La Propulsione Aerea

Nel periodo a cavallo tra le due guerre, l’evoluzione motoristica aeronautica ebbe una pausa , la ricerca non proseguì i suoi studi e sembrava assopito l’interesse aeronautico.
Negli Stati Uniti, l’unica nota di interesse venne da Lindberg, che nel 1927 con lo Spirit of Saint Louis traversò l’oceano Atlantico in 33 ore, dimostrando la raggiunta affidabilità dei motori aeronautici. L’aereo di Lindberg era dotato di un motore radiale Wright J5 con nove cilindri e una potenza di 225 cv.

Rolls-Royce Merlin V12


La ditta Rolls-Royce, continuava lo sviluppo dei motori a V anche se il governo non intervenisse con sovvenzioni, continuando a seguire la strada per motori in linea raffreddati a liquido, acqua mista a glicool. Parteciparono alla Coppa Schneider, vincendone due edizioni, 1929 e 1931. Fecero tesoro di questi sviluppi, presentandosi alla seconda guerra mondiale con un motore potente ed affidabile, il famoso Merlin con 12 cilindri a V. Nel panorama europeo anche l’ industria Italiana sviluppò in proprio alcuni motori, cercando affermazioni in eventi sportivi e di raids.

Fiat A.S.6 da competizione 24 cilindri a V


La Fiat lavorò sullo sviluppo di motori in linea, realizzando il motore AS2 di ben 1000 cv. e con l’idrovolante M39 raggiunse il primo e secondo posto, nel 1926, alla Coppa Schneider. La Fiat ideò un motore per partecipare ancora alla Coppa Schneider, l’ing. Zerbi accoppiò due motori Fiat A.S.5 , uno difronte all’altro con due eliche controrotanti, vincendo un’altra edizione della celebre Coppa, equipaggiando l’idrovolante Macchi Castoldi 72. Nel 1929 la Fiat iniziò a produrre motori radiali, A74 e A80, che vennero utilizzati già all’inizio della seconda guerra mondiale. Anche l’Isotta Fraschini si dette da fare, continuando il progetto di un motore V6 realizzato al termine della prima guerra ed equipaggiando il Siai Marchetti S 13 ed il Macchi Castoldi 7, vincendone la Coppa Schneider nel 1919 e nel 1921. Ancora, nel 1925, realizzarono l’Asso 500, imponendosi in molti primati mondiali. Equipaggiò anche il Gennariello, l’aereo con cui De Pinedo nel 1925 compì la crocera Roma -Tokio.

Isotta -Fraschini Asso 750


Erano i tempi delle grandi imprese e Italo Balbo compì varie crocere, a bordo del Savoia Marchetti S.55, equipaggiati per l’occasione con gli Asso 750, i quali furono realizzati con un’ ardita architettura di ben 3 file di 6 cilindri disposti a W , con 47 litri di cilindrata. L’ S.55 ne montava 2 in tandem, assicurando quasi 1850 cv. In seguito fu realizzato l’Asso 1000, da 1000 cavalli e venne esportato in molti paesi.

Mentre alla Germania era proibita la costruzione di materiale bellico,, mascherarono lo sviluppo e la costruzione di un motore realizzato dalla Daimler-Benz, come motore sportivo ad alte prestazioni, era il DB 600 a dodici cilindri invertiti, il motore che equipaggerà il leggendario Messerschmitt BF. 109, nelle evoluzioni, DB. 601, DB.603 e DB.605.

Daimler-Benz DB-603


Con la seconda guerra mondiale, l’aeronautica riprese un intenso sviluppo ed i propulsori allora in produzione, furono interessati da continui aggiornamenti. Se consideriamo che inizialmente quasi tutti i motori non superavano i 1000 cv. e che solo nel primo anno di guerra furono raggiunte potenze vicino ai 1500cv. , questo da solo spiega l’impegno delle industrie nello sviluppo tecnico. Il motore Inglese Merlin, raggiunse in breve tempo 1600cv., con un peso di solo 0,40kg per cavallo e quasi 60cv per litro. Svilupparono un compressore a doppio stadio, in grado di fornire potenze sempre maggiori ad alta quota.

Rolls-Royce Griffon


Nell’arco della seconda guerra mondiale, la Rolls-Royce, costruì ben 150.000 unità motrici e autorizzarono anche la Packard a costruirlo su licenza, quipaggiando il famoso P-51 Mustang. Con l’esigenza di avere sempre più potenza a disposizione, la Rolls-Royce sviluppò la versione Griffon, con cilindrata portata da 27 litri a 35. Questo propulsore impiegava un compressore doppio stadio a due velocità, incrementando la potenza a 1700 cv. Inizialmente e con le serie successive oltrepassarono agevolmente i 2000 cv.

Napier-Sabre


Mentre ,la ditta Napier si interessava ad un progetto che prevedeva un motore con 24 cilindri disposti ad H, con due file di 6 cilindri disposti contrapposti, montati uno sopra l’altro uniti al centro da un unico albero motore collegato con cascata di ingranaggi, formando cosi anche un riduttore per l’elica. La cilindrata totale di questo “ mostro” raggiungeva i 60 litri e dotato di valvole a fodero, sviluppando oltre 2200 cv. Fu l’aeroplano Hawker Typhoon e Tempest ad equipaggiarsi di questo motore, considerato dai suoi piloti, molto pericoloso.
La Daimler-Benz si propose con la versione modificata del DB-600, il DB-601 capace di 1150 cv. La caratteristica di questo motore era la posizione rovescia e con compressore collegato all’albero motore con giunto idraulico a regolazione barometrica ed al posto dei convenzionali carburatori, impiegava una pompa iniezione di derivazione diesel. Lo sviluppo di questo propulsore portò alla versione, prima del DB-603 e poi del DB-605, con cilindrata di quasi 36 litri e potenza di circa 1500 cv., fino alla versione con 1700cv. Questo motore fu costruito anche in Italia dall’ Alfa-Romeo su licenza Tedesca , denominati RA. 1050 RC.58 Tifone, ed equipaggiarono i famosi caccia serie 5. RE 2005 / MC 205 / G.55 .

Junkers Jumo 211D


La ditta Junkers, costruì la versione Jumo 211, un 12 cilindri a V rovescia con accreditati 1400cv. ed alimentazione con iniezione. Gli Junkers 87 ( Stukas) , J.88 , Heinkel 111 H furono i principali fruitori di questi propulsori. Mentre la versione Jumo 213A-1 equipaggiò il Focke-Wulf 152Ta.

Junkers Jumo 213


Gli Stati Uniti concentrarono i loro sviluppi principalmente su motori radiali, la Wright costruì il motore Cyclone in versione R-1820 e versione 18GR-3350, questi motori furono montati rispettivamente sui bombardieri pesanti B-17 e B-29 .

Wright R-1820


L’architettura di questi motori, configurava 9 cilindri, disposti a stella e con cilindrata di 30litri per il primo modello, mentre la seconda versione, presentava 18 cilindri a doppia stella, con cilindrata di quasi 55 litri e potenza di 2200 cv.

Wright Cyclone GR-3350


Spaccato del Wright R-3350

La ditta Pratt-Whitney costruì anch’essa un motore radiale, nella versione P-W Twin- WaspR 1830, con 14 cilindri a doppia stella, 30 litri di cilindrata e 1200cv. di potenza e successivamente la versione P-W double-Wasp R2800, simile al precedente ma con 18 cilindri disposti a doppia stella e con cilindrata maggiorata a 45 litri, con potenza di 2000 cv. A installare questo propulsore furono prevalentemente i P-47 Thunderbolt e l’ F4U-Corsair.

Pratt&Whitney R-1830


Pratt&Whitney r-2800


La Francia per scarsità di sviluppo, fu presente solo con un motore radiale Gnome-Rhone 14N , con 14 cilindri disposti a doppia stella e potenza di circa 1000 cv. Mentre l’Italia fu presente nel panorama motoristico radiale con i Fiat, Piaggio e Alfa-Romeo, rispettivamente con le versioni Fiat A.74 , con 14 cilindri a doppia stella di 30 litri di cilindrata e 850 cv. fu utilizzato dal biplano CR42 , dal Macchi 200 e da Fiat G.50. La versione A.80 invece, aveva 18 cilindri a doppia stella con cilindrata di 45 litri e potenza di 1000 cv.

Alfa-Romeo


La ditta Piaggio sviluppò il P.XI con 14 cilindri e 38 litri di cilindrata e potenze non superiori ai 1000 cv. Entrò in produzione anche la versione P.XII di 53 litri e con potenza migliore, 1300cv. né fecero uso i bombardieri P.108.

Piaggio P.XII


Infine, l’Alfa-Romeo produsse il 126/ il 128/ e il 135. Nove cilindri per le prime due versioni e con potenze intorno ai 900cv e cilindrate di 28,5 litri, furono gli S.79 i maggiori fruitori. La versione 135 disponeva di 18 cilindri e 48 litri, raggiungendo 1500 cv. Già dal confronto con gli altri produttori, si evince l’inferiorità dei propulsori Italiani, questo non fu dovuto ad inferiorità tecnica, ma sopratutto economica.

Alfa-Romeo 126


La Germania si presentò essenzialmente con i motori BMW e la versione 801 equipaggiò con successo il famoso caccia Focke-Wulf 190 A , con 14 cilindri disposti a doppia stella e con cilindrata di quasi 42 litri. La prima versione sviluppava 1000 cv., ma subito dopo venne approntata una versione con 1800cv., ponendo subito il caccia Tedesco in diretta concorrenza con lo Spitfire.

L’Inghilterra si presentò all’appuntamento con un poco convincente motore costruito dalla Bristol, questo motore ebbe molti inconvenienti ed una lunga messa a punto, nonostante ciò con una cilindrata di quasi 39 litri poteva raggiungere 1700cv. grazie ad un sistema di valvole a fodero, cioè dei manicotti scorrevoli con dei fori per le fasi di aspirazione e scarico.

In breve, questo era il panorama dei motori radiali europei e d’oltre oceano, mentre in Giappone ci si concentrò quasi esclusivamente su motori radiali e le due principali aziende costruttive furono, la Mitsubishi e la Nakajima.

La prima realizzò i motori versione Ha. 102 Zuisei 21 con 14 cilindri da 1050 cv., MK.9A da 18 cilindri in doppia stella e con 2200 cv., equipaggiando le ultime versioni del caccia Mitsubishi A7M2 (Sam) l’ultimo Zero. La versione MK.4R-A Kasei 23-ko con 14 cilindri e 1850 cv. Una versione bimotore dell’aereo Kawaski Ki.102 (Randy) fu dotato di motori Mitsubishi Ha.112-II-ru con 1500 cv. a disposizione al decollo e oltre 1300 a 7000mt. di quota, mentre il velivolo Mitsubishi Ki. 109, sempre bimotore fu equipaggiato con motori Ha. 104-IV da 18 cilindri e 2000cv al decollo. Il bimotore Ki.46-III-Kai, aveva a bordo una coppia di radiali Ha.112-II con 14 cilindri da 1500 cv.

Nakajima Sakae


Mentre la Nakajima si presentò con un motore da 700cv a 9 cilindri, versione Ha.1-otsu Kotobuki. Ma subito dopo, con il Ha. 25 Sakae 14 cilindri e quasi 1000 cv. Con la versione Ha. 109 sempre a 14 cilindri, la Nakajima raggiunse il traguardo dei 1300 cv. Ma fu con la versione NK-9H Homare 21 che la Nakajima si presentò a pieno titolo nel panorama mondiale motoristico, raggiungendo ben 2000 cv con un radiale da 18 cilindri a doppia stella. I motori Nakajima equipaggiarono anche il velivolo Mitsubishi A6M5 Reisen mod.52, con il modello NK.1F Sakae 21/31A con 14 cilindri a doppia stella e 1130 cv.

Fu preparata anche una versione Ha.45-21 da 18 cilindri, con 2000cv per equipaggiare l’aereo Nakajima Ki. 84 Hayate (Frank)
A parte il modello Kawasaki Ki.61 Hien, che montava un motore in linea costruito su licenza Tedesca del Daimler-Benz DB 601A, i Giapponesi si dedicarono interamente alla costruzione di motori radiali, sopratutto per la semplicità costruttiva e affidabilità, non avendo radiatori con liquido di raffreddamento soggetti ad essere forati in combattimento.

Anche il Giappone , come le altre nazioni partecipanti al secondo conflitto, portarono avanti lo studio di motori a getto e in particolare i Giapponesi si dedicarono allo sviluppo di un turboreattore a flusso assiale, denominato Ne-20 circa 500 kg. di spinta. Una coppia di questi motori fu installata su un velivolo molto simile al Me-262, ma non fu mai dimostrato se effettivamente era un modello costruito su licenza Tedesca, o se i Giapponesi ci si erano solo ispirati.

In Europa ,lo studio di motori a getto, era iniziato già negli anni trenta, gli Inglesi e i Tedeschi svilupparono dei dati teorici, cercando di trarre un maggior rendimento dal rapporto di compressione, ma non avendo esperimenti pratici su cui avvalersi, brancolavano nel buio. Gli Stati Uniti, evitarono da subito di perdere tempo su dati inattendibili e questo fu uno dei motivi del loro ritardo sul programma di motori a getto.

In Inghilterra, Frank Whittle, portò avanti degli studi teorici per motori a turbogetto, ma solo oltre la metà degli anni trenta il governo Inglese si decise a finanziare degli esperimenti pratici. Whittle realizzò un turbogetto con compressore centrifugo, che fece girare al banco per la prima volta nel 1937, gli esiti non furono quelli sperati ma vennero approntate subito delle modifiche, migliorando notevolmente le prestazioni.

Turbogetto Whittle W.1


Già nel 1939, vennero raggiunti buoni risultati, sia in fatto di affidabilità che di prestazione e il governo Inglese si convinse definitivamente che quella era la strada da seguire in futuro, così che incaricò la ditta Gloster alla realizzazione di un aereo in grado di ospitare il propulsore.

Turbogetto Whittle W.2-700

Frank Whittle, fu affiancato da altri tecnici nello sviluppo e venne incaricata la ditta Lucas, tutt’ora azienda leader nei sistemi di iniezione sia per l’aviazione che per l’autotrazione, per sviluppare dei sistemi per migliorare la combustione ed i circuiti dei carburanti, tallone d’achille del turbogetto. Nonostante la squadra di tecnici, capeggiata da Whittle, fosse di primo ordine, non poterono andare più in là di studi teorici e di alcuni prototipi da studio, quindi il governo decise di affiancarla ad una azienda già leader nella costruzione in serie di motori aeronautici.

Dopo alcuni tentativi, fu incaricata la Rolls-Royce, a dare appoggio per realizzazioni concrete agli studi della squadra di Whittle.L’enorme capacità tecnica della Rolls-Royce, portò in breve tempo alla costruzione di un turbogetto perfettamente funzionante e pronto per essere installato su un aeroplano.

La Rolls-Royce, procedette con cura e meticolosità alle prove del motore, tenendolo in moto per lungo tempo e modificando e sostituendo i pezzi che man mano si rompevano, ottenendo in breve un motore affidabile già nel 1944. Nonostante il compressore centrifugo presentasse controindicazioni di tipo aerodinamico, maggior ingombro frontale rispetto a quello assiale usato dallo Jumo Tedesco e maggiori complicazioni costruttive, l’affidabilità raggiunta, anche grazie alla qualità dei materiali, convinse gli Inglesi a proseguire per quella strada.

La ditta Gloster, dal canto suo continuava con lo sviluppo della cellula aerea, con il Meteor, aggiornato prima con la versione “I “ e successivamente con il “ II “ e poi con il MeteorIII, subito affiancato dalla De Havilland con il Vampire. Già agli inizi del 1945, il Governo Inglese emanò una direttiva, nella quale gli aerei a turbogetto dovevano avere precedenza assoluta su tutta la costruzione aeronautica .

Al termine del secondo conflitto, solo la Gran Bretagna e la Germania, avevano in linea i nuovi caccia a reazione, troppo tardi perché potessero deciderne le sorti. In Italia fu fatto un esperimento, che portò in volo nel 1940 un aereo, il Caproni Campini, realizzato dall’Ing. Campini, dotato di un motore stellare Isotta Fraschini, installato all’interno della fusoliera(un lungo tubo) il quale faceva girare tre ventole trasformando il moto in ventola intubata, oltre a questo la funzione delle tre ventole era di comprimere l’aria nel condotto di scarico nel quale veniva iniettato del carburante che esplodendo forniva una spinta supplementare all’aeroplano.

Tale sistema venne giudicato non idoneo, in quanto la spinta fornita fu definita insufficiente. Questo, in pratica , l’unico tentativo dell’industria Italiana sui motori a getto.

Mentre la Germania , in diretta concorrenza con la Gran Bretagna, trasformò lo studio di un turbogetto a compressore centrifugo progettato da Pabst Von Ohain, in un motore perfettamente funzionante, grazie alla ditta Heinkel da sempre sensibile a tutto ciò che poteva aumentare la velocità dei suoi aeroplani.

Purtroppo le prestazioni di questo motore non furono esaltanti ed i problemi con l’alimentazione del carburante e compressione fecero perdere molto tempo alla Heinkel. Nel frattempo anche la Junkers inizio ad interessarsi ai motori a getto ed insieme all’ing. H.Wagner furono realizzati studi e prototipi di un turbo getto a compressione assiale.

Turbogetto Heinkel He. S-3


Questo sistema garantiva una migliore aerodinamica, in quanto poteva contare su di un minor ingombro frontale. L’aerodinamica di un aeroplano era particolarmente sentita, visto che già oltre i settecento Km orari l’estremità delle pale delle eliche dei motori a scoppio, raggiungevano la velocità del suono e quindi per superare tale barriera sarebbero state necessarie potenze che i normali motori termici non avrebbero potuto fornire, da qui la necessità di un nuovo sistema di propulsione.

I compressori centrifughi, con la loro elevata superficie frontale penalizzavano notevolmente la penetrazione aerodinamica, relegando i Meteor III ad una velocità inferiore di circa 170 Km/ora rispetto ai Me-262, i quali raggiungevano velocità intorno ai 900 Km/ora, dotati di due turbogetto Jumo 004 con compressore assiale, con minor impatto frontale. Di contro, gli Inglesi potevano contare su di un motore più affidabile, ma questo solo grazie all’impiego di metalli pregiati che scarseggiavano in Germania.

Turbogetto Junkers Jumo 004 montato sui Me. 262


La revisione dei motori Tedeschi era quattro volte più frequente di quelli Inglesi, ma i Tedeschi non se ne preoccuparono più di tanto, visto che l’aspetto primario era assemblare il più rapidamente possibile il Jet, il quale scopo essenziale era la difesa del territorio Tedesco, minacciato da est dall’armata Russa , da ovest, dagli alleati Anglo-Americani e da Berlino da un dittatore il quale avrebbe preferito vedere la Germania rasa al suolo, piuttosto che la resa. Nei disegni di Hitler, non era previsto che la Germania potesse risorgere senza di lui alla guida.

Turbogetto BMW 003


Non solo la Junkers si dedicò allo sviluppo dei turbogetti lavorando sullo Jumo 004 ed a stretto contatto della ditta Messerschmitt, fornendogli anticipatamente caratteristiche e ingombri del motore, in modo che la ditta aeronautica potesse approntare anticipatamente un aero competitivo.

La Messerschmitt, con i dati del propulsore a disposizione, realizzò un progetto che prevedeva un caccia con velocità di circa 900 Km/ora, considerando che la spinta fornita era di 680Kg, corrispondenti a circa 3000 cv! Solo dopo la messa in servizio di questo caccia da intercettazione, Hitler ordinò la riconversione a cacciabombardiere, per il trasporto di una bomba da 500 Kg da sganciare sopra l’Inghiterra.

Questa richiesta gettò nel panico i tecnici, i quali, nonostante le varie modifiche da apportare al progetto originale provarono a trasformare il Me-262 in cacciabombardiere, ma causa le risorse tecniche di cui disponevano e la mancanza di tempo, dovettero desistere e Hitler dovette rinunciare a bombardare l’Inghilterra con il Me-262.

Mentre la Heinkel, portò in volo l’ He. 178, motorizzato con l’ He S-3b, considerato il primo volo della storia di un aereo spinto da un turbogetto e questo avvenne ne 1939. La spinta del turbogetto con compressore centrifugo, si aggirava sui 500/590 Kg. Impremendo al velivolo una modesta velocità, causa la conformazione del propulsore stesso che della bassa spinta.

La Heinkel allora si avvalse di Von Onain per progettare un compressore centrifugo molto più stretto e piccolo, in modo di poterlo montare sotto le ali. Gli studi non proseguirono su quella strada e Heinkel si convertì al compressore assiale, il quale forniva ben altre prestazioni aerodinamiche, ma il termine della guerra non permise loro il proseguimento degli studi in quel senso.

La ditta Bramo, perse le commesse sui motori termici, si diede alla progettazione di compressori assiali, nella speranza potessero interessare alla ditta BMW la quale stava lavorando alla progettazione di una turbina e vedevano di buon occhio completare il turbogetto insieme.

Mentre la Daimler -Benz provava la strada di un turbogetto a ventola intubata, la BMW riusci ad assemblare un turbogetto a compressione assiale di ottima potenza, la versione BMW 109-003, nonostante i problemi dovuti alle temperature incostanti e vibrazioni, riuscirono a mettere a punto un prototipo con una spinta di 800 Kg. Le prove furono talmente convincenti, che indussero il Ministero dell’Aria a far entrare in produzione gli aerei a reazione.

Le ditte motoristiche Tedesche erano in gran fermento e il turbogetto sarebbe stato il propulsore che poteva ancora cambiare il corso della guerra, ma decisioni conservative prese dall’alto comando e la pressione a cui era sottoposta la Germania da parte degli Anglo-Americani e Russi, non permise una diffusione degli aerei a reazione tale, da cambiarne le sorti.

Il panorama motoristico aeronautico mondiale, in meno di un trentennio era profondamente mutato e nuovi traguardi si profilavano per il dominio del cielo, compreso lo spazio.

Info su Daniele

Salve, pratico l'aeromodellismo dal 1988, dopo aver appreso il pilotaggio rc. con motoalianti, mi sono dedicato ai modelli, prima da acrobazia e poi da riproduzione. Il mio interesse e curiosità verso la progettazione degli aeromodelli, mi spinge a dedicarmi alla realizzazione di riproduzioni in scala progettandoli in proprio. Ancora oggi, dopo molte realizzazioni, continuo a progettarli, realizzarli, collaudarli e metterli a punto con grande piacere e divertimento. Per qualsiasi domanda, non avete che da contattarmi. Ciao. Daniele.
Questa voce è stata pubblicata in Storia e Aerofilatelica e contrassegnata con , , , , , . Contrassegna il permalink.

3 risposte a La Propulsione Aerea

  1. Luigi Bonomi scrive:

    Caro Daniele ho apprezzato moltissimo il lavoro presentato. Qualche foto l’ho rubacchiata per una ricerca che sto facendo sui carburatori Secondo Mona installati sui motori della R.A. Mi chiedo se per caso hai qualche info e foto o disegno del Piaggio P.XV costruito nel 1942 in 3 esemplari.
    E’ stato colluadato a Guidonia con carburatori Secondo Mona (ho la relazione) ed installato sul Cant.Z1018 sperimentale, sul Piaggio P.119 e P.111. Fammi saperere.
    Grazie
    ing. Luigm Bonomi

    • Daniele scrive:

      Ciao Luigi, sono felice del tuo apprezzamento all’articolo e di esserti stato utile, utilizza pure ciò che ritieni di tua utilità. Riguardo a quel tipo di carburatore devo fare una ricerca tra il materiale che ho. Appena possibile ti farò sapere.

      Daniele.

      • Daniele scrive:

        Tra il materiale in mio possesso, purtroppo non sono riuscito a trovare nulla sul motore Piaggio P.XV, ho invece trovato delle foto sui carburatori Secondo Mona , montati sul Macchi 202 e sul motore Piaggio P.XV, ma credo che anche tu ne sia in possesso. Sarebbe molto interessante un articolo sul lavoro svolto dalla ditta Secondo Mona, durante la prima e la seconda guerra mondiale e mi farebbe piacere se fossi tu a scriverlo.

        Daniele

Lascia una risposta

L'indirizzo email non verrà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *