Motores: Jumo 222
Hablar de este motor, y más para un simple aficionado como yo, es meterse en terreno casi desconocido, tanto en el aspecto técnico como en el de su propia historia, pero no podía dejar de presentarlo, así que veamos un poco de él, pidiendo disculpas de antemano a los especialistas en la materia por los errores que pueda cometer.
Y es que el Jumo 222, el motor más deseado y esperado por la mayoría de fabricantes aeronáuticos alemanes durante la Guerra, sencillamente es todo un enigma, a pesar de que estuvo en desarrollo durante casi ocho años desde que se iniciaron los diseños, y a que, según los datos comúnmente aceptados (pero no por todos), se construyeron hasta 289 unidades, ya fuese como prototipos (la inmensa mayoría) o como supuestas unidades de pre-producción. Todo este esfuerzo no llegó a nada: el motor nunca superó los "problemas técnicos".
No he hecho más que empezar y ya estoy escribiendo entrecomillados y supuestos. Pero es que por desgracia es así. Todo lo relacionado con este motor genera dudas, desde la cantidad de unidades fabricadas hasta que realmente no superase los problemas técnicos.
La historia del Jumo 222 empezó lo mismo que la de multitud de otros motores de gran potencia en otros países. Desde primeros-mediados de la década de los treinta, la necesidad de mayor potencia en los motores para poder satisfacer el creciente aumento de capacidad de las aeronaves estaba llevando a la construcción de plantas motrices cada vez más grandes. En lo concerniente a los motores refrigerados por líquido (dejemos ahora de lado por el momento los radiales refrigerados por aire), varios de los diseñadores de este tipo de motores estaban convencidos de que, con la tecnología y los materiales del momento se estaba llegando al límite de potencia de los V 12, que era la configuración típica para los modelos de mayor capacidad. Un poco esquemáticamente, se presuponía que el aumento del tamaño de los pistones, bielas, cigüeñal, etc, tenía un límite práctico en conjunción con las revoluciones factibles en un motor demasiado grande. Otros problemas a la vista eran los sistemas de válvulas de asiento, que también deberían de crecer en tamaño. Por supuesto, el peso y el tamaño total también eran fundamentales. Con el tiempo, nuevas tecnologías, materiales y combustibles más adecuados demostraron que no era tan imprescindible aumentar descomunalmente el tamaño de los motores, pero eso fue pasados unos años...
Un solución que pensaron muchos diseñadores fue la de utilizar más cilindros pero más pequeños, intentando aumentar el cubicaje total del motor pero no de forma excesiva, esperando que con un diámetro-carrera más reducido se pudiesen aumentar las revoluciones. Para ello había que abandonar el tradicional esquema de 12 cilindros en V. Surgieron una buena cantidad de diseños de 16, 18 y 24 cilindros, así como otras configuraciones menos comunes. Posiblemente la más elegida fue la de 24 cilindros, pero la forma de "colocarlos" también varió bastante. Puede que las configuraciones más conocidas fuesen las de 24 cilindros en "X" y la de 24 cilindros en "H", esta última bien en horizontal o en vertical. Por citar algunos ejemplos, Rolls-Royce diseñó varios motores en X, el más conocido el Vulture, y la compañía Napier hizo lo propio con los motores en H, primero con modelos refrigerados por aire y posteriormente con el Sabre, ya con refrigeración líquida. El caso es que estas dos configuraciones, y otras varias menos conocidas, no dejaban de ser versiones agrandadas, con más bloques de cilindros distribuidos en diferentes formas, de cualquier motor lineal refrigerado por líquido, al igual que los dispuestos en V. Lo mismo podemos decir de los motores "acoplados", como los famosos Daimler-Benz DB 606 y 610, que se unían en un engranaje común para accionar las hélices.
Pero hubo otra disposición, probada por algunos fabricantes durante varios años, que es un poco más "complicada", y en ella es donde entra el Jumo 222. Se trata de los motores radiales de bancadas de cilindros en línea refrigerados por líquido.
Hasta la manera de definirlos me parece complicada, y he visto unas cuantas formas de nombrarlos: en línea de múltiples bancadas, radial paralelo con refrigeración líquida, radial refrigerado por líquido, "radialine", etc. Se puede describir como un motor de 24 cilindros formado por seis bancos de cuatro cilindros en línea cada uno, refrigerados por líquido, dispuestos de forma radial a intervalos de 60º alrededor de un cárter común. Dicho así podría parecer una especie de motor en X con dos bancadas más de cilindros, pero nada de eso: la gran diferencia es la manera de accionar el cigüeñal, común para las seis bancadas. Y es que interiormente el Jumo 222 accionaba el cigüeñal de forma muy parecida a los motores radiales refrigerados por aire, con una biela maestra en uno de los cilindros que era la que se acoplaba al cigüeñal, y los otros cinco cilindros de cada "ronda" (cada uno perteneciente a una bancada distinta) unidos a esta biela maestra por medio de bielas secundarias. Este mecanismo se repetía en cada "ronda" de cilindros, o sea, cuatro veces.
El Jumo 222 no fue desde luego el único con esta disposición. Hay incluso una serie de motores con una configuración muy parecida que se agrupan dentro de los llamados "motores hexagonales", como fueron el diseño francés SNCM 137, algunos modelos del fabricante soviético Dobrynin y los norteamericanos Wright H-2120 y Curtiss H-1640 Chieftan. También hubo modelos con más bancadas de cilindros, como las siete del Alfa Romeo 1101 (para un total de 28 cilindros), el francés Mathis Vega de siete bancadas con ocho cilindros cada una (para un total de 42 cilindros) o el descomunal modelo norteamericano Lycoming XR-7755 de 9 bancadas de cuatro cilindros cada una para un total de 36, pero con un cubicaje asombroso de 127,1 litros de cilindrada.
Pero volviendo al Jumo 222, ya desde finales de 1936 la compañía Junkers estaba tratando de convencer al RLM para desarrollar un motor muy distinto a lo fabricado hasta entonces y de gran potencia. El 4 de mayo de 1937 el RLM autorizó a Junkers a que iniciase la construcción del motor, que recibió la denominación interna de fábrica de P2001, y que en abril de 1938 recibió la denominación oficial de Jumo 222. La compañía esperaba que las primeras unidades entregaran entre 1.900 y 2.000 hp al despegue, pero se confiaba en llegar a los 2.500 hp una vez refinado el diseño. Por entonces ya se había probado, a modo de test, un cilindro simple, y en junio de 1938 una fila completa de cilindros. El 24 de abril de 1939 tuvo lugar el primer encendido de prueba estático en el banco de un motor ya completo, pero no fue hasta diciembre de 1940 que realizó su primera prueba de vuelo, instalado en la posición del morro de un Junkers Ju 52 trimotor modificado para ello.
Un vez completado, el Jumo 222 resultó en un motor de 24 cilindros distribuidos en seis bancadas de cuatro cada una refrigeradas por líquido dispuestas de forma radial con un ángulo de 60º entre ellas compartiendo un mismo cárter, y accionando un sólo cigüeñal de forma similar a los motores radiales en estrella, con biela maestra y esclavas, como dijimos antes. El diámetro-carrera era de 135 mm por 135 mm, lo que le daba un cubicaje total de 46,5 litros. Mantenía la configuración típica de Junkers de tres válvulas por cilindro, dos de admisión y una más grande de escape. Visto de frente en sección trasversal, el motor podía asemejarse a tres motores en V unidos, lo que daría seis espacios entre las filas de cilindros: tres de ellos estaban ocupadas por los escapes y los otros tres por los conductos de admisión. En la parte posterior del motor unos juegos de engranajes movían los seis árboles de levas para el accionamiento de las válvulas, mientras que otro engranaje movía el compresor centrífugo, en principio de una etapa y dos velocidades. La alimentación de combustible era por bomba inyectora, tres en total, una para cada dos bancos de cilindros, y los inyectores de los cilindros se situaban entre las dos válvulas de admisión, con las dos bujías por cilindro a los lados de la cabeza del cilindro, siendo estas alimentadas por dos magnetos. El sistema de lubricación constaba de varias bombas, una principal de presión con válvula de alivio de presión incorporada, bomba principal de barrido y dos bombas auxiliares también de barrido en los bloques "inferiores" accionadas estas por extensiones de sus árboles de levas. La bomba del refrigerante se situaba bajo el cárter, con tres tuberías principales para cada dos bloques de cilindros en la parte posterior y salida por la parte delantera.
Las primeras pruebas de los motores, a pesar de sus correspondientes fallos como en cualquier motor nuevo, dieron unos resultados de potencia del orden de los 2.500 hp para el despegue y para situaciones de emergencia, una potencia considerable teniendo en cuenta la relativamente baja relación de compresión del motor, 6,5 : 1, debido al combustible B4 de 87 octanos, que era el disponible en grandes cantidades en ese momento (y en el futuro). Pero una de las premisas del diseño de elevar el número de pistones haciéndolos más pequeños era el de poder funcionar a altas revoluciones, y el Jumo 222 alcanzaba las 3.200 rpm.
Estos primeros datos esperanzadores (a pesar de los fallos) unidos a la propuesta de la Junkers de un nuevo bombardero (el EF 74, presentado al RLM en mayo de 1939, sobre un bombardero medio/pesado equipado con dos Jumo 222, en gran parte gracias al trabajo del ingeniero Heinrich Hertel, recientemente "adquirido" de la compañía Heinkel) fueron decisivos para que el RLM abriese en julio de 1939 el concurso para el Bombardero B, que debería de complementar y finalmente reemplazar tanto al ganador del anterior proyecto del Bombardero A, el Heinkel He 177, como al resto de aparatos en servicio. Las premisas principales del nuevo aparato eran las de una velocidad máxima de 600 km/h, una carga de bombas de unos 4.000 kg y que pudiese alcanzar cualquier parte de Gran Bretaña desde bases tanto en Francia como en Noruega. Para un aparato así, eran imprescindibles unos motores del orden de los 2.500 hp, ya que se requería que fuese un bimotor. El RLM, aunque animado por los primeros datos del Jumo 222, no quiso, en principio, jugárselo todo a esa carta, por lo que instó a otras compañías a desarrollar motores de potencia similar.
Estos presuntos competidores del Jumo 222 serían el Daimler Benz DB 604, de 24 cilindros en X y refrigeración líquida, y el BMW 802, radial de 18 cilindros en doble estrella y refrigerado por aire. Para no extenderme demasiado, sólo comentaré de ellos que el 802 recibió poca atención debido a que la compañía estaba inmersa en el desarrollo del famoso 801, que también estaba teniendo sus propios problemas iniciales, y luego en su posterior mejora, y más adelante en la Guerra, se volcaría en los motores de turbinas, y en 1943 BMW decidió que no merecía la pena seguir con él. Respecto al DB 604, se trataba de un modelo que la compañía ya estaba estudiando anteriormente, por lo que pudo realizar su primer encendido en 1939, alcanzando en el banco de pruebas los 2.500 hp. A pesar de ser también un modelo prometedor, los motores en X ya habían demostrado que tenían que superar gran cantidad de problemas, por lo que también el modelo tuvo un desarrollo muy lento, entre otras cosas porque la compañía también estaba inmersa en la mejora de los motores "acoplados" DB 606 y el posterior DB 610, que aunque pesados y menos eficientes que el DB 604, ya estaban en servicio (o lo iban a esta dentro de poco en el caso del DB 610), y se veían como una posible alternativa para un motor de gran capacidad si los nuevos motores en desarrollo no llegaban a buen fin. Hay que recordar que tanto el DB 606 como el bastante mejorado DB 610, a pesar de sus inconvenientes de peso, tamaño y rendimiento algo escaso, realmente si que funcionaban correctamente siempre que se instalaran de forma adecuada, algo que por desgracia no ocurrió en las primeras versiones del He 177 con los DB 606, tristemente famosos por sus incendios. En definitiva, el DB 604 fue finalmente cancelado en 1942.
Puestas así las cosas, el único candidato de motorización para los competidores en el Bombardero B iba a ser el Jumo 222, y los constructores que fueron seleccionados para construir prototipos de este tipo de aparato lo incluyeron como planta motriz en sus proyectos, al menos los dos competidores más destacados: Focke-Wulf con el Fw 191 y Junkers con el Ju 288. También Dornier presentó la propuesta del Do 317, en principio también con los Jumo 222, aunque finalmente los prototipos construidos llevaron otros motores. Realmente este "concurso" era una pura formalidad, ya que el RLM ya había designado al Ju 288 como el nuevo bombardero, manteniendo en segundo lugar al Fw 191 como posible respaldo y como banco de pruebas de los nuevos sistemas eléctricos, y al Do 317 como última alternativa con un diseño más convencional.
Con los diseños del Junkers Ju 288 y el Focke-Wulf Fw 191 comenzando a construirse en forma de prototipos, los motores Jumo 222 iniciales también comenzaron a construirse (no he podido averiguar en que cantidad) en dos versiones, el 222A-1 y B-1, con sentidos de giro invertidos. Las pruebas de estos primeros motores fueron mal, y se decidió remodelar el diseño aumentando el diámetro de los pistones, que pasó de 135 mm a 140 mm para un cubicaje total de 49,88 litros, pero reduciendo la velocidad de trabajo a 2.900 rpm, lo que finalmente daba una potencia idéntica a los anteriores. Estos modelos fueron denominados 222A-2 y B-2. Se construyó además una subserie de estos modelos, los A-3/B-3, al parecer con un compresor más grande y optimizado para una altura de 6.000 metros, incorporando además la posibilidad de utilizar el aumentador de potencia MW-50 para el despegue, alcanzando para ello los 2.900 hp. Al menos uno de los prototipos del Ju 288 voló con alguno de estos motores, quizá con los A-3/B-3. Una vez más, problemas de fiabilidad hicieron que todas estas variantes no pasasen de fase de prototipos. Para entonces, los diseños del Bombardero B ya estaban preparados y a la espera de recibir los motores. Esperarían en vano, ya que nunca llegarían. Los motores seguían teniendo "problemas técnicos" y no eran viables.
A finales de 1941 Junkers intentó un nuevo cambio radical en el motor, aumentando el diámetro-carrera hasta los 145 mm x 140 mm y volviendo a elevar la velocidad de funcionamiento hasta las 3.200 rpm. Esta variante se denominó Jumo 222C y D, de nuevo según el sentido de giro. Con una cilindrada de 55,5 litros, este enorme motor estaba lejos del pensamiento original de un motor de muchos cilindros pero de un volumen contenido (superaba a los enormes Bristol Centaurus y al Wright R-3350 Duplex Cyclone), pero prometía unos espectaculares 3.000 hp al despegue, aunque con la escasa gasolina C3 de 96 octanos. De nuevo muchas buenas expectativas, que una vez más quedarían en nada.
El prototipo V14 puede que comenzase sus vuelos de prueba en septiembre de 1942, y al parecer fue el último intento de la Junkers por equipar al modelo con su motor Jumo 222, ya que los siguientes prototipos, de la Serie C, se equiparían con los Daimler-Benz DB 610 en un intento desesperado de que el modelo pudiese funcionar.
A pesar de que se llegó a planificar la fabricación en serie de esta última variante para la segunda mitad de 1942 a un ritmo de 1.000 unidades mensuales, los problemas de fiabilidad no desaparecieron y nunca se pudo llevar a cabo. El RLM finalmente tuvo que admitir que no tenía motores para su proyecto del Bombardero B, y los dos fabricantes principales de él empezaron a utilizar motores diferentes para las pruebas de vuelo, ya fuesen los BMW 801, los DB 603 o los DB 606/610. Nada daría resultado, los aparatos estaban diseñados para dos motores de mayor potencia, y el RLM se vio obligado en mitad del conflicto a abandonar todo el proyecto. Los viejos modelos en servicio tendrían que seguir en activo, con diferentes versiones y algunos retoques, pero todos eran claramente obsoletos o no tenían la capacidad necesaria. Además, a esas alturas de la Guerra, aunque el Jumo 222 hubiese funcionado, la enorme cantidad de metales de altísima calidad necesarios para su fabricación ya no era viable, teniendo en cuanta que también era imprescindibles para los demás motores en producción, sobre todo en esas fechas para los que equipaban a los cazas monomotores, cada vez más necesarios para la defensa del Reich. Así que, digamos que a finales de 1942-principios de 1943, los proyectos de un motor de alta potencia y de un bombardero de alta capacidad, iniciados ambos antes de la Guerra, fracasaron por completo.
En otro país, o en la misma Alemania en otra época, lo lógico es que esto hubiese significado el final para el Jumo 222, pero ya sabemos que, sobre todo en la segunda mitad de la Guerra, la lógica dio paso a una multitud de proyectos fantasiosos e irrealizables en este país, y me atrevo a decir que especialmente en todo lo relacionado con la Luftwaffe, en mi opinión dando una clara imagen de que esta fue el arma de las Fuerzas Armadas Alemanas más caótica, peor dirigida y con mayor número de ineptos entre los mandos responsables de la planificación de proyectos. Dicho esto, el Jumo 222, en vez de desaparecer de una vez de la escena, siguió acumulando versiones en forma de prototipos o al menos de proyectos de diseño, y lo que es peor, aún sabiendo que el motor llevaba varios años sin superar los "problemas técnicos" y que el país ya no tenía capacidad para producirlos en masa, algunos diseñadores aeronáuticos seguían incluyéndolos en sus nuevos proyectos. Aparecieron así los Jumo 222E y F, que volvieron a los 49,88 litros de los A-2, pero con compresores de dos etapas, tres velocidades y hasta tres intercooler, optimizado para altas cotas y con posibilidad de usar los aumentadores de potencia MW-50 para el despegue y el GM-1 para altura. Al parecer se construyeron hasta diez prototipos en 1944, y puede que se probase incluso en vuelo. Otras variantes incluyeron el Jumo 222 T con turbocompresor accionado por los gases de escape para alturas aún mayores y con la misma cilindrada que los anteriores, del que puede que se probase un ejemplar en el banco de pruebas. Por último, mencionar que se estudió la posibilidad de agrandar aún más el motor con el Jumo 225 (también se le nombra como 222G), que con el mismo diámetro-carrera de los A-2 (140 mm x 135 mm) usaría bancadas de seis cilindros en lugar de las de cuatro, para un total de 36 cilindros y un cubicaje de 69,57 litros. Por descontado sólo fue un proyecto más del final de la Guerra.
Se comenta en varias páginas de la red que el Jumo 222 fue un fracaso que costó muy caro a la Luftwaffe, ya que absorbió una gran cantidad de recursos, ya fuese en materiales o en tiempo empleado por ingenieros y mano de obra cualificada, que además retrasó y a la postre frustró el programa del Bombardero B, y tras su cancelación, siguió presente en otros diseños que tampoco llegaron a nada. Pues muy probablemente todo sea cierto. Lo que también es cierto, al menos creo yo, es que un tipo de motor así, de esa potencia, aunque no necesariamente de esa configuración, era indispensable para la segunda generación de aparatos de la Luftwaffe, que debería de haber empezado a entrar en servicio, idealmente, para 1941-1942. No lo tuvieron, ni ese ni otro parecido, y tuvieron que continuar durante toda la Guerra exprimiendo los diseños anteriores hasta el límite, tanto de motores como de aeronaves, aparte de los modelos de turbinas o de cohete de los últimos meses.
Lo que nunca he llegado a entender es que la Junkers no lograse superar los presuntos "problemas técnicos" durante tantos años y que alguna de las versiones iniciales del motor no pudiese entrar en servicio, aunque fuese algo "rebajada" en cuanto a sus prestaciones para intentar que fuese lo suficientemente fiable, sobre todo teniendo en cuenta que otros motores como los DB 606/610 si entraron en producción, cuando tampoco eran la panacea de fiabilidad. En lo referente a los problemas técnicos, las páginas que he podido consultar que me parecieron más fiables no dan ningún o casi ningún detalle de que tipo de problemas eran, lo que me parece muy extraño. Sobre esto, en varias páginas de la red, que no incluyo en las fuentes porque no presentan, a su vez, fuentes de la información de la que hablan, comentan muchas presuntos factores que llevaron a estos fallos, como la falta de calidad de los materiales de fabricación y por tanto la rotura de componentes básicos como el cigüeñal. En mi opinión, en sus primeras etapas de desarrollo creo muy probable que si dispusieran de ellos. Incluso se comenta que la propia disposición del motor, que recordemos tenía cierta semejanza a los motores en estrella, era la culpable de los fallos debidos a fuertes vibraciones, y es que generalmente los motores en estrella tienen un número impar de cilindros por cada estrella para que el orden de encendido no cause precisamente esas posibles vibraciones, mientras que en el 222 era par, pero es un tema del que no puedo opinar por ser demasiado avanzado para mí, se lo dejo a los ingenieros o similares. También se dice que hubo intereses ocultos entre los Altos Cargos de la Luftwaffe, que en su momento no dejaron de modificar las especificaciones del Bombardero B y por tanto Junkers tenía que ir modificando los motores para adecuarse a ellas, aunque esto es algo casi imposible de saber a ciencia cierta. Como dije al principio, otro punto algo extraño es la gran cantidad de motores fabricados para ser sólo prototipos: casi 300 unidades parece una cifra algo exagerada para ello, e incluso es posible que se trate simplemente de un error producido en los primeros escritos de posguerra sobre el motor que se ha ido manteniendo en el tiempo.
Características principales (Jumo 222 A/B):
-Tipo: motor de 24 cilindros en seis bancadas de cuatro cilindros cada una en línea refrigeradas por líquido, dispuestas de forma radial alrededor de un cárter común con los bloques de cilindros a intervalos de 60º. Alimentación por inyección de combustible con tres bombas, una para cada dos bancadas. Gasolina B-4 de 87 octanos. Refrigeración líquida (agua + glicol) con circuito presurizado y 120º de temperatura máxima. Árbol de levas en cabeza, uno por bancada. Tres válvulas por cilindro, dos de admisión y una de escape, con estas rellenas de sodio para refrigeración. Asientos de las válvulas de aleación de níquel, cromo y boro con un ángulo de 45º. Culatas de flujo cruzado por cada grupo de dos bancadas. Compresor mecánico centrífugo de una etapa y dos velocidades. Doble bujía por cilindro.
-Diámetro-carrera: 135 mm x 135 mm
-Cubicaje: 46,5 litros.
-Peso: 1.088 kg en vacío.
-Dimensiones: longitud 2.400 mm; diámetro 1.160 mm
-Relación de compresión: 6,5 : 1
-Potencias: 2.500 hp al despegue y emergencia con 3.200 rpm; 2.200 hp para combate con 2.900 rpm; 1.800 hp potencia de crucero.
Fuentes:
-http://powerplants.warbirdsresourcegroup.org/german_junkers_jumo_222.html
-https://en.wikipedia.org/wiki/Junkers_Jumo_222
-http://www.enginehistory.org/Piston/Junkers/Jumo222/Jumo222.shtml
-http://alternathistory.com/aviatsionnyi-dvigatel-junkers-jumo-222/
-http://hugojunkers.bplaced.net/junkers-jumo-222.html
-https://oldmachinepress.com/aircraft-engines-world-war-ii/
-https://en.wikipedia.org/wiki/Bomber_B
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