Junkers Jumo 004
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El Jumo 004 fue el primer motor turbojet en producción y uso operacional. Unas 8000 unidades fueron producidas por Junkers en Alemania a finales de la Segunda Guerra Mundial motorizando el Messerschmitt Me 262 y el Arado Ar 234 , además del Messerschmitt Me 110-C Ju 287, He 343, Me P1101, Horten Ho 229 y el Ta 183V-1 . Variantes del motor fueron producidas en la Europa del Este después de la guerra .
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[editar] Historia
[editar] Desarrollo
La funcionalidad de la propulsión a reactor Jet fue demostrada en Alemania a principios de 1937 por Hans von Ohain trabajando con la compañía Heinkel . La mayor parte del RLM permaneció desinteresada, pero Helmut Schelp y Hans Mauch vieron la potencialidad del concepto y estimularon a los productores de motores a empezar sus propios programas de desarrollo de motores jet. Eventualmente en 1939 Otto Mader, Jefe de Junkers Motoren (Jumo), afirmó que aunque el concepto era útil , no tenia a nadie que trabajara en él. Schelp respondió afirmando que el Dr Anselm Franz, a cargo del desarrolllo de los turbos y supercargadores de Junkers , estaba perfecto para el trabajo. Franz empezó su equipo de desarrollo a finales de ese año, y el proyecto recibió la designación del RLM 109-004 (el prefijo 109- era común a todos los proyectos Jet).
[editar] Franz se coloca a trabajar
Franz optó por un diseño que era conservador y revolucionario a la vez. Su diseño difería del de von Ohain en que el usaba un nuevo compresor el cual permitía un flujo de aire continuo y recto a través de motor (un Compresor axial), recientemente desarrollado por el Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA - Instituto de Investigación Aerodinámica) en Göttingen. El compresor de flujo axial no sólo funcionaba en forma excelente, con un 78% de eficiencia en condiciones de "mundo real" , sino que también tenía una sección transversal pequeña , importante para el diseño de aviones de alta velocidad.
[editar] Problemas
Por otra parte , el fimaba que se produciría un motor que estaba lejos de su potencial teórico , en interés a hacerlo practico en cuanto a simplicidad y factibilidad de producirlo en masa. Una decisión fue usar una sola área de combustión usando seis "latas de llama ", en vez de una sola lata anular más eficiente . Por la misma razón, colaboró fuertemente con el desarrollo de la turbina del motor con la Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft (AEG - General Electric Company) en Berlín, en vez de trabajar en el desarrollo de motores , optó por trabajar inmediatamente en un motor para ponerlo inmediatamente en construcción .La visión conservadora de Franz vino de una pregunta del RLM, pero le dieron la razón , porque a pesar de los problemas que enfrentaba, el 004 entró en producción y servicio en vez de su más avanzado tecnológicamente competidor , el BMW 003.
[editar] Diseño
El primer prototipo 004A funcionó en la primavera de 1940, y en Enero del año siguiente fue colocado a máxima potencia , 4.2 kN. Problemas de vibración con la hoja del compresor retardaron el programa en este punto, hasta que un nuevo Estator fue diseñado por Max Bentele resolvió el problema. Con los nuevos estatores en su lugar , el motor desarrolló 5.9 kN en Agosto, pasando el Test de Resistencia de funcionamiento a 10 horas con una potencia de 9.8 kN en Diciembre. El primer vuelo tuvo lugar el 15 de Marzo de 1942, cuando un 004A fue trasportado en el aire por un Messerschmitt Bf 110. El 18 de Julio, uno de los prototipos de Messerschmitt Me 262 voló con sus motores 004 , y el 004 fue ordenado por el RLM con un pedido inicial de 80 motores.
[editar] 004A como Banco de pruebas
El 004A fue estrictamente un Banco de Pruebas , inviable para producción en masa debido a su construcción sólida, y por ende pesada, y el uso de materiales muy costosos para alta temperatura en la "sección caliente ".
[editar] 004B Orkan
Para producción , el 004B en lugar de usar enfriadores de aire , uso hojas de turbina huecas hechas de acero barato , enfriado por aire comprimido "chorreado" desde el compresor .Las primeras series de compresión axial pesaban 100 kg menos que el 004A , y en 1943 había pasado más de 100 horas de pruebas. Más tarde en 1943 , una serie de motores sufrió problemas de vibración, y las soluciones fueron fastidiosas . Eventualmente, en Diciembre, Max Bentele fue nuevamente requerido para una reunión en los Cuarteles Generales del RLM , donde sugirió una serie de cambios destinados a cambias las frecuencias naturales de las hojas de la turbina, y una pequeña reducción en las rpm desde 9000 a 8700. Esto solucionó el problema, pero no fue hasta principios de 1944 que la producción plena pudo comenzar. Estos contratiempos fueron la principal razón por la que se demoró la Luftwaffe para introducir el Me 262 a los escuadrones de servicio. dada la baja calidad de los aceros usados en las hojas del 004B, estos motores tenían una vida de servicio de 10-25 horas (hasta el doble en las manos de un piloto experimentado). Otro defecto del motor , común a todos los turbojets iniciales , era su respuesta lenta al acelerador. Peor, era bastante fácil que "volcara" mucho combustible en el motor acelerándolo demasiado rápido, calentando demasiado el motor antes de que el aire frío lo enfriara. Esto conducía al ablandamiento de las hojas de la turbina , y era la mayor causa de fallos en el motor. Sin embargo, hizo posible el poder jet para combate por primera vez.
Una característica interesante del 004 era el Sistema de Arranque, el cual consistía en un Motor de Motocicleta Riedel 10 hp (7 kW) 2-cilindros oculto en la toma de aire. Un agujero en el extremo de la nariz del cuerpo central contenía una manilla para manejarlo que iniciaba el motor , el cual a su vez iniciaba el motor jet . Dos pequeños tanques de gasolina estaban insertos en la bocatoma anular.
[editar] 004C
El 004C incluía un posquemador para aumentar el empuje pero no fue construido.
[editar] 004D
El 004D fue un modelo para mejorar la eficiencia del combustible mediante un inyector de dos etapas , y tenia un nuevo control de aceleración que permitía evitar las sobrecargas de combustible en las aceleraciones . El 004D había pasado todas las pruebas y estaba listo para entrar en acción en lugar del 004B,cuando acabó la Guerra .
[editar] 004E
El 004E es un modelo 004D con un área de escape mejorada para mejor comportamiento a grandes altitudes.
[editar] 004H y JuMo 012
Artículo principal: Junkers Jumo 012
Un modelo mucho más avanzado que tenia ambos sistemas fue el Jumo 012. El 012 estaba basado en un sistema de "dos carretes" , en la cual dos turbinas , girando a diferentes velocidades , manejaban partes distintas del compresor para mayor eficiencia.
En un motor reactor el compresor consume un 60% de todo el poder generado, axial que mejoras tienen un impacto dramático en el consumo de combustible. Los planes para usar el concepto básico del 012 era de un motor idéntico al 004, conocido como 004H, el cual mejoraba el consumo específico de combustible desde lo que consumía el 004B ( 1.39 kg/(km/h)) a un respetable 1.20 kg/(km/h),una disminución de un 15%. Este motor fue diseñado para el Ju 287, con un empuje de 6600 lbs. Sólo partes para un motor se habían construido al final de la guerra.
[editar] 004 capturados
En Francia, 004s capturados motorizaron el Sud-Ouest SO 6000 Triton y el Arsenal VG-70.
[editar] 004 en la Post Guerra
después de la Segunda Guerra Mundial , los Jumo 004s fueron construidos en pequeño número en Malesice en Checoslovaquia, con la designación M-04 para motorizar al Avia S-92 y el Avia CS-92, copias del Me 262. Copias del Jumo 004 fueron construidas en la Unión Soviética como el Motor RD-10, donde motorizaron el Yakovlev Yak-15 , el Suhhoi Su-9 , el Sukhoi Su-11 y muchos otros prototipos.
[editar] 004 en la Unión Soviética
Los científicos y técnicos de Junkers Motoren fueron trasladados a la Fábrica Experimental No. 2 en un pequeño pueblo llamado Uprawlentscheski , cerca de la ciudad de Kuibyschew en el Río Volga en el área de Kazan . Durante la Segunda Guerra Mundial funcionó acá la Instalación de Aviones Kirow No. 145 . Durante 1946 esta fábrica fue restaurada y muchos laboratorios y edificios fueron erigidos . En Noviembre de 1946 , el equipo de Motores de Dessau OKB-1 llegó allí. Estas instalaciones en Kuibyschew estaban completamente concentradas en el desarrollo de motores y equipos y fueron trasferidas desde Otto Mader Werke y de Junkers Motorenwerke en Dessau. La construcción de este complejo fabril duró hasta 1949. Klimow fue nombrado Administrador General. Tres OKBs fueron instalados en Kuibyschew.
[editar] Tumanskii RD-10
Era una copia del Junkers Jumo 004 , desarrollado en Kazan como el RD-10 con 910 kg de empuje, 10A con 1,000 kg de empuje y el 10F con 1,100 kg de empuje. Armados con el La-150/La-152/La-154/La-156, Su-9 y los Yak-15/Yak-18/Yak-21.
[editar] OKB-1
El OKB-1 estaba dirigido por Brandner y la mayor parte de los 350 antiguos empleados de Junkers fueron adscritos allí.
[editar] OKB-2
El OKB-2 estaba formado por ex empleados de BMW bajo la dirección de Prestel.
[editar] Misiones de Kuibyschew
- Continuar los desarrollos del Jumo 004 y del BMW 003
- Continuar con los desarrollos del Jumo 012 y del BMW 018
- Fabricar el PTL022 con 5000hpr , OKB-1
- Desarrollo del compresor 032 con 2000hpr , OKB-1
- Desarrollo del PTL028 con 6800hpr , OKB-2
- Desarrollo del BMW 003 C , OKB-2
El posterior desarrollo del Jumo 004 fue trasferido a la Fábrica No. 26 en 1947. El BMW 003 fue trasferido a la Fábrica No. 16 en Kazan, donde más tarde se desarrollaría el RD-20 para el Mig 9. También el compresor 032 para motores siendo detendido en 1947.
[editar] Variantes
| Nombre RLM | Tipo | Composición | Empuje | Peso | Velocidad |
|---|---|---|---|---|---|
| 109-004B | Turbojet | 8ax 6in 1tu | 8.8 kN (1984 lbf) | 745 kg (1642 lb) | 8700 rpm |
| 109-004C | Turbojet | 8ax 6in 1tu | 10.0 kN (2238 lbf) | 720 kg (1588 lb) | 8700 rpm |
| 109-004D | Turbojet | 8ax 6in 1tu | 10.3 kN (2315 lbf) | 745 kg (1642 lb) | 10000 rpm |
| 109-004H | Turbojet | 11ax 8in 2tu | 17.7 kN (3970 lbf) | 1200 kg (2646 lb) | 6600 rpm |
| 109-012 | Turbojet | 11ax 6in 2tu | 27.3 kN (6130 lbf) | 2000 kg (4410 lb) | 5300 rpm |
| 109-022 | Turboprop | 11ax 8in 2tu | 4600 ehp (3.4 MW) | 2600 kg (5733 lbf) | 5000 rpm |
Composición: ax=Etapas del compresor de Flujo Axial, in=Cámaras individuales de combustión, tu=Etapas de la Turbina.
[editar] Trivia
El Junkers Jumo 004 es quizás el único motor de aviación nombrado en la lírica , en "ME 262" del Grupo Blue Öyster Cult de su álbum de 1974 , Secret Treaties
[editar] Véase también
- Rolls-Royce Derwent - Motores contemporáneos británicos
- De Havilland Goblin - Motores contemporáneos británicos
