Seguro que todos los chorlitos, unos más y otros menos, tenéis una idea de cómo funciona el motor de un coche. Se mete gasolina por un agujero para que aquello se mueva y haga ruido, y luego salen gases y porquerías por un tubo como resultado, ¿cierto? Algunos incluso podréis hablarme de émbolos, cilindros y válvulas, y estaréis pensando: "no hay nada nuevo que Juan nos pueda contar sobre el tema". Bien, puede que no. Aunque también es posible que veáis alguna cosa poco convencional.
No todos los aviones funcionan con motores de combustión continua. Al principio, antes del desarrollo de los aerorreactores, utilizaban motores de explosión; e incluso hoy en día, para las avionetas pequeñas, sigue siendo más rentable volar de esta manera. Aquí debo hacer un inciso para explicar sucintamente cómo funciona un motor de explosión normal y corriente, como el de los coches, y sí: hablaros un poco de émbolos, cilindros y válvulas. Lo haremos con la ayuda de la siguiente imagen.
Éste es un motor de cuatro tiempos de gasolina (de ciclo Otto, si queréis quedar como expertos cuando habléis del tema): admisión (1), compresión (2), explosión (3) y escape (4). En la admisión entra el combustible (en azul en el dibujo) por la válvula correspondiente. El émbolo sube en el segundo tiempo, empujado por la biela, y hace que el combustible se comprima en el interior del cilindro. Cuando está comprimido, una chispa que produce la bujía provoca la reacción de combustión, en forma de explosión, que hace que el émbolo salga disparado hacia abajo impulsando la biela. La biela está unida al cigüeñal, que es el eje al que el émbolo transmite toda la energía y el que en última instancia se encargará de hacer el trabajo (ya sea mover las ruedas de un coche o la hélice de un avión). Los gases producidos en la combustión (en marrón) son expulsados por la válvula de escape en el cuarto tiempo, y luego todo el ciclo se repite.
En aviación, como ya hemos comentado, el motor de explosión viene utilizándose desde los inicios. El Wright Flyer llevaba un motor de cuatro cilindros de aluminio diseñado especialmente para la ocasión.
El número de cilindros de un motor tiene una relación directa con su potencia, de modo que, como seguro que ya habréis imaginado, a los humanos les entró de repente la fiebre por los motores con muchos cilindros. Y claro, el problema de tener muchos cilindros es cómo colocarlos para que funcionen y además quepan todos dentro del avión. Antes del primer vuelo de los hermanos Wright, alguien ya había tenido la idea de que si los cilindros se colocaban en forma de V se reducía el peso del motor y el espacio que ocupaba. Éste es un diseño bastante común tanto en aviones como en coches.
Pero claro, ahí no quedó la cosa (y seguro que eso tampoco os sorprende). Según iba aumentando el número de cilindros, los motores se hacían también más complejos de mantener y más propensos a los fallos. Y entonces apareció el motor radial o en estrella. Este motor presenta algunas ventajas frente al motor en línea que lo hacen especialmente útil en aviación. Tiene una mecánica más sencilla y menos componentes, por lo que es más ligero. Y además, como puede colocarse en el morro del avión de manera que llegue aire a todos los cilindros y los enfríe, no necesita un circuito de líquido refrigerante como los motores convencionales, lo que lo hace más ligero todavía. Y ya sabéis que el peso es un factor determinante en aeronáutica. A cambio aumenta el área frontal del avión y su resistencia aerodinámica, aunque eso puede resolverse con un carenado adecuado.
Lo curioso de este motor es que sólo una de las bielas, la llamada biela maestra, está conectada directamente al eje. El resto está sujeto a la biela maestra, y los cilindros trabajan sincronizados en secuencia. El movimiento resultante es una especie de bailoteo muy gracioso:
Pero 7 u 8 cilindros seguían siendo pocos. Los humanos querían aviones grandes y potentes, y aún no se les había ocurrido cómo hacer un aerorreactor. Por lo que la única manera que tenían de aumentar la potencia era poner aún más cilindros en los motores. Y así fue como llegaron a bichos como éste: el Wasp Major, de 28 cilindros (en 4 estrellas en paralelo). 4300 caballos.
O como éste: el Napier Sabre, de 4000 caballos, 24 cilindros y dos cigüeñales.
Y menos mal que inventaron los motores a reacción. No puedo ni imaginar cómo habría evolucionado la cosa si no lo hubieran hecho.
Nota: La imagen del Napier Sabre está hecha por el genial Makoto Ouchi. La animación del motor V8 es propiedad de Fredrik Glöckner.
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