La primera respuesta fue el oxido nitroso. El N2O introducido en el motor, se disociaba en oxigeno y nitrogeno. El nitrogeno actuaba en parte como refrigerante y antidetonante, mientras que el Oxigeno puro se usaba como un "extra" de aire, para aumentar la cantidad de aire en el motor de manera artificial, sin necesidad de usar un sobrecompresor extrapotente..

El desarrollo tecnologico de los motores durante las carreras Schneider fue tal que los motores Rolls-Royce usados en los hidroaviones Supermarine S-6b que ganaron en la ultima edicion de dicho trofeo (1931,), usando masivamente la tecnologia de sobrecompresion, fueles especiales, aditivos aromaticos, y Oxido nitroso, entregaban hasta 2400hp...Claro que esos motores tenian que ser desmontados y mantenidos masivamente entre cada uso, puesto que el desgaste mecanico era enorme. Por hacer una comparación, el S-6b era a los hidroaviones lo que un F-1 es a un coche de calle.

Despues de las carreras Schneider a otro iluminado se le ocurrio la idea de que si un sobrecompresor servia para alcanzar presiones de admision insanas a baja altura, tambien podia servir para compensar por la "caida" de presion con la altitud. Las demás mentes pensantes se dieron cuenta de que eso era cierto, y se desarrollaron los primeros sobrecompresores especiales para altura.

La mecánica para lograr que un sobrecompresor compensara por la pérdida de potencia con la altura era sencilla: Al sobrecompresor de un avion dado se le "tuneaba" o "tweakeaba" para que girara a una velocidad X. A esa velocidad dada, el sobrecompresor usaba una potencia del motor Y. A mas velocidad de sobrecompresor, evidentemente mas aire puedes comprimir, pero mas potencia restas al motor. Hasta aqui todo claro.

Los primeros sobrecompresores tenian solo una velocidad. Por tanto el tio de la fabrica (o el ingeniero mecanico siguiendo ordenes del piloto, si el sobrecompresor podia ser "tuneado" sobre el terreno) decia "bueno, quiero obtener el maximo rendimiento de este avion a TAL altura...y para TAL altura necesito X revoluciones del sobrecompresor".

De tal forma, al sobrecompresor se le daba una velocidad a la cual el rendimiento de potencia seria maximo a la altitud deseada. Pongamos un ejemplo.

Tenemos un avion con un motor que admite una presion de admision tope de 1.3 ata (atmosferas, dicha presion de admision no se puede superar o habra detonacion). Dicho motor tiene un sobrecompresor cuya velocidad esta optimizada para rendir a tope a una altura de, pongamos, 8000 pies.

A 8000 pies dicho compresor dará suficiente aire para que el piloto pueda pedir 1.3ata de presion de admision...por encima de esa altitud el sobrecompresor NO DA SUFICIENTE AIRE como para mantener 1.3ata, de modo que la presion de admision bajara.
Por debajo de esa altitud el sobrecompresor DA DEMASIADO AIRE al motor, es decir que el piloto tiene que "reducir gases" del avion para mantener la presion de admision en 1.3ata, de otro modo se produciria una sobrepresion que conduciria a detonacion.

En efecto a altitudes menores de 8000 pies, el sobrecompresor hace un trabajo "innecesario" puesto que esta girando a una velocidad demasiado alta que no se puede aprovechar, y eso resta potencia efectiva puesto que dado que el compresor aun gira, está “sangrando” potencia al motor sin dar todos sus beneficios a cambio. Pero a altitudes superiores a 8000 pies el motor no hace trabajo suficiente para aportar el aire necesario para mantener una presion de admision de 1.3ata.
De modo que los primeros aviones con sobrecompresor tenian una altitud "optima" por encima de la cual se "ahogaban" por falta de oxigeno y por debajo de la cual corrian el peligro de sobrepresionarse.

Entonces a otra brillante mente pensante se le ocurrio la idea de meter al sobrecompresor dos velocidades distintas (un simple juego de cajas de reduccion lo podia hacer). Una , "baja velocidad" era usada a bajas altitudes, y la otra "alta velocidad" era usada a alta altitud.

Dichas velocidades entraban en accion automaticamente, o podía necesitar del piloto para hacerlo, o incluso podía ser semiautomático, eligiendo el piloto meterla antes o despues de lo que lo hacía el auto. Y éste sistema era mucho más eficaz.

Pongamos otro ejemplo. Al avion de antes le ponemos un sobrecompresor de 2 velocidades, una velocidad "alta" que usa bastante potencia de motor pero comprime mucho aire, y otra "baja" velocidad que usa menos potencia y comprime menos aire. A la velocidad "alta" la optimizamos para 12000 pies, y a la velocidad "baja" la optimizamos a 5000 pies. El cambio automatico de velocidades lo situamos a 7000 pies.

que pasa con este avion?. pues pasa que a 5000 pies tiene un rendimiento optimo, por encima del cual sus prestaciones empiezan a caer...pero a los 7000 pies la velocidad del sobrecompresor cambia automaticamente a "alta", de modo que el aire disponible para meter en el motor aumenta...hasta los 12000 pies que es la altitud optima de dicha segunda velocidad...a partir de la cual el rendimento cae de nuevo, ya sin freno.


Que problema tiene este sistema?. Suena bien en un principio, pero sigue teniendo altitudes "optimas", y eso indica que mucha de la energia del sobrecompresor se desperdicia en alturas que no son las óptimas. Los alemanes (mas concretamente Daimler-benz) fueron un paso mas alla y desarrollaron un sobrecompresor de velocidad variable.

En vez de tener un par de velocidades "fijadas" para dos altitudes distintas, el sobrecompresor de la familia de motores DB60X (DB600, DB601, DB603, DB605, DB606, DB610) tenia un regulador automatico que media la presion atmosferica, y regulaba la velocidad del compresor de acuerdo con dicha presion. De tal forma ,el sobrecompresor de dichos aviones siempre iba a una velocidad optima para la altituda a la que el avion se encontraba (claro que dicho regulador se podia tambien cambiar para optimizar el sobrecompresor a altas altitudes y a bajas altitudes, pero eso es otra historia).

Este sistema tambien tenia un ligero coste y era que siempre usaba un % de la energia del motor para el funcionamiento del regulador de modo que nunca se obtenia un rendimiento MAXIMO a una altitud dada sino que se obtenia un rendimiento OPTIMO a todas las altitudes. Y de todas formas el sobrecompresor siempre llegaba a un punto en el cual por muy rapido que corriera, ya no daba mas de si. De todas formas el método era mucho más eficaz que el utilizado hasta entonces.

Finalmente, de nuevo los britanicos dieron con otro medio para aumentar el rendimiento de un avion a alturas extremas (sin aumentar por ello,a priori, el coste de operar el avion a baja altura). El sobrecompresor de varias etapas.

El sobrecompresor de varias etapas (los unicos motores con varias etapas que vieron accion en la 2GM tenian 2 etapas aunque habia prototipos de 3) consistia en un sobrecompresor principal -o primera etapa- que corria como un sobrecompresor normal (con una o varias velocidades,depende del modelo). Por debajo de la altura de entrada en funcionamiento de la segunda etapa dicho compresor funcionaba tal y como ya he explicado antes.

Pero a una altitud X (dependiendo del motor), entraba en funcionamiento la segunda etapa. La segunda etapa no era ni mas ni menos que OTRO sobrecompresor mecanico, que recibia el aire comprimido por la primera etapa, y lo VOLVIA A COMPRIMIR antes de meterlo al motor.

Dicha segunda etapa tambien podia tener una o varias velocidades también.

Finalmente, los maestros del arte de la sobrecompresion por excelencia (la casa britanica Rolls-Royce) desarrolló un sistema por el cual, en las series del Merlin y del Griffon, el refrigerante usado por el propio motor para enfriarse, era usado tambien para ENFRIAR el aire comprimido por la primera etapa antes de introducirlo en la segunda. Esto tenia varios efectos muy positivos:

1-El aire frio es mas denso,ocupa menos espacio y es mucho mas facil de comprimir
2-El aire comprimido tras salir de la primera etapa estaba MUY caliente dificultando una recompresion. Asi se aumentaba la efectividad de la 2ª etapa.
3-El aire a menor temperatura en una mezcla aire-combustible tiende a producir detonacion mas tarde que el aire caliente.

Dicho sistema de refrigeracion entre etapas (llamado "intercooler" en ingles) fue unico en los R&R Merlin y Griffon, y fue la razon por la cual los aviones dotados de dichos motores eran excelentes a altitudes extremas.

-ADITIVOS: Como aumentar la potencia de un motor en altitud sin cargar al sobrecompresor.

Los aviones de la 2GM usaban combustibles de alto o medio octanaje ,muy lejos de la pureza de los combustibles usados en el trofeo Schneider (lo normal para los alemanes era el C3 de 96 octanos o el B4 de 87 octanos. Lo normal para los aliados era gasolina de 100 octanos... ambos muy lejos del combustible de 150 octanos mezclado con benzeno y aditivos del Supermarine S7 que vencio el trofeo en 1931)

En otras palabras, el fenomeno de detonacion afectaba de manera muy real a los aviones de la 2GM puesto que dadas las necesidades logisticas la pureza del combustible no podia ser tan absurdamente elevada como en una carrera de competicion. Eso indica que las presiones de admision de los aviones de combate solian estar limitadas por dicha pureza. Por ejemplo en 1942 un 109G2 con DB605A tenia una presio de admision tope de 1.32ata (aumentada mas tarde a 1.42ata, y aun mas a 1.8ata con el uso de MW50)

El uso de antidetonantes era comun en el bando aleman pues solia disponer de combustibles de menor calidad que el bando aliado. El MW50 era un ejemplo de antidetonante (un liquido que inyectado en el motor permitia mayores presiones de admision sin producirse detonacion...aunque el motor se recalentaba lo suyo).