Motores para la aviación

Relación peso-potencia de los motores de aviación

“Motores que atruenan

Hace aproximadamente cincuenta años, dos ingleses, Claremont y Royce, fundaron una fábrica para artículos de electricidad, lámparas de arco, etc. Hacia el año 1900 empezaron a construir automóviles, cuando topó con ellos un ingeniero llamado Rolls, y entonces apareció por vez primera el nombre Rolls-Royce en la historia de los motores. También el compañero, Mr. Claremont, utilizaba por estos años un automóvil de su firma, pero tenía la precaución de que siempre y a todas partes le siguiera el cochero con su «Hansom-Cab» particular, como seguridad contra las averías del auto. Estaba convencido de que las averías se presentan indefectiblemente, y él no sólo era un hombre precavido, sino también un filósofo, por lo que llevaba en su auto un escudo con la inscripción: «Si este coche tiene una avería, se ruega no hacer demasiadas preguntas estúpidas».

Esto, como se ha dicho, ocurría a últimos del siglo pasado, y veinticinco años después voló Lindbergh en vuelo directo de Nueva York a París, con su monomotor «Spirit of Saint Louis»; Köhl, Hünefeld y Fitzmaurice atravesaron el Atlántico del Este al Oeste, a pesar de los vientos huracanados del Oeste; Wiley Post dio la vuelta a la Tierra, él solo, en cinco días. Una rotura de un tubo de aceite, el fallo de un resorte de válvula, el engrase de dos o tres bujías; y algunas semanas después hablarían su mudo lenguaje un par de restos de ala que, en alguna parte, recogerían a bordo unos pescadores. Pero los aviadores se confían, sin embargo, al martilleante mecanismo de acero.

Sobre todos los países del mundo truena la fuerte canción de los motores; día y noche zumban los aviones lo mismo a través de las ardientes tempestades de arena que a través de los torbellinos de nieve de las regiones árticas. En el banco de pruebas de las fábricas se les atormenta con todos los medios imaginables; se les hace marchar cientos de horas con mal enfriamiento, con bencina de la peor calidad, como sea; pero sus férreos y fuertes latidos suenan sanos como nunca. Mr. Claremont no necesita hoy llevar una tarjeta que diga: «Haga el favor de no hacer preguntas tontas».

Es muy corriente hoy, entre los aviadores, la lacónica afirmación de Henri Farman, en los primeros años de la aviación francesa: «¡Con un buen motor, vuela hasta un loco asustadizo! ».

Hemos visto en el curso de estas explicaciones que no todo depende del motor, y en nuestro acuciamiento por la perfección aerodinámica nos hemos dejado llevar hasta criticar el testimonio de un hombre como Werner von Siemens. Por eso, ahora es justo y equitativo dejar hablar a la otra parte, y que los constructores de motores puedan presentar las características por ellos alcanzadas, así como que expongan sus cuitas y sus quejas.

— ¿Puede usted proporcionarme un buen motor? — pregunta el constructor de aviones.

— Aquí tengo un motor de automóvil, el mejor que he construido — responde el ingeniero, lleno de orgullo —. Tiene una potencia de 1oo HP y sólo pesa 300 kg.

— ¡Cielos! ¿Tres kilogramos por caballo? No; tres cuartos, o, en todo caso, un kilogramo; no puedo permitir más.

Suprimiré el volante, piensa el constructor de motores, con lo que ahorraré peso, aun cuando con ello el motor perderá algo de regularidad. Pero al día siguiente viene el aviador, y dice :

— Quería también decirle que el motor, como es natural, debe marchar con especial regularidad, completamente libre de vibraciones, porque la construcción de las alas de mi avión no soporta las vibraciones algo fuertes.

Acaso renuncia el ingeniero, con dolor de su corazón, al acostumbrado enfriamiento por agua y construye un motor con enfriamiento por aire, una bella y gran máquina, con extensas superficies de enfriamiento.

— Aló, ¿qué imposible monstruo es ése? — dice el piloto por teléfono. — El motor que yo necesito debe ser muy pequeño para que presente poca resistencia. También creo que ya le dije que el consumo de gasolina debe ser el mínimo; ¿no es eso? Hasta la vista.

Después transcurre algún tiempo y de nuevo se presenta el aviador en la fábrica.

— Además, había olvidado decirle que también el motor debe poder marchar en todas las posiciones; incluso invertido, debe funcionar con regularidad, pues a mí me placen también las acrobacias. Y entonces, ¿no podríamos adoptar dos bujías por cilindro? El peso, naturalmente, siempre muy pequeño. Y con esto se despide y se va.

— Sí—dice finalmente el constructor de motores, con su obra terminada y mostrándola con orgullo. — La cosa era difícil, pero yo he conseguido reunir todas las ventajas. He elevado el número de revoluciones a 3.000 por minuto, y entonces el motor da la potencia requerida. ¿Se lo lleva usted ya?

— ¡Quita de ahí, demonio! —exclama el aviador. — ¿3.000 revoluciones? Me es imposible emplear ese motor; si mi hélice hace más de 1.400 revoluciones, ¡no da tracción alguna!

El final de esta controversia escapa a nuestro conocimiento, y quizá también la discusión no se desarrolló tal como nosotros contamos; pero lo que sí es cierto es que no puede exigirse a una negra y grasienta máquina más cantidad de condiciones, en parte contradictorias, que las que se piden al motor de avión.

Por consiguiente, en 1920 fue conseguido el ideal, largamente perseguido por la ingeniería, de « ¡1 kg por caballo! », como peso medio de los motores y aun menos, y hoy tenemos motores de carrera que tienen 1.300 HP de potencia y solamente pesan 930 kg. Esto es un «peso de marca »: ¡sólo 0,3 kg por caballo! “

Motor Wright de 1911.

En 1903 los hermanos Wright lograron el primer vuelo con un avión movido por un motor de cuatro cilindros en línea, 110 kg de peso y 12 HP de potencia, que proporcionaba, por tanto, una relación peso/potencia de 9 kg/HP. En 1906 el francés León Levasseur fabricó el Antoinette de ocho cilindros en V, de 24 HP, con una relación peso/potencia de sólo 4 kg/HP, y poco después, lograba obtener 50 HP con un peso inferior a los 100 kg.

Motor del primer avión de los hermanos Wright.

Motor rotativo Rhône.

Motor Anzani de un avión “Caudron“.

En el año 1909 aparecieron otros dos motores decisivos: el Anzani de tres cilindros en abanico, 25 HP y 65 kg y el Gnome rotativo de siete cilindros en estrella y 50 HP, ambos refrigerados por aire. Otros motores famosos que surgen en esta época fueron el Darracq de dos cilindros horizontales, 30 HP y 60 kg y el Renault de ocho cilindros y50 HP. Estos motores se sitúan entre los 2 y 3 kg/HP, peso suficientemente bajo como para permitir una carga de combustible considerable.

Motor rotativo Gnome.

El suizo Marc Birkigt proyectó para la Hispano-Suiza un motor de ocho cilindros en V de 90° y 140 HP de potencia, logrando combinar la ligereza, a pesar de estar refrigerado por agua, con la seguridad. El prototipo superó una prueba de duración de 50 horas en elbanco de pruebas, cuando hasta poco antes de la guerra se consideraba aceptable un tiempo medio entre averías de 3 a 5 horas de funcionamiento.

El éxito del motor fue tal que se comenzó de inmediato su fabricación en serie, y para el final de la guerra se habían completado 49.893 motores Hispano, cifra récord en la historia de los motores de aviación. A partir del modelo de 140 HP se fueron desarrollando sucesivamente los de 180, 200, 220 y 300 HP, el último de los cuales pesaba 410 kg, con una relación peso/potencia de 1,37.

Motor Renault V6.

En esos años, con las continuas mejoras, se suceden los récords de alcance, velocidad, altura... Los motores más ligeros de la época, el Gnome de siete cilindros y 72 HP y el Rhône de 80 HP, ambos rotativos, habían rebajado la relación peso/potencia a cifras alrededor de 1,3.

Hasta 1909 la disminución de peso se consiguió a base del aligeramiento de los diseños y los materiales. La aparición en dicho año, del primer reductor, permitió en adelante el aumento de la potencia a base del incremento de las revoluciones por minuto del motor. La velocidad de giro de la hélice no puede aumentarse, pues está limitada por la velocidad del aire en las puntas.

Motor Hispano Suiza construido bajo licencia por el fabricante norteamericano Wright.

Al final de la guerra existían otros motores más potentes, entre ellos tres motores de doce cilindros en V y potencias de 400, 500 y 650 HP respectivamente: el Liberty norteamericano, el Benz alemán y el Fiat italiano; ésta fórmula de motor había sido utilizada ya en 1915 por el Rolls Royce “Eagle“ y por la casa Renault.

A mediados de los años 20, los hidroaviones competidores de la Copa Schneider montaban motores de 12 cilindros en V refrigerados por líquido, de pequeña superficie frontal y reducida resistencia al avance cada vez más potentes, como el Fiat de 1.100 HP y 412 kg de peso, o el Rolls Royce de 2.350 HP. Las grandes potencias se consiguieron aumentando la cilindrada, la relación de compresión y la velocidad de giro de los motores y recurriendo a la sobrealimentación, para mejorar la potencia en altura, permitiendo mantener la potencia desde el suelo hasta una cierta cota.

En los años 30 el peso de los motores era del orden de 1/2 kg por caballo y su consumo específico de 200 gr/HP hora. Entre los mejores motores de la época deben citarse los norteamericanos Pratt & Whitney “Wasp“ y Wright “Wirlwind“. En esta década empezaron a ser de uso normal las gasolinas de alto índice de octano, con aditivos antidetonantes, como el plomo tetraetilo, que permitían aumentar la potencia y la relación de compresión.

Motor norteamericano “Liberty“.

Motor Rolls Royce “Eagle“.

Charles A. Lindbergh observa el motor Wright “Wirlwind“ J-5C que equipa su avión “Spirit of St. Louis“.

Motor Pratt & Whitney “Wasp“.