Motores: Rolls-Royce Merlin (II)
A TIEMPO PARA COMENZAR LA GUERRA
El fracaso de los Merlin "Ramp Head" tuvo sus lógicas consecuencias. Se calcula que el coste de uno de los motores experimentales en 1935 ascendía a unas 6.000 libras, mientras que uno de "producción" se quedaba en unas 3.000. Esto quiere decir que el coste de los prototipos y los Merlin I de producción, todos los cuales eran como mínimo poco fiables, y que sencillamente fueron retirados del servicio poco después, ascendió a más de 580.000 libras... y el Ministerio del Aire seguía sin tener su motor.
Ya en 1936 la Dirección de la compañía pasó a manos de Ernest Walter Hives, que inmediatamente se puso en la tarea de darle un nuevo impulso al programa para hacerlo realidad a cualquier precio, y eso llevaría, al menos en principio, a un "regreso al pasado": sencillamente se eliminó el diseño de cabeza en rampa y se adaptó un conjunto de culatas similar al del Kestrel pero sobredimensionado al mayor tamaño del Merlin. En alguna de las publicaciones que he leído se dice que a este "nuevo" diseño bien podía habérsele llamado "Kestrel Mayor", o bien "Super Kestrel", pero que obviamente esto hubiese significado un reconocimiento por parte de la compañía del fracaso del nuevo motor hasta ese momento. El nuevo diseño se llamó Merlin G, y realizó las pruebas de resistencia de 400 horas del RAE (Royal Aircraft Establishment) en julio de 1937 y las de aceptación en septiembre de ese mismo año, aunque ya el mes anterior había entrado en producción como Merlin II.
La fabricación de este motor se aceleró lo máximo posible, y comenzó a equipar los Supermarine Spitfire, Hawker Hurricane, Fairey Battle y Boulton Paul Defiant. Esta primera variante alcanzaba los 1.030 hp de potencia a 1.600 metros de altura con 3.000 rpm, estaba dotada de compresor de una etapa y una velocidad, aún usaba refrigerante a base de 100% de glycol y en principio gasolina de 87 octanos. Al año siguiente apareció el algo mejorado Merlin III, que comenzó a ser entregado en julio de 1938. La principal diferencia era el "eje universal", que permitía la instalación de hélices Rotol ó de Havilland, aunque esto también era posible en los Merlin II pero a base de cierta adaptación. Con todo, en las primeras etapas de la Guerra aún había aparatos (sobre todo Hurricane) dotados con las anticuadas hélices Watts de madera de dos palas, que perjudicaban sus prestaciones. Por supuesto todos los aparatos en servicio estaban equipados desde el principio con los escapes eyectores para aprovechar el enorme flujo de los gases de escape, en lugar de los individuales que montaron en sus prototipos iniciales, con lo que se dice que se lograba un aumento de potencia del orden de los 70 hp y una ganancia de velocidad que en el caso del Spitfire llegaba a los 16 km/h.
Pero la mayor novedad y la principal mejora fue la posibilidad de usar gasolina de 100 octanos (tanto en el Merlin II como en el -III), con lo que la potencia máxima alcanzaba los 1.310 hp al poder aumentar la presión de sobrealimentación (para emergencia y durante cortos períodos y realizando pequeñas modificaciones en los motores). Más tarde se logró aumentar aún más presión de sobrealimentación en los Merlin III instalados en los Sea Hurricane, logrando un máximo de 1.440 hp con 3.000 rpm y a 1.670 metros de altura. Para mediados de 1940 prácticamente la totalidad de escuadrones de Hurricane y Spitfire podían usar la gasolina de 100 octanos (si estaba disponible), pero se recomendaba a los pilotos que no sobrepasasen los cinco minutos con la presión de sobrealimentación máxima, e incluso así, tenían obligación de comunicarlo una vez que tomaban tierra para que los mecánicos revisasen el motor y quedase registrado el tiempo de funcionamiento a sobrepresión.
Fueron por tanto los Merlin II y -III los que soportaron los primeros meses del conflicto, sin duda los más complicados, llegándose a construir unos 9.700 ejemplares entre las dos versiones. Nuevos modelos estaban comenzando a entrar en servicio, de los que hablaremos más adelante, pero fueron estos motores los que llevaron el peso de los combates sobre el Frente Occidental desde el comienzo hasta al menos el final de 1940. Casi se puede decir que el Merlin llegó justo a tiempo para contrarrestar a la Luftwaffe. No podemos dejar de pasar por alto que en esos momentos era realmente el único motor disponible en Gran Bretaña con esas características (los motivos que llevaron a esto ya son otra historia, que tiene más que ver con los intereses industriales y sus relaciones políticas), y que los dos modelos principales de cazas que contribuyeron a la derrota de la Luftwaffe en la Batalla de Inglaterra se habían diseñado pensando en un motor de esas características.
Pero por entonces aún no estaba exento de problemas, ni mucho menos: las fugas de refrigerante por el agrietamiento de las culatas fue posiblemente el mayor problema de mantenimiento de estos motores durante esos meses, y corregirlo aún llevaría bastante tiempo, aunque se fue mejorando poco a poco a base de revisar motores usados o puestos en funcionamiento estático por la compañía y realizando pequeñas modificaciones (no se podía alterar demasiado el diseño en esos momentos, ya que la producción, que aún no estaba al máximo, no podía pararse).
Otros problemas tuvieron mejor solución: el uso de glicol al 100% no era lo ideal por sus propiedades tóxicas e inflamables, y en modelos posteriores sería sustituido por una mezcla con agua que lo hacía más versátil, eliminando peligros de incendio y sobre todo alargando la vida útil del motor. El otro gran "problema" tuvo que ver, como es bien sabido, con el sistema de alimentación por carburador, que en estas primeras versiones eran del fabricante británico SU, del tipo clásico de flotador y aguja. El uso de carburadores convencionales tenía la ventaja en comparación con los sistemas de inyección de ese momento en tener una mayor densidad y una temperatura inferior en la mezcla aire/combustible que entraba al cilindro, por lo que se lograba comparativamente mayor potencia. Todos sabemos de los problemas de los pilotos británicos con la fuerzas G negativas durante los primeros meses de la Guerra, ya que provocaban que llegase una mezcla demasiado rica en combustible y el consiguiente fallo en la detonación, llegando a provocar incluso el paro total del motor si el tiempo de maniobra en G negativa se prolongaba. La primera medida provisional tuvo que ver con la iniciativa de Beatrice "Tilly" Shilling, ingeniera de la RAE de Farnborough, que ideó un dispositivo muy simple (un limitador de flujo) que podía acoplarse rápidamente a los motores en servicio. Este dispositivo, llamado oficialmente Restrictor RAE, fue ampliamente conocido con varios nombres que hacían mención a su inventora, como "diafragma de Miss Tilly", "orificio de Tilly", "orificio de Miss Shilling".
La propia Miss Shilling se dedicó desde comienzos de 1941, acompañada por un pequeño equipo, de recorrer las bases del Mando de Caza para instalar el dispositivo, que tuvo una gran acogida entre los pilotos. Para comienzos de la primavera estaba instalado en prácticamente la totalidad de los aparatos del Fighter Command. Hay que recalcar que era sólo un "apaño" provisional, que si bien permitía realizar casi sin restricciones picados bruscos, en ningún momento permitía el vuelo invertido prolongado. La solución definitiva no llegaría hasta un par de años después con el uso de los carburadores a presión.
Pero para comienzos de 1941 estas primeras versiones del Merlin empezaban a quedarse un tanto escasas en prestaciones. Además, otros modelos de aviones, ya fuesen navales o bombarderos, demandaban motores más ajustados a sus necesidades de entrega de potencia, que no eran las mismas que las de los cazas monomotores diurnos. Era necesario ampliar el espectro de variantes del modelo si se quería satisfacer la demanda cada vez más diversa, pero sobre todo, para su uso en los cazas de primera línea, era imprescindible mejorar el rendimiento a alturas cada vez mayores, y para eso había que actuar y mejorar uno de los elementos que llevarían con el tiempo a que el Merlin pasase a ser un gran motor: los nuevos compresores de varias etapas y velocidades. Lo dejamos para la siguiente entrega.
Fuentes:
-https://www.enginehistory.org/Piston/Rolls-Royce/RHM/RHM.shtml
-http://spitfiresite.com/2010/04/the-development-of-rolls-royce-merlin-engine.html
-https://www.spitfiresociety.org/content-Merlin-engine,Spitfire
-https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Rolls-Royce_Merlin_variants
-https://en.wikipedia.org/wiki/Rolls-Royce_Merlin
-http://airplanegroundschools.com/Aircraft-Systems/Induction-Systems/index.html
"Todos sabemos de los problemas de los pilotos británicos con la fuerzas G negativas durante los primeros meses de la Guerra, ya que provocaban que llegase una mezcla demasiado rica en combustible y el consiguiente fallo en la detonación, llegando a provocar incluso el paro total del motor si el tiempo de maniobra en G negativa se prolongaba."
ResponderEliminarYo siempre había pensado que era al revés, con G negativa el flotador bloquearía la entrada de combustible (tampoco es que yo sea un mecánico experto ni nada que se le parezca).
Hola! Bueno, aunque me atrevo a escribir sobre ellos, ya he dejado claro en varias ocasiones que no soy ningún experto en el tema, sólo un aficionado. He editado la entrada incluyendo un par de enlaces donde quizás se entienda mejor el funcionamiento del carburador y el fallo que provocaba la G negativa. Creo que si lo intento explicar yo mismo, lo que haría sería liar más el asunto. Un saludo!!
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