Junkers Jumo 222

El Jumo 222 era un motor aeronáutico alemán de pistón en línea de alta potencia y múltiples bancadas fabricado por Junkers , diseñado bajo la dirección de Ferdinand Brandner de Junkers Motorenwerke .

El rendimiento previsto del motor era tan superior al de los diseños contemporáneos que muchos desarrollos de aviones de pistón de la Luftwaffe durante la guerra se basaron en él, al menos como opción. Esto incluía todo el programa Bomber B , cuyo objetivo era reemplazar todos los bombarderos existentes de la Luftwaffe con un nuevo diseño bimotor más grande, más rápido y con mayor armamento que cualquier otro avión de su flota.

El diseño no llegó a consolidarse ni siquiera tras años de desarrollo intensivo y varias modificaciones importantes. El programa del Bombardero B fracasó con él, dejando a la Luftwaffe con diseños totalmente obsoletos durante la segunda mitad de la guerra. Se construyeron menos de trescientos 222. Nunca superaron la fase de prototipo , pero el diseño siguió apareciendo en propuestas para nuevos aviones multimotor de la Luftwaffe mucho después de que la mayoría hubiera perdido la esperanza de que alguna vez funcionara.

El diseño del Jumo 222 comenzó en 1937. El motor estaba configurado con seis bancadas de cilindros en línea espaciadas en ángulos iguales alrededor del cárter , cada bancada con cuatro cilindros. Debido a esta disposición, el motor parecía un radial ; esto se evidenciaba en un dibujo de sección transversal de la versión original, que utilizaba una biela maestra con cinco bielas adicionales pivotadas desde la fundición del extremo del muñón de la biela maestra , como en un radial de una sola fila. Sin embargo, el mecanismo interno estaba diseñado para funcionar más como un motor en V, con cada par de bancadas de cilindros adyacentes, cada una con una culata de flujo cruzado , y era refrigerado por líquido como la mayoría de los motores en línea.

Al observar un Jumo 222 completo desde una vista frontal, las seis bancadas de cilindros estaban dispuestas en ángulos iguales de 60° entre sí, de manera que las lumbreras de escape (en los espacios de 60°, 180° y 300°) y las lumbreras de admisión (en los espacios de 0°, 120° y 240°) de las bancadas vecinas se enfrentaban, lo que simplificaba el sistema de escape desde el compresor trasero y requería solo tres juegos de colectores de escape. Lo más probable es que estos tres juegos de colectores de escape estuvieran ubicados en la parte inferior de la góndola del motor y en los cuartos superiores a cada lado (similares a los escapes de muchos motores de aviación en V verticales aliados ) para lograr la ruta de salida de escape más corta posible.

El diseño de cuatro cilindros y múltiples bancadas resultó en un motor más corto que el Jumo 211, aproximadamente 80 cm/31,5 pulgadas , ^{[ 1 ]} pero con una góndola de mayor sección transversal. Al igual que el Ju 88, podía usar un radiador anular para enfriar los cilindros y el aceite del motor del 222. El Junkers Ju 288 pretendía ocultar los radiadores detrás de conos de hélice huecos con conductos en cada una de sus hélices de cuatro palas.  

Cada cilindro tenía dos válvulas de admisión y una sola válvula de escape enfriada por sodio —una configuración de triple válvula heredada del primer motor de aviación V12 invertido de la serie Jumo, el Junkers Jumo 210 ^{[ 2 ]} —un inyector de combustible de alta presión entre las admisiones y dos bujías . Con un diámetro y carrera de 135 mm (5,3 in) , el diseño original del motor Jumo 222A/B tenía una cilindrada de 46,4 L (2831,5 in³), en la misma clase general de cilindrada que el Double Wasp American de dieciocho cilindros refrigerado por aire de origen de 1937-1940. El modelo 222A/B se vio obligado a funcionar con una relación de compresión bastante baja de 6,5:1 , la misma relación que utilizaba el Jumo 211C V12 invertido de producción en serie de su empresa. Estas relaciones de compresión relativamente bajas eran las mejores posibles dadas las condiciones de los combustibles de bajo octanaje disponibles en Alemania, pero al aumentar la velocidad del motor a 3200 rpm, el 222 entregaba 1850 kW (2480 hp) al despegar. El único aspecto decepcionante era el compresor simple de una sola etapa y dos velocidades, pero incluso con esta limitación, el motor aún generaba 1641 kW (2201 hp) a 5000 m (16 000 pies) . El peso en seco era de 1088 kg (2399 lb) , solo unos 17 kg (37 lb) más pesado que el Double Wasp refrigerado por aire.               

En comparación con los contemporáneos BMW 801 y Daimler-Benz DB 605 , el 222 supuso un enorme salto en prestaciones. Tenía una cilindrada ligeramente mayor que los 41,8  L (2550,8  in³) del 801, y aproximadamente un 25 % más que los 35,7  L (2178,5  in³) del 605, pero entregaba considerablemente más potencia, 1850 kW (2480 hp) en comparación con los 1193 kW (1600 hp) del 801 y los 1119 kW (1501 hp) del 605. Esto representa 40 kW/L para el 222, mientras que solo 29 kW/L para el 801 y 31 kW/L para el 605. La relación potencia-peso era de 1,7 kW/kg (1,04 hp/lb) para el 222, mientras que el 605 entregaba 1,4 kW/kg (0,88 hp/lb) y el 801 1 kW/kg (0,60 hp/lb). El 222 también tenía dimensiones exteriores similares a las de estos motores más pequeños, 1,16 m (3,8 pies) de ancho en comparación con 1,27 m (4,2 pies) para el 801, y 2,4 m (7,9 pies) de largo en comparación con 2,3 m (7,5 pies) para el 605.                       

La comparación resultó aún más favorable frente a otros motores de alta potencia en desarrollo. Uno de ellos era el BMW 802 radial de 18 cilindros, una versión ampliada de su exitoso BMW 801 de 14 cilindros . Sin embargo, su desarrollo no comenzó hasta 1939 y, aunque prometedor, pesaba 1530 kg (3370 lb) y no se probó hasta 1943. BMW también intentó combinar dos motores radiales 801 en el BMW 803 , pero sin éxito. Luego estaba el engorroso DB 606 , el primer motor de "alta potencia" desarrollado en Alemania, que consistía en dos DB 601 montados en una sola caja reductora en sus extremos delanteros, que entregaba 1790 kW (2400 hp) con un peso de 1515 kg (3340 lb) y tenía un tamaño de 2,1 m × 1,6 m × 1,1 m (83 in × 63 in × 43 in) pies. Su uso problemático y el diseño deficiente de su instalación en el He 177A , el único bombardero pesado alemán que llegó a producirse y entrar en servicio en primera línea, llevaron al Reichsmarschall Hermann Göring a calificarlos despectivamente a finales del verano de 1942 como "motores soldados" . ^{[ 3 ]}                

Por el contrario, el RLM se mostró entusiasmado con las posibilidades que ofrecían las características de diseño del Jumo 222, mucho más compacto, y con la configuración del motor X , el DB 604 de 24 cilindros , de peso y cilindrada similares al 222A, pero con una potencia específica algo menor. El RLM basó todo su programa Bomber B en pares de estos motores, lo que daría como resultado un bombardero con la capacidad de carga bélica del He 177 e incluso mayor velocidad que el Ju 88 , un diseño verdaderamente universal.

El primer prototipo del motor funcionó el 24 de abril de 1939 y posteriormente se probó en vuelo en el soporte del motor delantero de un Ju 52. La producción contemplaba dos modelos principales, el 222A y el 222B , que se diferenciaban únicamente en el sentido de giro, destinados a ser utilizados en motores de ala izquierda (ala de babor) y derecha (ala de estribor) en diseños bimotores. Sin embargo, las pruebas posteriores no dieron los resultados esperados y Junkers finalmente decidió que lo mejor era detener el desarrollo de estos motores de la "Serie I" y pasar a una "Serie II" modificada. Los nuevos 222A-2 y B-2 funcionaban a un régimen de revoluciones ligeramente inferior, pero tenían cilindros ligeramente más grandes de 140 mm/5,5 pulgadas de diámetro (49,88 litros, 3043,86 pulgadas cúbicas) para el mismo rendimiento neto, mientras que el A-3 y el B-3 utilizaban un compresor diferente para un mejor rendimiento a mayor altitud. Supuestamente, se instaló un motor A-3 y un motor B-3 en el noveno prototipo del fuselaje del Junkers Ju 288 (archivado el 13 de abril de 2014 en Wayback Machine) para pruebas de vuelo. ^{[ 4 ]} Ambos modelos "mejorados" de las versiones Jumo 222A/B siguieron demostrando ser poco fiables y solo se instalaron experimentalmente.    

A finales de 1941, Junkers decidió que la mejor opción era realizar cambios más radicales en el diseño e introdujo los modelos 222C y 222D . Con un nuevo diámetro y carrera de 145 mm × 140 mm (5,7 pulg. × 5,5 pulg.) , la cilindrada del motor aumentó por segunda vez, hasta 55,5 L (3386,8 pulg³), ligeramente superior a la del motor radial Wright Duplex Cyclone American de 18 cilindros refrigerado por aire de la época, que en aquel momento estaba solucionando importantes problemas , en parte debido al uso de una aleación de magnesio combustible para su cárter. De vuelta a las 3200 rpm originales, los modelos Jumo 222 C/D podían entregar algo menos de 2200 kW (3000 hp) cuando comenzaron a funcionar en el verano de 1942. Sin embargo, los problemas no se solucionaron y solo se fabricaron unas pocas unidades. El RLM llevaba tres años esperando en ese momento, y finalmente se dio por vencido y ordenó que todos los diseños basados ​​en él buscaran motores alternativos. Más tarde ese mismo año, también desistieron de esa idea y cancelaron por completo el programa del Bombardero B.           

Junkers no se dio por vencido. Utilizando el diseño original A/B de 46,4 litros de cilindrada, añadieron un nuevo compresor de dos etapas con tres intercoolers , uno por cada par de bancadas de cilindros adyacentes para su uso a gran altitud, dando lugar a las series 222E y F. Aunque el rendimiento a nivel del mar no varió, el motor era capaz de producir 1439 kW (1930 CV) a 9000 m (30 000 pies) . En ese momento parecía que los problemas finalmente se estaban solucionando, pero el bombardeo de las fábricas centrales de Junkers Motorenwerke en Dessau hizo que la producción fuera prácticamente imposible. Un último intento por lograr un rendimiento aún mayor a gran altitud dio como resultado los motores turboalimentados 222G y H , de los que solo se fabricaron unos pocos prototipos de prueba.    

El Jumo 222 fue un fracaso rotundo y muy costoso. Se construyeron 289 ejemplares, ninguno de los cuales entró en servicio activo. Además, obstaculizó seriamente los diseños de motores de pistón de la Luftwaffe entre 1940 y 1942, mientras que muchos miembros del personal de las oficinas de desarrollo tecnológico gubernamentales de la Luftwaffe (como la cadena de centros de pruebas del coronel Edgar Petersen ) y de los departamentos de ingeniería de la aviación militar alemana esperaban a que el Jumo 222 finalmente entrara en funcionamiento. Mientras tanto, se rechazaron todas las solicitudes de adaptaciones de cuatro motores en lugar de los diseños bimotores con motor Jumo 222, ya que se consideró que supondrían una carga excesiva para la industria alemana de motores. Al final, no se obtuvo ningún resultado, y hacia el final de la guerra, la Luftwaffe volaba versiones apenas actualizadas de sus diseños originales de antes de la guerra.

Ninguna de las variantes del JuMo 222 llegó a entrar en servicio operativo.

• Jumo 222 A / B-1: primera versión, diámetro x carrera (135 × 135) = 46.380  cm³, 1.470 kW (1.970 hp) a 3200 min⁻¹, compresor centrífugo de una etapa y dos velocidades, serie A-0/B-0 de "prueba de servicio", probado en vuelo.  
• Jumo 222 A / B-2: variante ampliada, secciones transversales de válvulas mayores, diámetro x carrera (140 × 135) = 49880  cm³, 2500  hp a 2900 min⁻¹, sobrealimentador centrífugo de una etapa y dos velocidades, serie cero, probado en vuelo.
• Jumo 222 A / B-3: igual que el A / B-2, pero con sobrealimentador centrífugo mejorado, altitud de presión máxima: 6000 m, serie piloto, probado en vuelo.
• Jumo 222C / D: variante ampliada, diámetro x carrera (145 × 140) = 55.480  cm³, 3000  hp a 3200 min⁻¹, altitud de presión máxima: 10.000 m, diseñado a partir de modelos experimentales de la serie V en el conjunto.
• Jumo 222 E / F:, como el A / B-3, con compresor centrífugo de dos etapas y dos velocidades y tres posenfriadores, altitud de presión máxima: 9400 m, serie piloto, probado en vuelo.
• Jumo 222 turbo: similar al A/B-3, con turbocompresor e intercooler, altitud de presión máxima: 12.300 m, 2400  hp a 3200 min⁻¹, solo en banco de pruebas.
• Jumo 222 G / 225:, versión proyectada y alargada con 6 × 6 = 36 cilindros de diámetro x carrera (135 × 135) = 69570  cm³, 3500  hp a 3000 min -1, y velocidad de carga incrementable.

La dirección de rotación del eje de la hélice se indicaba con una letra: A, C y E giraban hacia la izquierda, mientras que B, D y F giraban hacia la derecha. El cigüeñal, sin embargo, siempre giraba uniformemente hacia la derecha; la dirección de giro de la hélice solo variaba mediante diferentes engranajes.

Dado que el Junkers Jumo 222 tiene seis bancadas de cilindros, se le conoce como motor hexagonal. Otros ejemplos de motores hexagonales son poco comunes; por ejemplo, el Dobrynin VD-4K de 24 cilindros refrigerado por agua y el Curtiss H-1640 Chieftain de 12 cilindros refrigerado por aire . De forma análoga, también existieron motores octogonales, como el Bristol Hydra, con ocho bancadas de cilindros.

Diseños de aeronaves destinadas a ser propulsadas por el motor Jumo 222:

• Dornier Do 435 (cuando no había motor a reacción que sustituyera al motor de pistón trasero)
• Focke-Wulf Fw 300
• Heinkel He 219 B y -C
• Heinkel He 277 (como una alternativa posterior relacionada con el Amerikabomber para equipar con seis motores radiales BMW 801 , propuesta de desarrollo de finales de julio de 1943 únicamente).
• Caseta Hü 211
• Junkers Ju 288

Propuestas de prototipos diseñadas para utilizar la potencia del motor Jumo 222:

• Arado E.340 (222 gemelos, competidor del Bomber B )
• Focke-Wulf Fw P.195 (seis u ocho Jumo 222, avión de transporte de gran tamaño)

Características generales

• Tipo: Motor aeronáutico en línea, de 6 bancadas, 24 cilindros, sobrealimentado y refrigerado por líquido.
• Diámetro interior : 135 mm (5,3 pulgadas)
• Carrera : 135 mm (5,3 pulgadas)
• Desplazamiento : 46,38 L (2830 pulgadas cúbicas )
• Longitud: 2400  mm (94  pulgadas)
• Diámetro: 1160  mm (46  pulgadas)
• Peso en seco : 1.088 kg (2.399 lb)

Componentes

• Tren de válvulas : Dos válvulas de admisión y una válvula de escape refrigerada por sodio por cilindro.
• Sobrealimentador : Sobrealimentador centrífugo de una sola etapa y dos velocidades.
• Sistema de combustible: Inyección de combustible
• Sistema de refrigeración: Refrigerado por líquido

Actuación

• Potencia de salida:
• 1.838  kW (2.465  hp) a 3.200  rpm para el despegue
• 1.397  kW (1.873  hp) crucero
• Potencia específica : 39,5 kW/L (0,87 hp/pulg³)
• Relación de compresión : 6,5:1
• Consumo específico de combustible : 0,29 kg/(kW·h) (0,477 lb/(hp·h))
• Relación potencia-peso : 1,69 kW/kg (1,03 hp/lb)

Motores comparables

• Lebrel de Armstrong Siddeley
• Hiena Armstrong Siddeley
• BMW 803
• Daimler-Benz DB 604
• Dobrynin VD-4K
• Hitachi Ha-51
• Lycoming R-7755
• Sable Napier
• Tornado Wright R-2160

Listas relacionadas

• Lista de motores de aeronaves
• Lista de motores de aeronaves alemanas durante la Segunda Guerra Mundial

• Bingham, Victor (1998). Principales motores aeronáuticos de pistón de la Segunda Guerra Mundial . Shrewsbury, Reino Unido: Airlife Publishing. ISBN 1-84037-012-2.
• Christopher, John (2013). La carrera por los aviones X de Hitler: La misión británica de 1945 para capturar tecnología secreta de la Luftwaffe . Stroud, Reino Unido: History Press. ISBN 978-0-7524-6457-2.
• Gunston, Bill (2006). Enciclopedia mundial de motores aeronáuticos: desde los pioneros hasta la actualidad (5.ª  ed.). Stroud, Reino Unido: Sutton. ISBN 0-7509-4479-X.
• Kay, Antony (2004). Junkers Aircraft & Engines 1913–1945 . Londres: Putnam Aeronautical Books. ISBN 0-85177-985-9.

• Motores Junkers - Jumo 222
• Informe británico de EngineHistory.org sobre el motor Jumo 222 en tiempos de guerra.
• Animación basada en CAD del tren de válvulas del Jumo 222