Motores: Rolls-Royce Merlin (IV)
LOS PODERES DEL MERLIN
Cuando se tomó la decisión de abandonar el diseño Ramp Head y volver al tipo de construcción ya probado del Kestrel para poder poner en fabricación los Merlin II, se tenía claro que este diseño, ya bastante veterano, tenía sus limitaciones. Los sucesivos modelos habían mejorado bastante las prestaciones y la fiabilidad, a base de ir introduciendo pequeñas diferencias en el diseño (las necesidades de producción por la Guerra no permitían mucho más si se quería entregar motores a buen ritmo), y sobre todo a base de mejorar otros sistemas y componentes, como los escapes, los combustibles, la refrigeración y la admisión, con carburadores mejorados y compresores más eficientes, por citar varios de los apartados que se fueron desarrollando.
Pero el diseño tenía un "problema" de raíz, y era el tipo de construcción de la culata, integrada en el bloque de los cilindros formando una sola pieza. Para entonces, la mayoría de constructores hacía tiempo que empleaban el diseño de culatas separadas del bloque motor y unidas firmemente a éste a través de numerosos vástagos roscados, colocando entre ambas partes una junta de estanqueidad para evitar fugas de fluidos (refrigerante y aceite) en los cilindros, que era precisamente el principal problema de fiabilidad del Merlin, problema que parecía que iba a ser mayor conforme subiese la potencia gracias a las nuevas gasolinas y a los compresores mejorados, y para poder usarlos, era necesario utilizar las culatas separadas, que ya en su día eran parte de las premisas iniciales cuando se puso en marcha el proyecto del PV-12 hacía casi una década.
Para un profano en mecánica como yo, parece contraproducente hacer por separado el bloque de cilindros y la culata, ya que se puede pensar que siendo de una sola pieza de fundición será más resistente. Pero es que los diseños de las culatas también se iban desarrollando con el tiempo y con nuevos avances, que hacían de ellas piezas cada vez más complejas, por lo que su fabricación en una pieza unida al bloque de cilindros era cada vez más difícil. Además, su fabricación por separado permite su desmontaje independiente, por lo que es posible poder inspeccionar ambas partes en las revisiones, algo que también era una de las premisas del diseño del PV-12.
Así que una vez establecida la producción a un ritmo aceptable en Gran Bretaña, era el momento de que los ingenieros de Rolls-Royce abordaran el rediseño del motor para incluir las culatas separadas del bloque de cilindros. Curiosamente, no sería en su propio país donde se iniciaría su producción.
Y es que como vimos en la entrada anterior, tras el acuerdo entre Rolls-Royce y Packard para construir en los EEUU el Merlin bajo licencia, la empresa norteamericana no se limitó a copiar estrictamente el Merlin XX, y ya comenté algunos de los cambios relacionados con los materiales de construcción de los rodamientos del cigüeñal. Pero el auténtico cambio fue que desde el comienzo de la producción por parte de Packard con el V-1650-1 se introdujo el diseño de culatas separadas, diseño que por cierto ya tenía la Packard, pero que finalmente cambió al entrar en motor en producción por el diseño desarrollado por Rolls-Royce.
El V-1650-1 de culata separada y compresor de una etapa-dos velocidades daba 1.300 hp al despegue, 1.240 hp a 3.500 m. y 1.120 hp a 5.600 m. En los EEUU equipó a los Curtiss P-40F Warhawk, y en Gran Bretaña, donde sería conocido como Merlin 28, equipó a los Avro Lancaster Mk III y a los Curtiss Kittyhawk II (que eran los P-40F "británicos"). Los V-1650-1 se construyeron en diferentes subvariantes, básicamente idénticas salvo por montar diferentes relaciones de reducción para las hélices, y que en Gran Bretaña se conocieron como Merlin 28, -29, -31,-33 y -38.
Aunque sea un poco engorroso, hay que hacer un inciso para intentar explicar la nomenclatura de los motores. Cuando se implementó en Gran Bretaña la producción de los motores de la Serie XX con la culata separada, comenzaron con el Merlin 22 y seguirían con los -22A, -23, -23A, -24, -25 y -27 (como modelos principales), adjudicando a los modelos "importados" de los EEUU los numerales a partir del -28. Las diferencias principales entre estos modelos "británicos" estaban en el sistema de refrigeración para adaptarlos a distintos modelos de aviones, y también el uso de los carburadores anti-g a partir del Merlin 24. Esta variante también admitía una mayor presión del compresor, y alcanzaba los 1.600 hp al despegue. La mayor parte de la producción de esta variante fue para el Avro Lancaster Mk I.
No podemos olvidar a los Merlin de "baja cota", los equipados con compresor de una etapa-una velocidad, aunque ya avanzada la Guerra su producción fue disminuyendo (por varios motivos, que serían largos de explicar, pero entre ellos están la llegada de los primeros Griffon para cotas bajas y la mejora de la fiabilidad de los Napier Sabre). También se incorporó a estos motores el diseño de culata separada en las últimas variantes de los Merlin de "baja cota", los Merlin 55, -55MA y -56, que equiparon principalmente a versiones del Spitfire Mk V y al Seafire Mk III.
Pero a pesar de todas estas mejoras, aún quedaba por resolver otro asunto: el de hacer que el Merlin no perdiese prestaciones a grandes altitudes, más allá de los 5.800 metros, y convertirlo en un gran motor para cotas altas. Y aunque se pueda pensar que el desarrollo de esto vino motivado para dar más prestaciones a los cazas, lo cierto es que en origen fue una propuesta a Rolls-Royce del Ministerio de Producción Aeronáutica allá por marzo de 1940 para lograr un motor así con el que equipar a los proyectados bombarderos de gran altura Vickers Wellington Mk V, una vez que el motor propuesto para estos, el Bristol Hércules VIII turboalimentado fue abandonado en su desarrollo. Aunque los ingenieros de R-R pensaron en utilizar la turboalimentación con los gases de escape, finalmente optaron por modificar un Merlin y adaptarle un compresor de dos etapas y dos velocidades bajo las órdenes de Stanley Hooker, que en principio adaptó un primer impulsor "heredado" del Rolls-Royce Vulture y un segundo impulsor derivado del Merlin 46, unido al primero por un eje pero con diferente relación de giro por medio de un tren de engranajes. El resultado fue el Merlin 60, cuyo primer encendido tuvo lugar en marzo de 1941 y su primer vuelo en julio de ese mismo año, aún con el sistema de construcción de culata integrada con el bloque de cilindros, y del que finalmente sólo se construyeron unos 63 ejemplares, ya que el proyectado Wellington Mk V para grandes alturas no pasó de la fase de prototipo. Pero los resultados fueron tan buenos que inmediatamente se planeó su producción en serie, pero ya con el nuevo diseño de culatas separadas. En Gran Bretaña se inició su producción en la propia planta de la compañía en Derby, con el nombre de Merlin 61, mientras que en los EEUU Packard comenzó a fabricarlo como V-1650-3.
Al igual que en su momento pasó con el Merlin 45 y el Spitfire Mk V, las urgencias de la Guerra (y sobre todo la entrada en escena del Focke-Wulf Fw 190) hicieron que el nuevo motor no se destinase, en principio, al llamado por entonces "Spitfire definitivo", como algunos llamaban al nuevo Sptifire Mk VIII, y al que aún le quedaba un tiempo para entrar en servicio, ya que se trataba de una nueva célula bastante refinada y mejorada. En lugar de ello, se decidió instalar a toda prisa el Merlin 61 en los fuselajes aún por terminar del Spitfire Mk V con mínimas modificaciones para poder albergarlo, y se continuó la producción de éste modelo, de nuevo una versión interina, que sería conocido como Spitfire Mk IX, y que sería la segunda versión más construida del Spitfire con más de 5.600 ejemplares. Este "nuevo" caza era hasta 110 km/h más rápido que el Mk V a una altura de 9.100 metros, altura a la que el Merlin 61 entregaba unos 300 hp más que el Merlin 45.
El nuevo motor se desarrolló rápido, y pronto fue reemplazado en las cadenas de producción por el Merlin 63, reforzado para poder aumentar la presión de sobrealimentación, y que alcanzaba los 1.710 hp a 2.590 metros y unos 1.580 hp a 7.200 metros. En 1943 entraba en producción el Merlin 66, con el compresor diseñado para no perder potencia tampoco a bajas alturas y el primero de la serie con carburador de presión Bendix-Stromberg, llegando a los 1.315 hp al despegue. Se lanzó otra nueva serie dedicada a alturas aún mayores, los modelos de la Serie 70, que llegaban a alcanzar los 1.233 hp a nada menos que 10.668 metros de altura.
Todas esta nuevas series fueron a parar en su mayoría a versiones del Spitfire y del de Havilland Mosquito, ya fueran como cazas, bombarderos o aparatos de reconocimiento, aunque por supuesto también se instalaron en menor medida en otros aparatos. Por fin se tenía un motor que, aunque como cualquier otro no estaba libre de problemas, era un auténtico fuera de serie a todas las alturas, dependiendo de sus versiones. Con los numerosos cambios realizados en su diseño a lo largo de los años, la llegada de gasolinas cada vez con mayor octanaje y sobre todo la puesta en marcha de las versiones con compresor de dos etapas, el Merlin alcanzó sus máximos poderes. El "pequeño" motor de 27 litros de capacidad rendía una potencia muy superior a la imaginada en su día. Como recordaba tras la Guerra uno de los más importantes personajes que contribuyeron a su desarrollo, el ingeniero Alfred Cyril Lovesey, fue el logro de adaptar estos compresores al motor lo que le daría al Merlin unos niveles de potencia tan elevados, sobre todo a grandes alturas, ya que él pensaba que la potencia de salida de un motor dependía más del volumen de aire que puede transportar y quemar de forma lo más eficiente posible, más que del cubicaje del mismo.
Pero a pesar de eso, lo cierto es que en el apogeo de su poder el Merlin comenzó a ser reemplazado por el Griffon, más moderno en su concepción original y con un cubicaje mucho mayor, de casi 37 litros. Y eso que los ingenieros de Rolls-Royce no habían terminado aún con el Merlin: para casi el final de la Guerra tenían listo el Merlin 130, con un gran rediseño de la alimentación de aire, del sistema de refrigeración y con carburadores de inyección SU, que se podían acoplar a unos capós mucho más delgados y aerodinámicos. La potencia al despegue alcanzó los 2.070 hp. Esto era más o menos el doble que los primeros Merlin que empezaron la Guerra. Su uso, ya en la inmediata posguerra, quedó limitado prácticamente a los de Havilland Hornet/Sea Hornet.
Antes de eso, un desarrollo paralelo de los Merlin Serie 60 le daría aún más fama al motor: los Packard V-1650-3 y posteriores se utilizarían para motorizar otro de los aparatos más icónicos de la Guerra: el North American P-51 Mustang. Lo dejamos para la última entrega de esta serie.
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