Power Jets W.2

El Power Jets W.2 fue un motor turborreactor británico diseñado por Frank Whittle y Power Jets (Research and Development) Ltd. Al igual que el anterior Power Jets W.1 , su configuración de combustión de flujo inverso incluía un compresor centrífugo de doble cara , 10 cámaras de combustión y una turbina de flujo axial con disco refrigerado por aire. Entró en producción como el Rolls-Royce Welland y fue el primer motor a reacción del Reino Unido en propulsar un avión operativo, el Gloster Meteor .

En 1940, el Ministerio del Aire adjudicó un contrato a la Gloster Aircraft Company para la construcción de prototipos de un nuevo avión de combate a reacción bimotor, conforme a los requisitos del F.9/40 . Este avión se denominó Gloster Meteor . Al mismo tiempo, se autorizó a Power Jets a diseñar un nuevo motor para dicho avión. ^{[ 1 ]} El W.2 fue construido bajo contrato por la Rover Car Company a principios de la década de 1940. Las relaciones entre Power Jets y Rover fueron tensas y el desarrollo del W.2 avanzó muy lentamente.

A finales de 1942, Rover acordó intercambiar su fábrica de motores a reacción en Barnoldswick , Lancashire, por la fábrica de motores para tanques Rolls-Royce Meteor en Nottingham, sin que mediara dinero. A petición del gobierno británico, Rolls-Royce asumió entonces el control del proyecto W.2, con Frank Whittle y su pequeño equipo en Power Jets actuando como asesores. ^{[ 2 ]} Juntos, resolvieron los problemas del W.2 y finalmente lo pusieron en producción en masa como el Rolls-Royce Welland de 1600 libras de empuje (7,1 kN) . Estos motores se instalaron en los Gloster Meteor F Mk1 y los primeros F Mk3 y entraron en servicio en 1944. 

Tras las sugerencias iniciales de 1939 del Departamento de Motores del Royal Aircraft Establishment (RAE), la Sección Pyestock de este último experimentó con la técnica de inyectar combustible en la tobera de escape del motor, posteriormente conocida como recalentamiento , y esta técnica se perfeccionó aún más después de la fusión de Power Jets y el personal de Pyestock. El recalentamiento se probó posteriormente en vuelo con los motores W.2/700 en un Meteor I. La técnica aumentó la velocidad del Meteor entre 30 y 40  mph. ^{[ 3 ]}

Las designaciones Rover para los motores fabricados en Barnoldswick llevaban el prefijo "B" junto con su número de diseño interno, por ejemplo, "B.23". Posteriormente, tras la transferencia de los diseños a Rolls-Royce (RR), se añadió una "R" como prefijo, cambiando la designación a "RB" para evitar posibles confusiones con las designaciones de los bombarderos estadounidenses, por ejemplo, "RB.23". Este sistema de designación "RB" se sigue utilizando en Rolls-Royce hasta el día de hoy.

W.2

Empuje de diseño de 1600 libras-fuerza (7,1 kN) y un peso en seco de aproximadamente 850 libras (390 kg) . Las primeras versiones no podían superar las 1000 lbf de empuje sin sobretensión del compresor y temperatura excesiva de los gases de escape . Motores producidos por Rover bajo subcontrato de MAP . El diseño W.2 fue rápidamente abandonado y reemplazado por el W.2B después de que Whittle reevaluara el diseño W.2 y calculara que la velocidad de los gases de escape se acercaría a Mach 1 .  

W.2 Mark IV

El W.2 fue fabricado por British Thomson-Houston (BTH), pero se descubrió que era sensible a las suposiciones de diseño, por lo que Power Jets lo modificó por etapas para adaptarlo al diseño del W.2B. Se estropeó por la rotura de una pieza forjada defectuosa del nuevo impulsor el 10 de octubre de 1941, tras completar "una cantidad útil de pruebas". ^{[ 4 ]}

W.2Y

Diseño de cámara de combustión de flujo directo "directo", mayo de 1940, nunca construido.

W.2B/Rover B.23

Los dos primeros motores producidos inicialmente por Rover como el 'B.23', uno de los cuales se instaló en el E.28/39 W4046/G , ^{[ 5 ]} otras unidades fueron construidas por BTH y Power Jets. ^{[ 6 ]} Inicialmente, los motores sufrieron fallas en las palas de la turbina Rex 78, General Electric (GE) en EE. UU. envió a Rover varios juegos mejorados de palas Hastelloy B en julio de 1942. El material de las palas cambió posteriormente a Nimonic 80. [ ^{7 ] El} diseño del motor se transfirió posteriormente a Rolls-Royce como prototipo del B.23 Welland , y también se construyó en EE. UU. como GE IA . ^{[ 8 ]} Las cámaras de combustión del 'B.23' rediseñadas para este motor fueron diseñadas por Joseph Lucas Ltd. ^{[ 9 ]}

W.2B Mark II

Rediseño del Rover autorizado por MAP utilizando un difusor de 10 álabes diseñado por Rover/RR y una nueva turbina con menos álabes y más anchos. En diciembre de 1941 proporcionaba 1510 libras-fuerza (6,7 kN) sin oscilaciones. ^{[ 10 ]} 

W.2B/500 - Rover B.26

W.2B con álabes de turbina más largos y utilizando el difusor del W.2B Mark II y un nuevo diseño de carcasa del soplador y turbina para dar 1850 libras-fuerza (8,2 kN) a 16750 rpm. Primera prueba en septiembre de 1942 alcanzando 1755 libras-fuerza (7,81 kN) . Sfc , 1,13 lb/(hr lbf) con una temperatura del tubo de chorro de 606 °C. Inicialmente sufrió resonancia a 14000 rpm que provocó el agrietamiento de los álabes del impulsor. Rediseño autorizado por MAP con cámaras de combustión de paso directo por Adrian Lombard y John Herriot (este último de AID) en Rover como el B.26 con cuatro motores de prueba construidos antes de que RR asumiera el diseño y después del rediseño para un mayor flujo de aire convirtiéndose en el B.37 Derwent . ^{[ 11 ]} Cámaras de combustión 'B.26' diseñadas por Joseph Lucas Ltd.  

W.2/700

Nuevo difusor de compresor 'Tipo 16', nueva carcasa de compresor, más rotor de compresor mejorado enviado por GE, ^{[ 12 ]} todo combinado para producir 80% de eficiencia de compresor, álabes de turbina Nimonic 80 y un empuje estático de 2000 libras-fuerza (8,9 kN) a 16 700 rpm. Para 1944 producía 2485 libras-fuerza (11,05 kN) a una relación de presión de 4:1 ^{[ 13 ]} con flujo de aire de 47,15 lb/s del mismo tamaño de motor que W.1 . ^{[ 14 ]} Sfc, 1,05 lb/(hr lbf) con temperatura de la tubería de chorro de 647 °C. Recalentamiento probado en vuelo en Meteor I EE215/G aumentando la velocidad máxima de 420 mph a 460 mph. ^{[ 15 ]} Probado en vuelo a 505 mph a 30 000 pies en E.28/39 W4046/G . ^{[ 16 ]} También probado en tierra con ventilador de conducto trasero . ^{[ 17 ]}  

W.2/800

El modelo W.2/700, con álabes de turbina más largos para mayor empuje, sufrió una falla en uno de los álabes de la turbina.

W.2/850

Una versión mejorada con un empuje mayor de 2485 libras-fuerza (11,05 kN) a 16 500 rpm y un peso en seco mayor de 950 libras (430 kg) .  

Rolls-Royce B.23 Welland

Versión de producción en masa del W.2B/Rover B.23 para el Meteor I. Desarrollaba un empuje estático de 1600 libras-fuerza (7,1 kN) . Sfc, 1,12 lb/(hr lbf). Se produjeron 100. Se mejoró a un empuje de 1700 libras-fuerza (7,6 kN) con insertos de tobera para perseguir misiles V-1 . Probado en condiciones de tipo hasta las 500 horas, entró en servicio para el Meteor I con un intervalo entre revisiones (TBO) de 150 horas . ^{[ 18 ]}  

Rolls-Royce B.37 Derwent I

Diseño combinado basado en el W.2B/500 y el Rover B.26 para el Meteor III. Desarrollo directo de la configuración W.2 tipo "trombón", utilizando la carcasa del compresor ya preparada para Welland, un nuevo difusor RR y un aumento del 25 % en el flujo de aire y gas del compresor y la turbina para lograr un empuje estático de 2000 libras-fuerza (8,9 kN) . Probado por primera vez en julio de 1943. Sometido a pruebas de tipo hasta las 500 horas, entró en servicio para el Meteor III con un intervalo entre revisiones de 150 horas. 

Las siguientes aeronaves se utilizaron únicamente con fines de prueba:

• Gloster E.28/39
• F.9/40
• Vickers Wellington

El motor W.2B/700 se iba a utilizar en el avión de investigación supersónico Miles M.52 . Para lograr el empuje necesario para el vuelo supersónico, se desarrolló una versión del motor que utilizaba un ventilador entubado "aumentador" accionado por turbina (una forma temprana de turbofán ). El aumentador NO.4 se montó detrás del motor, aspirando aire fresco a través de conductos que lo rodeaban. La potencia se incrementó aún más al suministrar aire al primer "tubo de recalentamiento" o postquemador del mundo, que en realidad era un estatorreactor o ramjet muy primitivo . Se esperaba que esta combinación del W.2/700, el turbofán aumentador y el estatorreactor/ramjet produjera la potencia necesaria para el  avión propuesto de 1000 mph. ^{[ 19 ]}

• Un ejemplar conservado del W.2/700 se exhibe al público en el Farnborough Air Sciences Trust .
• Otro W.2/700 forma parte de la colección de motores aeronáuticos del Museo de la Real Fuerza Aérea de Cosford .
• Un W.2/700 se exhibe en la Universidad de Cranfield . Galardonado con el Premio al Patrimonio de la Ingeniería n.º 102 .
• Un ejemplar seccionado del W.2/700 en el Museo de Lutterworth.
• W.2/500 en el museo de la RAF de Londres
• Un Rover W.2B/26 se exhibe en el Museo del Aire de Midland .

Datos de Jane's ^{[ 20 ]}

Características generales

• Tipo: Turborreactor de flujo centrífugo
• Longitud:
• Diámetro:
• Peso en seco: 950 lb (431 kg)

Componentes

• Compresor: Centrífugo de doble cara y una sola etapa.
• Cámaras de combustión : 10 de flujo inverso
• Turbina : Flujo axial de una sola etapa
• Tipo de combustible: Queroseno

Actuación

• Empuje máximo : 2485 lbf (1127 kgf) a 16 500 rpm
• Relación de presión total : 4:1
• Caudal másico de aire: 47 lb/s (21  kg/s)
• Consumo de combustible: 2610 lb/h (1185  kg/h)
• Relación empuje-peso : 2,6

Desarrollo relacionado

• Power Jets W.1
• General Electric IA
• Rolls-Royce Welland

Listas relacionadas

• Lista de motores de aeronaves

• Flight , octubre de 1945 - Diagrama seccional del W.2B
• Una fotografía en un número de 1962 de Flight del Wellington W5389/G con W.2B instalado