WRIGHT R-3350 DUPLEX CYCLONE
Fuente: http://usautoindustryworldwartwo.com/chrysler.htm
Wright R-3350-23 en exposición en el National Museum of the Air Force, en la base Wright-Patterson, en Dayton, Ohio.El modelo -23 fue el más producido y el que equipó a la mayoría de los B-29 durante el conflicto, como el que aparece junto al motor, que en este caso es nada menos que el B-29 "Bockscar".
El
Duplex Cyclone fue el motor radial más grande, en lo referente al cubicaje, que entró en servicio en grandes cantidades en la 2ª Guerra Mundial.El
Bristol Centaurus era casi del mismo cubicaje, pero su actuación en el conflicto fue mínima, mientras que otros diseños, como el
BMW 802 apenas si pasaron de la fase de prototipos.El mucho major
Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major de 28 cilindros en cuatro estrellas de siete cilindros cada una y más de 71 litros también llegó antes del fin del conflicto, pero no de forma operativa.Me gustaría recordar que ya a primeros de los cuarenta estuvo casi desarrollado, y llegó a fabricarse en pequeñas cantidades, otro motor algo más pequeño pero similar en estructura, el casi olvidado
Alfa Romeo RC 135 RC32, que con 49,7 litros fue un prometedor motor, que como otros diseños italianos no llegó a nada.Hemos hecho referencia a los motores radiales, pero entre los refrigerados por líquido, tan sólo los motores "compuestos" alemanes
Daimler-Benz DB 606/610 eran mayores, y su rendimiento en cuanto a fiabilidad dejó mucho que desear, por muy diferentes motivos.
Toda esta introducción es para hacernos una idea de las expectativas creadas por este enorme motor.Su desarrollo y prestaciones finales ya son otra historia.
Como ya vimos anteriormente en el
R-2600, fue a mediados de los treinta cuando la
Wright se decidió a desarrollar proyectos de motores radiales en dos estrellas, siguiendo los pasos de la competencia (
Pratt & Whitney).Tres fueron los principales proyectos: uno de 14 cilindros en dos filas de siete, que culminó en el
R-2600 Twin Cyclone, otro de 18 cilindros en dos filas de nueve, que sería el
R-3350 Duplex Cyclone, y uno aún major, para competir con el
Wasp Major, el
R-4090 de 22 cilindros en dos filas de 11 cilindros, que acabaría abandonándose.En 1936, la compañía se centraría en la fabricación de las nuevas versiones del anterior
R-1820 Cyclone y en el prometedor
R-2600 Twin Cyclone, abandonando incluso la producción de los motores refrigerados por líquido que había construido durante años, salvo en el caso del proyecto del
R-2160 Tornado, un motor de !42! cilindros en seis estrellas de siete cilindros pero refrigerado por líquido, que finalmente fue abandonado, pero que con seguridad robó tiempo al desarrollo del
R-3350, que seguiría adelante, pero con muy baja prioridad.
Los trabajos en el diseño del motor comenzaron en enero de 1936, tan sólo 18 meses después de que se empezara a diseñar el
R-2600, en el que estaría basado.Y es que el
R-3350 tendría unos cilindros con el mismo diámetro y carrera que éste, pero en dos filas de 9 cada una, con lo que el cubicaje pasaría a ser de 54,86 litros (3.347,9 pulgadas cúbicas).En Mayo de 1937 tenía lugar el primer encendido del nuevo motor.En esos momentos, el interés por un motor tan grande era marginal, al menos en los EEUU.Tan sólo el proyecto del
XBLR (Experimentel Bomber Long Range), que acabaría en el
Douglas XB-19, necesitaba de motores de semejante tamaño y potencia (o incluso mayores).Por tanto, hasta el 27 de abril de 1941, fecha en que levantó el vuelo por primera vez el
XB-19, y por tanto también por primera vez volaban los
R-3350, sólo se construyeron un puñado de motores, posiblemente sólo
siete(!).
Pero ya incluso el año anterior, la situación empezaba a cambiar.La entonces USAAC planteó a las empresas aeronáuticas una propuesta para un bombardero de largo alcance, si bien no tan grande como el
XB-19, si iba a necesitar unos motores de similar potencia para las prestaciones requeridas.Las proyectos presentados por las cuatro principales empresas que participaron incluían en sus diseños el
R-3350 como planta motriz.Tras descartar las propuesta del
Lockheed XB-30 y el
Douglas XB-31, la USAAC se decidió por el proyecto de la
Boeing, el
XB-29, y por mantener también el de la
Consolidated, el
XB-32, como alternativa por si el anterior resultaba inviable.Ambos modelos estarían propulsados por el
R-3350.A partir de entonces, la historia del motor estaría unida al modelo de
Boeing (y en menor medida al de
Consolidated) de manera que la altísima prioridad en la construcción de este bombardero haría que muchos proyectos posteriores de otros aviones, de diferentes fabricantes, que fueron diseñados contando con el
R-3350, no se llevaran a cabo en buena parte por la falta de disponibilidad de los motores de la
Wright, para los que el
B-29 tenía total prioridad.
El descomunal programa industrial en torno al
B-29 se puso en marcha, tanto para la célula del avión como para los motores.
Wright construyó una nueva planta en
Woodbridge, New Jersey, para la fabricación del motor, y la que poseía en
Cincinnati también se dedicaría en exclusiva a él.Como esto no sería suficiente, la
Chrysler construyó en
Chicago otra planta (la
Dodge-Chicago) para su exclusiva fabricación.Cuando terminó la fabricación de estos motores, entre las dos plantas de la
Wright se entregaron unos 13.800 motores, mientras que
Chrysler fabricó unos 18.400.
Fuente: http://www.allpar.com/history/military/b-29.html
Diagrama en partes de un R-3350-18BA, uno de los primeros modelos de producción, como los que empezó a fabricar la Chrysler en la nueva planta de Chicago.Diseñada por el famoso arquitecto Albert Kahn, la descomunal fábrica tuvo un coste de 173.000.000$ de 1942, unos 2,4$ billones en el 2012.
Como ya he dicho, la vida y la historia del
R-3350 va de la mano del
B-29, al menos durante el período bélico.Es conocida la historia de que los
B-29 tuvieron, sobre todo durante los primeros meses que siguieron a su entrada en servicio, graves problemas con los motores.Que el motor, tras varios años de estar su desarrollo "congelado", estaba muy "verde" para entrar en servicio, y que los problemas de madurez típicos de todos los motores nuevos eran muchos y variados, es bastante lógico.
Para hacernos una idea de los problemas iniciales, en Septiembre de 1942 se habían entregado sólo 65 motores para las pruebas en los
XB-29, XB-32 y para el
Lockheed Vent-ellation, un
Ventura que se usaría como bancada de pruebas de motores en vista al
Constellation.Estos pocos motores entregados eran muy diferentes entre sí, debido a las continuas mejoras y cambios durante las pruebas.Los problemas eran tan graves que el primer prototipo
XB-29 necesitó 17 motores para completar sus primeras cien horas de vuelo de pruebas.
Todos los fallos podían ser mejorados con el tiempo: las vibraciones en el cigüeñal, uno de los primeros problemas, que ocasionaban que finalmente se llegase a doblar el eje de la hélice, se solucionaron con nuevos diseños de contrapesos de equilibrio.Otros problemas eran el consumo excesivo de aceite, la fuga de líquidos y en el sistema de encendido.Pero los más graves eran los referentes a la carburación y sobre todo a la refrigeración.
En los primeros modelos del motor, que usaban carburadores, la mezcla que llegaba a los cilindros no era uniforme, causando el funcionamiento desigual de estos.La entrada de aire del sobrealimentador tenía un codo de entrada mal diseñado, lo que mermaba su eficacia.Diferentes mejoras en el diseño de las entradas de aire, y sobre todo, más avanzado el conflicto, el abandono de los carburadores a favor de la inyección directa de combustible mejoraron mucho este problema.
El problema más acuciante era el exceso de temperatura y el consiguiente riesgo de incendio.Para ahorrar peso, el diseño original del
R-3350 incorporaba un cárter con aleación de magnesio.Este ahorraba peso, pero en caso de incendio, se quemaba rápidamente y con unas temperaturas tan altas (hasta 3.100 ºC) que llegaba a propagarse por el ala, podía fundir los largueros principales de ésta y provocar el fallo catastrófico de ésta.Los incendios no tenían un sólo motivo: las persistentes fugas de fluidos eran una de ellas, pero la causa principal era la tendencia de los cilindros posteriores del anillo, mal refrigerados, a fundir las válvulas, lo que podía producir que alguna parte de estas entrara en el cilindro, con el consiguiente riesgo de perforación de este.Entonces la mezcla de aire-combustible pasaba al cárter y comenzaba el incendio.
El primer gran desastre tuvo lugar el 18 de Febrero de 1943.Ese día, el segundo prototipo del
XB-29 se estrelló al incendiarse uno de los motores.Los 11 miembros de la tripulación, con el piloto de pruebas al mando,
Eddie Allen, murieron en el accidente, así como 23 personas más en tierra, al caer en la planta de industrias cárnicas de
Frye Meat Packing en
Seattle.En este punto, (no por este accidente en concreto, sino por el retraso en el programa y la gran cantidad de fallos en el mismo) como en el caso del
R-2600, intervino el
Comité Especial de Investigación del Programa de Defensa Nacional.Finalmente la investigación de este comité culpó tanto a la
Wright por no cuidar la calidad en la fabricación, como a la USAAC por presionar demasiado a la empresa de motores.
Fuente: https://pauldorpat.com/2010/03/06/seatt ... ret-crash/
Estado en que quedó la planta cárnica Frye Meat Packing tras estrellarse el segundo prototipo del B-29 (41-0003).A los 8 minutos del despegue de este vuelo de pruebas, se inició un incendio en el motor Nº1.Tras el procedimiento habitual de pagar el motor, cortar combustible y descargar los extintores, la situación parecía controlada y se comenzó la vuelta al aeropuerto de la Boeing, pero minutos después se oyó una fuerte explosión y el operador de radio comunicó que el ala estaba en llamas.El avión comenzó a caer rápidamente.En la trayectoria de caída se encontraron restos del ala, que habían salido despedidos tras la explosión, así como los cuerpos de tres tripulantes que saltaron, pero a los que no les dio tiempo a abrir los paracaídas.Estos cuerpos presentaban signos de quemaduras, lo que destacaba que en unos momentos el humo y el violento fuego habían alcanzado el fuselaje.Los restantes ocho miembros de la tripulación que quedaban en el avión murieron en el impacto, así como 22 empleados de la Frye y un miembro del equipo de bomberos durante los trabajos de rescate.Este fue el primer accidente mortal de los B-29, pero desgraciadamente le sucedieron muchos más.Al piloto, el famoso aviador Eddie Allen, le fue concedida a título póstumo, en Abril de 1946, la Medalla del Aire, una de las pocas otorgadas a un piloto civil.
El programa entró en una sucesión interminable de cambios de diseño.La planta de
Chrysler anotó 6.427 cambios de diseño principales.Se modificaron los conductos para el aceite, que ayudaron a la mejora de la lubricación sobre todo de la culata de los cilindros superiores del anillo interior, y por tanto de las partes móviles del accionamiento de las válvulas.Sobre todo se trabajó en el rediseño de las barquillas de los motores y en la mejora de la distribución de los flujos de aire dentro de estas, ya que su mal diseño original era la causa principal del excesivo calentamiento, modificando la distancia de las cabezas de los cilindros a la carcasa del motor y los flaps de salida de refrigeración.Se mejoró a su vez el sistema de encendido y el de carburación.Otras cambios propuestos no se llevaron a cabo, ya que hubieran retrasado demasiado el programa previsto de entrega de motores, que ya iba retrasado.Uno de estos cambios que no se materializó fue la propuesta de
Curtiss de que las cabezas de los cilindros se hiciesen por el proceso de forjado en vez de fundidos.
Pero los cambios no se producían de inmediato, y los B-29 estaban ya operativos con el
XX Mando de Bombardeo en la primavera de 1944.Sus motores no tanto.Las pérdidas por fallos en estos fueron muy numerosas, acrecentadas por las altas temperaturas de la zona de operaciones.Las propias tripulaciones y equipos de tierra fueron mejorando también sus sistemas de operación.Los mecánicos poco a poco resolvían el mantenimiento, como la revisión exhaustiva de los asientos de las válvulas, o el cambio de los cilindros superiores cada 25 horas de vuelo.Los pilotos aprendían a despegar aprovechando todo el largo de la pista y realizando un ascenso muy suave al principio, para aprovechar al máximo el aire más denso a baja altura y mejorar la refrigeración antes de entrar en estratos de aire más rarificado.
Con todo, hasta que en los últimos meses se introdujo la inyección directa de combustible, las pérdidas por fallos del motor fueron siempre altas.Pero a base de perseverar, y de un gasto de investigación enorme, la fiabilidad alcanzó unos niveles bastante aceptables, tanto que al final de la guerra las revisiones pasaron de las 100 a las 400 horas, convirtiéndose por fin en el gran motor que siempre se pretendió que fuese.
Fuente https://es.pinterest.com/explore/boeing ... 015743810/
Fuente https://commons.wikimedia.org/wiki/File ... _India.jpg
Dos imágenes típicas de los B-29 en acción: mantenimiento de motores.De la imagen superior no tengo datos concretos.La imagen inferior está situada en la India, y los mecánicos le están sustituyendo uno de los motores.Aquí se ven los colectores de escape rodeando el motor, terminando en los conductos que se ven abajo a ambos lados, y que conectaban con los dos turbocompresores General Electric que montaba cada motor en sus enormes barquillas.Para hacernos una idea de su tamaño, las interiores, que además albergaban el tren principal, tenían aproximadamente la longitud de un Grumman F4F Wildcat.
Como hemos dicho, la historia del
R-3350 está ligada sobre todo al
B-29.Durante la Guerra, prácticamente el otro único modelo que se construyó en cierta cantidad utilizando el mismo motor fue, como dijimos antes, el
B-32.Tampoco este estuvo libre de problemas de sobrecalentamiento, debido de nuevo en parte a un no muy acertado diseño inicial del flujo de aire en el interior de las barquillas de los motores, pero la relativa poca cantidad de aparatos construidos, y las pocas operaciones realizadas por estos, así como la naturaleza de estas, que no alcanzaban las cotas de altura operacional de las misiones de los
B-29 (aparte de los conocidos ataques "a baja altura" de las superfortalezas), ya que el
B-32 carecía de presurización, hicieron que los fallos motrices no fuesen tan llamativos.
Fuente: http://www.worldwarphotos.info/gallery/ ... d-okinawa/
Consolidated B-32 Dominator del 312th Bomb Group en el aeródromo de Yontan, Okinawa.No tengo más datos de la imagen, pero si es del periodo de la Guerra, el avión pertenecería al 386th Bomb Squadron, que formaba parte del 312th BG, que estuvo basado un tiempo en Yontan y fue el único que realizó misiones con el B-32 durante las últimas semanas de la Guerra.
Desde luego si hubo una buena cantidad de proyectos que contaron con los
R-3350.Quizá dos de los más llamativos, y que, al menos en parte, no siguieron adelante por la exclusividad del programa de los motores y los bombarderos, fueron el potente bimotor de ataque
Beech XA-38 Grizzly y el del mayor hidrocanoa bimotor del periodo, el
Boeing XPBB Sea Ranger.Por supuesto hubo otras razones para que no se construyesen en serie, pero la falta de disponibilidad de estos motores (que en estos prototipos dieron buen resultado) fue sin duda una de ellas.
El
R-3350 estuvo durante varios años en servicio tras la Guerra.Como no es el tema, no me extenderé en ello, pero vale la pena decir que en ciertos modelos, y tras años de refinamiento del motor, este dio buenos resultados, dependiendo por supuesto de múltiples factores.En los enlaces que dejo al final del hilo podéis ver el listado con todos estos modelos.Un hecho a tener en cuenta es que en Septiembre de 1946, el
Lockheed Neptune "Turtle", el tercer P2V-1 construido (y muy modificado) estableció el record mundial de distancia de vuelo sin escalas y sin reaprovisionamiento recorriendo 18.083 km desde
Perth, en Australia, hasta
Columbus, en el Estado de
Ohio, record que no fue batido por un avión con motor a pistón hasta 1986.El vuelo duró más de 55 horas, y los motores eran unos
R-3350-8.
Sólo comentar por último que en el mercado civil de posguerra, dos modelos icónicos, el
Lockeed Super Constellation y el
Douglas DC-7 usaron los
R-3350 Turbo-Compound, que utilizaban tres turbinas de recuperación de energía (PRT, Power Recovery Turbine) y que pasaban, según modelos, de los 3.500 Hp.Si en esa época los
R-3350 "normales" por fin habían alcanzado fiabilidad, estos modelos volvieron a los problemas.Quizá las "frases hechas" no sean siempre justas, pero en la época se decía que el
Super Constellation era
"el mejor trimotor del mundo", y del
DC-7, comparándolo con su predecesor el
DC-6, que utilizaba los
Pratt & Whitney R-2800 con hélices tripalas se decía que
"el DC-6 es un cuatrimotor con hélices tripalas, y el DC-7 es un trimotor con cuatro palas de hélice de sobra".
En muchos sitios se habla de el porqué de la insistencia en la fabricación de este motor, cuando el
Pratt & Whitney R-2800, tras los problemas iniciales, era aclamado por todos como un motor muy bueno y fiable, y además sus versiones posteriores enseguida sobrepasaron en potencia al
R-3350.Habría que ver el pensamiento de los planificadores militares en ese momento, las capacidades de producción, los inevitables retrasos al cambiar de planta motriz en un proyecto tan complicado como por ejemplo el de los
B-29, y por supuesto, aspectos de intereses industriales de ese momento que difícilmente saldrían a la luz.
Fuente: http://www.enginehistory.org/Museums/RAFCosford.shtml
R-3350 expuesto en el Museo de la RAF en Cosford.El motor está cortado en sección, y nos ofrece una vista increíble de muchos de sus mecanismos.Se aprecian claramente las dos estrellas de cilindros, y algo más atrás, las aspas del compresor.Este modelo lleva carburador, en la parte superior derecha.También en la parte superior, a ambos lados de los cilindros, se aprecian los actuadores de las válvulas.
Características principales:
Tipo: Radial de 18 cilindros en doble estrella refrigerado por aire.Alimentación por carburador
Chandler-Evans.Gasolina de 100/130 octanos.Compresor centrífugo mecánico de una etapa y dos velocidades.Válvulas en cabeza, dos por cilindro, las de escape de aleación de sodio.Doble bujía por cilindro.
Diámetro-carrera: 155,6mm x 160,2mm
Cubicaje: 54,86 litros.
Pesos: 1.212 kg.
Dimensiones: longitud, 1,930 mm; diámetro, 1,420 mm.
Relación de compresión: 6,85 : 1
Potencias:
-Máxima al despegue: 2.200 Hp con 2.800 rpm
Fuentes:
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https://en.wikipedia.org/wiki/Wright_R- ... ex-Cyclone
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http://www.aviation-history.com/engines/r3350.htm
-
http://www.enginehistory.org/Wright/Wright%20R-3350.pdf
-
http://www.allpar.com/history/military/b-29.html
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http://aviation-safety.net/wikibase/wiki.php?id=24849
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https://es.wikipedia.org/wiki/Boeing_B-29_Superfortress
-
https://en.wikipedia.org/wiki/Consolida ... _Dominator
NOTA: Cuando al principio de este "artículo" nombraba algunos motores de tamaño similar al R-3350, se me pasó, lamentablemente, nombrar al
Piaggio P.XII, que de todas formas sigue siendo más pequeño en cuanto a cubicaje (18 cilindros en doble estrella y 53 Litros de capacidad), pero que creo que debe ser mencionado.Con el tiempo también espero poder hablar de este motor.