Articulo de referencia

Motor rotativo

Un Le Rhône 9C de 80 caballos de fuerza (60 kW) , un motor rotativo típico de la Primera Guerra Mundial. Los tubos de cobre transportan la mezcla de combustible y aire desde el ...

Un Le Rhône 9C de 80 caballos de fuerza (60 kW) , un motor rotativo típico de la Primera Guerra Mundial. Los tubos de cobre transportan la mezcla de combustible y aire desde el cárter hasta las culatas, actuando en conjunto como un colector de admisión . 
Este Le Rhône 9C está instalado en un avión de combate Sopwith Pup en el Museo de la Aviación Naval . Nótese la estrechez del pedestal de montaje al cigüeñal fijo (2013) y el tamaño del motor.
Motocicleta Megola con motor rotativo montado en la rueda delantera.

El motor rotativo es un tipo de motor de combustión interna alternativo , generalmente diseñado con un número impar de cilindros por fila en una configuración radial . En la mayoría de los diseños, el cigüeñal del motor permanecía fijo durante el funcionamiento, mientras que el cárter y sus cilindros giraban a su alrededor como una sola unidad. Su principal aplicación fue en la aviación, aunque también se utilizó en algunas motocicletas y automóviles .

Los motores aeronáuticos rotativos se utilizaron ampliamente como alternativa a los motores convencionales en línea ( rectos o en V ) durante la Primera Guerra Mundial y los años inmediatamente anteriores a dicho conflicto. Se los ha descrito como "una solución muy eficiente a los problemas de potencia, peso y fiabilidad". [ 1 ]

A principios de la década de 1920, los motores aeronáuticos rotativos habían sido reemplazados en gran medida por otras configuraciones de motores.

Descripción

Distinción entre motores "rotativos" y "radiales".

Un motor rotativo es esencialmente un motor de ciclo Otto , generalmente con cilindros dispuestos radialmente alrededor de un cigüeñal central como un motor radial convencional , pero en lugar de tener un cárter fijo y cilindros con un cigüeñal giratorio , el cárter y los cilindros giran como una unidad con respecto al cigüeñal. En su forma más común, el cigüeñal estaba fijado sólidamente al fuselaje y la hélice estaba atornillada a la parte delantera del cárter .

Animación de un motor rotativo de siete cilindros con un orden de encendido de pistones alternos.

Esta diferencia también tiene un impacto significativo en el diseño (lubricación, encendido, admisión de combustible, refrigeración, etc.) y el funcionamiento (véase más abajo).

El Museo del Aire y del Espacio de París exhibe un modelo funcional especial, seccionado, de un motor con siete cilindros dispuestos radialmente. Alterna entre los modos rotatorio y radial para demostrar la diferencia entre los movimientos internos de ambos tipos de motor. [ 2 ]

Acuerdo

Al igual que los motores radiales de pistón fijo, los motores rotativos generalmente se construían con un número impar de cilindros (normalmente 5, 7 o 9), para mantener un orden de encendido constante de cada dos pistones y así garantizar un funcionamiento suave. Los motores rotativos con un número par de cilindros eran mayoritariamente del tipo de dos filas.

La mayoría de los motores rotativos estaban dispuestos con los cilindros apuntando hacia afuera desde un solo cigüeñal, en la misma forma general que un motor radial, pero también había motores bóxer rotativos [ 3 ] e incluso rotativos de un solo cilindro .

Ventajas e inconvenientes

Tres factores clave contribuyeron al éxito del motor rotativo en aquel momento: [ 4 ]

  • Funcionamiento suave: Los motores rotativos entregaban la potencia de forma muy suave porque (en relación con el punto de montaje del motor) no había piezas recíprocas, y la masa giratoria relativamente grande del cárter/cilindros (como una unidad) actuaba como un volante de inercia .
  • Refrigeración mejorada: cuando el motor estaba en marcha, el conjunto giratorio del cárter y el cilindro creaba su propio flujo de aire de refrigeración de rápido movimiento , incluso con la aeronave en reposo.
  • Ventaja de peso: los motores rotativos compartían con otros motores de configuración radial la ventaja de un cárter pequeño y plano. La refrigeración superior por aire que proporcionaba el movimiento del motor también permitía fabricar cilindros con paredes más delgadas y aletas de refrigeración menos profundas. Su relación potencia-peso se veía aún más mejorada por el efecto de inercia del conjunto del motor giratorio.

A medida que los motores estacionarios se volvieron más fiables y lograron mejores pesos específicos y un menor consumo de combustible, los motores aeronáuticos rotativos fueron reemplazados gradualmente.

  • Los motores aeronáuticos rotativos generalmente utilizaban un sistema de lubricación por pérdida total . Para que el lubricante llegara a todo el motor, se suministraba al cárter a través del cigüeñal hueco, pero la fuerza centrífuga del cárter giratorio dificultaba su recolección y recirculación. En los sistemas más comunes, el lubricante entraba al cárter con la mezcla de combustible y aire, como en muchos motores de dos tiempos .
  • Los aumentos de potencia generalmente venían acompañados de aumentos de masa y tamaño, [ 5 ] incrementando los efectos giroscópicos de la masa giratoria del motor. Por lo tanto, las aeronaves con estos motores podían presentar características de manejo inusuales, especialmente para pilotos inexpertos.
  • Se consumía una cantidad cada vez mayor de energía para superar la resistencia del aire que hacía girar el motor.
  • Algunos motores rotativos tenían controles limitados o difíciles de usar (véase más abajo), lo que podía provocar un desperdicio de combustible.

El Bentley BR2 de finales de la Primera Guerra Mundial fue el motor rotativo más grande y potente; alcanzó un punto más allá del cual este tipo de motor no podía desarrollarse más, [ 6 ] y fue el último de su clase en ser adoptado por la RAF.

Control de motores rotativos

Rotatorios Monosoupape

A menudo se afirma que los motores rotativos no tenían acelerador y, por lo tanto, la potencia solo podía reducirse cortando intermitentemente el encendido mediante un interruptor de "golpe" . Esto era particularmente característico del tipo "Monosoupape" (de una sola válvula), que tomaba la mayor parte del aire hacia el cilindro a través de la válvula de escape, la cual permanecía abierta durante una parte de la carrera descendente del pistón. [ 7 ] Por lo tanto, la mezcla de combustible y aire en el cilindro no podía controlarse regulando la admisión del cárter. El control de combustible de un Monosoupape proporcionaba solo un grado limitado de regulación de velocidad, ya que abrirlo hacía que la mezcla fuera demasiado rica, mientras que cerrarlo la hacía demasiado pobre; cualquiera de los dos extremos podía detener rápidamente el motor o causar daños. Los primeros modelos presentaban una forma de distribución variable de válvulas en un intento de proporcionar un mayor control, pero esto provocaba que las válvulas se quemaran y, por lo tanto, se abandonó. [ 8 ]

La única forma de hacer funcionar algunos motores Monosoupape sin problemas a bajas revoluciones era mediante un interruptor que modificaba la secuencia de encendido normal, de modo que cada cilindro se encendía solo una vez cada dos o tres revoluciones del motor, manteniéndolo más o menos equilibrado. [ 9 ] Sin embargo, la carga de combustible y el aceite seguían entrando en los cilindros y se expulsaban sin quemar. El uso prolongado del interruptor podía provocar la acumulación de grandes cantidades de combustible y aceite sin quemar en el escape y la cubierta inferior, creando un riesgo de incendio.

Rotatorios "normales"

La mayoría de los motores rotativos tenían válvulas de admisión convencionales, de modo que el combustible y el aceite lubricante entraban en los cilindros ya mezclados con aire, como en un motor de cuatro tiempos convencional. Aunque el cárter giratorio impedía el uso de un carburador convencional capaz de mantener una relación aire-combustible constante en un rango de aperturas del acelerador, era posible ajustar el suministro de aire mediante una válvula de mariposa independiente o "Bloctube". El piloto debía colocar el acelerador en la posición deseada y luego ajustar la mezcla aire-combustible mediante una palanca de "ajuste fino" independiente que controlaba la válvula de suministro de aire, a modo de estrangulador manual. Debido a la gran inercia rotacional del motor rotativo, era posible ajustar la mezcla aire-combustible adecuada por ensayo y error sin que se calara, aunque esto variaba según el tipo de motor y requería mucha práctica.

Para reducir las revoluciones de un motor en marcha, era posible cerrar la válvula de combustible hasta la posición requerida y reajustar la mezcla de combustible y aire según fuera necesario. Este proceso también requería un ajuste preciso, por lo que la reducción de potencia, especialmente durante el aterrizaje, se solía lograr cortando intermitentemente el encendido con el interruptor de aceleración.

El corte de cilindros mediante interruptores de encendido tenía el inconveniente de permitir que el combustible siguiera pasando por el motor, engrasando las bujías y dificultando un arranque suave. La mezcla de aceite y combustible sin quemar también podía acumularse en la cubierta del motor, creando un riesgo de incendio al restablecerse el encendido. En muchos aviones con motor rotatorio, la parte inferior de la cubierta, generalmente circular, o bien se le añadían ranuras de drenaje, ya fuera parcial o totalmente.

Los pilotos de aeronaves que aún se conservan o que son réplicas de las que están equipadas con motores rotativos siguen encontrando útil el interruptor de aceleración automática durante el aterrizaje, ya que proporciona una forma más fiable y rápida de iniciar la potencia si es necesario, en lugar de arriesgarse a una parada repentina del motor o a que un motor que gira sin control no vuelva a arrancar en el peor momento posible.

Historia

En un artículo de Scientific American de 1847 se hablaba de las máquinas de vapor rotativas como poco prácticas para uso general. [ 10 ]

Mijo

Una motocicleta Félix Millet de 1897

Félix Millet presentó un motor rotativo de 5 cilindros integrado en una rueda de bicicleta en la Exposición Universal de París de 1889. Millet había patentado el motor en 1888, por lo que debe considerarse el pionero del motor rotativo de combustión interna. Una máquina impulsada por su motor participó en la carrera París-Burdeos-París de 1895 y el sistema fue puesto en producción por Darracq and Company de Londres en 1900. [ 11 ]

Hargrave

Lawrence Hargrave desarrolló por primera vez un motor rotativo en 1889 utilizando aire comprimido, con la intención de usarlo en el vuelo motorizado. El peso de los materiales y la falta de un mecanizado de calidad impidieron que se convirtiera en una unidad de potencia eficaz. [ 12 ]

Balzer

Stephen M. Balzer de Nueva York, un antiguo relojero, construyó motores rotativos en la década de 1890. [ 13 ] Estaba interesado en el diseño rotativo por dos razones principales:

  • Para generar 100 hp (75 kW) a las bajas revoluciones por minuto a las que funcionaban los motores de la época, el pulso resultante de cada carrera de combustión era bastante grande. Para amortiguar estos pulsos, los motores necesitaban un volante de inercia grande , lo que añadía peso. En el diseño rotativo, el motor actuaba como su propio volante de inercia, por lo que los motores rotativos podían ser más ligeros que los motores convencionales de tamaño similar.  
  • Los cilindros contaban con un buen flujo de aire de refrigeración, incluso con la aeronave en reposo, lo cual era importante, ya que la baja velocidad de los aviones de la época limitaba dicho flujo, y las aleaciones disponibles eran menos avanzadas. Los primeros diseños de Balzer incluso prescindían de las aletas de refrigeración, si bien los motores rotativos posteriores sí incorporaban esta característica común de los motores refrigerados por aire .

En 1894, Balzer fabricó un automóvil con motor rotativo de tres cilindros y, posteriormente, participó en los intentos de Langley por construir un aeródromo , lo que lo llevó a la bancarrota mientras intentaba fabricar versiones mucho más grandes de sus motores. El motor rotativo de Balzer fue convertido más tarde a un sistema radial estático por el asistente de Langley, Charles M. Manly , dando origen al notable motor Manly-Balzer .

De Dion-Bouton

La famosa compañía De Dion-Bouton produjo un motor rotativo experimental de 4 cilindros en 1899. Aunque estaba destinado al uso aeronáutico, no se instaló en ninguna aeronave. [ 11 ]

Adams-Farwell

Un motor rotativo Adams-Farwell de cinco cilindros adaptado para la experimentación con helicópteros.

Los automóviles de la firma Adams-Farwell , cuyos primeros prototipos rodantes utilizaban motores rotativos de 3 cilindros diseñados por Fay Oliver Farwell en 1898, dieron paso a la producción de automóviles Adams-Farwell, primero con motores rotativos de 3 cilindros y, poco después, en 1906, con motores de 5 cilindros, convirtiéndose así en otro de los primeros fabricantes de automóviles estadounidenses en utilizar motores rotativos fabricados específicamente para uso automotriz. Emil Berliner patrocinó el desarrollo del concepto de motor rotativo de 5 cilindros de Adams-Farwell como una unidad de potencia ligera para sus fallidos experimentos con helicópteros. Los motores Adams-Farwell impulsaron posteriormente aeronaves de ala fija en los EE. UU. después de 1910. También se ha afirmado que el diseño del Gnôme derivó del Adams-Farwell, ya que se informa que un automóvil Adams-Farwell fue presentado al ejército francés en 1904. A diferencia de los motores Gnôme posteriores, y al igual que los motores rotativos de aviación Clerget 9B y Bentley BR1 posteriores , los motores rotativos Adams-Farwell tenían válvulas de escape y admisión convencionales montadas en las culatas. [ 11 ]

Gnomo

Vistas seccionales del motor Gnome

El motor Gnome fue obra de los tres hermanos Seguin, Louis, Laurent y Augustin. Eran ingenieros talentosos y nietos del famoso ingeniero francés Marc Seguin . En 1906, el hermano mayor, Louis, fundó la Société des Moteurs Gnome [ 14 ] para construir motores estacionarios para uso industrial, tras haber obtenido la licencia de producción del motor estacionario monocilíndrico Gnom de Motorenfabrik Oberursel , que, a su vez, construyó motores Gnome bajo licencia para aviones alemanes durante la Primera Guerra Mundial.

Louis se unió a su hermano Laurent, quien diseñó un motor rotativo específicamente para uso aeronáutico, utilizando cilindros de motor Gnom . Se dice que el primer motor experimental de los hermanos fue un modelo de 5 cilindros que desarrollaba 34 hp (25 kW) , y era un motor radial en lugar de rotativo, pero no se conservan fotografías del modelo experimental de cinco cilindros. Los hermanos Seguin luego recurrieron a los motores rotativos en aras de una mejor refrigeración, y el primer motor rotativo de producción del mundo, el " Omega " de 7 cilindros, refrigerado por aire y de 50 hp (37 kW), se mostró en el Salón del Automóvil de París de 1908. El primer Gnome Omega construido todavía existe y ahora está en la colección del Museo Nacional del Aire y el Espacio del Smithsonian . [ 15 ] Los Seguin utilizaron el material de mayor resistencia disponible: una aleación de acero al níquel de reciente desarrollo, y mantuvieron el peso bajo mecanizando componentes a partir de metal sólido, utilizando las mejores máquinas herramienta estadounidenses y alemanas para crear los componentes del motor; La pared del cilindro de un motor Gnome de 50 hp tenía solo 1,5 mm (0,059 pulgadas) de espesor, mientras que las bielas se mecanizaron con profundos canales centrales para reducir el peso. Si bien su potencia era algo baja en términos de unidades de potencia por litro, su relación potencia-peso era excepcional: 1 hp (0,75 kW) por kg.        

Al año siguiente, en 1909, el inventor Roger Ravaud instaló uno en su Aéroscaphe , una combinación de hidroala y aeronave, con la que participó en las competiciones de lanchas motoras y aviación de Mónaco. El uso del Gnome por parte de Henry Farman en la famosa exhibición aérea de Reims ese mismo año le dio gran notoriedad, cuando ganó el Gran Premio por la mayor distancia volada sin escalas (180 kilómetros o 110 millas) y también estableció un récord mundial de vuelo de resistencia. El primer vuelo exitoso en hidroavión, el del Le Canard de Henri Fabre , fue propulsado por un Gnome Omega el 28 de marzo de 1910, cerca de Marsella . 

La producción de motores rotativos Gnome aumentó rápidamente, llegando a fabricarse unos 4000 antes de la Primera Guerra Mundial. Gnome también produjo una versión de dos filas (el Double Omega de 100 hp), el Gnome Lambda  de 80 hp, de mayor tamaño , y el Double Lambda de dos filas de 160 hp. En comparación con otros motores de la época, el Gnome no se consideraba particularmente temperamental y se le atribuye ser el primer motor capaz de funcionar durante diez horas entre revisiones. [ 16 ] 

En 1913, los hermanos Seguin presentaron la nueva serie Monosoupape ("válvula única"), que reemplazó las válvulas de admisión en los pistones por una sola válvula en cada culata, que también funcionaba como válvula de admisión y escape. La velocidad del motor se controlaba variando el tiempo y la extensión de apertura de las válvulas de escape mediante palancas que actuaban sobre los rodillos de los taqués, un sistema que posteriormente se abandonó debido a que las válvulas se quemaban. El peso del Monosoupape era ligeramente menor que el de los motores anteriores de dos válvulas y consumía menos aceite lubricante. El  Monosoupape de 100 hp se construyó con 9 cilindros y desarrollaba su potencia nominal a 1200  rpm. [ 17 ] El posterior  motor rotativo Gnome 9N de nueve cilindros y 160 hp utilizó el diseño de válvula del Monosoupape, añadiendo el factor de seguridad de un sistema de doble encendido , y fue el último diseño conocido de motor rotativo en utilizar este formato de válvulas en la culata. El 9N también presentaba una configuración de encendido inusual que permitía alcanzar valores de salida de niveles de potencia de la mitad, un cuarto y un octavo mediante el uso del interruptor de cupé y un interruptor giratorio especial de cinco posiciones que seleccionaba cuál de los tres niveles de potencia alternativos se seleccionaría cuando se presionaba el interruptor de cupé, lo que permitía cortar todo el voltaje de chispa a los nueve cilindros, a intervalos uniformemente espaciados para lograr los múltiples niveles de reducción de potencia. [ 18 ] La reproducción en condiciones de vuelo del caza monoplano parasol Fokker D.VIII en el aeródromo de Old Rhinebeck, propulsado exclusivamente con un Gnome 9N, a menudo demuestra el uso de la capacidad de salida de cuatro niveles de su Gnome 9N tanto en carreras en tierra [ 19 ] como en vuelo.

Un motor alemán Oberursel U.III en exhibición en un museo.

Los motores rotativos fabricados por las empresas Clerget y Le Rhône utilizaban válvulas convencionales accionadas por varillas de empuje en la culata, pero empleaban el mismo principio de aspirar la mezcla de combustible a través del cigüeñal. Los motores Le Rhône contaban con prominentes tubos de admisión de cobre que iban desde el cárter hasta la parte superior de cada cilindro para admitir la carga de admisión.

El motor Gnome de siete cilindros y 80  hp (60  kW) era el estándar al estallar la Primera Guerra Mundial, bajo la denominación Gnome Lambda, y rápidamente se empezó a utilizar en numerosos diseños de aeronaves. Su rendimiento fue tal que varias compañías, incluida la alemana Motorenfabrik Oberursel, que diseñó el motor Gnom original, obtuvieron la licencia para su fabricación. Posteriormente, Fokker adquirió Oberursel , cuya copia del Gnome Lambda de 80  hp se conoció como Oberursel U.0. No era infrecuente que los Gnôme Lambda franceses, como los utilizados en los primeros ejemplares del biplano Bristol Scout , se encontraran con versiones alemanas, que impulsaban los Fokker Eindecker en combate, a partir de la segunda mitad de 1915.

Los únicos intentos de producir motores rotativos de doble fila en cantidades significativas fueron realizados por Gnome, con su diseño Double Lambda de catorce cilindros y 160  hp, y por la firma alemana Oberursel, a principios de la Primera Guerra Mundial, con su clon del Double Lambda, el U.III, de la misma potencia. Si bien un ejemplar del Double Lambda llegó a propulsar uno de los aviones de carreras Deperdussin Monocoque, alcanzando una velocidad récord mundial de casi 204  km/h (126  mph) en septiembre de 1913, se sabe que el Oberursel U.III solo se instaló en unos pocos aviones militares alemanes de producción, el monoplano de caza Fokker E.IV y el biplano de caza Fokker D.III , cuyos fracasos para convertirse en aviones de combate exitosos se debieron en parte a la mala calidad del motor alemán, que tendía a desgastarse tras solo unas pocas horas de vuelo en combate.

Primera Guerra Mundial

Un motor Siemens-Halske Sh.III conservado en el Museo Técnico de Viena (Technisches Museum Wien). Este motor impulsó varios tipos de aviones de combate alemanes hacia el final de la Primera Guerra Mundial.

La favorable relación potencia-peso de los motores rotativos era su mayor ventaja. Mientras que los aviones más grandes y pesados ​​dependían casi exclusivamente de motores convencionales en línea, muchos diseñadores de aviones de combate prefirieron los rotativos hasta el final de la guerra.

Los motores rotativos tenían varias desventajas, en particular un consumo de combustible muy elevado, en parte porque el motor solía funcionar a máxima potencia, y también porque la sincronización de las válvulas a menudo no era la ideal. El consumo de aceite también era muy alto. Debido a la carburación primitiva y la ausencia de un cárter verdadero , el aceite lubricante se añadía a la mezcla de combustible y aire. Esto hacía que los gases del motor estuvieran cargados de humo procedente del aceite parcialmente quemado. El aceite de ricino era el lubricante preferido, ya que sus propiedades lubricantes no se veían afectadas por la presencia del combustible, y su tendencia a formar gomas era irrelevante en un sistema de lubricación por pérdida total. Un efecto secundario desafortunado fue que los pilotos de la Primera Guerra Mundial inhalaron y tragaron una cantidad considerable de aceite durante el vuelo, lo que provocó diarrea persistente . [ 20 ] La ropa de vuelo que usaban los pilotos de motores rotativos se empapaba habitualmente de aceite.

La masa giratoria del motor también lo convertía, en efecto, en un gran giroscopio . Durante el vuelo nivelado el efecto no era especialmente evidente, pero al girar la precesión giroscópica se hacía perceptible. Debido a la dirección de rotación del motor, los giros a la izquierda requerían esfuerzo y ocurrían relativamente lento, combinados con una tendencia a elevar el morro, mientras que los giros a la derecha eran casi instantáneos, con una tendencia a que el morro bajara. [ 21 ] En algunas aeronaves, esto podía ser ventajoso en situaciones como combates aéreos. El Sopwith Camel sufrió hasta tal punto que requería timón de dirección izquierdo tanto para giros a la izquierda como a la derecha, y podía ser extremadamente peligroso si el piloto aplicaba la máxima potencia en la parte superior de un loop a bajas velocidades. A los pilotos en formación del Camel se les advertía que intentaran sus primeros giros bruscos a la derecha solo a altitudes superiores a 1000 pies (300 m) . [ 22 ] El enemigo alemán más famoso del Camel, el triplano Fokker Dr.I , también utilizaba un motor rotativo, generalmente el Oberursel Ur.II, clon del motor Le Rhone 9J de 110 hp de fabricación francesa .   

Incluso antes de la Primera Guerra Mundial, se hicieron intentos para superar el problema de la inercia de los motores rotativos. Ya en 1906, Charles Benjamin Redrup había demostrado al Royal Flying Corps en Hendon un motor "sin reacción" en el que el cigüeñal giraba en una dirección y el bloque de cilindros en la dirección opuesta, impulsando cada uno una hélice. Un desarrollo posterior de este fue el motor "Hart" sin reacción de 1914 diseñado por Redrup, en el que solo había una hélice conectada al cigüeñal, pero giraba en la dirección opuesta al bloque de cilindros, cancelando así en gran medida los efectos negativos. Esto resultó demasiado complicado para un funcionamiento fiable y Redrup cambió el diseño a un motor radial estático, que más tarde se probó en los aviones experimentales Vickers FB12b y FB16 , [ 23 ] lamentablemente sin éxito.

A medida que avanzaba la guerra, los diseñadores de aeronaves exigían cantidades cada vez mayores de potencia. Los motores en línea pudieron satisfacer esta demanda mejorando sus límites superiores de revoluciones, lo que se tradujo en mayor potencia. Las mejoras en la sincronización de las válvulas, los sistemas de encendido y los materiales ligeros hicieron posible estas mayores revoluciones, y al final de la guerra, el motor promedio había aumentado de 1200  rpm a 2000 rpm. El motor rotativo no pudo lograr lo mismo debido a la resistencia del aire que ejercían los cilindros al girar. Por ejemplo, si un modelo de principios de la guerra de 1200  rpm aumentaba sus revoluciones a solo 1400, la resistencia en los cilindros aumentaba un 36 %, ya que la resistencia del aire aumenta con el cuadrado de la velocidad. A bajas revoluciones, la resistencia podía ignorarse, pero a medida que aumentaban las revoluciones, el motor rotativo destinaba cada vez más potencia a hacer girar el motor, quedando menos disponible para proporcionar un empuje útil a través de la hélice.

Animación del funcionamiento interno del Siemens-Halske Sh.III

Diseños birotativos Siemens-Halske

Siemens realizó un ingenioso intento por rescatar el diseño, de forma similar al concepto británico de motor "sin reacción" de Redrup . El cárter (con la hélice aún fijada directamente a la parte frontal) y los cilindros giraban en sentido antihorario a 900  rpm, vistos externamente desde una perspectiva frontal, mientras que el cigüeñal (que, a diferencia de otros diseños, nunca "emergía" del cárter) y otras piezas internas giraban en sentido horario a la misma velocidad, por lo que el conjunto funcionaba efectivamente a 1800 rpm. Esto se logró mediante el uso de engranajes cónicos en la parte trasera del cárter, dando como resultado el Siemens-Halske Sh.III  de once cilindros , con menor resistencia y menor par motor neto. [ 24 ] : 4–5 Utilizado en varios tipos de aeronaves de finales de la guerra, en particular en el caza Siemens-Schuckert D.IV , la baja velocidad de funcionamiento del nuevo motor, junto con hélices grandes de paso grueso que a veces tenían cuatro palas (como las que usaba el SSW D.IV), proporcionaba a las aeronaves propulsadas por él tasas de ascenso excepcionales, y se dice que algunos ejemplares del motor Sh.IIIa de producción tardía incluso entregaban hasta 240 hp. [ 24 ] : 12

Uno de los nuevos aviones propulsados ​​por rotor, el D.VIII de la propia Fokker , fue diseñado al menos en parte para dar algún uso al excedente de motores Ur.II de 110 hp (82 kW) de la fábrica de Oberursel , que de otro modo serían redundantes y que a su vez son clones del motor rotativo Le Rhône 9J .  

Debido al bloqueo marítimo aliado, a los alemanes les resultaba cada vez más difícil obtener el aceite de ricino necesario para lubricar adecuadamente sus motores rotativos. Los sustitutos nunca fueron del todo satisfactorios, ya que provocaban un aumento de la temperatura de funcionamiento y una reducción de la vida útil del motor. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

De la posguerra

Para cuando terminó la guerra, el motor rotativo se había vuelto obsoleto y desapareció rápidamente de su uso. La Real Fuerza Aérea Británica probablemente utilizó motores rotativos durante más tiempo que la mayoría de los demás operadores. El caza estándar de la RAF de la posguerra, el Sopwith Snipe , utilizaba el motor rotativo Bentley BR2, el más potente (con unos 230 hp (170 kW) ) jamás construido por los Aliados de la Primera Guerra Mundial . El avión de entrenamiento estándar de la RAF de los primeros años de la posguerra, el Avro 504 K de 1914, tenía un montaje universal que permitía el uso de varios tipos diferentes de motores rotativos de baja potencia, de los cuales había un gran excedente. De manera similar, el avión de entrenamiento avanzado sueco FVM Ö1 Tummelisa , equipado con un motor rotativo Le-Rhone-Thulin de 90 hp (67 kW) , prestó servicio hasta mediados de la década de 1930.    

Los diseñadores tuvieron que sopesar el bajo coste de los motores excedentes de guerra frente a su escasa eficiencia en el consumo de combustible y el elevado coste operativo de su sistema de lubricación por pérdida total, y a mediados de la década de 1920, los motores rotativos habían sido prácticamente reemplazados incluso en el servicio británico, en gran medida por la nueva generación de motores radiales "estacionarios" refrigerados por aire, como el Armstrong Siddeley Jaguar y el Bristol Jupiter .

Continuaron los experimentos con el concepto del motor rotativo.

La primera versión del motor Michel de 1921, un inusual motor de levas con pistones opuestos , utilizaba el principio de un motor rotativo, ya que su bloque de cilindros giraba. Pronto fue reemplazada por una versión con los mismos cilindros y leva, pero con cilindros fijos y la leva girando en lugar de un cigüeñal. Una versión posterior eliminó por completo la leva y utilizó tres cigüeñales acoplados.

En 1930, los pioneros soviéticos del helicóptero, Boris N. Yuriev y Alexei M. Cheremukhin, ambos empleados por el Tsentralniy Aerogidrodinamicheskiy Institut (TsAGI, Instituto Central de Aerohidrodinámica), construyeron una de las primeras máquinas prácticas de rotor único con su helicóptero TsAGI 1-EA, propulsado por dos motores rotativos M-2 de diseño y fabricación soviética, que a su vez eran copias mejoradas del motor rotativo Gnome Monosoupape de la Primera Guerra Mundial. El TsAGI 1-EA estableció un récord no oficial de altitud de 605 metros (1985  pies) con Cheremukhin pilotándolo el 14 de agosto de 1932, impulsado por sus dos motores rotativos M-2. [ 28 ]

Uso en automóviles y motocicletas

Aunque los motores rotativos se usaban principalmente en aeronaves, algunos automóviles y motocicletas también los incorporaron. Quizás la primera fue la motocicleta Millet de 1892. Una motocicleta famosa, ganadora de numerosas carreras, fue la Megola , que tenía un motor rotativo dentro de la rueda delantera. Otra motocicleta con motor rotativo fue la Redrup Radial de Charles Redrup de 1912 , un motor rotativo de tres cilindros y 303 cc que Redrup instaló en varias motocicletas. 

En 1904, el motor Barry , también diseñado por Redrup, fue construido en Gales: un motor bóxer giratorio de 2 cilindros que pesaba 6,5  ​​kg [ 3 ] fue montado dentro de un chasis de motocicleta.

La motocicleta alemana Megola de principios de la década de 1920 utilizaba un motor rotativo de cinco cilindros integrado en el diseño de su rueda delantera.

En la década de 1940, Cyril Pullin desarrolló la Powerwheel , una rueda con un motor giratorio de un cilindro , embrague y freno de tambor dentro del cubo, pero nunca llegó a producirse en serie.

Otros motores rotativos

Además de la configuración de cilindros que giran alrededor de un cigüeñal fijo, varios diseños de motores también se denominan motores rotativos . El motor rotativo sin pistones más conocido , el motor rotativo Wankel , ha sido utilizado por NSU en el automóvil Ro80 , por Mazda en diversos automóviles como la serie RX y en algunas aplicaciones aeronáuticas.

A finales de la década de 1970 se probó un motor conceptual llamado Bricklin-Turner Rotary Vee . [ 29 ] [ 30 ] El Rotary Vee es similar en configuración al motor de vapor de codo . Los pares de pistones se conectan como miembros sólidos en forma de V, con cada extremo flotando en un par de grupos de cilindros giratorios. Los pares de grupos de cilindros giratorios están colocados con sus ejes en un amplio ángulo de V. Los pistones en cada grupo de cilindros se mueven paralelos entre sí en lugar de en una dirección radial. Este diseño de motor no ha llegado a la producción. El Rotary Vee estaba destinado a impulsar el Bricklin SV-1 .

Véase también

Notas

  1. Nahum, Andrew (1999). El motor aeronáutico rotatorio . NMSI Trading Ltd. pág.  40. ISBN 1-900747-12-X.
  2. "Vídeo de Vimeo del Museo del Aire: exhibición de un modelo cinético de sección transversal de aviación alternante "rotativo/radial"" . Archivado del original el 2 de julio de 2019. Consultado el 7 de noviembre de 2016 .
  3. 1 2 "Charles Benjamin Redrup" . Archivado del original el 15 de julio de 2017. Recuperado el 11 de abril de 2008 .
  4. Notas técnicas de la Junta Aérea , Junta Aérea de la RAF, 1917. Reimpreso por Camden Miniature Steam Services, 1997.
  5. Por ejemplo, compare Gnome Monosoupape con Bentley BR2.
  6. Gunston, Bill (1986). Enciclopedia mundial de motores aeronáuticos . Wellingborough: Patrick Stephens. págs. 22–26 . 
  7. McCutcheon, Kimble D. "Gnome Monosoupape Type N Rotary" (PDF) . Aircraft Engine Historical Society . Consultado el 21 de julio de 2026 .
  8. Nahum, Andrew (1999). El motor aeronáutico rotatorio . NMSI Trading Ltd. págs. 44–45 . ISBN  1-900747-12-X.
  9. Donovan, Frank Robert (1962). The Early Eagles . Dodd, Mead. pág. 154. 
  10. "Motores rotativos de vapor" . Scientific American . Vol. 3, n.º 10. 27 de noviembre de 1847. pág. 75. Consultado el 9 de marzo de 2026 a través de Wikisource.   
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  • Animación de Gnome Rotary en acción.
  • Sitio web de Ray Williams sobre motores rotativos en miniatura funcionales.
  • Un motor rotativo que funciona exclusivamente con aire comprimido.
  • Gama de motores de Charles Redrup
  • Vídeo del motor Gnome Omega de 1909 - Puesta en marcha en abril de 2009
  • Motor rotativo en V Bricklin-Turner
  • Motor birrotativo de Franky Devaere. Archivado el 3 de marzo de 2011 en Wayback Machine.