Motores: Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp
El Double Wasp es otro de los motores icónicos de la Segunda Guerra Mundial.Para muchos entendidos y aficionados fue no uno de los mejores, sino el mejor motor a pistón de la Guerra.Por supuesto valorar esto nos haría entrar en el eterno debate de si eran preferibles los motores radiales o los refrigerados por líquido.Yo por mi parte no lo voy a hacer.A mi personalmente, y dentro de mis limitaciones técnicas, ambos tipos me parecen viables y complementarios, como finalmente fueron.
Como otros grandes motores de finales de los treinta, la necesidad cada vez mayor de potencias más elevadas fue lo que llevó al nacimiento de este motor.Pratt & Whitney se lanzó de lleno a por un número uno, apostando por la configuración de dos estrellas de nueve cilindros cada una.A finales de la década, otros fabricantes estaban investigando y desarrollando motores de esa misma estructura, y todos buscaban el compromiso entre la gran capacidad en volumen que ofrecía esta configuración pero intentando mantener el diseño en unos valores aceptables de tamaño, sobre todo en lo referente al área frontal, así como una relación peso-potencia aceptable.Lo ideal sería un motor con un cubicaje no demasiado excesivo y con un diámetro contenido.Por supuesto esto planteaba el gran problema de la refrigeración adecuada, entre otros.
Pratt & Whitney finalmente se decantó por un diámetro-carrera de 146,05 x 152,4, lo que daba un volumen total justo por debajo de los 46 litros (45,960), y el diámetro del motor quedó en unos 1,342 mm.Sin duda era un diseño bastante "contenido" para tratarse de un 18 cilindros en doble estrella, y lo podemos comparar con algunos modelos de 18 cilindros que se estaban empezando a desarrollar, o al menos a plantear, por la misma época:
-Wright R-3350 Duplex-Cyclone: 54,8 litros; 1,417 mm
-Gnome-Rhône 18L: 54,2 litros: 1,400 mm
-Alfa Romeo 135 R.C.32: 48,2 litros; 1,315 mm
-Piaggio P.XII R.C.35: 53 litros; 1,410 mm
Y por comparar, uno de los más famosos de 14 cilindros en doble estrella:
-BMW 801: 41,8 litros; 1,290 mm
Por supuesto el BMW pertenecía a otra categoría, pero vemos que era tan sólo un poco menor en "tamaño".De los de su misma categoría que comenzaron a probarse entre finales de los treinta y primeros de los cuarenta, todos eran bastante mayores.El Wright consiguió desarrollarse a base de mucho esfuerzo, pero tanto el Gnome-Rhône como el Piaggio apenas pudieron hacerlo.Quizá el más similar y prometedor fue el casi olvidado Alfa Romeo 135, de tamaño similar y que en sus primeras pruebas con gasolina de 100 octanos se dice que alcanzó los 2.000 hp, que quedaban reducidos a unos 1.600 hp con la gasolina estándar de 87 octanos.Pero estuvo plagado de problemas y apenas si se pudo desarrollar para ver su potencial real, construyéndose apenas un puñado de ellos.
Para conseguir un diseño tan compacto fue necesario un enorme trabajo en lo referente a la refrigeración de las cabezas de los cilindros.Los ingenieros de P & W entendieron que el método de construcción seguido hasta entonces para las aletas de refrigeración de sus motores no sería viable, por lo que para el R-2800 mecanizaron directamente las aletas en un bloque de aluminio que formaba el cilindro, al que posteriormente le acoplaban una camisa de acero forjado en su interior para formarlo.Se conseguían así unas aletas de refrigeración más finas y más agrupadas, lo que suponía una mucho mayor superficie de enfriamiento total.Pero la refrigeración total también dependía no sólo de la cantidad de aletas, también era fundamental, y es algo que no se suele remarcar, el diseño global del flujo de aire en el interior para que el aire llegase a los cilindros traseros: de nada servía este gran trabajo en las cabezas de los cilindros si no les llegaba el aire.Y P & W lo consiguió, diseñando éstas con forma de deflector en la parte trasera para conducir el aire a través de la barquilla del motor, por lo que éste podía quedar prácticamente "encapsulado" dentro del capó, lo que hacía que la superficie frontal del conjunto fuese bastante contenida: era un motor "grande", pero casi por primera vez, un motor de este calibre era apto para montarse en un caza monomotor.
Quizá otra de las cuestiones más interesantes del Double Wasp es que desde sus comienzos la entrega de potencia estaba ya cercana al límite real del motor.Normalmente los motores de aquella época empezaban con unos valores de potencia que con los sucesivos desarrollos y ajustes se iban incrementando, en algunos casos sustancialmente.El Doble Wasp empezó entregando alrededor de los 2.000 hp, cifra que sería casi el estándar durante su producción, sin contar con los añadidos de la inyección de agua, y los muy distintos turbocompresores que se le fueron acoplando.El modelo "básico" desarrollado subió primero hasta los 2.100 hp y finalmente los últimos ejemplares alcanzaron los 2.400 hp.Volviendo a su origen, los 2.000 hp de inicio representaban unos fabulosos 43,5 Hp/litro, una relación superior al resto de los motores refrigerados por aire de la época y que se acercaba a muchos de los refrigerados por líquido.
Volviendo un poco a la historia del motor, en principio fue la Us Navy la mayor impulsora del proyecto, deseosa de un motor potente que pudiese marcar diferencias, por supuesto refrigerado por aire, ya que como se decía por entonces en la Us Navy, hacer un avión que vuela por el aire con un motor refrigerado por líquido era como hacer un submarino refrigerado por aire.Un poco exagerado, pero así pensaban.Para finales de 1937 el equipo de la P & W ya consiguió realizar el primer encendido, aunque debieron pasar un par de años aún para afinar el producto.Y es que desde luego no estuvo exento de problemas.Uno de los principales al comienzo de su desarrollo fue el de la torsión del cigüeñal: cada vez que un pistón "disparaba" su biela le confería cierta vibración al cigueñal, acumulándose miles de veces por minuto, hasta que al final acababa cediendo, provocando en algunos casos la destrucción total del motor al bloquearse.El problema se fue corrigiendo poco a poco, utilizando aleaciones mejoradas y finalmente incorporando unos contrapesos que equilibraban esas vibraciones, pero este problema lo arrastró en menor medida hasta 1942.
Para entonces surgieron otros problemas, relacionados con la corrosión en los cilindros, hasta que se detectó que se trataba de una alta concentración de ácido en el aceite lubricante.Por cierto que este hallazgo sirvió también a su gran rival, la Wright, que por entonces tenía gravísimos problemas de corrosión en sus R-2600 Cyclone 14.Pero para finales de 1942/principios de 1943 el R-2800 comenzaba a funcionar bastante bien, con problemas, por supuesto, como los continuos y persistentes escapes de aceite, pero que se podían solucionar con las mejoras de detalle en el diseño que se podían incorporar a las cadenas de montaje.
Quizá una de las mayores virtudes del Double Wasp era su relativa "simplicidad".Por supuesto no quiero decir con esto que no fuese un diseño excelente, que lo era.La alimentación era por carburador (de inyección), y tenía dos válvulas por cilindro de accionamiento por varillas de empuje y dos bujías por cilindro.Pero esa "sencillez" estaba diseñada y construida con esmero.Los dos grandes orificios de las válvulas aseguraban la correcta entrada y descarga.Los vástagos de las válvulas eran huecos y estaban rellenos de sodio líquido, que al subir y bajar por él, aseguraba el correcto enfriamiento del cabezal de éstas al llevarse el calor hasta la culata, donde se enfriaba con las aletas de refrigeración.La cámara de combustión tenían un techo fuertemente redondeado (algo que posteriormente llamarían hemisférico, como en los famosos motores Hemi V8 de automación que comenzó a fabricar la Chrysler).Se puede pensar que las dos bujías por cilindro estaban para asegurar la ignición si una de ellas fallaba, pero realmente en un motor de estas dimensiones lo que se pretendía era asegurar la correcta ignición de toda la mezcla, ya que se corría el peligro de que con una sola bujía no se produjese toda la combustión (esto sucede en un intervalo de tiempo ínfimo), y que el pistón comprimiese la parte no detonada, lo que provocaría con seguridad la destrucción del cilindro.
Los primeros modelos de producción R-2800-5 salieron de fábrica limitados a 1.850 hp y 2.600 rpm, y empezaron a equipar a los bombarderos medios Martin B-26 Marauder de las versiones -A y -B.La primera gran serie fueron los R-2800-8, que entregaba 2.000 hp con 2.700 rpm y estaba dotado de compresor de dos velocidades.Casi la totalidad de la producción de esta serie fue a parar a los primeros Vought F4U-1 Corsair, que precisamente había sido el primer modelo construido expresamente para utilizar el nuevo motor de la P & W.Aún persistían bastantes problemas con las fugas de aceite del motor, y los pilotos de los Marines y la Us Navy que los estrenaron en combate en el Pacífico aprendieron rápidamente a trepar hasta el primer frente nuboso cercano (algo por fortuna habitual en las zonas que operaban) para que el agua de las nubes limpiase sus carlingas manchadas de aceite.Para finales de 1943/principios de 1944 los nuevos F4U-1A montaban el mejorado R-2800-8W, el primer modelo del motor dotado de sistema de aumento de potencia por inyección de agua, y que alcanzaba por tiempo limitado los 2.250 hp.
También en ese año aparecían las versiones R-2800-10 y poco después la -10W, ambos básicamente similares a los -8, con la principal diferencia de usar otros modelos de carburadores.Estos modelos fueron los que equiparon a las primeras series del otro nuevo caza de la Us Navy, el Grumman F6F Hellcat.La entrada en servicio de éste y del Corsair, ambos equipados con el potente motor, significó una evidente ventaja para los pilotos norteamericanos en el Pacífico.
Por supuesto, el otro famoso caza monomotor que se equipó con el R-2800 fue el Republic P-47 Thunderbolt.En su caso, desde el origen se diseñó para utilizar la planta motriz en conjunción con un gran turbocompresor General Electric, que mantenía la potencia del motor a grandes alturas.Los primeros modelos utilizados fueron los R-2800-21, que lograban mantener los 2.000 hp de potencia hasta los 7.620 metros de altura.Las posteriores variantes del Thunderbolt se fueron equipando con nuevas versiones del motor: una de las principales fue el R-2800-59 y -59W, que llegaba hasta unos 2.500 hp con ayuda del WEP.
He nombrado estos tres modelos de cazas monomotores, por supuesto muy conocidos, para resaltar el hecho de que el motor funcionó perfectamente para este tipo de aparatos, algo que a finales de los treinta y primeros de los cuarenta se cuestionaba bastante.Las prestaciones y el desempeño de estos tres modelos estaban fuera de cualquier duda.Pero al tratarse de un motor tan versátil, su uso se podía extender a otros varios tipos de aviones.Por supuesto la lista de modelos que lo usaron es muy extensa, pero podemos destacar, durante el conflicto, al caza pesado bimotor Northrop P-61 Black Widow, a los bombarderos medios Martin B-26 Marauder y Douglas A-26 Invader, a los bimotores de la Lockheed como el Ventura, Harpoon y Lexington, el hidrocanoa Martin PBM-5 Mariner o al transporte pesado bimotor Curtiss C-46 Commando entre otros muchos modelos y prototipos.
Al final del conflicto y en la inmediata posguerra también lo montaron aviones tan conocidos como el Grumman F7F Tigercat y F8F Bearcat, y también tuvo una extensa implantación en aparatos civiles, como los Douglas DC-6 y las familias de transportes bimotores de Martin y Convair.Finalmente la producción alcanzó los 125.334 ejemplares.
Resumiendo un poco, el R-2800 puede que no fuese el mejor motor en algún aspecto determinado, pero estaba entre los mejores en todos los aspectos posibles.Su relación volumen/potencia y peso/potencia eran excelentes, el consumo específico de combustible era bastante bajo, una vez estuvo plenamente desarrollado tenía una larga vida útil.Era relativamente fácil de mantener, incluso de construir, por lo que no era demasiado costoso.En combate, resistía bastante bien los daños.Son numerosos los relatos de pilotos que llegaron hasta sus bases con los motores funcionando mal, para descubrir en las carcasa de sus capós, después de aterrizar, partes destruidas del motor que habían caído, aunque el motor seguía funcionando, al menos lo suficiente para regresar.
Características principales (R-2800-8W)
-Tipo: radial de 18 cilindros en dos estrellas refrigerado por aire.Compresor centrífugo mecánico de dos etapas.Alimentación por carburador de inyección Bendix-Stromberg PT-13D-4.Dos válvulas por cilindro (las de escape refrigeradas con sodio).Gasolina, grado mínimo, 100 octanos.
-Diámetro-carrera: 146,05 x 152,4
-Cubicaje: 45,96 litros
-Peso: 1,073 kg en seco
-Dimensiones: longitud, 2.068 mm; diámetro, 1,342 mm
-Relación de compresión: 6,65 : 1
-Potencias:
-2.000 hp a 300 metros de altura con 2.700 hp.
-1.800 hp a 4.724 metros de altura con 2.700 hp.
-2.250 hp máximo con inyección de agua.
Fuentes:
-http://www.aviation-history.com/engines/pr-2800.htm
-https://airandspace.si.edu/collection-objects/pratt-whitney-double-wasp-r-2800-cb16-2-row-radial-18-engine
-https://es.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_R-2800_Double_Wasp
-https://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_R-2800_Double_Wasp
-https://www.historynet.com/r-2800-piston-engine-perfection.htm
-https://www.valka.cz/Pratt-Whitney-R-2800-8W-t80789
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