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Heinkel HeS 8
Sumario
Descripción
El HeS 8 fue un Motor jet inicial diseñado por Hans von Ohain mientras trabajaba en Heinkel. Fue el primer motor jet financiado por el Ministerio del Aire del Reich, con el nombre oficial 109-001. Fue creado para motorizar al Heinkel He 280 un Caza bi-motor, sin embargo Heinkel y von Ohain prefirieron Heinkel He S 3.
Historia
Tras un prolongado tiempo de planificación estuvo listo para la producción al mismo tiempo que el Junkers Jumo 004 y el BMW 003. En 1942 el trabajo termino en el HeS 8 y en el HeS 30, por lo que Heinkel ordenó trasladar la reproducción al más grande Heinkel He S 011. El He 280 fue dejado sin motores y eventualmente abandonado.
Von Ohain deja de creer
Por ese mismo tiempo el programa Heinkel He S 3 se derrrumbaba (en 1939), era cada vez más claro que von Ohain no era más partidario del Compresor centrífugo para motores jet. Se había "vendido" al Compresor axial hacía rato, en los albores de 1938, after después de una reunión con D. Encke de AVA, pero continuaron con el diseño centrífugo HeS 3 porque era más fácil de manejar. Creían que seguirían con el diseño de compresor axial después del HeS 3, pero parece que el RLM estaba interesado en mantener sus trabajos en centrifugos como respaldo en caso de que varios axiales presentaran problemas.
Problemas
El pricipal problema con el compresor centrífugo era la gran área de sección trasversal. Von Ohain había buscado soluciones para este problema tan temprano como en el diseño del Heinkel He S 1 que estaba serpenteante cayendo ya en 1937. Su primer intento de separar compresor y turbina —las cuales estaban espalda con espalda en el HeS 1— y colocar la cámara de combustión entre ellas . Varios problemas en este diseño original del HeS 3 forzaron a abandonarlo en pos del HeS 3b, pero von Ohain sentía aún que era la mejor solución, y regresó a ella para el HeS 8. El resultado fue un motor jet que era ligeramente más ancho que el disco del compresor, mientras que los modelos iniciales tenían cañerías por fuera del compresor lo que los hacía aún más grandes.
Fatiga de material
Otros problemas con el motor original fueron derivados de que el compresor era muy sensible a variaciones en el influjo de aire. Para solucionar esto, el HeS 8 agregó un impeledor de baja presión en la toma de aire al frente del compresor principal. Este no agregaba mucho a la compresión, pero al aumentar la presión del aire que entraba al compresor estabilizaba su funcionamiento. El impeledor de 14 hojas y el compresor de 19-hojas estaban hechos de un tejido de aluminio. La turbina de 14 hojas estaba hecha de acero, y no enfriado, lo que sugiere que el agotamiento de material de la turbina debe haber sido frecuente. Los múltiples componentes estaban conectados a a un eje de poder tubular común, soportado por tres rodamientos. La cámara de combustión consistía en dos difusores que enlentecían el flujo de aire desde el compresor, e inyectaban combustible en 128 boquillas distribuidas en dos grupos a diferentes "profundidades". Varios accesorios, incluido el arranque, estaban agrupados alrededor de la toma y no aumentaban el diametro total.
Evolución lenta
El trabajo prrogreso lentamente, y para el tiempo en el que el primer prototipo del He 280 estaba listo en Septiembre de 1940 el motor no se encontraba listo para volar. El prototipo empezó pruebas de planeo mientras el trabajo en las estructuras adicionales todavía no terminaba. Los motores fueron considerados listos para las pruebas a comienzos de 1941, sin embargo tenían 500 kg de empuje en vez de los 700 kg planeados. Los motores fueron ajustados al avión y el He 280 hizo su primer vuelo el 2 de abril de 1941, sin embargo las tapas de las gondolas no se cerraron para comprobar si los motores perdían combustible. Tres días el avión fue presentado en una fiesta ante ejecutivos del RLM los cuales quedaron impresionadisimos dando pleno apoyo al programa de Heinkel.
Se estanca el desarrollo
El desarrollo de motor decayó en este punto, y a principios de 1942 y el empuje había aumnentado solo a 550 kg. Un intento de mejorar la etapa del compresor axial único detrás de la compresora centrifuga en el V15 (prototipo 15th ) y una nueva ruta de flujo aéreo comenzo en el V16. Aparentementemente 30 motores se terminaron en total, y los últimos con las mejoras daban un empuje de 600 kg. Pero en este punto varios diseños axiales, includido el Heinkel He S 30, estaban progresando espectacularmente. Helmut Schelp, a cargo del desarrollo jet en el RLM, decidió que el 003 y el 004 eran "suficientes", y cancelo todos los trabajos de Heinkel. En lugar de preguntarles, reconvirtió el programa al diseño de un motor "Clase II" el cual desembocaría en el Heinkel He S 011.
Ultimas variaciones
Muchas modificaciones al modelo HeS 8 fueron exploradas en la vida útil del diseño.
HeS 9
El HeS 9 apareció al agregar una segunda etapa de compresor, además de replazar la etapa centrífuga con un "compresor diagonal" que Schelp favoreció. Poco se sabe de este diseño salvo que el RLM ordenó 10 de ellos, y ninguno de ellos fueron contruidos. Parece que fue usado para desarrollar el He S 011.
HeS 010
Se hizo colocando un motor HeS 8 dentro de una gondola larga, expandiendo el impeledor a una longitud superior a la del motor. El HeS 10 aparece como el primer modelo de lo que llamariamos un motor turbofan. En orden a extraer más poder desde el tubo de escape, una turbina axial de una etapa fue adicionada detrás de la centrifuga existente del HeS 8. La única diferencia real entre el HeS 10 y un motor turbofan foderno es que el ventilador no estaba motorizado independientemente del nucleo, sin embargo al separarse de la etapa de la compresora axial, podría presentar problemas para funcionar.
HeS 011
(Ver artículo principal: Heinkel He S 011)
Especificaciones
Para el V16 :
- Dimensiones: 1.6 m de longitud, 0.775 m diámetro
- Peso: 380 kg
- Empuje: 700 kg @ 13,500 RPM planeado, 600 kg entregado
- Relación de compresión: 2.7:1
Referencias
- German Jet Engine and Gas Turbine Development, Antony Kay, Airlife Books, 2002
