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Ciclón dúplex Wright R-3350

El Wright R-3350 Duplex-Cyclone es un motor de aviación radial de dos filas, sobrealimentado y refrigerado por aire, de 18 cilindros y con una cilindrada de casi 3350 pulgadas cúbicas (54,9 L). Su potencia oscilaba entre 2200 y 3700 CV (1640 y 2760 kW), según el modelo. El diseño del R-3350, desarrollado antes de la Segunda Guerra Mundial , necesitó mucho tiempo para madurar y aún experimentaba problemas de fiabilidad cuando se utilizaba para propulsar el Boeing B-29 Superfortress .

Después de la guerra, el motor había madurado lo suficiente como para ser utilizado en muchos aviones de pasajeros civiles, en particular en sus formas turbo-compuestas , y se utilizó en los aviones de pasajeros Lockheed L-1049 Super Constellation hasta la década de 1950. Su principal rival fue el Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major de 4.360 in 3 (71,4 L) y 4.300 hp (3.200 kW) , que funcionó por primera vez unos siete años después del Duplex-Cyclone. El motor se usa comúnmente en los Hawker Sea Fury y los Grumman F8F Bearcat Unlimited Class Racers en las Reno Air Races .

Diseño y desarrollo

En 1927, Wright Aeronautical presentó su motor "Cyclone", que propulsó varios diseños en la década de 1930. Después de fusionarse con Curtiss para convertirse en Curtiss-Wright en 1929, se inició un esfuerzo para diseñar un motor en la clase de 1000 hp (750 kW). El nuevo Wright R-1820 Cyclone 9 funcionó por primera vez en 1935 y se convirtió en uno de los motores de aviación más utilizados a fines de la década de 1930 y principios de la de 1940, propulsando al bombardero pesado Boeing B-17 Flying Fortress , al caza General Motors FM-2 Wildcat y al bombardero en picado Douglas SBD Dauntless , entre muchos otros.

En 1931, Pratt & Whitney había comenzado a desarrollar su motor Wasp de nueve cilindros de una sola fila para convertirlo en el R-1830 Twin Wasp de catorce cilindros y dos filas, mucho más grande y potente , con una cilindrada similar de 1800 in3 ( 30 L) que fácilmente competiría con el Cyclone de una sola fila. En 1935, Wright siguió el ejemplo de P&W y desarrolló motores más grandes basados ​​en el Cyclone. El resultado fueron dos diseños: un diseño de carrera corta de 14 cilindros de casi 2600 in3 ( 43 L) de cilindrada que evolucionaría hasta convertirse en el Wright R-2600 Twin Cyclone , y un diseño de 18 cilindros mucho más grande que se convirtió en el R-3350. Se experimentó con una versión más grande de 22 cilindros en fila doble, el Wright R-4090 Cyclone 22 , como competidor del Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major de 28 cilindros en fila y 4360 pulg. 3 (71,4 L) de cilindrada , pero no se produjo.

En 1937, Pratt & Whitney comenzó a desarrollar su propio motor radial de 18 cilindros y dos filas de cilindros con una cilindrada de 2800 in3 (46 L) denominado R -2800 Double Wasp . En mayo del mismo año, se fabricaron los primeros prototipos de motores R-3350 de Wright con una cilindrada de 3350 in3 (54,9 L). El desarrollo fue lento debido a su complejidad, y el R-2600 recibió prioridad de desarrollo. El R-3350 no voló hasta 1941, después de que el Douglas XB-19 fuera rediseñado para utilizar motores R-3350 en lugar de motores en línea Allison V-3420 .

Las cosas cambiaron drásticamente en 1940 con la introducción de un nuevo contrato por parte de la USAAC para desarrollar un bombardero de largo alcance capaz de volar desde los EE. UU. hasta Alemania con 20.000 libras (9.100 kg) de bombas. Aunque más pequeños que los diseños del Bomber D que dieron lugar al Douglas XB-19, los nuevos diseños requerían la misma potencia. Cuando se presentaron cuatro diseños preliminares a mediados de 1940, tres de ellos usaban el R-3350. De repente, el desarrollo se convirtió en una prioridad y comenzaron los esfuerzos serios para ponerlo en producción. En 1942, Chrysler comenzó a construir la planta de Dodge en Chicago , que estuvo lista a principios de 1944.

Motor radial Wright R-3350 Turbo-Compound. Se muestran dos turbinas de recuperación de gases de escape fuera del área de la carcasa del impulsor (superior (plateada) e inferior (con aspas rojas)) que están engranadas con el cigüeñal.

En 1943, el nuevo Boeing B-29 Superfortress volaba con motores R-3350. Los motores seguían siendo temperamentales y los cilindros traseros tendían a sobrecalentarse, en parte debido a la distancia inadecuada entre los deflectores de los cilindros y el capó. Se introdujeron una serie de cambios para mejorar la refrigeración y el avión entró en servicio en el Pacífico en 1944. Esto resultó poco prudente, ya que los primeros B-29 que despegaban con pesos máximos, en las condiciones de alta temperatura de los aeródromos tropicales de los B-29, causaban un sobrecalentamiento que no se solucionó por completo, y los motores también tenían una tendencia a tragarse las válvulas. Debido a un alto contenido de magnesio en el cárter, los incendios en los motores podían producirse con una temperatura central cercana a los 5600 °F (3090 °C) [2], lo que podía quemar el larguero principal en segundos, causando una falla catastrófica. [3]

Los primeros R-3350 utilizaban carburadores , aunque el mal diseño de la entrada en forma de codo al sobrealimentador provocó graves problemas con las mezclas de combustible y aire. Cerca del final de la Segunda Guerra Mundial, el sistema se modificó para utilizar inyección directa de gasolina , lo que mejoró la fiabilidad. Después de la guerra, el motor se rediseñó y se hizo popular para los aviones de gran tamaño, en particular el Lockheed Constellation y el Douglas DC-7 .

Después de la guerra, se desarrolló el sistema Turbo-Compound [4] para ofrecer una mejor eficiencia de combustible . En estas versiones, se insertaron tres turbinas de recuperación de potencia (PRT) en el escape de cada grupo de seis cilindros y se conectaron al cigüeñal mediante acoplamientos de fluido para proporcionar más potencia. Las PRT recuperaron aproximadamente el 20% de la energía de escape (alrededor de 450 hp (340 kW)) que de otro modo se habría perdido, pero redujeron la confiabilidad del motor. Los mecánicos las apodaron Parts Recovery Turbines, ya que el aumento del calor de escape significaba un retorno al motor que destruía las válvulas de escape. El consumo de combustible de los aviones equipados con PRT era casi el mismo que el del antiguo Pratt and Whitney R-2800, al tiempo que producía más potencia útil. [5] A partir del 15 de octubre de 1957, un motor DA-3/DA-4 costaba $88,200. [6]

En este punto, la confiabilidad había mejorado con un tiempo medio entre revisiones de 3500 horas y un consumo específico de combustible del orden de 0,4 lb/hp/hora (243 g/kWh, lo que da una eficiencia de combustible del 34%). Los motores en uso a partir de la década de 2020 están limitados a una presión de colector de 52 inHg (180 kPa) , lo que da 2880 hp (2150 kW) con combustible de 100/130 octanos (o 100LL) en lugar de los 59,5 inHg (201 kPa) y 3400 hp (2500 kW) posibles con 115/145, un combustible de mayor octanaje, que ya no está disponible.

Varios pilotos de las carreras aéreas de Reno utilizan R-3350. Las modificaciones en uno de ellos, Rare Bear , incluyen una carcasa delantera diseñada para una hélice de giro lento, tomada de un R-3350 utilizado en el Lockheed L-1649 Starliner , acoplada a la sección de potencia (cárter, cigüeñal, pistones y cilindros) tomada de un R-3350 utilizado en el Douglas DC-7. El sobrealimentador se toma de un R-3350 utilizado en el Lockheed EC-121 y el motor está equipado con inyección de óxido nitroso . La potencia nominal normal del R-3350 de serie original era de 2.800 hp (2.100 kW) a 2.600 rpm y 45 inHg (150 kPa) de presión del colector. Con estas modificaciones, el motor de Rare Bear produce 4.000 hp (3.000 kW) a 3.200 rpm y 80 inHg (270 kPa) de presión en el colector, y 4.500 hp (3.400 kW) con inyección de óxido nitroso. [7]

Variantes

Motor radial Wright R-3350 Turbo-Compound instalado en la posición número cuatro del ala de estribor de un Lockheed Super Constellation
R-3350-13
2.200  caballos de fuerza (1.640 kW)
R-3350-23
2.200 caballos de fuerza (1.640 kW)
R-3350-24W
2.500 caballos de fuerza (1.860 kW)
R-3350-26W
2.800 caballos de fuerza (2.090 kW)
R-3350-30W
R-3350-30WA
R-3350-32W
3.700 caballos de fuerza (2.760 kW)
R-3350-34
3.400 caballos de fuerza (2.540 kW)
R-3350-35A
2.200 caballos de fuerza (1.640 kW)
R-3350-41
Variante Silverplate con inyección de combustible [8]
R-3350-42WA
3.800 caballos de fuerza (2.830 kW)
R-3350-53
2.700 caballos de fuerza (2.010 kW)
R-3350-57
2.200 caballos de fuerza (1.640 kW)
R-3350-85
2.500 caballos de fuerza (1.860 kW)
R-3350-89A
3.500 caballos de fuerza (2.610 kW)
R-3350-93W
3.500 caballos de fuerza (2.610 kW)
972TC18DA1
Equivalente comercial a -30W sin inyección de agua
956C18CA1
Comercial, similar al -26W
975C18CB1
Comercial, similar al 956C18CA1

Aplicaciones

Motores en exposición

Especificaciones (R-3350-C18-BA)

Un motor radial Wright R-3350, que muestra, de derecha a izquierda, el eje de la hélice, la caja de reducción, el magneto (plateado) con cableado, dos cilindros (traseros con biela), la carcasa del impulsor (y las salidas del tubo de inducción) y el carburador de inyección (negro); caja de cambios de accesorios separada en el extremo izquierdo

Datos de Jane's . [9]

Características generales

Componentes

Actuación

Véase también

Desarrollo relacionado

Motores comparables

Listas relacionadas

Referencias

Notas

  1. ^ "RESUMEN DE LOS ENVÍOS DE MOTORES WRIGHT 1920 – 1930" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2021-10-10 . Consultado el 2023-09-18 .
  2. ^ Dreizin, Edward L.; Berman, Charles H. y Vicenzi, Edward P. (2000). "Modificaciones de la fase condensada en la combustión de partículas de magnesio en el aire". Scripta Materialia . 122 (1–2): 30–42. Bibcode :2000CoFl..122...30D. CiteSeerX 10.1.1.488.2456 . doi :10.1016/S0010-2180(00)00101-2. 
  3. ^ "B-29". fighter-planes.com. Consultado el 15 de septiembre de 2011.
  4. ^ Gunston 2006, pág. 247.
  5. ^ "El motor turbocompuesto Wright R-3350". Sport Aviation : 20 de abril de 2012.
  6. ^ American Aviation 4 de noviembre de 1957 pág. 57
  7. ^ "El oso ha vuelto". Revista Smithsonian Air & Space . Archivado desde el original el 23 de abril de 2022. Consultado el 29 de agosto de 2022 .
  8. ^ Doyle pág. 71
  9. ^ Jane's 1998, pág. 318
  10. ^ Kaiser, Sascha; Donnerhack, Stefan; Lundbladh, Anders; Seitz, Arne (27–29 de julio de 2015). Un concepto de motor de ciclo compuesto con relación de hecto-presión. Conferencia conjunta de propulsión AIAA/SAE/ASEE (51.ª ed.). doi :10.2514/6.2015-4028.

Bibliografía

Enlaces externos