El BMW 003 (designación RLM completa 109-003 ) es uno de los primeros motores turborreactores axiales producidos por BMW AG en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial . El 003 y el Junkers Jumo 004 fueron los únicos motores turborreactores alemanes que llegaron a producirse durante la Segunda Guerra Mundial.
Se había comenzado a trabajar en el diseño del BMW 003 antes que su contemporáneo, el Jumo 004, pero los prolongados problemas de desarrollo hicieron que el BMW 003 entrara en producción mucho más tarde, y los proyectos de aviones que se habían diseñado teniendo en cuenta este modelo fueron rediseñados con el mismo motor. En su lugar, el motor Jumo. El caso más famoso de esto fue el Messerschmitt Me 262 , que utilizó el 003 en dos de los prototipos de la serie V y en los dos aviones experimentales A-1b. Los únicos aviones de producción que utilizaron el BMW 003 fueron el Heinkel He 162 y las posteriores versiones de cuatro motores de la serie C del Arado Ar 234 .
En Alemania se construyeron unos 3.500 motores BMW 003, pero muy pocos se instalaron en aviones. [1] El motor también formó la base para el desarrollo de turborreactores en Japón durante la guerra y en la Unión Soviética después de la guerra. Un derivado más grande fue el BMW 018 , pero al final de la guerra sólo se habían construido tres prototipos.
La viabilidad de la propulsión a chorro había sido demostrada en Alemania a principios de 1937 por Hans von Ohain, trabajando con la empresa Heinkel . Reconociendo el potencial de la invención, el Ministerio del Aire del Reich ( alemán : Reichsluftfahrtministerium , abreviado RLM) alentó a los fabricantes de motores aeronáuticos de Alemania a comenzar sus propios programas de desarrollo de motores a reacción, ofreciendo contratos tanto a Junkers como a BMW para un motor capaz de 1,520 lb (690 kg) empuje estático . [2]
El BMW 003 comenzó a desarrollarse como un proyecto de Brandenburgische Motorenwerke ( Brandon Motor Works, conocido como " Bramo "), bajo la dirección de Hermann Östrich y se le asignó la designación RLM 109-003 (usando el prefijo "109-" del RLM, común a todos los proyectos de motores a reacción y de cohetes). Bramo también estaba desarrollando otro turborreactor, el 109-002. En 1939, BMW compró la participación de Bramo y, con la adquisición, obtuvo ambos proyectos de motores. El 109-002 tenía un diseño de compresor contrarrotante muy sofisticado destinado a eliminar el par , pero fue abandonado en favor del motor más simple, que al final demostró tener suficientes problemas de desarrollo propios.
La construcción comenzó a finales del mismo año y el motor funcionó por primera vez en agosto de 1940, [3] pero produjo sólo 330 lb (150 kg) de empuje, sólo la mitad de lo deseado. [4] La primera prueba de vuelo tuvo lugar a mediados de 1941, montada debajo de un fuselaje de banco de pruebas Messerschmitt Bf 110 . Sin embargo, los problemas continuaron, retrasando tanto el programa que, si bien el prototipo de fuselaje Me 262 V1 (el primer avión destinado a utilizar el motor) estaba listo para las pruebas de vuelo, no había plantas de energía disponibles para él y, de hecho, comenzaron las pruebas de vuelo con un Motor suplementario de pistón Junkers Jumo 210 convencional en el morro. No fue hasta noviembre de 1941 que el Me 262 V1 voló con motores BMW, pero ambos fallaron durante la prueba. [5] El avión prototipo tuvo que regresar al aeródromo gracias al motor de pistón que todavía estaba instalado. [6] [7]
El uso general del motor BMW se abandonó para el Me 262, a excepción de dos ejemplos experimentales del avión conocido como Me 262 A-1b. Los pocos ejemplares de prueba del Messerschmitt Me 262 A-1b construidos utilizaron la versión más desarrollada del avión 003, registrando una velocidad máxima oficial de 500 mph (800 km/h). La versión de producción del Me 262A-1a utilizó el Jumo 004 de la competencia, cuyo mayor peso requirió que las alas se movieran hacia atrás para mover el centro de gravedad a la posición correcta. De todos modos, el trabajo en el 003 continuó y, a finales de 1942, se había hecho mucho más potente y fiable. El motor mejorado fue probado en vuelo con un Junkers Ju 88 en octubre de 1943 y finalmente estuvo listo para la producción en masa en agosto de 1944. Los motores terminados se ganaron una reputación de falta de confiabilidad; el tiempo entre revisiones importantes (técnicamente no un TBO ) fue de aproximadamente 50 horas. [8] (El Jumo 004 competidor tenía entre treinta y cincuenta años, y puede haber sido tan bajo como diez.) [8] A lo largo de 1944, la confiabilidad del 003 mejoró, convirtiéndolo en una planta de energía adecuada para diseños de estructuras aéreas que competían por el Jägernotprogramm . Contrato de producción de cazas ligeros . que ganó el diseño Heinkel He 162 Spatz .
Los desarrollos del motor incluyeron el 003C, que aumentó el empuje a 900 kg (2000 lb), en la misma clase de empuje que el Jumo 004B de la competencia, pero unos 136 kg/300 lb más liviano; y el 003D, que lo elevó a casi 1100 kg (2400 lb), [9] que agregó una etapa de compresor adicional más allá de las siete de los diseños anteriores, y una etapa de turbina adicional, [10] con una relación empuje-peso de 16,58 N/kg para el 003D con solo 1,431 lb (649 kg) de peso, siendo aproximadamente un 30% mayor que la cifra de 1,288 lb f /lb (12,63 N/kg) para el Heinkel HeS 011 A de 950 kilogramos (2,090 lb) .
Sólo dos aviones de producción alemana utilizaron el 003. El primero fue el Heinkel He 162 A Spatz (ya que el concurso de diseño de cazas ligeros Volksjäger exigió su uso), [11] y el Spatz utilizó una versión 003E, diseñada para poseer puntos de montaje ventrales para permitir para montarlo encima del fuselaje de un avión. La otra era la variante del bombardero de reconocimiento Arado Ar 234 C de cuatro motores, que fue diseñada para utilizar lo que se suponía que era el motor "más disponible", [12] a pesar de su asignación principal para el He 162A.
El BMW 003 resultó más barato en materiales que el radial 801 de la compañía , entre 12.000 ℛ︁ℳ︁ y 40.000 ℛ︁ℳ︁, y más barato que el motor de pistón V12 invertido Junkers Jumo 213 con 35.000 ℛ︁ℳ︁, pero ligeramente más costoso que el Junkers Jumo 004 de la competencia. Son 10.000 ℛ︁ℳ︁. [13] Además, el 004 necesitó sólo 375 horas para completarse (incluyendo fabricación, montaje y envío), en comparación con 1.400 para el 801. [14] En Kolbermoor, ubicación de la fábrica de motores Heinkel - Hirth , la Misión Fedden , dirigió por Sir Roy Fedden , encontró que la fabricación de motores a reacción era más simple y requería mano de obra menos calificada y herramientas menos sofisticadas que la producción de motores de pistón; de hecho, la mayor parte de la fabricación de álabes de turbinas huecas y trabajos de chapa en los jets podría realizarse con herramientas utilizadas en la fabricación de paneles de carrocería de automóviles . [15] La vida útil de las cámaras de combustión se estimó en 200 horas. [8]
El BMW 003 utilizó casi el mismo método de arranque que su competidor Jumo 004, un poco más potente: uno de los motores bicilíndrico plano de dos tiempos de 10 CV de Norbert Riedel , instalado dentro del desviador de admisión del motor como una APU mecánica , para obtener el motor central del 003. eje giratorio para su funcionamiento. Una revisión de posguerra del BMW 003 realizada por militares estadounidenses declaró que se utilizó un arrancador eléctrico de algún tipo para "dar la vuelta" a la APU Riedel, sin que existan fotografías de BMW 003 en tiempos de guerra o restaurados que muestren la "forma de D". tirador tan prominente en las narices de muchos desviadores de admisión Jumo 004 conservados en museos. [dieciséis]
Una última versión del motor añadió un pequeño motor de cohete (el BMW 109-718 ) en la parte trasera y normalmente justo encima del escape del motor, que añadió unos 1.250 kg (2.760 lb) de empuje cada uno durante tres a cinco minutos, para tomar apagado y guiones cortos. [17] En esta configuración, se conocía como BMW 003R y se probó, aunque con algunos problemas graves de confiabilidad, en prototipos individuales para modelos avanzados del Me 262 (el Me 262C-2b Heimatschützer II [Home Defender II]), [18] y He 162 (He 162E). Ambos prototipos volaron con propulsión híbrida de jet/cohete durante marzo de 1945, [18] aunque los registros no indican los resultados de las pruebas con el 162E.
Sólo se construyeron unos 500 ejemplares del BMW 003, [13] [ se necesita verificación ] pero la misión Fedden de posguerra estimó que la producción total de motores a reacción alemanes a mediados de 1946 podría haber alcanzado las 100.000 unidades al año, o más. [8]
El 003 estaba destinado a ser exportado a Japón, pero nunca se suministraron ejemplares funcionales del motor. En cambio, los ingenieros japoneses utilizaron dibujos de secciones transversales para diseñar un turborreactor autóctono, el Ishikawajima Ne-20 . [19]
El 003 fue seleccionado como base para un proyecto de desarrollo de turbina de gas para la necesidad anticipada del ejército alemán de lo que hoy se llama un motor de turboeje para múltiples necesidades; este proyecto se llamó GT 101 , utilizando el turborreactor de flujo axial 003 como punto de partida. a mediados de noviembre de 1944. Su propósito original habría sido rediseñar el tanque Panther con un sistema de potencia basado en turboeje capaz de alcanzar una potencia de eje utilizable de 1.150 CV en la transmisión de un AFV , desde un peso de motor de sólo 990 lb (450 kg), lo que le da una relación potencia-peso de 27 hp/tonelada, poco más del doble del factor que proporcionaba el motor de pistón Maybach V12 de gasolina original del Panther . [20]
Después de la guerra, dos 003 capturados impulsaron el prototipo del primer avión soviético , el Mikoyan-Gurevich MiG-9 . Las fuerzas soviéticas se habían apoderado de los planos de los motores BMW tanto de la planta de Basdorf-Zühlsdorf, cerca de Berlín, como de la famosa instalación de trabajo esclavo de Mittelwerk, cerca de Nordhausen . La producción del 003 se inició en el "Octubre Rojo" GAZ 466 ( Gorkovsky Avtomobilny Zavod , o Planta de Automóviles de Gorky) en Leningrado y en Kuznetsov a lo largo de KMPO, donde el motor se produjo en masa a partir de 1947 bajo la designación RD-20 ( reactivnyi dvigatel , o "propulsor a reacción"). [21]
Después de la ocupación aliada de Alemania, Marcel Dassault ayudó a Hermann Östrich a pasar de la zona americana de la Alemania ocupada a la zona francesa . Al cabo de un par de años, estaba trabajando para Voisin , una división de SNECMA , la empresa estatal francesa de motores de aviación. Utilizando el diseño básico del 003, produjo el motor a reacción Atar más grande que impulsaba los cazas Ouragan , Dassault Mirage III y Mystère de Dassault . [22]
Datos de: Motores de avión del mundo 1946 [23] y Análisis de diseño del turborreactor BMW 003 por Maj Rudolph C Schulte, Oficial de proyecto, Desarrollos de turbinas de gas y turborreactores, HQ, USAAF [24]
Datos de motores de aviones del mundo 1946 [23]
Desarrollo relacionado
Motores comparables
Listas relacionadas
Empuje SL estático 2420 lb a 10 000 rpm
El procedimiento de arranque es el siguiente: El motor de arranque se ceba cerrando el interruptor de cebado eléctrico, luego se enciende el encendido del turborreactor y el encendido
y el motor de arranque eléctrico
del
motor Riedel
(este motor también se puede arrancar manualmente tirando de un cable). Una vez que la unidad Riedel ha alcanzado una velocidad de aproximadamente 300 rpm, engrana automáticamente el eje del compresor del turborreactor. Aproximadamente a 800 rpm del motor de arranque, se enciende la bomba de combustible de arranque y a 1200 rpm se enciende el combustible principal (J-2). El motor de arranque se mantiene activado hasta que el turborreactor alcanza las 2.000 rpm, momento en el que se apagan el motor de arranque y el combustible de arranque, y el turborreactor acelera rápidamente hasta la velocidad nominal de 9.500 rpm con el combustible J-2.
