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Energía de emergencia en tiempos de guerra

La potencia de emergencia de guerra ( WEP ) es un ajuste del acelerador que estuvo presente por primera vez en algunos motores de aviones militares estadounidenses de la Segunda Guerra Mundial . Para su uso en situaciones de emergencia, producía más del 100% de la potencia nominal normal del motor durante una cantidad de tiempo limitada, a menudo unos cinco minutos. [1] [2] Los sistemas similares utilizados por fuerzas no estadounidenses también suelen denominarse WEP, aunque puede que no lo fueran en ese momento, como con el Notleistung de la Luftwaffe alemana y los sistemas forsazh del VVS soviético .

WEP en aviones de la Segunda Guerra Mundial

La potencia máxima normal estaría limitada por un tope mecánico, por ejemplo un cable a través de la ranura de la palanca del acelerador. Un empujón más fuerte rompería el cable, permitiendo potencia adicional. En servicio normal, el P-51H Mustang tenía una potencia nominal de 1.380 hp (1.030 kW), pero el WEP entregaría hasta 2.218 hp (1.654 kW), [3] un aumento del 61%. En el P-51D Mustang , el modelo más producido y utilizado durante la Segunda Guerra Mundial, el WEP aumentó la potencia del motor de 1.490 a 1.720 hp (1.110 a 1.280 kW), más del 15%. El Vought F4U Corsair , que originalmente no estaba equipado para el WEP, más tarde se jactó de un aumento de potencia de hasta 410 hp (310 kW) (17%) cuando el WEP estaba activado. [2] Los fabricantes utilizaron varios métodos para aumentar la potencia del motor, incluida la inyección de agua y la inyección de metanol-agua . Algunos motores anteriores simplemente permitían que el acelerador se abriera más de lo normal, lo que permitía que fluyera más aire a través de la entrada . Todos los métodos WEP dan como resultado tensiones mayores de lo habitual en el motor y corresponden a una vida útil reducida del motor. Para algunos aviones, como el P-51D, el uso de WEP requería que se inspeccionara el motor para detectar daños antes de volver al aire. [4] Un uso total de 5 horas de WEP en el P-51D requería una inspección completa del desmontaje del motor. [4]

Los aviones británicos y de la Commonwealth podían aumentar la potencia aumentando la presión de sobrealimentación del sobrealimentador. [5] Esta modificación era común en el verano de 1940, con la disponibilidad generalizada de combustible de 100 octanos . Aumentar la presión de sobrealimentación del sobrealimentador de 6 a 12 psi (41 a 83 kPa) [5] aumentó la potencia nominal del motor Merlin III de 1060 hp (790 kW) a 1310 hp (980 kW), un aumento del 23%. Los pilotos tenían que registrar el uso del sobrealimentador de emergencia y se les aconsejaba no usarlo durante más de 5 minutos seguidos.

El sistema alemán de inyección de metanol y agua MW 50 requería tuberías adicionales, así como un tanque de almacenamiento, lo que aumentaba el peso total del avión. [6] Al igual que otras técnicas de refuerzo, el MW 50 estaba restringido por la capacidad y las temperaturas del motor y solo podía usarse durante un tiempo limitado. El sistema de inyección de óxido nitroso GM 1 , también utilizado por la Luftwaffe , proporcionaba beneficios de potencia extremos del 25 al 30 por ciento a gran altitud añadiendo gases oxidantes, pero requería refrigeración en tierra y, al igual que el sistema de refuerzo MW 50, añadía un peso significativo. [6] Uno de los pocos aviones alemanes que podía equiparse con ambos sistemas Notleistung , el caza de gran altitud Focke-Wulf Ta 152 H de finales de la guerra, podía alcanzar una velocidad de unos 756 km/h (470 mph) con ambos sistemas utilizados juntos. Se dice que Kurt Tank hizo esto una vez, usando ambos sistemas de impulso simultáneamente cuando volaba un prototipo Ta 152H con motor Junkers Jumo 213 E equipado con MW 50 y GM-1, para escapar de un vuelo de Mustangs P-51D en abril de 1945.

Tiempos modernos

MiG-21

Tal vez la característica más espectacular del WEP se encontró en el avión de combate MiG-21bis . Esta variante tardía del avión de combate ligero soviético estándar se construyó como medida provisional para contrarrestar a los nuevos y más potentes cazas estadounidenses F-16 y F/A-18 hasta que pudiera ponerse en servicio el MiG-29 de próxima generación .

El MiG-21bis recibió el motor Tumansky R-25 mejorado , que mantuvo los ajustes de potencia normal y de postcombustión de 9400/14600 lbf (42/65 kN) de los motores R-13 anteriores, pero con un aumento de empuje de emergencia desde una sobrevelocidad hasta el 106% y un aumento de combustible de postcombustión desde una segunda bomba de combustible de postcombustión. [7] El uso de esta característica de refuerzo proporcionó 21900 lbf (97,4 kN) de empuje durante un máximo de 2 minutos en tiempo de guerra. Le dio al MiG-21bis una relación empuje-peso ligeramente mejor que 1:1 y una velocidad de ascenso de 50000 pies/min (254 m/s), igualando las capacidades del F-16 en un combate aéreo.

En las prácticas de combate aéreo con el MiG-21bis, el uso del empuje WEP se limitó a un minuto, para reducir el impacto en el motor durante las 800 horas de intervalo entre revisiones, ya que cada segundo de WEP equivalía a varios minutos de funcionamiento sin él. Cuando se seleccionó el WEP, el R-25 produjo un escape de soplete de 16 pies (5 m) de largo; los seis o siete " diamantes de choque " romboidales brillantemente brillantes visibles dentro de las llamas dieron al ajuste de potencia de emergencia su nombre de "régimen de diamante".

F-15C

El interruptor Vmax del avión de combate F-15 permite que los motores funcionen a 22 grados más de temperatura y aproximadamente un 2 % más de revoluciones por minuto , además de aumentar el flujo de combustible del motor y del postquemador en aproximadamente un 4 %. Está cerrado con un cable de seguridad. Durante el combate, tirar del interruptor Vmax le proporcionaría al piloto un poco más de empuje. Sin embargo, el uso de Vmax está limitado a un máximo de seis minutos, y luego los motores necesitarían ser reparados y reconstruidos. [8] [9]

WEP en vehículos de superficie

Algunos vehículos militares de superficie modernos también emplean características WEP. El vehículo de combate expedicionario del cuerpo de marines de los EE. UU . (cancelado en 2011) lucía un motor diésel de 12 cilindros de 1200 bhp (890 kW) desarrollado por la empresa alemana MTU . Cuando el EFV está flotando, la planta motriz puede aumentarse a 2700 hp (2000 kW) mediante el uso de refrigeración por agua de mar de circuito abierto. [10] Este ajuste de potencia de guerra extrema permite que el motor MTU impulse cuatro enormes escapes de chorro de agua que propulsan el vehículo EFV con efecto de superficie a velocidades en el mar que alcanzan los 35 nudos (65 km/h).

Aunque los prototipos EFV demostraron un rendimiento revolucionario en el agua y la tierra, la confiabilidad de sus motores extremadamente potenciados nunca cumplió con los estrictos estándares militares y el vehículo no logró ingresar al servicio del Cuerpo de Marines.

Sistemas de refuerzo

Véase también

Referencias

  1. ^ "El vuelo del Mustang". Archivado desde el original el 8 de diciembre de 2004. Consultado el 28 de marzo de 2006 .
  2. ^ ab "Vought F4U Corsair". Aviones históricos .
  3. ^ Baugher, Joe (6 de septiembre de 1999). «North American P-51H Mustang». North American P-51 Mustang . Archivado desde el original el 29 de agosto de 2005. Consultado el 28 de marzo de 2006 .
  4. ^ ab AAF Manual 51-127-3, Manual de entrenamiento de pilotos para el P-51 Mustang , USAAF, agosto de 1945, pág. 14.
  5. ^ ab "Rendimiento del Hurricane Mk1". Rendimiento de aeronaves en la Segunda Guerra Mundial . Consultado el 9 de noviembre de 2015 .
  6. ^ ab "El Daimler-Benz DB 605". La página de la Luftwaffe . Archivado desde el original el 2 de febrero de 2006. Consultado el 4 de marzo de 2006 .
  7. ^ "R-25 (LeteckeMotory.cz)".
  8. ^ Themely, Andrea. "Un piloto de combate desglosa todos los botones de la cabina de un F-15C". Ars Technica . Consultado el 5 de diciembre de 2022 . De todos estos controles que hay aquí, hay uno que tenemos prohibido usar y es el interruptor VMAX que está aquí abajo en la consola izquierda. De hecho, está cerrado con un cable de seguridad y está protegido, y es un interruptor que en realidad no tenemos permitido usar. Pero si lo usaras, si arrancaras ese cable de seguridad y lo desprotegiera, y lo encendieras, lo que haría es permitir que el motor queme 22 grados más caliente, y te da aproximadamente un 2% más de revoluciones por minuto. Así que realmente te da un poco de empuje adicional si lo necesitas en una situación de combate.
  9. ^ Newdick, Thomas (26 de febrero de 2024). "¿Qué tan rápido es realmente el F-15EX?". The War Zone . Consultado el 31 de mayo de 2024 .
  10. ^ "Vehículo de combate expedicionario - Plan de gestión de la disminución de las fuentes de fabricación y la escasez de materiales (DMSMS)" (PDF) . apps.dtic.mil . 2005-06-01.