El Rolls-Royce RB.41 Nene es un motor turborreactor de compresor centrífugo británico de la década de 1940. El Nene fue un rediseño completo, en lugar de un Rolls-Royce Derwent a mayor escala , [1] con un objetivo de diseño de 5000 lbf (22 kN), lo que lo convirtió en el motor más potente de su era. Se puso en funcionamiento por primera vez en 1944, fue el tercer motor a reacción de Rolls-Royce en entrar en producción, y funcionó por primera vez menos de 6 meses después del inicio del diseño. Recibió el nombre del río Nene de acuerdo con la tradición de la compañía de nombrar sus motores a reacción con nombres de ríos.
El diseño se usó relativamente poco en los diseños de aviones británicos, siendo dejado de lado en favor del Avon de flujo axial que lo siguió. Su único uso generalizado en el Reino Unido fue en el Hawker Sea Hawk y el Supermarine Attacker . En los EE. UU. se construyó bajo licencia como Pratt & Whitney J42 , y propulsó al Grumman F9F Panther . Su uso más extendido fue en la forma del Klimov VK-1 , una versión modificada, ampliada y diseñada a la inversa que producía alrededor de 6.000 lbf (27 kN) de empuje, y propulsó al Mikoyan-Gurevich MiG-15 de fabricación rusa , un avión de combate de gran éxito que se produjo en grandes cantidades.
Se produjo una versión mejorada del Nene llamada Rolls-Royce Tay .
El Nene fue diseñado como resultado de una visita a los EE. UU. en junio de 1944 por Stanley Hooker . Descubrió que General Electric ya tenía dos tipos de motores en funcionamiento, uno axial y uno centrífugo, de 4000 lbf (18 kN) de empuje. Estaba decidido a producir un motor de mayor empuje y posteriormente obtuvo un contrato del Ministerio de Producción Aeronáutica para un motor de 4200 lbf (19 kN) de empuje con el entendimiento de que 5000 lbf (22 kN) sería el objetivo de diseño. Hooker, Adrian Lombard , Pearson y Morley diseñaron un nuevo motor, el B.41 más tarde llamado Nene, en lugar de ampliar el Derwent. [1]
El impulsor de doble cara tenía 73 cm de diámetro, en comparación con los 52,5 cm del Derwent I, para producir un flujo de aire de 36 kg/s, mientras que el diámetro total del motor era de 126 cm. Un Derwent de mayor tamaño con el mismo empuje habría tenido un diámetro de 150 cm. La carcasa del compresor se basó en la carcasa del compresor Tipo 16 W.2/500 de Whittle, que era más eficiente aerodinámicamente que la del Derwent, pero también eliminaba las grietas. Otros avances de diseño incluyeron nueve nuevas cámaras de combustión de baja caída de presión y alta eficiencia desarrolladas por Lucas y un pequeño impulsor para la refrigeración de los cojinetes traseros y los discos de la turbina. [2] El primer intento de arranque del motor se realizó el 27 de octubre de 1944. Una serie de problemas retrasaron el recorrido hasta casi la medianoche, cuando, con casi todo el personal de los turnos de día y de noche vigilando, se intentó arrancar el motor. Para frustración de todos los que tenían un interés personal en el arranque, el motor se negó a encenderse; la colocación del encendedor fue una cuestión de ensayo y error en ese momento. En un intento posterior, Denis Drew, que venía de Lucas, los especialistas en combustión, y tenía un gran interés en los problemas de desarrollo de motores, quitó uno de los encendedores y, en su lugar, utilizó la llama de un soplete de oxiacetileno para encender el combustible en la cámara de combustión.
El encendedor tenía que estar lo suficientemente cerca del chorro de combustible para encenderlo al arrancar, pero sin sobrecalentarse cuando se lo sometía a la temperatura de la llama continua cuando el motor estaba en marcha. El mayor diámetro de las cámaras de combustión del Nene hizo que esto fuera un problema, y el primer motor necesitaba encenderse con una llama en lugar de con la energía de la chispa que se consideraba suficiente en ese momento. Posteriormente, el Nene fue equipado con dos encendedores de soplete o de llama que tenían un chorro de combustible junto a un encendedor. [3] La llama se proyectaba hacia el chorro de combustible de la cámara de combustión principal. Los encendedores de soplete fueron reemplazados por bujías de encendedor de descarga superficial con una tasa de liberación de energía considerablemente mayor que una llama. [4]
El motor se puso a funcionar a poco más de 4.000 lbf (18 kN) y el personal allí reunido aplaudió. Sin embargo, el motor funcionaba a una temperatura más alta de lo esperado y no alcanzaría las 5.000 lb, como estaba construido, sin sobrecalentar la turbina. Pearson, el ingeniero de rendimiento, insistió en que no se hiciera más funcionamiento sin instalar los álabes guía que estaban disponibles para la entrada del impulsor. Cuando Hooker llegó a la mañana siguiente y se le informó de que los álabes de entrada se habían instalado durante la noche, Hooker se alegró mucho al ver que la aguja del medidor de empuje registraba 5.000 lbf (22 kN) a la misma temperatura que solo había dado 4.000 lb la noche anterior, lo que convirtió al B.41 en el motor a reacción de mayor empuje del mundo. El peso era de alrededor de 1.600 lb (730 kg). [5]
Los álabes de admisión se habían utilizado en los motores Whittle durante algún tiempo. Mejoran significativamente el rendimiento general del motor al "ayudar a que el aire pase por las curvas". [6] Sin embargo, estaban hechos de chapa fina y a menudo se rompían dañando el motor. Para Hooker eran un problema mecánico preocupante que no quería, por lo que no se instalaron cuando el Derwent entró en servicio, aunque la turbina tenía que funcionar 90 °C más caliente para proporcionar el empuje de despegue de 2000 lb. Todavía le preocupaba la durabilidad de los álabes, por lo que el primer Nene se construyó inicialmente sin ellos. [7]
El Nene se basó en la versión "directa" del diseño básico de estilo Whittle , con el flujo pasando directamente a través del motor de adelante hacia atrás, a diferencia de un tipo de "flujo inverso", [8] que invierte la dirección del flujo de aire a través de la sección de la cámara de combustión para que la etapa de turbina se pueda montar dentro de la sección de la cámara de combustión; esto permite un motor más compacto, pero aumenta las pérdidas de presión de la cámara de combustión, lo que tiene un efecto adverso en el rendimiento del motor. [9] Se genera menos empuje con el mismo flujo de combustible. Fue durante el diseño del Nene que Rolls decidió dar números a sus motores, así como nombres, y Welland y Derwent mantuvieron sus modelos Rover originales, B/23 y B/26 . Más tarde se decidió que estas designaciones de modelos se parecían demasiado a las designaciones de los bombarderos de la RAF (es decir, " English Electric Canberra B.Mk 2 " a menudo se acortaría a " Canberra B.2 "), y se agregó una "R" al frente, la "R" significa "Rolls" y la "B" original de Rover significa Barnoldswick . [10] Este esquema de designación RB continuó hasta finales del siglo XX, con diseños de turbofán como el RB.199 , RB.203 y RB.211 ; la familia más reciente de turbofán Rolls-Royce (un desarrollo del RB.211) se denomina simplemente " Rolls-Royce Trent ", con variantes que reciben su propio número de designación o serie de letras (es decir, Trent 500 , Trent 900 , Trent 1000 , Trent XWB , etc.).
Las primeras pruebas aéreas del Nene se llevaron a cabo en un Avro Lancastrian operado por Rolls-Royce desde su aeródromo de Hucknall. Los dos motores exteriores Rolls-Royce Merlin fueron reemplazados por el motor a reacción. Sin embargo, el primer vuelo del Nene fue en un Lockheed XP-80 Shooting Star modificado . [11]
Después de ver el Nene en funcionamiento, en una copa después del trabajo en el Swan & Royal Hotel , Clitheroe , y oír las quejas sobre la falta de una aplicación oficial para el motor, alguien -se cree que Whittle- sugirió que se redujera la escala del Nene para que se pudiera instalar una góndola Meteor . JP Herriot o Lombard hizo el cálculo sobre un mantel y anunció un empuje de 3.650 lbf (16,2 kN). En ese momento estaban intentando aumentar el empuje del Derwent de 2.200 a 2.450 lbf (9,8 a 10,9 kN), y la idea parecía "demasiado buena para ser verdad". Al oír esto, Hooker hizo un cálculo rápido y anunció: "Tenemos un Meteor de 600 mph [970 km/h]". [12]
Los dibujos para el Nene a escala 0,855, ahora conocido como Derwent V, comenzaron el 1 de enero de 1945 y el 7 de junio el motor comenzó una prueba de 100 horas a 2600 lbf (12 kN), alcanzando pronto 3500 lbf (16 kN). El peso era de 1250 lb (570 kg). En 1946, el empuje se había incrementado a 4200 lbf (19 kN) utilizando álabes de turbina Nimonic 90. [12]
El desarrollo del Nene continuó con esta versión reducida, ya que el Derwent V no tenía relación directa con la serie Derwent anterior. El 7 de noviembre de 1945, el primer récord oficial de velocidad aérea para un avión a reacción fue establecido por un Meteor F.3 de 606 millas por hora (975 km/h) propulsado por el Nene reducido.
El Nene duplicaba el empuje de los motores de la generación anterior, y las primeras versiones proporcionaban alrededor de 5000 lbf (22,2 kN), pero en general se mantuvo similar en la mayoría de los aspectos. Esto debería haber sugerido que se usaría ampliamente en varios diseños, pero el Gloster Meteor tuvo tanto éxito con sus Derwents que el Ministerio del Aire consideró que no había una necesidad apremiante de mejorarlo. En cambio, se estudió una serie de diseños mucho más capaces que utilizaban el Rolls-Royce Avon , y el Nene en general languideció.
Un total de veinticinco Nenes fueron vendidos a la Unión Soviética como un gesto de buena voluntad - con la reserva de no usarlos para fines militares - con el acuerdo de Stafford Cripps . Rolls-Royce recibió permiso en septiembre de 1946 para vender 10 motores Nene a la URSS, y en marzo de 1947 para vender otros 15. El precio se fijó bajo un contrato comercial. Un total de 55 motores a reacción fueron vendidos a los soviéticos en 1947. [13] [14] Diecisiete ingenieros soviéticos entrenados en la fábrica de Rolls-Royce en Derby en 1947 para mantener y reparar el motor. Los soviéticos incumplieron la promesa de no usarlo para fines militares, [14] y realizaron ingeniería inversa del Nene para desarrollar el Klimov RD-45 , y una versión más grande, el Klimov VK-1 , que pronto apareció en varios cazas soviéticos, incluido el Mikoyan-Gurevich MiG-15 .
Pratt & Whitney adquirió una licencia para producir el Nene como Pratt & Whitney J42 , y propulsó al Grumman F9F Panther que voló por primera vez en noviembre de 1947. [15]
El Nene se utilizó para propulsar el primer avión a reacción civil, el Nene Viking, [16] un Vickers Viking modificado , cuyo único ejemplar voló por primera vez el 6 de abril de 1948 desde el aeródromo de Wisley . [17] [ página necesaria ]
Se fabricó bajo licencia durante un breve período en Australia para su uso en los cazas De Havilland Vampire de la RAAF . También lo construyó Orenda en Canadá para su uso en 656 aviones Canadair CT-133 Silver Star a partir de 1952.
En Francia, Hispano-Suiza construyó el Nene bajo licencia como Hispano-Suiza Nene , con una producción limitada antes de concentrarse en el Rolls-Royce Tay/Hispano-Suiza Verdon , de mayor tamaño .
Datos de [21]
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