A ver si con esto consigo resolver unas dudas planteadas por
Lannister en un par de sesiones sobre supuestas incongruencias en el funcionamiento del motor del P-51D de DCS. Y de paso aclararme yo.
Introducción al control de admisión del motor Rolls Royce Merlin V-1650-7 construído por Packard para el P-51D.
El sistema de admisión del P-51D equipado con carburador y compresor de dos velocidades toma el aire para alimentar la mezcla a través de una válvula de admisión gestionada por la palanca de gases. A través de esa válvula el combustible junto con el aire crea una mezcla que una vez atraviesa el compresor aumenta su temperatura. Para prevenir que esa temperatura sea excesiva la mezcla se filtra dos veces enfriándola (una vez por el “intercooler” ubicado entre el primero y el segundo compresor y otra justo antes del colector de admisión) antes de entrar en los cilindros. El colector de admisión es una pieza robusta, rodeada de 8 mm de aleación de aluminio, que tiene que soportar presiones de hasta dos atmósferas.
La refrigeración de la mezcla aire/combustible es llevada a cabo por un sistema separado del general de refrigeración del motor y que circula hasta 36 galones de refrigerante por minuto. El radiador del sistema de refrigeración de la mezcla se encuentra instalado junto al radiador de refrigeración del motor en la sección posterior de la toma de aire ubicada bajo el fuselaje aun siendo una pieza separada del mismo.
Con la palanca de gases completamente abierta y un régimen constante de RPM el aire entra libremente en el circuito y la presión de admisión se iguala a la presión atmosférica. Al cerrar la válvula los cilindros siguen absorbiendo aire pero a través de una abertura cada vez menor, creándose un vacío parcial en el colector y por tanto un descenso en la presión de admisión.
De igual forma, cuando la palanca de gases está parcialmente abierta y se aumentan las RPM la presión de admisión desciende porque al aumentar las revoluciones los cilindros tienden a succionar más aire en el colector a través de una apertura pequeña. El mismo efecto puede observarse al incrementar la potencia partiendo del ralentí: inicialmente las RPM se mantienen bajas, pero al subir la demanda de gases se produce un momentáneo descenso de potencia hasta que las RPM aumentan progresivamente.
Los incrementos de presión en el compresor no tienen una relación lineal con las revoluciones del motor. Podemos observar, que en un régimen de 60/75% de presión de admisión y RPM, normalmente la presión disminuye al aumentar las RPM; pero cuando el motor está muy revolucionado el compresor la respuesta es casi instantánea, produciéndose un incremento súbito de la presión de admisión.
En el motor Merlin las cosas van aún un poco más allá, gracias a un regulador de la presión de admisión que exime al piloto de ciertos ajustes necesarios en otros aviones, reduciendo, por tanto, su carga de trabajo. Si mantenemos la palanca de gases en una determinada posición, podemos observar cambios en la presión de admisión debidas a cambios en las condiciones de vuelo, especialmente cambios de la densidad del aire. Esto se debe a que el regulador automático intenta mantener la presión de admisión elegida por el piloto. En el modelo V-1650-7 del Mustang en DCS este regulador empieza a actuar
por encima de 40 pulgadas de mercurio indicadas. Por debajo de este valor la presión de admisión se controla únicamente por la palanca de gases y se producen las variaciones que comentábamos arriba.
El regulador de admisión está compuesto por un sensor aneroide y una válvula que operan verticalmente ante cambios de presión para abrir o cerrar un pistón. Este pistón se mueve horizontalmente en respuesta a los cambios en las anteriores; de esta manera se consigue mantener constante la presión en cada cilindro. Esto genera un proceso automático (sin intervención del piloto) para compensar los cambios en el vuelo mencionados arriba (sobretodo densidad del aire por la altura). De nuevo debe recordarse que este sistema sólo empieza a operar a partir de 40 pulgadas indicadas.
Hasta aquí la teoría muy resumida.
Vamos a lo práctico.
Supongamos que operamos a 3000 RPM en tierra y avanzamos la palanca de gases hasta el final (o casi, porque el sim tiene una limitación aquí). En esas condiciones el compresor puede producir hasta 61 pulgadas indicadas y el sistema mantendrá esa presión de admisión mientras la palanca siga abierta a tope porque entra en funcionamiento el regulador
(MP > 40”).
Otro ejemplo: la configuración máxima contínua admitida es de 46” a 2700 RPM; ahora el regulador tratará de mantener la presión mientras aumente la altitud pero llegará un punto en que la densidad del aire será tan baja que el regulador llegue al límite y será necesario empujar la palanca para mantener esos parámetros, llegando un momento en que nos encontremos a tal altura que la palanca estará abierta completamente y seguiremos manteniendo los mismos valores de admisión y vueltas. Entonces entrará en funcionamiento el segundo compresor (alrededor de 19.000 pies) produciéndose un súbito incremento en la presión de admisión debiéndose retrasar la palanca o la presión de admisión llegará a 61” sin haber tocado nada.
De ahí viene que 61” a 3000 RPM es la configuración más alta tolerada dentro de los márgenes de seguridad. Está limitada a 15 minutos de operación. Todavía podríamos aumentar hasta 67” la presión de admisión a 3000 RPM (WEP War Emergency Power) en un Mustang real empujando la palanca más allá de una posición protegida por un cable que se rompe dando unos centímetros extra de recorrido; pero esto no está implementado en el simulador, aunque sí hay una tecla para conseguir esa potencia extra.
Fuentes:
- Traducción libre de unas notas del desarrollador en DCS Dmitry "Yo-Yo" Moskalenko, disponibles en inglés
AQUÍ.
- Manual del piloto del P-51D editado por el Gobierno de EEUU.
- Varias webs.
Si se advierten errores, os agradecería la oportuna corrección.
