sustancial de prestaciones con respecto al Mercury, demostrando que el sistema de las válvulas de camisa aún estaba poco desarrollado.Con el tiempo, se fue ajustando y perfeccionando, logrando aumentar la potencia entregada, pero sin alcanzar los niveles deseados.
Fabricado en unos 8.000 ejemplares, se usó en varios modelos militares, aunque en la mayor parte de los casos no fue la motorización definitiva de estos.Los ejemplos más conocidos fueron los Westland Lysander en la versión Mk II, los Blackburn Skua-Roc, el desafortunado Blackburn Botha o el elegante transporte ligero de Havilland Flamingo.
Otro de sus usuarios más importantes fueron los famosos hidrocanoas Short Clase C Empire, en su versión S.30, aunque posteriormente varios de ellos fueron remotorizados con los Bristol Pegasus XXII.
El Perseus no fue, posiblemente, un motor extraordinario, y al igual que otros modelos de la Bristol, quedó superado rápidamente por motores de más capacidad y potencia, pero sirvió de base a la compañía para el desarrollo de sus posteriores modelos de doble estrella con válvulas de camisa, mucho más logrados.
Los Perseus instalados en los Blackburn Botha no tenían la potencia suficiente para el peso del avión, siendo este uno de los motivos de su fracaso operativo.
Publicidad de la propia compañía Bristol anunciando su nuevo producto, en este caso en un de Havilland Flamingo.
También para darse publicidad, la compañía comparaba la menor cantidad de piezas necesarias para un cilindro con válvulas de camisa (a la izquierda) y otro con válvulas de asiento (a la derecha).
Características principales (Perseus XII):
Tipo: radial de 9 cilindros en una estrella refrigerado por aire.Alimentación por carburador (Claudel-Hobson).compresor centrífugo de una etapa.Válvulas de camisa.Gasolina de 87 octanos.
Diámetro-carrera: 146 mm x 165 mm
Cubicaje: 24,9 litros
Peso: 465 kg en seco
Dimensiones: longitud, 1.245 mm; diámetro, 1.405 mm
Relación de compresión: 6,75 : 1
Potencias: 830 hp al despegue con 2.650 rpm; 905 hp a 1.980 metros con 2.750 rpm
BRISTOL TAURUS
En un intento por ofrecer mayor potencia, pero manteniendo un peso ligero, una cilindrada contenida y un diámetro relativamente pequeño, se diseñó un nuevo motor de 14 cilindros en doble estrella, con dos filas de 7 pequeños cilindros y válvulas de camisa.
En 1936 se puso en marcha el primero de los nuevos Taurus, que con una potencia inicialmente del orden de los 1.000 hp, su peso contenido y escaso diámetro, parecía que podía llegar a ser una planta motriz utilizable para el diseño de cazas.Diferentes factores dieron al traste con esta idea, entre ellos, problemas de fiabilidad en las primeras versiones del motor (algo poco frecuente en los motores Bristol), su lenta evolución para aumentar la potencia desde las primeras versiones y, como veremos en los siguientes artículos, un cambio de tendencia en la cúpula de los mandatarios del Ministerio del Aire hacia los motores refrigerados por líquido como única alternativa posible para el diseño de cazas (según ellos creían, claro).
Además, a finales de la década de los treinta, parecía ya totalmente claro que en el futuro se necesitarían motores de mayor capacidad y rendimiento, por lo que el pequeño Taurus, de apenas 25 litros de cubicaje, poco podía hacer frente a los nuevos diseños.Por lo tanto, fue el motor de Bristol de esa época de menor producción y menos utilizado.Sus principales usuarios fueron los Bristol Beaufort y los Fairey Albacore.Ambos modelos sufrieron retrasos en su producción debido a la demora en la entrega de los motores mientras se solucionaban sus problemas de fiabilidad, cosa que se consiguió finalmente en las últimas versiones del motor.
El Taurus, sin embargo, dejó un par de "legados" a tener en cuenta: el primero, el servir de base como primer motor en doble estrella con válvulas de camisa, concepto que pronto sería bien aprovechado por la compañía en su nueva generación de (ahora por fin) motores de gran cubicaje (Hércules y Centaurus, de los que hablaré en otro artículo).
Su otra "contribución" es más sutil y algo enrevesada: curiosamente, el diámetro de los cilindros del Taurus (127 mm) coincidía con el diámetro de los cilindros del Napier Sabre, el motor de 24 cilindros en H también dotado de válvulas de camisa, y que como se sabe, en sus orígenes era muy problemático.En un intento por rescatar el Sabre, que parecía avocado al fracaso, se pidió a Bristol que cedería sus técnicas de fabricación para las válvulas y cilindros, a lo que esta se negó en principio, alegando el "secreto" de fabricación.Como cabía esperar, finalmente Bristol tuvo que retractarse y ceder sus diseños, incluso a algunos de sus técnicos para solventar posibles problemas, lo que finalmente llevó, poco a poco, a convertir al Sabre en un motor "aceptable" en lo referente a fiabilidad, ya que en potencia era por supuesto muy destacado.
Bristol Beaufort Mk I del 217º Sqn del Mando Costero de la RAF, al que se la ha desmontado uno de sus Taurus Mk VI para labores de revisión.Es destacable lo compacto del diseño.
Características principales (Taurus II):
Tipo: radial de 14 cilindros en doble estrella refrigerado por aire.Alimentación por carburador (Claudel-Hobson).compresor centrífugo de una etapa.Válvulas de camisa.Gasolina de 87 octanos.
Diámetro-carrera: 127 mm x 143 mm
Cubicaje: 25,4 litros
Peso: 590 kg en seco
Dimensiones: longitud, 1.250 mm; diámetro, 1.175 mm
Relación de compresión: 7,2 : 1
Potencias: 996 hp al despegue con 3.225 rpm; 1050 hp a 1.520 metros con 3.225 rpm
Fuentes:
-Enciclopedia Ilustrada de la Aviación, Editorial Delta.Varios Tomos, en las entradas correspondientes al Fairey Albacore, Bristol Beaufort y Hawker Typhoon.
-https://es.wikipedia.org/wiki/Bristol_Perseus
-https://en.wikipedia.org/wiki/Harry_Ricardo
-https://es.wikipedia.org/wiki/Bristol_Taurus
-http://www.hawkertempest.se/index.php/thetempest/2014-05-13-09-30-04/napier-sabre
-http://elhangardewingsofwar.blogspot.com/2012_08_01_archive.html
-http://www.enginehistory.org/
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