Un avion de caracteristicas muy interesantes y tambien una de los grandes olvidados en la Historia aeronautica es el caza monomotor Heinkel He-100, razon por la cual me gustaria postear algo al respecto.
Heinkel He-100, proyecto y desarrollo
Incluso en fecha tan temprana como 1936 el RLM estaba interesado en un aeroplano que superara las performances del Bf-109 tanto asi como el 109 lo habia hecho con los biplanos a los que reemplazo.
Pese a que nunca fue una gran prioridad dentro del Reichsluftsfahrtministerium, Roluft Lucht, penso que era lo suficientemente importante como para elevar un pedido de diseño a dos companias , Focke-Wulf y Heinkel para un “super-Interceptor”.
Sacudiendose el polvo de la derrota sufrida por el He-112 a manos del desconocido Bf-109 en la gran competición de cazas de 1936, los tecnicos de Heinkel pusieron manos a la obra con gran empeño.
Walter Günther- unos de los mas talentosos diseñadores de Heinkel- le hecho un vistazo al He-112 y decidio que ya nada podia hacerse con el.
Se empezo de cero, con un diseño completamente renovado, denominado “Projekt 1035” .
Aprendiendo de errores anteriores el diseño se mantendría lo mas sencillo posible para facilitar su manufactura, pero sin sacrificar las buenas performances.
Esa “buena performance” fue estimada en 700 Km/h realmente ambiciosos, recordar que cazas con tales prestaciones no aparecieron sobre los cielos de Europa hasta 1944.
Para facilitar la producción el diseño poseia un número considerablemente menor de partes que el he-112. El He-100 estaba hecho con 969 partes que se mantenian juntas por medio de 11543 remaches, en comparación el 112 poseia 2885 piezas y 26864 remaches. La nueva ala de perfil recto fue la fuente de mucho de este ahorro, luego de construir el primer par de alas el Ing. Otto Butter informo que la reduccion de componentes junto con el nuevo sistema de remachado explosivo, disminuia el tiempo de producción en asombrosas 1150 horas/hombre por ala.
En orden de lograr la performance prevista se introdujeron unas caracteristicas para mantener la resistencia aerodinamica al minimo.
La mas sencillas era la prevision de un tren de aterrizaje completamente retractil, incluyendo la rueda de cola, la total ausencia de soportes y montantes exteriores, y una cabina muy aerodinamica.
Tambien la entrada de aire del compresor se ubico en la raiz alar izquierda donde el flujo de la helice incrementaria la presion de admisión mejorando el rendimiento. Los paneles de acceso al motor estaban muy ajustados al mismo dandole al avion una apariencia plana. El tren se retrae hacia adentro proveyendo una amplia trocha, y el diseño emplearia una ala mas corta que el Bf-109 sacrificando altitud y capacidad de maniobra por velocidad.
En orden de proveer la mayor potencia posible del DB-601, se usaba un colector de escape modificado para lograr un pequeño empuje adicional.
Pero sin duda que era el sistema de refrigeración la caracteristica mas importante para mejorar su aerodinamia. Walter Günther eligio el riesgoso metodo de refrigeración por evaporación superficial.
Dentro del motor el fluido se mantiene bajo presion lo cual permite calentarlo por encima de su punto de ebullición normal, luego el fluido se envia hacia un recipiente de menor presion donde rapidamente empieza a hervir y despide vapor. Dado que el vapor contiene mucha mas energia que el agua a la misma temperatura, si se remueve el vapor se elimina gran cantidad de calor, luego la corriente puede ser enfriada circulando en unas tuberías dentro del avion. Al no tener aberturas al exterior, es básicamente un sistema con cero resistencia al avance.
En el lado negativo el sistema es complejo y difícil de mantener. En un avion de combate incrementa notablemente el riesgo de daño al radiador debido a la mucho mas grande superficie de refrigeración. Otros diseñadores habian probado este sistema pero invariablemente retornaron al radiador convencional. Pese a todo Heinkel Habia obtenido buenos resultados en el bombardero/ avion de reconocimiento He-119 y decidío seguir adelante.
En el sistema de Heinkel- diseñado por los ingenieros Janh y Janhke – el motor funcionaba a 110 grados Celsius y el fluido supercalentado era luego rociado en el interior de un compresor cemtrifugo, permitiendo que se formara vapor. El agua siendo mas pesada era forzada al exterior de la bomba por la fuerza centrifuga y retornaba al motor. El peso del agua empujaba al vapor hacia el unico espacio disponible, el interior de la bomba, donde era desplazado. El vapor luego fluia por unas tuberías en la superficie interna de los bordes de ataque alares, donde se condensaria en agua siendo enviada nuevamente al motor. Se instalaron nada menos que 22 pequeñas bombas electricas, cada una con su propia luz indicadora de malfuncion en el tablero de instrumentos.
Alcontrario que el agua el aceite no debe hervir. Esto representaba un problema con la serie 601 de Daimler-Benz debido su particular diseño,una gran cantidad de calor era transferida al lubricante en vez del refrigerante. Para solucionar esto se instalo un pequeño radiador de aceite semiretractil debajo del ala.
Este radiador fue luego reemplazado en algunos prototipos por un sistema donde el aceite se enviaba a un intercambiador de calor ( intercooler) en donde se hacia hervir alcohol metilico para disipar calor, luego el alcohol se enfriaba de forma similar al agua del motor , circulando por tuberías en la parte superior del fuselaje trasero y en el borde de ataque del estabilizador vertical.
Walter Günther fallecio en un accidente automovilistico en mayo de 1937 y el trabajo de diseño fue tomado por su hermano gemelo Siegfried, quien termino los bocetos finales de diseño a finales de ese año. El ala nacia plana y luego se curvaba hacia arriba alrededor de 1/3 de envergadura, la porcion interna de la curva era mas gruesa para albergar al tren de aterrizaje que se retraia hacia adentro proveyendo de una via mas amplia que el Bf-109. Un radiador retractil se instalo para funcionar en tierra, donde el sistema de refrigracion superficial era inútil. El avión resultante era pequeño y bastante liviano.
A finales de Octubre el diseño fue enviado al RLM junto con estimaciones de precio y fechas de entrega al centro experimental de Rechlin. En este punto el avion se conocia como Heinkel He-113, ya sea por superstición u otros motivos Ernst Heinkel logro cambiar la denominación a He-100.
En Noviembre Messerchmitt alcanzo un nuevo record de velocidad en un Bf-109 modificado. En respuesta Heinkel decidio usar al 100 como avion de record. La versión de carreras nesecitaria otra celula asi que la orden se elevó a 4 prototipos.
En Diciembre en una reunion entre Roluft Lucht , Udet y Heinkel se modificaron ligeramente los planes ya que el V1, V2 y V3 serian usados para el desarrollo de la versión de record y el V4 como prototipo del avion de serie.
El RLM le dio por fin prioridad al avion, debido en gran parte a los planes de Udet nombrado Generalluftzeugmeister, o sea ministro de producción aeronautica, de volar el mismo al He-100 en la obtención del record.
Prototipos:
El primer prototipo, He-100V1, voló el 22 de enero de 1938 equipado con un DB-601Aa, una semana después de la fecha prevista y probó ser increíblemente rapido. Sin embargo compartia algunos defectos con su predecesor, especialmente falta de estabilidad direccional. Tambien los pilotos de la Luftwaffe se quejaron de la altas velocidades de aterrizaje lo que obligaba a un uso excesivo de los frenos.
Al personal de tierra no le agradaban los paneles de acceso al motor que entorpecian el mantenimiento.
Pero el mayor problema resulto ser el sistema de refrigeración, lo cual no sorprendio a nadie. Después de algunos vuelos el V1 fue enviado a Rechlin.
He-100 V1 apenas salido de fabrica.
El segundo prototipo solucionó los problemas de estabilidad agrandando el empenage. Los sistemas de refrigeración de aceite continuaron siendo problemáticos por lo que se ubico un pequeño radiador de rejilla bajo un ala. El Versuchs 2 recibio el todavía experimental DB-601M previsto en el diseño original. La versión “M” estaba modificada para funcionar con el combustible “C3” de 96 octanos lo que incrementaba la potencia.
El V2 volo en Marzo de 1938, pero en vez de ser enviado a Rechlin se mantuvo en la fabrica para intentar batir el record en circuito cerrado de 100 Km. Un curso fue delimitado entre Wustrow y Müritz, separados 50 Km en la costa del Baltico. El vuelo se llevaria a caba a la mejor altitud del aeroplano, unos 5500 m.
Después de corregir algunos defectos menores se decidio que el intento de record lo haria el Capitan Herting, quien habia volado el 100 en varias ocasiones. Asi estaban las cosas cuando Udet se presentó en la fabrica y pidio volar el V2, argumentando que él habia piloteado el V1 en Rechlin.
Finalmente Udet se salio con la suya consiguiendo el nuevo record en circuito cerrado, acelerando al He-100V2 a unos 634,73 Km/h de promedio. ¡! 500 Km/h mas rapido que el Albatros de Ernst en la Primera Guerra Mundial!!.
En este vuelo el motor se recalento nuevamente debido a que varias bombas de agua fallaron, sin embargo Udet no conocia la funcion de las luces que se encendieron en el tablero y simplemente las ignoro.
Este record fue muy publicitado dentro y fuera de Alemania. Extrañamente el avion fue denominado He-112U ( U en honor a Udet). Una explicación a esto es que el He-112 todavia se fabricaba y buscaba clientes….aunque no se necesita ser un experto para notar las diferencias entre los 2 aviones.
El V2 fue enviado a Rechlin. Mas tarde en Octubre fue dañado en un accidente y no hay información fehaciente sobre su reparacion.
El prototipo V3 recibio las alas recortadas de competición, que reducian la envergadura de 9,40 metros a 7,60 metros y su superficie alar de 14,4 m cuadrados pasaba a 11 m cuadrados. La cabina estandar fue reemplazada por una version mas pequeña y redondeada. El avion recibio el Db-601M de fabrica.
En Agosto se recibio el Daimler-Benz DR-601R. Esta version especial poseia una mayor relacion de compresión, llevando las RPM permisible de 2200 a 3000. En este motor de carreras era necesario agregar alcohol metilico al combustible C3 para mejorar la refrigeración del compresor.
Como resultado la potencia trepaba a 1776 hp, aunque requeria un constante mantenimiento,debiendose vaciar el combustible después de cada vuelo para evitar la corrosion en los depositos.
Despues del V2 la serie continuo con el prototipo V3 (perdido en un accidente al no desplegarse correctamente el tren de aterrizaje)
Serie B: los V4, V5 y V6
Serie C:
V7, el primero en llevar armamento, tenia 4 MG-17 de 7,92 mm sincronizadas en el capo y los infaltable MG-FF de 20mm en las alas.
V8: convertido en avion de record, impuso la marca mundial el 30 de marzo de 1939 a 746 Km/h.
V9 y V10 destinados a ensayos de estructuras, el V10 se conservo en el museo de aviacion de Munich hasta ser destruido por un bombardeo en 1944.
Durante esta serie de 10 aviones el problema de refrigeracion se mantuvo, y tambien surgieron incidentes con el tren de aterrizaje que a pesar de ser ancho, era demasiado fragil, resultando dañados varios prototipos por este motivo.
La Union Sovietica adquirio en 1940 los 6 prototipos supervivientes, para estudio y desarrollo de un futuro caza, aunque obviamente el sistema de refrigeracion por evaporacion no fue aceptado, algunas soluciones tecnicas y aerodinamicas del He-100 fueron vistas mas tarde en aviones como el Lagg-3 y Yak-3.
Heinkel He-100 D-0:
La serie D-0 fue la ultima en emplear el sistema de refrigeracion interna. En ella se aplicaron todos los refinamientos posibles, obtenidos de ensayos con los prototipos. A esta version tambien se le coloco armamento, aunque reducido en comparacion con el modelo C, solo 2 Mg 17 sincronizadas en las raices alares y un Mg-FF disparando por el buje de la helice.
El avion una vez armado, equipado con radio, blindaje, y depositos autosellantes, no alcanzaba la velocidad programada de 700 Km/h, pero incluso asi el avion tenia una velocidad del orden de 660 Km/h.
Es mas el 100 era mas rapido a nivel del mar que el Bf-109E a 4500m.
La produccion del D-0 fue de tres ejemplares.
Cuando una delegacion de la Armada Imperial Japonesa arribo a la planta Heinkel en 1940, se le hizo una demostracion con los modelos D-0.
Aunque los pilotos nipones acostumbrados a los agiles y livianos A5M y A6M se horrorizaron con el amplio radio de giro del avion y su altisima velocidad de aterrizage, los mandos superiores quedaron tan impresionados que decidieron comprar inmediatamente los tres D-0 y adquirir una licencia para su fabricacion en serie, con el objeto de equipar a sus escuadrones de caza con base en tierra.
Lo que mas gusto fue una vez mas la gran velocidad, lo que hacia posible al 100 acelerar y dejar "estacionado" a un Cero o un P-40.
Pese a que los prototipos llegaron a Japon los planos y el utillaje para construirlos jamas se materializaron.
algunas soluciones aerodinamicas del este aeroplano fueron vistas luego en el caza del
Ejercito Ki-61 Hien, sin duda inspiro tambien al avion de record Ki-78.