Hemos visto en otros artículos los tipos de motores a pistón que fueron usados durante la 2GM. Motores radiales, lineales en V refrigerados por líquido, compuestos...
También hemos visto cómo un avión era capaz de mantener su potencia según aumentaba la altura mediante el uso de sobrecompresores, turbocompresores, etc.
Sin embargo nos falta algo para completar nuestro entendimiento de cómo funcionaba un motor durante la 2GM. Y ese algo es saber cómo un piloto controlaba dicho motor, sus variables, y cómo podía extraer el máximo provecho de la potencia a su disposición.
Variables de control de un motor a pistón:
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En un motor a pistón de un caza normal de la 2GM el piloto volaba el avión mediante (generalmente) un stick de control que mantenía con la mano derecha,mediante unos pedales que controlaban el timón de cola, y mediante los controles del motor que controlaba con la mano izquierda. Tanto el stick como los pedales no necesitan mayor atención en este respecto. No así los mandos del motor.
Los mandos del motor solían ser tres:
1-palanca de gases
2-palanca de paso de helice
3-palanca de riqueza de mezcla.
Cada una de ellas tenía su propia tarea, y como explicarlas todas es largo, las describiré a lo largo de dos artículos. En éste describiré qué controlaba la palanca de gases, y los tipos de helice que existían en la 2GM. En el siguiente artículo describiré el uso de la palanca de paso de helice (o de RPM, segun el avion), y la de control de riqueza de la mezcla.
1- La palanca de gases.
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Ésta palanca controlaba la cantidad de mezcla aire-combustible que era introducida en el motor para ser prendida. Segun se aumentaba la posición, más cantidad de mezcla era introducida al motor para ser quemada, y por ello mayor potencia se obtenía a priori del motor.
La cantidad de mezcla introducida en el motor debía ser controlada contínuamente por el piloto mediante un dial en la cabina que medía la presión de admisión. A mayor avance de la palanca, mayor presión de admisión. Tal y como explicamos en otro artículo, la presión de admisión debía ser contínuamente vigilada por el piloto en altitudes inferiores a la/s altura/s crítica/s del motor. Por debajo de esas altitudes el piloto corría el peligro de superar el límite recomendado del motor y el combustible, pudiendo producirse detonación durante la combustión (algo tambien explicado en anteriores artículos).
Ésta, a grandes rasgos, era la finalidad de la palanca de gases. Por hacer una comparación, era el "pedal de acelerador" del motor, y por tanto estaba presente en todos los aviones de combate de la 2GM.
2- Palanca de paso de la hélice.
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Primeramente hay que destacar que no todos los aviones tenían ésta palanca, por la simple razón de que no todos los aviones tenían el mismo tipo de hélice. En cada caso el uso de la palanca era distinto, y en uno de ellos (en el caso de la helice de paso fijo), no había siquiera palanca.
Por tanto primeramente hemos de describir cuales eran esos tipos de helices, y una vez ya explicado, en el próximo artículo veremos cómo el piloto controlaba ésta palanca en cada caso. Enumeremos y expliquemos cada tipo de hélice.
a): Hélice de paso fijo:
Ésta hélice era la más sencilla de todas. En ella generalmente las aspas y el cubo central formaban una misma pieza. Fueron extensivamente usadas durante los años de infancia de la aeronáutica, aunque para la década de los años 30 ya eran obsoletas para ser usadas en aviones de primera linea.
Evidentemente el paso de la hélice no podía ser cambiado por el piloto, por lo cual los aviones equipados con ellas no poseían palancas de paso de la hélice.
b): Hélice de varios pasos fijos.
Para explicar cómo funcionaba ésta hélice definamos que es el "paso" de la helice: es el ángulo en el cual están montadas las aspas en el cubo. A menor ángulo, menor cantidad de aire que la helice "muerde" con cada giro, pero sin embargo menor potencia requerida para que la hélice gire. A mayor ángulo, mayor cantidad de aire desplazada en cada giro, pero al motor le cuesta mucho más hacerla girar.
Para una potencia dada, pues, una hélice va a girar mucho más rapido con un paso "fino" (poco ángulo) que con un paso "grueso" (mucho ángulo). Los efectos de ésta hélice sobre el pilotaje lo trataremos más adelante.
Dado que ésta hélice sólo tenía (usualmente) dos tipos de pasos distintos, la palanca de paso de la hélice tenía tantas posiciones como pasos había, generalmente dos; Fino y Grueso.
c): Hélice de paso variable.
Si partimos de la helice descrita en el apartado b) y en lugar de tener una hélice que sólo puede cambiar entre dos pasos distintos, le dotamos de un control que pueda variar el paso entre una posicion mínima y una máxima sin puntos fijos intermedios, tenemos una hélice de paso variable con infinitos pasos distintos en lugar de sólo dos o tres.
Éste es el caso de la hélice de paso variable, el piloto puede situar el paso de la hélice en cualquier punto entre el mínimo posible y el máximo posible a voluntad, variando así a su antojo el ángulo de ataque de las aspas de la hélice para obtener el mejor paso en cada situación.
La palanca por tanto era similar a la palanca de gases, corría desde el mínimo al máximo de forma continuada en lugar de tener dos posiciones "fijas".
d): Hélice de paso variable y velocidad constante.
Con la introducción de la hélice de paso variable descrita en c) el piloto se veía notablemente sobrecargado por tener que controlar contínuamente el paso de la hélice para lograr el mayor rendimiento posible de una potencia de motor dada. Ésto, naturalmente, era muy desconcertante durante un combate de velocidades y actitudes rápidamente cambiantes, en los que el piloto tenía una severa carga de trabajo que le podía distraer de la tarea de derribar al enemigo.
Por tanto se introdujo un sistema de control de paso semiautomático por el cual un regulador hidráulico o eléctrico se encargaba de variar la posición del paso de la hélice para alcancar unas RPM (revoluciones por minuto) de hélice dadas por el piloto.
En éste caso el piloto no poseía una palanca de control de paso, sino una palanca de RPM: todo lo que tenía que hacer el piloto era seleccionar una cantidad de RPM determinadas para la hélice poniendo la palanca en la posición adecuada. El sistema de control entonces autoregulaba el paso de la hélice para mantenerse lo más cerca posible de dicha cantidad con la cantidad de potencia disponible en ese momento.
Como durante una situación de combate lo normal era intentar mantener las RPMs lo más elevadas posibles, el piloto durante un combate clavaba su palanca de RPM en la posición máxima de combate para su motor, y la hélice hacía el resto sin distracciones humanas de ningun tipo.
Éste sistema fue madurado con los años, y al principio no carecía de problemas aunque según la guerra avanzaba se convirtió en un sistema de control estandard.
Entre los problemas sobresalía uno: era posible sobrerrevolucionar la hélice en picados de alta velocidad con la palanca de RPM al máximo, algo que podía destrozar el motor o acabar haciendo saltar a la hélice de su buje si el piloto no mantenía una constante vigilancia de los diales para cortar RPMs inmediatamente en caso de que ello sucediera.
Además en algunos aviones se permitía al piloto sobrerrevolucionar la hélice de manera voluntaria para lograr ventajas de prestaciones temporales: sin embargo debía ser usado de forma muy cuidadosa y durante tiempos muy limitados o se corría el riesgo de causar serios daños al sistema de control de paso automático, a la hélice o al motor. Como durante un combate aéreo la percepción del tiempo es muy subjetiva, no eran raros los casos de pilotos que sobrerrevolucionaban la hélice (y con ello al motor), y acababan sufriendo graves daños que los dejaban a merced del contrario.
Bien, hasta aquí éste artículo. En el próximo analizaremos el uso de la palanca de paso o RPM (depende del modelo de hélice) en cada situación por parte del piloto, y también hablaremos de la palanca de control de la mezcla.
