¿Por qué algunos aviones de combate de la Segunda Guerra Mundial tienen un escape expuesto (Mustang, Spitfire) mientras que en otros están ocultos (Zero, Wildcat)?

Answer 1

Todo se refiere al tipo de motor (en línea, radial, turbohélice o turborreactor) que utiliza el avión.

Comenzando con el P-51, como puede ver aquí, el motor en línea V12 tiene sus escapes apuntando directamente desde el fuselaje.

Esto es lo mismo para el Spitfire, en la foto de arriba.

Aunque no es un luchador, el Shorts Stirling, que tiene un motor radial como el F4F Wildcat y el A6M Zero, se muestra aquí con un deflector de escape / supresor de llamas para ayudar a ocultar las llamas del motor por la noche.

Esta foto fue tomada de la parte trasera de un A6M Zero. ¿Ves las tuberías con un extremo ovalado aplanado? Son los tubos de escape. Generalmente están ocultos por las aletas de la capucha.

Las tuberías que se extienden detrás de la cubierta también son los escapes.

Los dos círculos en la parte inferior de la capota son también los escapes. Estos son los gases de escape primarios y eliminan la mayoría de los gases de escape.

Debido a que el A6M tiene un motor radial, los escapes de los pistones no están todos bien alineados en una fila como en un motor en línea, por lo que los escapes están alrededor del carenado del motor.

En el F4F Wildcat, todo el escape sale de las tuberías en la parte inferior del fuselaje y ocupa el espacio de dos de las aletas de la capucha.

En el Hawker Sea Fury, en la foto de arriba, todos los gases de escape se conducen a las salidas del costado del fuselaje para que el hollín pase a la superficie reflectante. No estoy seguro de por qué lo condujeron allí, pero sucede lo mismo en el F8F Bearcat, que se muestra a continuación.

Aunque era demasiado tarde para ver el servicio en la Segunda Guerra Mundial, el Westland Wyvern era un avión turbopropulsor. En este caso, el escape sale de las boquillas debajo de la cabina.

Y en el omnipresente HE 162 anterior, no es difícil saber dónde está el escape abierto. Detrás de eso hay un Avro Lancaster mostrando su escape abierto, de su motor Merlin, que era el mismo motor que impulsaba la mayoría de las variantes del Spitfire

Answer 2

La mayoría de las aplicaciones de motores aerodinámicos intentan utilizar el empuje de los gases de escape. Como otras respuestas acertaron: ese escape cuando no está amortiguado puede contribuir a un buen número de caballos de fuerza.

Los diseñadores también deben tener en cuenta que los tubos de escape directos no silenciados expulsan llamas que son muy visibles durante la noche. (Lockheed Super Constellation 🙂

Los cazas nocturnos alemanes podían encontrar Lancasters británicos en la noche debido a sus columnas de escape. Algunos bombarderos británicos estaban equipados con supresores de llamas, pero el Lanc no. Pantalones cortos Stirling:

También las llamas brillantes pueden interrumpir la visión nocturna del piloto.

Es por eso que puede ver algunas soluciones para ocultar / suprimir las llamas. Las siguientes dos imágenes muestran el mismo motor Daimler-Benz DB601 en aplicaciones nocturnas y diurnas sin supresor de llama, respectivamente:

También el escape se usa a veces para conducir turbocompresores. En estas aplicaciones, rara vez se pueden ver los tubos de escape ya que están conducidos a la turbina. Este es el elaborado conducto de un rayo P-47:

Y un rayo P-38:

Gracias por A2A!

EDITAR:

Cometí algunos errores con respecto a los supresores de llama de Lancaster y el problema del empuje / potencia. No editaré mi respuesta por falta de tiempo, pero lea los excelentes comentarios.

Answer 3

En los casos del P-47, y antes, el P-38, el escape se usaba para enrollar los cargadores Turbo-Super. Los gases de escape se canalizaron hacia una turbina dentro del tubo de salida. Esa turbina se “ hizo girar ” por los gases calientes que pasaban y estaba conectada por un eje de transmisión a una turbina de impulsor que forzó el AIRE FRÍO en la entrada del motor bajo una presión considerable. Esto permitió que ambos tipos vuelen bastante bien a grandes altitudes (donde el aire es más delgado), y también tienen un exceso de potencia decente a baja altura. Mire con cuidado, e incluso verá que el escape expulsado en estos fue directamente por la parte posterior, no hacia los lados, agregando aún más empuje. En el caso del Lightning, notará que el escape alimenta los turbos que están justo arriba / detrás del ala en los brazos, y se canalizó con el calor de los enfriadores de aceite justo detrás de la insignia. En el Thunderbolt, encontrará dos puertos de escape principales en la parte inferior, detrás de la cubierta del motor. Pero, también hay una pequeña trampa detrás del ala, en la parte inferior. Ese es el “impulso” final que dio el escape (como aire caliente) después de pasar por los impulsores. ¡El flujo de aire y la gestión del calor no se perdieron ni en Kelly ni en Kartveli como diseñadores!

Poder aéreo de Long Island

Answer 4

Porque el Mustang y el Spitfire usan el motor Rolls-Royce Merlin, que está equipado con extractores de expulsión. El gas de escape en realidad aporta alrededor de 70 CV de potencia, más allá del empuje de la hélice. Zero y Wildcat no están equipados con este tipo de sistema.

Answer 5

Todos los motores de los aviones eran motores de cuatro tiempos, con volúmenes de cilindros extremadamente grandes (RR Merlin 27 litros) para proporcionar el mayor par posible, a RPM bastante bajas. Esta construcción proporciona volúmenes de escape muy grandes durante la carrera de escape, que deben evacuarse lo más rápido posible. Un silenciador funciona al reducir la velocidad de los gases de escape, pero esto también reduce la eficiencia del motor, especialmente el par.

Sin embargo, la desventaja de un tubo de escape “directo” es que, si la mezcla de combustible y aire es demasiado rica, se puede acumular combustible de alto octanaje sin quemar en el tubo de escape que puede ser contraproducente. La llama puede cegar al piloto y revelar el avión al anochecer.

Por lo tanto, era una compensación, entre un mejor camuflaje y potencia extra.

Answer 6

En igualdad de condiciones, un escape expuesto permite un flujo de aire más libre y una mayor eficiencia. La serie de motores Merlin era una central eléctrica muy potente y eficiente, por el momento, y ese escape ayudó a esos motores a producir mucha potencia.

Sin embargo, un escape oculto ayuda a protegerlo del daño. Un sistema de escape dañado puede afectar seriamente el rendimiento de un motor.

Por lo tanto, es una elección entre potencia y protección, y también cierta consideración para otros problemas de flujo de aire / flujo de escape.

Answer 7

Los motores en línea V del spitfire y el Mustang tienen los puertos de escape que corren a lo largo del compartimiento del motor, por lo que los trozos de escape sobresalen a lo largo de la cubierta del motor a cada lado. Los motores radiales de Zero y Wildcat tienen los puertos de escape alrededor de la circunferencia del motor y están conectados por múltiples cortos que salen generalmente en la parte inferior de la cubierta del motor, donde no son tan visibles.

Answer 8

La mayoría de los sistemas de escape expuestos son simplemente así porque es menos costoso, es menos probable que se descomponga y obtenga la mayor potencia del motor al reducir la contrapresión al flujo libre de energía.

Otros fabricantes tenían la mentalidad de que un avión de combate más silencioso era la mejor ruta para sorprender al enemigo y también permite que el piloto y el mecánico puedan escuchar los ruidos del motor que podrían usarse para diagnosticar problemas.

Answer 9

Todos los aviones que mencionas tienen pilas de escape visibles. El P-51 y el Spit usan motores en línea y los tubos de escape son más visibles. El Zero y el Wildcat usan motores radiales y los tubos de escape son claramente visibles cuando se mira hacia adelante desde la parte posterior del capó. No estaban ocultos a propósito. Los escapes abiertos cortos se calientan mucho y necesitan salir del área del motor lo antes posible. Vaya a cualquier museo aéreo y eche un vistazo a los diferentes aviones de la Segunda Guerra Mundial. Casi todos tienen tubos de escape fácilmente identificables. Solo aquellos que usaron un turbocompresor de escape como el P-38 o el P-47 tienen el escape alejado del motor. La mayoría de los aviones usaban un sobrealimentador impulsado por motor.