Walter HWK 109-509

Caracteristicas
Walter HWK 109-509 (carácter 109-509A)
Un HWK 109-509A, en exhibición en el Luftwaffenmuseum (en) , Berlín-Gatow , Alemania .

Constructor	Hellmuth Walter Kommanditgesellschaft (en) (HWK)
Primer vuelo	24 de junio de 1943
usar	• Yo 163 Komet • Ba 349 Natter
Tipo	Motor de cohete de combustible líquido
Masa	170 kilogramos
Actuación
Empuje seco máximo	14,7 kN

El Walter HWK 109-509 era un motor de cohete propulsor líquido , desarrollado durante la Segunda Guerra Mundial a partir de 1943 por el constructor alemán Hellmuth Walter Kommanditgesellschaft (in) (HWK). Se alimenta los Messerschmitt Me 163 Komet y Bachem Ba 349 Natter motor de cohete interceptores .

El número "109" incluido en la designación era el prefijo dado por el RLM a todos los motores a reacción , cohetes o turborreactores , diseñados por Alemania durante la Segunda Guerra Mundial.

Concepción y desarrollo

Las primeras versiones del Me 163, designado Me 163A, habían sido propulsadas por un concepto anterior que operaba con un "motor frío", el RII-203 , desarrollado a partir de 1939 y utilizando el " T-Stoff ", una sustancia compuesta en un 80%. peróxido de hidrógeno (H 2 O 2), descompuesto por catálisis por " Z-Stoff ", un oxidante compuesto de varios permanganatos . Sin embargo, este último tendía a obstruir las boquillas de la cámara de combustión , provocando fluctuaciones de potencia y potencialmente explosiones . El mayor problema, sin embargo, era que la potencia no podía ser modulada (mediante un acelerador, por ejemplo), y cuando la aeronave regresaba al vuelo nivelado después de subir en altitud, aceleraba rápidamente a velocidades que presentaban serios problemas de compresibilidad . El Ministerio de Aviación del Reich (RLM) solicitó que se desarrollara una versión con acelerador y, por lo tanto, un empuje que pudiera cambiarse durante el vuelo. El regreso del motor a los tableros de dibujo comenzó en 1942 , y la nueva versión tomó la designación interna de RII-211 .

Durante este período, Hellmuth Walter también estaba trabajando con un nuevo combustible conocido como " C-Stoff ", que producía un calor significativo y, por lo tanto, dio a los motores el término "motores calientes". El C-Stoff era una mezcla de aproximadamente 57% de metanol (CH 3 OH), Hidrato de hidracina al 30% (N 2 H 4) y 13% de agua (H 2 O), con una pequeña cantidad de catalizador conocido como " catalizador 431 " (K 3 [Cu (CN) 4). Los dos elementos, C-Stoff y T-Stoff, reaccionaron violentamente cuando entraron en contacto entre sí. El violento proceso de combustión resultó en la formación de agua, dióxido de carbono y nitrógeno , y una enorme cantidad de calor proyectando una corriente sobrecalentada de vapor, nitrógeno y aire que fue expulsado por un orificio hacia la parte trasera del motor, produciendo un empuje hacia adelante. de unos 17 kN .

Para solucionar el problema de la variación de potencia, el nuevo motor incorporó turbobombas de dos posiciones. Las bombas fueron impulsadas por una sola turbina , puesta en movimiento por vapor creado por la descomposición de T-Stoff con una malla metálica de catalizador . Combinado con un acelerador mecánico, este sistema proporciona cuatro niveles de potencia del motor, desde el ralentí hasta la máxima potencia para la subida de altitud. En la práctica, se descubrió que la posibilidad de variar la potencia del motor degradaba en gran medida su eficiencia y consumo de combustible, hasta el punto de que no mejoraba la resistencia de la aeronave como se esperaba. A pesar de este problema, esta versión del motor todavía estaba instalada en el Me 163B.

La solución final al problema de la variación de potencia fue proporcionada por las versiones B y C del motor. Estos empleaban dos cámaras de combustión, la original recibió retroactivamente el nombre de " Hauptofen ", y estaba acompañada justo debajo de una segunda más pequeña denominada " Marschofen ", esta última siendo ajustada para producir el empuje necesario para un vuelo nivelado a alta velocidad (4 kN ). . Esta segunda cámara produjo esa potencia en su punto de funcionamiento ideal, por lo que no sufrió los problemas de eficiencia que habían afectado a los primeros modelos cuando se intentó variar su potencia. Se eliminó el mecanismo de aceleración de la cámara de combustión original y la variación de potencia se logró en realidad simplemente encendiendo o apagando el motor principal. Esta nueva versión mejoró significativamente la resistencia de crucero de la aeronave, con tiempos de vuelo promedio que cayeron de solo ocho a aproximadamente doce minutos, una mejora del 50%. Este motor también era mecánicamente más simple, ya que tenía turbobombas de velocidad fija.

El motor era un diseño completo integrado, con todos los componentes del sistema, con la excepción de los tanques propulsores , encerrados dentro de una estructura cúbica; esta estructura, sin embargo, se redujo para el concepto en dos salas 109 -509C. Solo las cámaras de combustión y la placa de tubos que las unía al resto del motor se instalaron fuera y detrás de la estructura cúbica. Las cámaras de combustión se enfriaron haciendo circular C-Stoff en sus paredes. Luego fue enviado de regreso a las cámaras para experimentar su reacción con el T-Stoff y producir empuje.

Se produjeron alrededor de 300 ejemplares de este motor, completando su carrera operativa al mismo tiempo que el Me 163, alrededor de Abril de 1945. Una copia de la versión 509b fue hecho por los japoneses al poder del Mitsubishi J8M , una copia del Me 163, pero sólo voló un vuelo, enJulio de 1945, lo que resultó en un accidente.

Versiones

HWK 109-509A-0 : Modelo de preproducción, hecho deMayo de 1943. El empuje de este motor se reguló entre 2,9 y 14,7 kN . Su masa era de 170 kg . El primer vuelo tuvo lugar el24 de junio de 1943, a bordo del Me 163b numerado " V-21 ";
HWK 109-509A-1 : Primera serie de producción del motor, utilizado en el Me 163B deAgosto de 1944. El empuje era ajustable entre 1 y 15,7 kN ;
HWK 109-509A-2 : Versión para Me 163B-1a. Con un peso de solo 100 kg en total, este motor constaba de dos conjuntos principales. El conjunto en forma de cubo en la parte delantera incluía la cubierta de la turbina, bombas propulsoras acopladas al eje de esta turbina, la caja de control, una válvula reductora de presión y el motor de arranque eléctrico. El conjunto trasero estaba formado por la cámara de combustión, conectado a la parte delantera por un "tubo de empuje" cilíndrico que contenía tubos que llevaban los propulsores a los inyectores individuales de la cámara de combustión. El empuje era ajustable entre 2 y un máximo de 16,7 kN ;
HWK 109-509B-1 : Versión de mayor potencia del 509 A-1. Este motor fue la primera versión en equiparse con las dos cámaras de combustión superpuestas, “ Hauptofen ” arriba y “ Marschofen ” navegando con menor empuje abajo, con un empuje adicional de 2,9 kN . Esta cámara auxiliar se consideró necesaria debido al alto consumo de T-Stoff de la unidad principal de aproximadamente 5 kg / sy superando las estimaciones del 100%. El empuje de la cámara principal se podía ajustar de 1 a 19,6 kN . Una copia restaurada del motor de una sola cámara del Me 163B, así como la única copia conocida, establecida como el tercer prototipo, en los Estados Unidos del 509B de doble cámara se exhiben frente y a ambos lados del restaurado. Messerschmitt Me 163B. Del Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , con el número de serie ( alemán : werknummber ) 191 095 en su aleta vertical;
HWK 109-509C-1 : Versión de doble cámara similar a la serie B, pero basada en la versión más potente 509 A-2. La principal diferencia es la simplificación y la desaparición de parte de la estructura cúbica del frente, con el fin de reducir la masa del conjunto. La cámara de combustión principal produjo un empuje de 3.9 a 19.6 kN , mientras que la cámara auxiliar produjo un empuje de 3.9 kN . El motor iba a ser utilizado por Messerschmitt Me 263 (Ju 248). Parece que Walter promovió esta versión desde los primeros días del programa, y el motor apareció como la opción de propulsión de muchos proyectos de cazadores de motores de cohetes propuestos a fines de 1944 . El motor fue probado en tierra enAgosto de 1944pero nunca tomó el aire. Una copia guardada se exhibe en el Museo de la Royal Air Force en Cosford , Reino Unido ;
HWK 109-509D-1 : Versión derivada del 509C-1 destinada a ser utilizada por los dispositivos de la versión mejorada B del Ba 349 Natter . El motor fue diseñado para ser recuperado por un paracaídas , junto con toda la sección trasera de la aeronave, incluida su cola . La mayor diferencia con la versión C-1 provino del suministro de peróxido de hidrógeno al generador de gas, que luego se hizo por gravedad;
HWK 109-509S-2 : Versión completamente revisada y más ligera, destinada a la instalación permanente como propulsor de refuerzo en el interceptor de defensa nacional Messerschmitt Me 262 Heimatschützer IV ;
HWK RII-211 : Designación de la empresa para los motores prototipo de la serie 509A-2.

Aplicaciones

Arado E.381 (en)
Bachem Ba 349
DFS 228
Focke-Wulf Volksjäger (en)
Messerschmitt Me 163
Messerschmitt Me 262C , en las versiones de evaluación de prototipos “ Heimatschützer ”;
Mitsubishi J8M : Versión producida bajo licencia de Japón .

Copias en exhibición

Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , EE.UU . : Copias de versiones de cámara simple y doble;
Museo Nacional de Vuelo (en) en Escocia ;
Luftwaffenmuseum (en) , en Berlín-Gatow , Alemania ;
Colección Shuttleworth (en) , Reino Unido ;
Museo de Aviación de Ballarat (en) en Australia .

Notas y referencias

(en) Gunston 1989 , p. 285.
(en) " HWK 109-509.A-1 Wkr.Nr. None ” , Shuttleworth Collection (consultado el 27 de mayo de 2017 ) .
(en) Shamus Reddin, " Me 163A - El Walter RII-203 " , Walter El Sitio Web Hellmuth (consultado el 27 de de mayo de 2017 ) .
(en) PR Stokes, Peróxido de hidrógeno para potencia y propulsión , Museo de Ciencias, Londres,14 de enero de 1998, 30 p. ( leer en línea [PDF] ) , pág. 14 y 15.
(de) Stüwe 1995 , p. 220.
(de) Stüwe 1995 , p. 221–222.
(en) " RAF Museum, Cosford - HWK 109-509.C - Wkr.Nr. Ninguno ” , The Hellmuth Walter Website (consultado el 27 de mayo de 2017 ) .
(en) " El Walter RII-211, HWK 109-509.C " , Walter El Sitio Web Hellmuth (consultado el 27 de de mayo de 2017 ) .
(en) " Walter HWK 509A Rocket " , Museo Nacional de la Fuerza Aérea de Estados Unidos (NMUSAF) (acceso 27 de de mayo de 2017 ) .
(en) " Walter HWK 509b-1 Rocket " , Museo Nacional de la Fuerza Aérea de Estados Unidos (NMUSAF) (consultado el 27 de de mayo de 2017 ) .
JP Colliat, " Interceptores de motores de cohetes: X- The Bachem Ba-349 Natter " , Prototypes.com,13 de mayo de 2003(consultado el 29 de mayo de 2017 ) .

Ver también

Bibliografía

: documento utilizado como fuente para este artículo.

(es) Bill Gunston, Jane's Fighting Aircraft of World War II , Military Press,1989( ISBN 0-517-67964-7 y 9780517679647 , presentación en línea ).
(en) John Christopher , La carrera por los X-Planes de Hitler: Misión británica de 1945 para capturar la tecnología secreta de la Luftwaffe , The Mill, Gloucestshire (Reino Unido), History Press,1 st de marzo de 2013, 224 p. ( ISBN 978-0-7524-6457-2 y 0-7524-6457-4 , presentación en línea ).
(de) Botho Stüwe , Peenemünde West: Die Erprobungsstelle der Luftwaffe für geheime Fernlenkwaffen und deren Entwicklungsgeschichte , Bechtermünz Verlag,1995, 847 p. ( ISBN 978-3-8289-0294-7 y 3-8289-0294-4 , presentación en línea ).