Jumo004B. Fallos, evolución, y solución.

No es el objeto de éste artículo el describir la historia del Jumo004, pero ninguna obra acerca del jet de Messerschmitt puede ignorar el que fue históricamente su mayor punto débil: sus motores a reacción.

Con el traslado del Me262 de prototipo a producción se llevó a cabo, como ya he comentado previamente, el cambio de motorización del Jumo004A al Jumo004B. Las diferencias entre ambos motores eran bastante marcadas: Un Jumo004A necesitaba cientos de horas de trabajo para ser construido, puesto que lo era de forma artesanal, con tolerancias muy bajas, control estrecho de calidad y materiales de primera clase que necesitaban más tiempo para ser moldeados y convertidos en piezas usables.

Fue evidente desde el primer momento que el Jumo004A no podía ser usado en un modelo de producción en serie porque simplemente no podía ser fabricado en números dignos. El problema no era exclusivamente el mucho tiempo de trabajo por unidad construida, sino que el uso masivo de metales estratégicos poco abundantes en el Reich en dicho motor, como el Cromo, Níquel, o Molibdeno, lo hacían imposible de poner en producción masiva.

El Jumo004B necesitaba mucho menos trabajo por unidad, al ser las tolerancias mucho menos exigentes (lo cual fue fuente de uno de los problemas iniciales más graves del motor puesto que al ser las tolerancias tan amplias no era raro que los álabes de la turbina rasparan contra el recubrimiento externo, con los consiguientes incendios o apagones de motor), un mucho más laxo control de calidad, bastante menos inversión en tiempo de trabajo para transformarlos en piezas usables por ser los materiales menos "extraños", y, por ese mismo uso de aleaciones no estratégicas más ligeras, un motor bastante más ligero. Además el Jumo004B era algo más potente que el A, con lo que el desgaste de las piezas era previsiblemente mayor.

Todo esto se sabía desde 1943, mucho antes de realizarse el cambio real de motorización en el Schwalbe. Ya en esas fechas se tomó la decisión de simplificar el motor, aún aumentándole la potencia, y fabricarlo en masa con la menor cantidad de materiales estratégicos posible. Esto bajó la esperanza de vida operativa del motor desde las 100 horas del modelo A hasta las 10 del modelo B debido básicamente a que el escape del motor se erosionaba con las altísimas temperaturas que las aleaciones de baja calidad utilizadas no podían aguantar durante mucho tiempo; y a que el material de los álabes de la turbina, al ser de aleaciones poco resistentes y al estar sometidos a una fuerza centrifuga tan bestial de forma continuada, se deformaban severamente hasta el punto de raspar con el recubrimiento del motor.

Aun así se consideraba que aceptando una vida tope de motor de 10 horas, tras lo cual había que proceder a un cambio de motor, se podía motorizar al Me262 de manera fiable. El problema vino en un inicio con las amplias tolerancias establecidas para acelerar la producción del motor. Una turbina que gira a 8 o 9 mil revoluciones no puede estar descompensada, tiene que estar calibrada a más que el milímetro, y sin embargo tanto las piezas de la turbina como los álabes, como casi todas las piezas del motor tenían un acabado demasiado "tosco" que acababa por dar enormes problemas a las pocas horas, incluso minutos, de uso. Hasta que las tolerancias de fabricación no fueron disminuidas (con el consiguiente retraso para la fabricación del motor al elevar las horas de trabajo por unidad), éste problema no fue solucionado.

Sin embargo incluso después de cambiar las tolerancias quedaban problemas aún por resolver. Los motores seguían fallando como escopetas de feria al fallar de forma catastrófica los álabes del motor. Anselm Franz, el ingeniero jefe del programa Jumo004, sospechaba desde 1943 que el motor Jumo004B era susceptible a problemas de resonancia, pero no fue hasta mediados de 1944 cuando el problema fue solventado. Franz llegó a medidas tan creativas y sorprendentes como el utilizar a un violinista para “tocar” los álabes del motor con su arco para que, usando su oído entrenado, hallara la frecuencia natural de resonancia de dichos álabes.

Por chistoso que parezca, el método dio resultado; tras averiguarse la frecuencia de resonancia de los álabes, se descubrió que a altos niveles de rpm (entre 8500 y 9000) la resonancia de sexto orden producida en las seis cámaras de combustión internas del motor alcanzaba la frecuencia de resonancia natural de los álabes de la turbina. Si a un objeto se le hace vibrar a su propia frecuencia de resonancia natural, dicho objeto se ve sujeto de forma incontrolable a dichas vibraciones, que se ven amplificadas hasta que acaban por destruirlo (las famosas imágenes del puente colgante americano “bailando” de lado a lado por efecto del viento son un ejemplo visual de ésta situación, el viento hacia vibrar al puente a su frecuencia de resonancia, hasta que se venía abajo). El efecto práctico en los motores Jumo004B era que en ése régimen de rpm, los álabes del motor vibraban descontroladamente hasta que se producía una falla catastrófica, rotura de álabes que venía acompañada de un apagón del motor en el mejor de los casos, o de una explosión en la peor de las situaciones.

Una vez hallado el problema se buscó una solución: se acortó ligeramente la longitud de los álabes (cambiándole así su frecuencia de resonancia natural), y se cambió su método de producción, así como los materiales de los que estaban construidos. Los álabes pasaron de ser macizos a ser huecos, y eso, junto con el cambio de sus dimensiones, hizo que quedaran fuera del rango de resonancias que posiblemente podían producirse en el motor a reacción.

Todo éste proceso tomó más de un año desde el inicio del desarrollo del modelo B del Jumo004, hasta su solución final. Algunos problemas se conocían de antemano, otros sólo fueron hallados tras que los motores fallaran de forma catastrófica en los me262 en vuelo. Cuando fueron solventados, el Jumo004B se convirtió en un motor de vida corta (de 10 a 25 horas de vida útil, en el mejor de los casos) , pero razonablemente fiable durante dicha vida.

El problema es que hasta Noviembre de 1944 no se llegó a ese estado de cosas.