El motor "Walter"

En 1939 Helmut Walter llevó a la práctica el motor que llevaba su nombre en un submarino experimental, el V80 el submarino tenía un desplazamiento algo superior a las 80 toneladas y el experimento resultó un éxito pues llegó a alcanzar una velocidad máxima superior a los 25 nudos en inmersión con una potencia de 2000 c.v. para el experimento solo se usó la propulsión por turbina.
Con posterioridad, y una vez perfeccionado el sistema. Se construyeron hacia 1942 algunos submarinos del tipo XVII, 4 tipo XVIIa  (numerales U-792, U793, U-794 y U-795) que no participaron en ninguna patrulla, y 3 XVIIb numerales (U1405, U1406 y U-1407) que tampoco llevaron a cabo ninguna patrulla. En éste caso además de la turbina, que desarrollaba una potencia de 2500 c.v. para una velocidad en inmersión de 25 nudos y una autonomía en inmersión para dicha velocidad de 110 millas, se les dotó de dos motores adicionales, uno diesel de 210 c.v. para una velocidad de 8,5 nudos con una autonomía de 3000 millas a 8 nudos y otro eléctrico de 60 c.v. para 6 nudos de velocidad máxima y una autonomía de 40 millas a 4,5 nudos.
Como armamento tenían dos tubos lanzatorpedos a proa con dos torpedos de reserva

El "V80" navegando en superficie.

En 1945 se comenzó la construcción de los tipo XXVI pero no fueron acabados porque antes finalizó la guerra. Este tipo serían lo que constituiría un verdadero submarino en el cual por razones obvias siempre debería preponderar la velocidad en inmersión por encima de la de superficie.
Las potencias velocidades máximas y autonomías de los submarinos tipo XXVI eran:
La turbina con una potencia de 7500 c.v. desarrollaba una velocidad máxima de 24 nudos con una autonomía de 150 millas a dicha velocidad. El motor diesel con 580 c.v. de potencia alcanzaba los 11 nudos con una autonomía de 7300 millas a 10 nudos y el motor eléctrico para 580 c.v. y 10 nudos de velocidad una autonomía de100 millas a 4 nudos.

El motor Walter fue usado  también en los aviones Messerschmitt Me163 que tenía la siguiente denominación y características:

Motor-cohete Walter HWK 509-A-2 bipropulsor que quemaba peróxido de hidrogeno concentrado mezclado con hidracina-metanol y que daba un empuje lineal de 1700 kilos y que proporcionaba una velocidad máxima de 960 kilómetros por hora a 10.000 metros de altitud (llegó a alcanzar en una ocasión los 1004 kilómetros por hora velocidad medida desde tierra con ayuda de teodolitos).

La velocidad inicial de trepada era de 5.000 metros por minuto con un techo de servicio de16.500 metros la autonomía era de 8 minutos totales de vuelo.

Messerschmitt Me163.
El periodo de vuelo constaba de dos fases la primera el avión despegaba propulsado por el motor cohete tras un periodo de tiempo el combustible se agotaba y el avión regresaba planeando a tierra.

Los Me163 sufrieron cantidad de accidentes por lo peligroso que eran los residuos de combustible a ello habría que añadir fallos hidráulicos que hacían que el avión fuera complicado de manejar todos los mecanismos debían ir a la perfección en estos aviones pues el menor contratiempo podía provocar que el avión explotara al aterrizar.

Tecnología del motor Walter

Entre los años 1936 a 1945, el profesor Helmuth Walter desarrolló un sistema de propulsión que llevaba su nombre y por el cual las máquinas térmicas no necesitaban recurrir al aire atmosférico.
Como portador de oxígeno recurrió al peróxido de hidrógeno H2O2  como combustible-comburente, más conocido como agua oxigenada, que en éste caso estaba concentrada entre un 80% y un 90%, con un peso específico aproximado de 1,33, (para uso medicinal la concentración del agua oxigenada es de un 3% esto es 3 partes de agua oxigenada y 97 de agua).

El proceso es como sigue:

  • Por disolución en un disolvente se tiene según la fórmula química que: H2O2  ( 2H2O > H2O + O2  + calor) de la que se obtiene vapor de agua y oxígeno que se quema en una cámara de combustión con un hidrocarburo, formando una mezcla de gas carbónico CO2  y vapor de agua que se usa para mover una turbina.
  • El peróxido de hidrógeno, también conocido como combustible Walter Ingolin y más comunmente sustancia T, se almacena en bolsas de material sintético en tanques con libre comunicación al mar; dichas bolsas se van plegando según la sustancia T se consume y el espacio libre es ocupado por agua de mar.(x)

(x) En la imagen superior se pueden per claramente las bolsas en que era almacenado el peróxido de hidrógeno.

Los inconvenientes del peróxido de hidrógeno son:

  1. Elevado precio.
  2. Es una sustancia peligrosa por lo que debe manejarse con muchas precauciones debido a su inestabilidad, procurando que su temperatura no supere determinadas cotas, con el agravante de que siempre que se derrama suele producir incendios, a este respecto se debe impedir que entre en contacto con otras sustancias (grasas, gomas, tejidos, pintura…..) que puedan actuar como catalizadores.
  3. Durante y mientras está almacenada debe vigilarse su temperatura pues cualquier aumento de la misma es indicador de que su inestabilidad va en aumento debiendo en caso de superar los 60º ser rebajada con agua que no solo apaga un posible incendio si no que baja la concentración y disminuye la temperatura.
  4. No deben usarse tanques conductos o elementos de acero inoxidable pues el peróxido de hidrógeno sufre una descomposición mayor que, por ejemplo, en materiales de aluminio.

Como material catalizador se utiliza  un sólido o un líquido, los alemanes emplearon como catalizadores sólidos trozos de porcelana porosa impregnada de un permanganato (sódico, potásico o cálcico y como líquidos otros permanganatos que denominaron sustancias Z.

El consumo de peróxido de hidrógeno hace que el submarino se aligere de peso y el consumo de combustible que aumente dicho peso, predomina el aligeramiento por lo que el submarino debe ir dotado de tanques de compensación para equilibrar la diferencia de desplazamiento.

Veamos ahora como funciona un propulsor Walter y toda la instalación propulsora de un submarino dotado del sistema Walter.

Funcionamiento
1-
Depósito de peróxido de hidrógeno
15-
Acoplamiento del eléctrico a engranajes
2-
Depósito de combustible
16-
Bomba de circulación de gases y agua
3-
Bombas de alimentación
17-
Bomba de circulación de agua a enfriador
4-
Eje afín a las bombas
18-
Embrague de turbina
5-
Motor Diesel
19-
Embrague de motor eléctrico
6-
Motor eléctrico de las bombas
20-
Condensador
7-
Depósito del catalizador
21-
Enfriador de CO2
8-
Cámara de combustión
22-
Bomba de expulsión de CO2
9-
Embrague del motor Diesel
23-
Engranajes reductores
10-
Acoplamiento Diesel-eléctrico
24-
Embrague de eje a engranajes
11-
Motor eléctrico
25-
Acoplamiento de ejes
12-
Enfriador de agua de circulación
26-
Eje de cola
13-
Serpentín del enfriador
27-
Hélice
14-
Turbina
28-
Válvula de descarga de CO2 y agua

El peróxido de hidrógeno sale del tanque (1) y a través de una de las bombas (3) entra dentro del depósito del catalizador (7) donde se descompone por la acción de dicho catalizador en vapor de agua y O2. La temperatura de la mezcla alcanza unos 500º y llega a la cámara de combustión (8) donde se mezcla (en un porcentaje de 1 de combustible 9 de peróxido y 12 de agua) con el combustible procedente del depósito (2) y el agua procedente del enfriador (12) a través de las bombas (3) que son accionadas por el motor eléctrico (6).
Dentro de la cámara de combustión y durante un proceso continuado de combustión se produce una nueva mezcla de vapor de agua y CO2 (anhídrido carbónico) que acciona la turbina, (14) tras accionar la turbina vapor y CO2 pasan a través del condensador (20) y de este impulsado por la bomba (17) al enfriador (12) donde parte del agua es reutilizada para repetir el proceso y el resto vuelve impulsado por la bomba  junto al CO2 a través de la bomba (16) a un enfriador de CO2 y de allí se descarga al mar a través de la bomba (22) y la válvula de descarga (28). Las burbujas producidas por los gases producen a su vez un efecto de enmascaramiento o engaño.
El sistema permite navegar a un submarino en inmersión pues el proceso de combustión se produce en un circuito cerrado y los gases son expulsados al mar con la ayuda de la bomba (22) que hace las veces de compresor y vence la diferencia de presión de la profundidad de navegación respecto a la de los gases de exhaustación.

Vista de la turbina "Walter" instalada en un submarino del tipo XVII.

Combinaciones de propulsión y carga de baterías

Propulsión con turbina:
El proceso anteriormente citado hace que el submarino sea propulsado por la turbina en inmersión y con velocidades superiores a los 20 nudos (hasta 25-26 nudos en inmersión) el empuje de la turbina es transmitido por medio del embrague (18) al grupo reductor de engranajes (23) y estos a través del embrague (24) por el acoplamiento (25) y la chumacera (26) a la hélice (27)
En el caso descrito el embrague (19) esta desacoplado y los motores eléctrico (11) y diesel (5) parados.
Propulsión diesel:
Para la propulsión diesel se para la turbina interrumpiendo todo el proceso de combustión y desembragando el embrague (16), se arranca el motor diesel y se acoplan los embragues (9), (19) y (24) que empujan a la hélice (27) del mismo modo que lo hacían con la turbina.
Propulsión eléctrica:
Diesel (5) y turbina (14) parados, embragues (9) y (18) desacoplados y embragues (19) y (24) acoplados, la propulsión es idéntica a los casos anteriores.
Carga de baterías con Diesel:
El motor eléctrico (11) es excitado como generador, el motor diesel arrancado, embragues (9) y (19) acoplados (para carga y propulsión simultáneas embrague (24) acoplado también)
Carga de baterías con turbina:
Motor diesel parado, motor eléctrico excitado como generador, embrague (9) desacoplado, embragues (18) y (19) acoplados (para carga y propulsión simultáneas embrague (24) acoplado también)

Como resumen se podría hacer una reflexión sobre lo que podría dar de si este sistema propulsor para submarinos de haberse perfeccionado, como hemos visto para aviones tenia sus inconvenientes entraron en servicio 370 aviones del modelo Me 163 y se perdieron muchos por accidentes derivados de los propulsores y mezcla de combustible.

El mayor peligro del peróxido tal y como se ha comentado es y era su inestabilidad.


El U1407 (del tipo XVII) ya bajo bandera británica y denominado "Meteorite"
Por otra parte en lo referente a la guerra submarina tal y como hemos visto la construcción de submarinos que usaban ese tipo de propulsor no aportó nada positivo y solo fueron usados en un periodo de entrenamiento de tripulaciones sin llegar a participar en ninguna patrulla u operación bélica, el hecho posiblemente fue debido a su tardío desarrollo, unido al continuo incremento del dominio aliado en el mar, los tipo XVII entraron en servicio a finales del 43 y comienzos del 44, cuando ya la batalla del Atlántico y más concretamente la guerra submarina estaba perdida, el tipo XXVI del cual se comenzó uno fue destruido en gradas y el primero experimental V80 solo se trataba de un modelo para ver las posibilidades del motor posibilidades que dieron buenas expectativas pero que a la larga y en lo referente a submarinos quedó solo en eso.

Para ampliar información:
Os recomendamos visitar la sección dedicada al uboot del Tipo XVII dentro del apartado Uboote

Agradecimientos:
La web de U-historia agradece a Gabriel Mansilla, José Miguel Fernandez Gil y Jose Ignacio Pasamar Lopez, administradores de la web http://www.de1939a1945.bravepages.com/ por permitirnos reproducir este artículo.

Artículo realizado por José Antonio Mediavilla.

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