Motores diésel en los uboote (1931 - 1945)


Notas:

  • La temática de este artículo (los motores diésel) podría desarrollarse a base de explicaciones complejas y términos puramente técnicos, hemos decidido reducir las mismas a lo mínimo para no aburrir, cansar o apabullar a los no iniciados en el mundo de la mecánica.
  • Hay que tener en cuenta que los motores diseñados para los uboote (como los de otros casos) lo eran siguiendo unas premisas dadas por el OKM (consumo, prestaciones, rendimiento, medidas...) por lo tanto no hay que extrañarnos de que el motor construido por Germaniawerft (bloque F46) sea prácticamente igual (tanto estética como a nivel de prestaciones) que el fabricado por M.A.N (bloque MV40/46) e incluso puedan llegar a confundirse.
  • En la nota anterior me refiero a "bloque" (F46 o MV40/46) como el conjunto que comprende el cilindro biela y todo el mecanismo de funcionamiento (monocilíndrico). Este bloque (unidad) es la base para crear un motor multicilíndrico. Seis "bloques MV40/46" formarían el motor M6V40/46 (de seis cilindros).
  • Aunque hablaremos de los uboote “Walter” (ver artículo sobre los motores "Walter") nos limitaremos a los motores diésel en ellos instalados, no profundizaremos en la turbina Walter ni en su funcionamento.
  • Aunque originalmente las denominaciones de los modelos de los motores contenían espacios entre los caracteres que formaban su nombre (por ejemplo SA 8 M 517, o M6V 40/46) para no confundir al lector se han agrupado (SA8M517 y M9V40/46).
  • Os recomendamos consultar las secciones: “Uboote”, “Proyectos”, “Fichas e historiales", "Astilleros", "El sistema Schnorkel" y los monográficos tanto históricos como técnicos sobre el tipo XXI de U-Historia, para ampliar la información aquí expuesta tanto la técnica, como la histórica.
    También os podrán interesar el apartado de la sección Visita Guiada dedicado a la "Sala diésel".


Instalación de uno de los motores diésel en un Tipo VII


“Nuestros intentos para copiar los motores alemanes para submarinos no han podido, tras seis años de trabajo, superar las prestaciones y eficiencia de las muestras capturadas.
Cmdr. J. H. Hoover, USN,1927”

“La continua evolución, desarrollada durante 20 años, se ve reflejada en los motores instalados en la mayoría de los submarinos: los M.A.N. modelo MV40/46. Los submarinos equipados con estos motores a veces estaban más de seis meses lejos de la base.
U.S. Naval Technical Mission in Europe, Octubre 1945”


Introducción

La producción de buques de guerra se puso de nuevo en marcha a partir de 1930 y bajo las restricciones de los tratados navales firmados. Pero no por mucho tiempo. El resurgimiento de la construcción naval crearía una nueva Reichsmarine que sería renombrada por Hitler como Kriegsmarine (Marina de Guerra). Mucho habría de progresar para poder tener una flota de submarinos. La genesis de la nueva flota de submarinos serían los sumergibles finlandeses y españoles diseñados en los años 20, por ingenieros alemanes, en La Haya, basándose en las experiencias adquiridas en la Primera Guerra Mundial. Las plantas motrices de estos sumergibles, como las de los grandes buques de superficie, ya estarían listas a principios de los años treinta.

Los motores diésel para esta emergente armada procedían casi todos de cuatro fabricantes. Tres de estos fabricantes diseñarían y fabricarían la mayoría de los motores instalados en los uboote: Krupp-Germaniawerft de Kiel y M.A.N. en Augsburg serían los suministradores principales. MWM (Motoren Werke Mannheim) en Mannheim fue la tercera fábrica productora. La marca de Stuttgar Daimler-Benz AG sería la cuarta de ellas aunque se encargaría de los motores diésel de alta velocidad y prestaciones instalados en las lanchas torpederas, y sólo unos pocos de ellos serían instalados en sumergibles, aunque serían reemplazados poco después. La casa Motorenfabrik Deutz A.G. de Colonia ofrecería a la Armada una gama de motores diésel de dos tiempos que por varias razones serían rechazados. Pequeños motores de la casa Deutz serían instalados en algunos sumergibles experimentales en adición de unos de la casa Krupp construidos bajo licencia.

Los motores de la casa M.A.N. propulsarían una gran gama de buques de guerra. De los más de 1.000 construidos (ya sea directamente por ellos o licenciados) 330 fueron instalados en los acorazados de bolsillo, cruceros ligeros, minadores, lanchas torpederas y buques de apoyo a sumergibles.

Un nuevo estándar se instauraría en los buques de guerra cuando el "Deutschland" (posteriormente "Lützow") el primero de tres grandes cruceros pesados (con potencia de fuego equiparable a las de un acorazado) sería comisionado en 1933. Con su diseño Alemania pretendía adaptarse "a su manera" a las restricciones de tonelaje impuestas en el tratado de Versalles. Sus ocho motores diésel M.A.N. de 7.100cv movían las dos hélices a través de unos sistemas de engranajes.

La totalidad de los 1.360 motores construidos por Krupp-Germaniawerft (GW) serían instalados en los uboote y la mayoría de ellos procedían de la fábrica situada en Kiel. Esta casa se dedicó, en el periodo de entreguerras, a la construcción de grandes motores diésel para la marina mercante. A partir de primeros de 1939 toda su producción se centraría en los motores para uboote.

La casa Motoren Werke Mannheim (MWM) también construiría motores para los uboote, desde los primeros sumergibles “post 1918” hasta el final de la guerra en 1945. Además centenares de sus motores serían utilizados en otras aplicaciones navales.

Diecinueve astilleros construirían los más de 1.150 uboote que entraron en servicio entre 1935 y 1945. Más de 700 procedían de cinco astilleros: Blohm & Voss en Hamburgo -223-; A.G.Wesser (Deschimag) en Bremen -163-; Germaniawerft en kiel -129-; Deutsche Werft en Hamburgo -113-; y Deutsche Werke en Kiel -73-.
El resto de uboote serían construidos en otros trece astilleros, cuya producción variaría entre 1 y 72 unidaddes y situados en la zona norte de Alemania.
Astilleros italianos se interesarían en construir uboote pero esto no se llegaría a concretar (aunque algunos de ellos dispondrían de piezas para iniciar la producción).

No es posible establecer el número exacto de motores diésel, diseñados por GW y M.A.N., que fueron construidos ya sea por ellos mismos o bajo licencia por otras fábricas. En 1939 el OKM apremió a GW y a M.A.N. (por la fuerte demanda de motores) que licenciara sus motores a otros fabricantes de motores. Deutz, Blohm & Voss, Waggon -und Maschinen- bau A.G. (WUMAG) en Görlitz y MWM, también construyeron motores para los uboote.


En la imagen superior podemos apreciar el
tamaño de un motor M.A.N. M6V40/46

El año anterior el OKM ya había conseguido que M.A.N. estableciera una filial (Motorenwerk Hamburg -Moha-) para suministrar motores diésel tanto para sumergibles como para buques de superficie. Los planes de guerra cambiaron y en "Moha" sólo se construirían motores diésel para los uboote. WUMAG se convirtiría en el mayor constructor de motores para M.A.N.

Los motores diésel instalados en los uboote botados a partir de 1935 eran de 4 tiempos y la mayoría contaban con un sistema de inyección mecánica de la casa Bosch; hasta 1943 todos los motores diésel más potentes eran reversibles. El eje de salida de los motores iba directamente acoplado a los ejes de las hélices a través de un sistema de embragues y de los motores eléctricos (que también actuaban como generadores).
Los motores auxiliares de los grandes uboote del tipo IXd2 (introducidos en 1942) podían, en caso necesario, ser acoplados a los motores eléctricos (los diésel auxiliares actuaban como generadores que alimentaban a los motores eléctricos) para de este modo conseguir un poco más de velocidad.


Propaganda de la casa M.A.N. y de los astilleros Krupp (Archivo autor)

Los motores

Serie F46 de Krupp-Germaniawerft

El modelo de la casa GW "F42" evolucionaría hasta los 6 cilindros y nacería el "F46" (con un diámetro por carrera de 400 x 460 milímetros). Hubo dos modelos, el “F46a6p” y el “F46a6pu” (la “u” indicaba que era reversible -umsteuerung-). Todos ellos estaban sobrealimentados mecánicamente y producían una potencia de 1.400cv a 470rpm.
En 1941 se crearía un F46 de 9 cilindros (F46a9pu) que desarrollaba una potencia de 2.100cv a 470rpm. Este motor empezaría a fabricarse en Kiel. Solo se añadirían tres cilindros más al diseño básico, el resto (mecánicamente) era igual. La potencia por cilindro se mantuvo intacta (230cv).

La mayor diferencia con respecto al F42 fue una gran bancada (cárter) en forma de “U” que soportaba el cigüeñal y que daba una mayor robustez longitudinal. En ambos modelos (tanto el de 6 cilindros como en el de 9) esta bancada estaba construida de una pieza. El cigüeñal estaba colocado un poco más bajo (en comparación con el F42) para poder acomodar las bombas de inyección individuales de la casa Bosch. El diseño de una sola válvula de admisión y de escape se mantuvo (del F42). Los pistones ya no estaban refrigerados por aceite.


Esquema de un motor F46a6p de la casa Krupp-Germaniawerft (Archivo Krupp)

Deutz informaría que el cárter para el F46 diseñado por GW no era tan resistente, ante los efectos de las cargas de profundidad (sacudidas), como la del tipo soldado (en el diseño de M.A.N.) que ellos estaban construyendo. No se sabe como se llegó a la conclusión anterior ni sabemos si a causa de ello se realizaron cambios en el diseño del cárter pero si sabemos que los cárters procedentes de GW serían reforzados para evitar daños a causa de las sacudidas producidas por las cargas de profundidad.

Los motores GW también pasarían a producirse en la filial de M.A.N. de Hamburgo (Motorenwerk Hamburg -Moha-). Hubo también pequeños problemas con los aros de los pistones que se solucionarían al ponerlos dobles. Otros problemas de juventud detectados en los motores de Moha no serían solucionados hasta la llegada de mecánicos especializados procedentes de GW en Kiel. No obstante por esa época los pedidos cambiarían y la producción se centraría únicamente en los diseños de los motores M.A.N.. No más de diez motores de 6 cilindros diseñados por Germaniawerft saldrían de la fábrica de Hamburgo.

Un sistema neumático ayudaba en el control de la inyección de combustible y en el mecanismo inversor de la marcha.

El sistema de inversión de la marcha funcionaba de la manera normal en que cada válvula tiene un juego de dos camones colocados uno junto a otro, en el mismo eje uno para cada marcha. el cambio se lleva a cabo desplazando axialmente el eje para lo cual se dota a la unión entre camones de una pequeña rampa, para éste sistema también se puede desplazar el rolete lateralmente de modo que se apoye en el camón de la marcha elegida.

Es evidente que cuando se invierte la marcha al cambiar el ángulo de decalaje se adelanta el encendido del émbolo que se encuentra en la posición mas alta y al tiempo, como cambiamos la distribución en todos los cilindros, se corta la admisión de aire y entrada de combustible a todos menos al citado, "tras lo cual todo vuelve a funcionar normalmente pero con el giro del motor ya invertido". Unas conexiones entre los controles de combustible y de aire mantenían toda la operación secuenciada correctamente.


Sistema de reverso de un motor Fa46p

La potencia necesaria para mantener una velocidad normal de crucero no era muy alta con lo que los compresores (turbo) podían ser desconectados. También, tras la implementación del Schnorkel a finales de 1943, la potencia necesaria era menor ya que navegando en inmersión (utilizando el sistema schnórkel) no era posible desarrollar una velocidad muy elevada (unos 5 ó 6 nudos como mucho) ya que a mayor velocidad mayor era la fuerza que soportaba el mástil del schnorkel y mayor era la posibilidad de que se doblara o rompiera.
Cuando no era necesaria toda la potencia, el compresor se desacoplaba mediante un embrague accionado desde el panel de control del maquinista. Al mismo tiempo que se desembragaba el compresor, una válvula desviaba el aire desde la entrada del compresor hacia la toma principal de admisión (saltando el compresor).
Una conexión entre la maneta del embrague y el sistema de control de combustible evitaba un consumo excesivo del mismo al no utilizar la sobrealimentación (compresor).

El primer motor de 6 cilindros (F46a6pu) entraría en servicio en 1938 concretamente en el uboot del tipo VIIb U45. Las características del mismo eran las siguientes:

  • Peso con el compresor, aceite y filtros de aceite: 19.300kg. (1.400cv. = 13.8kg/cv)
  • Potencia desarrollada: 1.500cv a 480rpm.
  • Potencia máxima momentánea (30 minutos): 1.600cv a 490rpm.
  • Velocidad de giro y presión del compresor: 2.056rpm a 0.27-0.90 kg/cm²
  • Potencia del compresor: 860cv a 400rpm.
  • Consumo: 177gr/cv/hr.
El modelo de 9 cilindros (F46a9pu) desarrollaría 2.100 cv a 470rpm. y se instalaría en ocho uboote del Tipo Xb (U116 a U119, U219, U220, U233 y U234). Estos uboote eran minadores de largo alcance y el primero de ellos sería botado en Kiel.
Entre 1942 y 1943 (antes de que se introdujera el sistema schnórkel a finales 1943) el “F46a6pu” sería sustituido por el “F46b6” que ya no era del tipo reversible. En ambos casos al navegar en inmersión utilizando el schnórkel el compresor era desactivado.

Motor F46a9p de la casa Krupp-Germaniawerft de 2.100cv (Archivo Krupp)

Más de 660 uboote del Tipo VII construidos en 15 astilleros, entrararían en servicio entre 1938 y 1945. La mayoría de ellos eran del tipo VIIc. Todos sus motores, menos 35 uboote que montaron motores M.A.N., eran de la casa Krupp-GW.
Muchos de estos uboote serían hundidos en combate, otros por su propia tripulación a finales de la contienda y otros serían desguazados.
A pesar de ello los motores Krupp-Germaniawerft F46 todavía siguen entre nosotros. Dos sumergibles conservados como museo (el uboot U995 en Laboe y el soviético D2 en St. Petesbrugo) disponen de ellos. Al D2 se le montarían unos GW (construidos por MWM) encontrados en Finlandia y que probablemente procedieran del desguaze de un uboot. A pesar de que la información del U995 indica que sus motores son M.A.N., si observamos su sistema de sobrealimentación (compresor) se ve claramente que corresponden a los construidos por GW (con una sola toma de admisión y una sola válvula de escape).


Los motores diésel del U995. En primer plano (a ambos lados arriba) podemos ver el sistema de sobrealimentación.

Daimler-Benz MB501


Los motores Daimler-Benz V-20 MB501, que desarrollaban 1.500cv a 1.480rpm., derivaban de los V12 instalados en el “Zeppelin” Hindenburg. Estos motores de 20 cilindros (de alta velocidad) fueron montados en muchas lanchas torpederas (Schnellboote). También fueron instalados en dos uboot del tipo IXd1 (U180 y U195) diseñados como uboote de largo alcance (cruceros). Cada uno de estos uboote disponía de 6 de estos motores Daimler-Benz de 20 cilindros en “V”.
Los motores mostraron ser totalmente inadecuados para su uso en un uboote y serían sustituidos por dos “clásicos” GW F46a9pu.
En el uboot experimental del tipo XVII (Walter) U798 también se instalaría un motor MB501C.



Sala de máquinas del U180 donde podemos ver dos de los motores Daimler-Benz V-20 MB501

Motoren-Werke Mannheim (MWM) RS127S


En 1929 un precursor de los motores diésel MWM para sumergibles (utilizado en marina y también como generadores) era el 6 cilindros RS27S que disponía de un diámetro por carrera de 200x270mm. La potencia era de 250cv a 850rpm. ó 300cv a 1.000rpm.

Su evolución, el RS127S, aumentaría la cilindrada (215x270mm.) para desarrollar 350cv a 1.000rpm. Su consumo era de 185gr/cv/hr. y un rendimiento de 9,38cv/kg. Dos de estos motores (que no eran reversibles) se instalarían en unos uboote diseñados en La Haya por I.v.S. (sociedad tapadera controlada por la Armada alemana) a mediados de los años veinte y construidos en Finlandia para la Armada de ese país. El primero de estos sumergibles, el CV707 "Vesikko", no estaría listo hasta finales de 1930.

Los primeros uboote alemanes “post-1918”, los Tipo IIa (U1-U6) que eran del tipo costero y fueron comisionados en 1935, se beneficiarían directamente de los conocimientos y experiencias adquiridas con el "Vesikko". Se producirían cuarenta y cuatro uboote más del Tipo II (ya sean del tipo IIa, b, c ó d) con lo cual en 1941 ya había un total de 100 motores RS127 instalados. Antes de ser destinados en los Tipo II, doce buques dragaminas de la Reichsmarine ya utilizarían RS127S a partir de 1931.



Uno de los motores MWM RS127S del sumergible finlandés "Vesikko" precursor de los tipo II alemanes

MWM RS34S y RS134S

Un par de motores Motoren-Werke Mannheim (MWM) RS34S (de seis cilindros) serían utilizados como generadores en los uboote del tipo IXd2. Estos motores desarrollaban una potencia de 575cv a 750rpm. y tenían un diámetro por carrera de 260x340mm.
Un motor casi idéntico al RS34S, el RS134S sería instalado en los uboote del tipo XXIII que empezaron a entrar en servicio en 1944. Este motor daba la misma potencia que el anterior pero a 860rpm.

En ambos motores el cárter y el bloque de cilindros estaban construidos de una sola pieza. Cada cilindro disponía de dos válvulas de admisión y dos de escape, una válvula de aire para el arranque y una cámara de precombustión. Esta cámara de precombustión podía ser precalentada eléctricamente para ayudar en el arranque en frio. El motor disponía de una válvula para purgar el agua de mar que pudiera entrar accidentalmente al sumergirse el uboot.

La versión utilizada como generador (la RS34S) tenía unos problemas de vibraciones que se acentuaban entre las 610-725rpm debido a que debía estar acoplado a un largo eje. En la versión montada en los tipo XXIII (RS134S) se eliminaría este problema (evidente entre las 325-375 y las 600-700rpm.) con la inclusión de varios sistemas de amortiguación.
Los dieciocho uboote del tipo IXd2 comisionados entre 1943 y 1944 montaban un par de motores auxiliares (RS34S) y en los tipo XXIII se montaba sólo uno de ellos como motor térmico principal (RS134S).
Hubo un motor de la casa MWM, que debía instalarse en un uboot propuesto en 1939 pero que nunca llegaría a producirse (Tipo XXIV). Este motor era un 12 cilindros en “V” que también sería utlilizado como generador (en los acorazados "Bismarck" y "Tirpitz"). Denominado RS12V26/34 (diámetro por carrera de 260x340), estaba sobrealimentado y daba una potencia de 2.000cv a 700rpm. Debían instalarse en los uboot del tipo XXIV que era un tipo de uboot altamente artillado que no llegaría a producirse.
También, el uboot experimental U791 tenía un motor MWM de 125cv (que era un motor para buques de superficie) modificado.


Sección del motor MWM RS34S (archivo MK-W)


Propaganda de la fábrica MWM ·Motoren-Werke Mannheim · (Archivo autor)

M.A.N. M8V40/46


En 1928, bajo la dirección de Gustav Pielstick, en M.A.N. partirían de las experiencias adquiridas en el MV28/38 (diámetro por carrera de 280x380mm.) para diseñar el M8V40/46 (diámetro por carrera de 400x460mm.). Inicialmente se crearía el 8 cilindros para luego desarrollar el de 6 cilindros (M6V40/46), el de 7 (M7V40/46 ) y el de 9 cilindros (M9V40/46). Estos fantásticos motores serían ampliamente estudiados por los americanos y los británicos tras finalizar la guerra. El M8V40/46 (8 por el número de cilindros) tenía una relación peso/potencia de 16kg/cv.
El motor era básicamente dos bancadas de cuatro cilindros unidas y situadas sobre un cárter de una sola pieza. Unas barras de gran longitud con tuercas a cada extremo mantenían toda la extructura solidamente unidad. El cigüeñal no reposaba en la bancada, más bien colgaba de ella con lo que las tareas de mantenimiento eran más sencillas por la facilidad de acceso a esa zona.


Esquema del motor M.A.N. M8V40/46

En 1930 serían destinados dos de estos motores a un sumergible de la Armada Española construido en los astilleros Echevarríeta y denominado "E1". Los cambios políticos y la caída de la monarquía en 1932 evitarían que el sumergible entrara en servicio en España. No obstante sería vendido y comisionado en la marina turca bajo el nombre de "Gür" a finales de 1936, eso si, tras ser probado intensamente por tripulaciones alemanas.
El diseño de este mismo sumergible serviría a la Armada alemana (utilizando también los motores M8V40/46 de 1.400cv.) para la construción del Tipo Ia del que se comisionarían dos unidades (U25 y U26) de 900 toneladas de desplazamiento y botados en los astilleros Germaniawerft en 1936. Se efectuaría una modifiación en los motores (con respecto al "Gür") ya que las camisas de los cilindros (similares a las utilizadas en otros motores M.A.N. y de hierro) sufrían de problemas de corrosión causados por el agua de refrigeración. Estos problemas se solucionarían con la inclusión de unas nuevas camisas en acero. Estos dos uboote (U25 y U26) serían los únicos en montar los motores M8V40/46.


Uno de los motores M.A.N M8V40/46 del U25 antes de ser instalados en el uboot. Podemos ver perfectamente el espacio entre las dos bancadas de cuatro cilindros

M.A.N. M6V40/46
En 1936 Karl Dönitz (comandante de la flota de uboote) encargaría el diseño de un sumergible más pequeño que el tipo Ia para de este modo poder construir más sumergibles respetando el límite de tonelaje impuesto en el Tratado Naval de Londres (firmado en 1930). Este sumergible se denominaría tipo VIIa (626 toneladas) y llevaría instalados dos motores M.A.N. M6V40/46 de aspiración natural, de seis cilindros y 1.050cv a 470rpm. Era muy parecido al 8 cilindros excepto obviamente por los dos cilindros menos y porque el cigüeñal, de dos piezas, estaba unido a la altura del tercer cilindro (dos bancadas de tres cilindros).

En diciembre de 1939 se detectarían unos problemas de torsión en los espárragos que unían el bloque motor con el cárter. Estos problemas se solucionarían rediseñando las cabezas de los espárragos.

El primer par de M6V40/46 llegaría de Augsburg (M.A.N.: Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg) a los astilleros Krupp-GW en marzo de 1936. Estos motores serían instalados en el U33 que sería botado ese mismo junio. Este uboot era uno de los diez (de la serie U27 - U36) construidos por GW y A.G. Wesser. Todos sus motores fueron entregados en febrero 1937.
M.A.N. M7V40/46
La versión de siete cilindros del bloque MV40/46 (M7V40/46) curiosamente sólo entraría en servicio en varios sumergibles de la Royal Navy británica. Su diseño sería licenciado a la casa Scott en 1936. Este motor de aspiración natural, suministraba una potencia de 1.250cv a 480rpm. manteniendo la misma potencia por cilindro que sus “hermanos alemanes” de 6 y 8 cilindros. En este caso el motor la formaban dos bancadas, una de 3 y la otra de 4 cilindros y con los cárter soldados para unirlos.  Seis de estos motores propulsarían a 3 sumergibles de la clase “T” de la Royal Navy.

En estos motores fueron detectados los mismos problemas de torsión en los espárragos ya comentados en los M6V40/46. Curiosamente los diseños licenciados a Scott no incluían las modificaciones realizadas y que solventaban estos problemas e irónicamente M.A.N. no les avisó de los peligros que estos representaban. A causa de estos problemas las tripulaciones británicas estaban más que hartos de los “motores alemanes”.

Corte de un cilindro 40/46 que aunque corresponde al modelo sobrealimentado, es muy similar al de aspiración natural salvo por la admisión de aire (marcas 13 y 33)

M.A.N MV49/48


Tal como indica su denominación (49/48) este motor tenían un diámetro por carrera de 490x480mm. y era una evolución del MV40/46 realizada a mediados de los años treinta. Se construyeron versiones de 6 y 10 cilindros (M6V49/48 y M10V49/48) y de aspiración natural o sobrealimentados.

El sistema de sobrealimentación estaba instalado, en la versión de 6 cilindros, en medio de las dos bancadas y con él se llegaba a desarrollar una potencia de 2.000cv a 465rpm. (333cv por cilindro).

La versión de 10 cilindros de aspiración natural daba una potencia de 2.700cv a 465rpm. (270cv por cilindro). La versión sobrealimentada del M10V49/48, dió una potencia en los test de 3.300cv.

Solo serían construidas dos unidades de esta versión sobrealimentada.

El M6V49/48 sería solo instalado en sumergibles soviéticos, concretamente en los N1 - N3 comisionados durante 1936.

La versión de 10 cilindros estaba destinada a los uboot del tipo IV (con un desplazamiento de 2.500 toneladas) pero en diciembre de 1934 se cancelaría este proyecto para centrarse en el tipo VII.


M.A.N M6V49/48 (archivo MAN)

M.A.N. M6V40/46 sobrealimentado


Aunque las características del tipo VIIa era aceptables, su radio de acción y su velocidad en superficie no eran todo lo buenas de lo que el Alto Mando deseaba. Se diseñaría una versión dos metros más larga, con más desplazamiento y se denomiaría VIIb.
Entre otras mejoras introducidas, este uboot montaría una versión del motor M6V40/46 sobrealimentada para aumentar la velocidad en la superficie. El turbo estaba instalado encima del embrague y tuvo que diseñarse de manera que no sobrepasara las medidas del motor original Krupp-GW F46 (de los tipo VIIa) para que pudiera caber dentro de la misma sala de máquinas que en los VIIb mantenía las mismas medidas que el VIIa.

Con la sobrealimentación se ganaban un total de 350cv (pasando de 1.050 a 1.400cv a 470rpm.). Estos motores de seis cilindros entregaban la misma potencia que el motor M8V40/46 de aspiración natural y de de ocho cilindros.

El primer par de estos motores M6V40/46 sobrealimentados serían entregados a los astilleros Germaniawerft el 30 de marzo de 1938 e instalados en el U51 (VIIb).  La serie U52 - U55 le sucedería y estarían finalizados antes del fin de 1938. A finales de 1941 ya habían sido entregados motores para quince tipo VIIb más y para los nuevos VIIc, la mayoría de ellos en Kiel. No obstante aparecerían algunos problemas en estos motores e incluso hubo algún caso de rotura de cigüeñal.



El turbocompresor era un diseño independiente desarrollado, a partir de una licencia de la casa Büchi de Mannheim, en la fábrica de la marca Suiza Brown Boveri Company (BBC).

En este compresor había un ”talón de Aquiles” ya que en condiciones de mar grusesa, cuando el agua entraba por las tomas de admisión de aire del motor (situadas en la torreta), se creaba una diferencia de presión que momentaneamente paraba la turbina. Además de la pérdida de potencia, la tripulación del interior del uboot sufría las consecuencias del cambio de presión. Otro problema era que este defecto podía no afectar a los dos motores a la vez con lo que era muy dificil mantener ambos motores a las mismas revoluciones.
En 1940 el OKM cancelaría los pedidos de motores M.A.N. para los tipo VII y fueron sustituidos por los F46 construidos por Krupp-GW. Su sistema de sobrealimentación rotativa (de la casa Roots) no se veía afectado por el estado de la mar.

Los problemas con los M6V40/46 sobrealimentados fueron tales que el OKM requeriría a M.A.N. comprar la licencia a Krupp, para construir las versiones de 9 cilindros, en el caso de que el modelo de GW fuera mejor que el diseñado por M.A.N. (M9V40/46). La pérdida del contrato para suministrar motores a los tipo VII fue un duro golpe para M.A.N. aunque no perderían el contrato para equipar a los tipo IX.

M.A.N M9V40/46


El desarrollo de la versión sobrealimentada del M6V se haría en paralelo con la versión de 9 cilindros. Este nueve cilindros (M9V40/46) de 2.200cv a 470rpm visto de cerca era igual que el M6V pero con tres cilindros más. Tal potencia era necesaria para los nuevos uboote del tipo IX, de la que a finales de 1943 ya se habían ordenado 450 unidades. Estos pedidos se irían anulando a favor de los nuevos tipo XXI.
Versiones sin turbo de estos motores (y de los de 10 cilindros) serían utilizados como generadores en tierra (cuatro de estos motores de 9 cilindros serían cosntruidos en Estados unidos bajo licencia para ser instalados en dos sumergibles americanos en 1931).



Motor M.A.N. M9V40/46 donde vemos en la parte derecha de la imagen el compresor (archivo MAN B&W Diesel AG)

Aunque la técnica de unir dos bancadas sería inicialmente utilizada, el diseño de 1939 la suprimía y todo el bloque motor (bancada) era de una sola pieza. Esto eliminaría las roturas por esfuerzo ocurridas en algunas unidades de los motores de 6 y 9 cilindros que tanto enojarían al OKM. Pero lo más importante, era que el nuevo diseño era muy superior y resistente al F46 de nueve cilindros (construidos por Krupp-GW), sobre todo en los efectos de las sacudidas atribuibles a las cargas de profundidad, descubierto por Deutz.
El acople entre el cigüeñal (de dos piezas) se realizaría entre los cilindros 4 y 5 que estaban ligeramente separados para ello. La revisión del diseño también afectaría a los pistones ya que antes eran de dos piezas y refrigerados por aceite (con cabeza de aluminio) en una camisa de hierro para pasar a ser todo ello de aluminio y refrigerado por agua de mar mediante una bomba centrífuga.

Mientras tanto M.A.N. estaba desarrollando un turbocompresor de dos fases en que en su primera fase estaba accionado mecánicamente y alimentaba a un compresor que actuaba en el escape. Con todo esto se llegaron a conseguir unos 3.000cv a 470rpm. pero, la Kriegsmarine perdió interes en el sistema y el proyecto sería apartado.

Fue necesaria otra revisión ya que las noticias llegadas por parte de las tripulaciones de los uboote habían hecho saltar todas las alarmas. Los problemas con los turbocompresores y la mala mar (aparecidos en los M6V40/46 sobrealimentados) se estaban reproduciendo en los M9V40/46. Este problema se solucionaría a principios de 1941 con la sustitución del mecanismo rotativo por uno de centrífugo.


Motor M.A.N. M9V40/46 donde vemos en la parte derecha el compresor centrífugo (archivo MAN B&W Diesel AG)

El primer par de motores M9V40/46 fueron instalados en el U37, botado en los astilleros AG Wesser de Bremen en mayo de 1938. Este uboot era el primero de una serie de ocho uboot (U37 - U44) el último de ellos sería botado en agosto de 1939. Más de cincuenta de tipos IXa, IXb y algunos IXc todavía montaban los motores con el turbocompresor original. Por ejemplo el U505 que se encuentra en Chicago es uno de ellos.

Los M.A.N. M6V40/46 KBB y los uboote del tipo XXI


Los uboote del tipo XXI “Elektroboot” debían ser el arma submarina con la que Alemanía debía ganar la “Batalla del Atlántico”. El diseño de su casco estaba basado en el cancelado tipo XVIII (U796 y U797 que debían montar turbinas Walter). El amplio espacio destinado al peróxido de hidrógeno sería utilizado para situar un gran número de baterías. Con un desplazamiento cercano a las 1.700 toneladas y con un tamaño parecido a los tipo IXd2, gracias a su nuevo sistema de baterías podía navegar en inmersión (con sus motores eléctricos) a una velocidad máxima de 17.2 nudos (6.9 en los tipo IXd2) y aumentaba considerablemente la autonomía en inmersión. Este uboot también era revolucionario en su sistema de construcción, ya que era modular.
La propulsión en la superficie estaba confiada a una nueva versión de los ya clásicos M6V40/46 en la que gracias a varias mejoras se aumentaban considerablemente sus prestaciones. Un sistema de refrigeración por agua del turbocompresor  centrifugado BBC "Büchi" aumentaba la potencia hasta los 2.000cv. a 520rpm. El M6V40/46 pasaría a denominarse M6V40/46KBB (Kreiselpumpe).

La entrega de estos motores se retrasó debido al rediseño de algunas piezas para soportar el incremento de potencia (del 40% sobre el M6V40/46 original). Uno de los cambios (y más agradecido) se produjo al modificar la admisión de aire para evitar los problemas detectados al navegar en condiciones de alta mar o con el Schnórkel. El motor no disponía de sistema de reversión de la marcha y para ello se utilizaban los motores eléctricos.



Motor M.A.N. M6V40/46 KBB (archivo MAN B&W Diesel AG)

Compresor Junkers


Este motor era un motor diésel de pistón libre que actuaba como compresor. Este motor/compresor empezaría a ser utilizado por la Armada alemana a principios de 1938 para reducir el alto consumo producido por los “clásicos” compresores eléctricos. Un Junkers “Freikolben-Kompressor” se instalaría en los tipo VIIc y dos de ellos en los tipo IX y en los tipo XXI (además de los compresores eléctricos).
Este motor (denominado 4FK115K) tenía una ciclo de dos tiempos. Daba una potencia de unos 40-45cv a 810rpm. Funcionando como un compresor de cuatro fases en su última fase se obtenía una presión de más de 150kg/cm² (2.850psi). Lo denominamos de “pistón libre” ya que el mismo no disponía de cigüeñal ni mecanismo similar al menos de la manera convencional. Tanto el pistón del motor como el del compresor se encuentran en un mismo cilindro. De esta forma uno de los cilindros se encarga de la primera y la cuarta fase y el otro cilindro de la segunda y de la tercera.  

Para una completa explicación sobre este compresor diésel y su funcionamienot ver apartado “aire comprimido” de la visita guiada.



Compresor Junkers de "pistón libre" (Mashinen Museum Kiel)

Walter Uboote


Wa201 y Wk202

En 1943 serían botados cuatro pequeños submarinos basados en los estudios del profesor Walter. A finales de ese mismo año empezarían las pruebas y test de estos submarinos revolucionarios. Los astilleros Blohm & Voss de Hamburgo construyeron los tipo Wa201 U792 y U793 (280tn.) y Germaniawerft los tipo Wk202 U794 y U796 (240tn.). Estos uboote eran propulsados, al navegar en inmersión, por dos turbinas de 2.500cv. cada una, alimentadas con peróxido de hidrógeno, que permitían una velocidad de unos 25 nudos en inmersión.
Para navegar en la superficie utilizaban un motor diésel de cuatro tiempos de la casa Deutz modelo SA8M517. Este motor estaba basado en un modelo comercial. Era un ocho cilindros con un diámetro por carrera de 130x170 y proporcionaba 210cv. a 1.200rpm. Este mismo motor sería comercializado tras la guerra en configuraciones de 4, 6 y 8 cilindros.

Las pruebas en el mar se alargaron todo el año 1944 pero ninguno de estos uboote llegarían a realizar una patrulla de combate. Todos ellos serían barrenados en mayo de 1945. Posteriormente serían reflotados y el U792 sería trasladado a Inglaterra donde sería analizado y probado por la Royal Navy en 1947. El resto sería desguazado.

Tipo XVII

Tres “uboote Walter” del tipo XVIIb de 320tn. (U1405 - U1407) de los doce encargados a los astilleros Blohm & Voss en 1943, serían finalizados. Estos uboote, más grandes e hidrodinámicos que los Wa y Wk, disponían de una sola turbina de 2.500cv. alimentada con peróxido de hidrógeno pero, gracias a sus formas hidrodinámicas conseguiría una velocidad (navegando en inmersión) de 21.5 nudos.
Estos uboote estaban propulsados en la superficie por el mismo tipo de motor instalado en los Wa y Wk, el SA8M517 fabricado por Deutz.

Todos ellos serían barrenados en Cuxhaven en mayo de 1945 pero posteriormente serían reflotados por los aliados. El U1406 sería enviado a los Estados Unidos. Allí sería ampliamente analizado durante 1946 pero debido a la falta de técnicos, personal especializado y recambios el U1406 finalmente sería desguazado en 1948.
El U1407 Sería comisionado en la Royal Navy (renombrado "Meteorite") en 1946 y también sería ampliamente probado y analizado. La principal razón del éxito británico con este submarino fue que el profesor Walter (Hellmuth Walter creador del proyecto) sería trasladado a Inglaterra donde trabajaría en la factoría Vickers de Barrow.



Motor Deutz SA8M517

El sistema de propulsión independiente del aire (AIP) del U798

Independientemente del programa “Walter” se desarrollarían una serie de sistemas de “ciclo cerrado” en el Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotorenbau -FKFS- (Instituto de investigación de vehículos y motores) de la universidad técnica de Stuttgart en 1940. Este sistema de ciclo cerrado permitía que un motor convencional diésel pudiera propulsar a un uboot navegando en inmersión con total independencia del aire exterior (ciclo cerrado o AIP). Básicamente el aire de admisión era sustituido por una mezcla entre oxígeno puro (almacenado en botellas o depósitos) y los gases de escape convenientemente filtrados, depurados y enfriados del propio motor. El exceso de gases de escape era expulsado al exterior.

A finales de 1941 el sistema completo ya había sido suficientemente probado en Stuttgart. En las pruebas se utilizaría un motor diésel de 1.500cv., concretamente un Daimler-Benz MB501 del que ya hemos hablado antes. El sistema completo sería enviado a los astilleros Germaniawerft e instalado en el U798. Este uboot del tipo XVIIk era similar a los XVIIb pero en la zona destinada a los tanques destinados al peróxido de hidrógeno se situarían las botellas llenas de oxígeno a alta presión.
La presión de los tiempos de guerra en los que se necesitan resultados inmediatos irían retrasando ambos proyectos (Walter y AIP) que acabarían siendo cancelados en 1944.


Archivo Sonoro: Arranque de un motor diésel "Uboot"

Aunque la narración está en alemán, podemos apreciar como primero se conecta el compresor eléctrico (alimentado por baterías), una vez se ha conseguido la presión necesaria, se inyecta el aire comprimido producido por el compresor en el primer cilindro del motor, y una vez (mediante el aire comprimido) se consigue la inercia necesaria, se da el contacto al motor.


Tabla resumen (motores diésel en Uboot 1934-1945)

Tipo, Serie
(o primer uboot equipado con el motor nombrado)

Año
(primera unidad comisionada)

Desplazamiento (*)(toneladas)
(superficie / inmersión)
Motor
(Fábrica / modelo)
Potencia
(cv/rpm)

Número motores
Relacion cv/tn
Velocidad (nudos en superficie)
Uboote operacionales

IA
U25 y U26

1936 885/1010 M.A.N. M8V40/46 1.400/470 X2 3,16 cv/tn 18.8
IIa (y IIb, IIc, IId)
U1 - U6
1935 261/311 MWM RS127S 350/1.000 X2 2,68 cv/tn 13
VIIa
U27 - U36
1936 643/765 M.A.N. M6V40/46 1.050/470 X2 3,27 cv/tn 16
VIIb
U45
1938 773/880 Krupp-GW
F46a6pu
1.400/470 X2 3,62 cv/tn 17.25
VIIb
U51 - U55
1938 773/880 M.A.N. M6V40/46 1.400/470 X2 3,62 cv/tn 17.2
VIIc (y VIIc/41)
U69 - U72
1941 790/885 Krupp-GW
F46a6pu
1.400/470 X2 3,54 cv/tn 17
VIIc
U73 - U82)
1940 790/885 M.A.N. M6V40/46 1.500/470 X2 3,80 cv/tn 17
IX (y IXb)
U37 - U44
1938 1060/1184 M.A.N. M9V40/46 2.200/470 X2 4,15 cv/tn 18.2
IXc (y IXc/40, IXc/41)
U66 - U68
1941 1150/1265 M.A.N. M9V40/46 2.200/470 X2 3,83 cv/tn 18.3
IXd1 (inicialmente)
U180 y U195
1941 1653/1848 Mercedes MB-501 1.500/1.480 X6 5,44 cv/tn 20.8
IXd1 (posteriormente)
U180 y U195
1941 1653/1848 Krupp-GW
F46a9pu
1.400/470 X2 1,69 cv/tn 15.8
IXd2
U77
1941 1660/1853 M.A.N. M9V40/46 y MWMR34S (auxiliares)

2.200/470 X2

575/750 X2

2,65 cv/tn 19.2
Xb
U116
1941 1811/2236 Krupp-GW
F46a9pu
2.100/470 X2 2,32 cv/tn 16.4
XXI
U2501
1944 1665/1868 M.A.N. M6V40/46KBB 2.000/520 X2 2,40 cv/tn 15.6
XXIII
U2321
1944 240/265 MWM
RS134S
650/860 X1 2,71 cv/tn 9.7
XIV
U459 - U464 y U487 - U490
1941 1734/1984 Krupp-GW
F46a6pu
1.400/470 X2 1,61 cv/tn 14.4
Uboote experimentales
Wa201
U792 y U793
1943 284/302 Deutz
SA8M517
210/2.500 X1 0,74 cv/tn 9
Wa202
U794 y U795
1943 242/266 Deutz
SA8M517
210/2.500 X1 0,87 cv/tn 9
XVIIb
U1405 - U1408
1944 320/346 Deutz
SA8M517
210/2.500 X1 0,66 cv/tn 8.5
XVIIk
U798
Nunca botado 309/349 MB-501 1.500/1.480 X1 4,98 cv/tn 14 (estimada)
Sumergibles enanos (no analizados en el artículo)
Seehund
(tipo 127)
285 entregados
1944 15,3/… Büssing LD4
Procendente de un camión
60/2.200 X1 3,92 cv/tn 7.7

(*) El desplazamiento está indicado en toneladas y calculado para una densidad de agua de mar de 1.027 gr/litro

Fuentes consultadas:

  • MAN B&W Diesel AG (Augsburg).
  • Beschreibung und Betriebsvorschrift der Diesel Motoren Uboote Typ XXI.
  • The U-Boat (Eberhart Rossler).
  • U-boot typ XVII Walter Uboote (Eberhard Rössler, Fritz Köhl)
  • Diesels for the first stealth weapon (Lyle Cummins).
  • U-Historia.
  • Archivo del autor.

Artículo realizado por Dani J.Åkerberg

El autor quisiera agradecer a José Antonio Ruíz Mediavilla, Manel Company, Alejandro Gómez, Graciela Criado (MAN B&W Diesel AG) y a Horst W. Koehler (MAN B&W Diesel AG) su ayuda y colaboración en la elaboración de este artículo.


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