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L'Heinkel HeS 40 (sigla derivata da "Heinkel Strahltriebwerk"-Heinkel motore a getto) fu un motore turbogetto a volume costante sperimentale disegnato da Adoph Müller in Germania presso la Heinkel tra il 1940 ed il 1941. Basato essenzialmente sull'HeS 30, se ne distingueva per le camere di combustione dotate di valvole che le chiudevano durante la combustione. Una combustione a volume costante (simile a quella che si ha in un motore a pistoni convenzionale a ciclo Otto), è infatti considerevolmente più efficiente di quella ottenibile a pressione costante (normalmente usata nelle camere di combustione di un motore a reazione a ciclo di Brayton-Joule).[1]

Heinkel HeS 40
Descrizione generale
Costruttore	Ernst Heinkel Flugzeugwerke AG
Progettista	Adolf Müller
Tipo	turbogetto con combustione a volume costante
Combustione
Combustore	6 tubi di fiamma regolati da valvole
Compressore	assiale a 5 stadi
Turbina	uno stadio assiale
Note
dati ricavati da[1]
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Storia del progetto

Parallelamente allo sviluppo dell'HeS 30 fu deciso di prendere in considerazione anche una versione modificata che fornisse utili indicazioni circa i vantaggi di un ciclo termodinamico differente. La disponibilità di due motori sostanzialmente identici nella parte relativa alla turbomacchina, infatti, era una ottima opportunità per valutare con precisione le prestazioni di una camera di combustione concettualmente lontana da quelle allora maggiormente in uso, sulla scorta anche delle esperienze di Hans Holzwarth che nella prima metà degli anni trenta brevettò diversi dispositivi di regolazione per turbine ad esplosioni.[2]

L'HeS 40 comunque non andò mai oltre la fase progettuale e, nel 1942, fu completamente accantonato.[1]

Tecnica

In un motore a reazione convenzionale, l'aria compressa in uscita dal compressore viene immessa nella camera di combustione. Qui, miscelata al combustibile, viene accelerata (mantenendo la pressione pressoché costante) dall'energia termica liberata nel processo di combustione per poi passare per la turbina dove una parte dell'energia termica del fluido è convertita in energia meccanica necessaria al movimento del compressore e la restante è convertita nell'ugello in energia cinetica producendo la spinta.

Nell'HeS 40, invece, l'aria moderatamente compressa (con un rapporto di 2:1 invece che 3:1 dell'HeS 30) era immessa in sei camere di combustione che venivano chiuse da valvole. La successiva combustione (a densità e volume costante) innalzava notevolmente la pressione (e la temperatura) all'interno delle camere. A quel punto le valvole si aprivano ed i gas di scarico erano lasciati espandere nella turbina e nell'ugello. Per rendere più fluido il processo, le sei camere erano aperte e chiuse in successione. A causa delle dimensioni considerevolmente maggiori, le dieci camere dell'HeS 30 furono ridotte a sei per mantenere gli stessi ingombri complessivi. Il ciclo risultante era in qualche modo somigliante a quello di un motore convenzionale a sei cilindri, con la differenza che i gas di scarico erano convogliati in una turbina invece che destinati a muovere un pistone. Anche il pulsogetto con valvole a lamelle può essere considerato affine ad un motore con combustione a volume costante, sebbene la camera di combustione venga fisicamente chiusa durante la fase di combustione solamente all'ingresso.

Note

Bibliografia

• (EN) Antony L. Kay, German jet engines and gas turbine development 1930-1945, Airlife Publishing Ltd, 2002, ISBN 1-84037-294-X.
• (EN) Sterling Michael Pavelec, The Jet Race and the Second World War, Praeger Security International, 2007, ISBN 978-0275993559.
• (EN) Ernst Heinrich Hirschel, Horst Prem, Gero Madelung, Aeronautical Research in Germany: From Lilienthal until Today, Springer, 2003, ISBN 978-3540406457.

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На других языках

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[en] Heinkel HeS 40

The Heinkel HeS 40 (HeS - Heinkel Strahltriebwerke) was an experimental constant-volume jet engine designed by Adoph Müller's team at Heinkel starting some time in 1940 or 41. It was based on the mechanical layout of the HeS 30, but replaced the conventional flame cans with oversized ones including large poppet valves that sealed off the chambers during firing. Constant-volume combustion, similar to the Otto cycle used in most piston engines, is considerably more fuel efficient than the constant-pressure combustion used in a typical jet engine.[1]

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[fr] Heinkel HeS 40

Le Heinkel HeS 40, de l'allemand : « Heinkel Strahltriebwerke » (« Moteur à réaction Heinkel »), était un moteur à réaction à volume constant expérimental conçu par l'équipe d'Adolph Müller, chez Heinkel, démarrant vers 1940 ou 1941. Il était basé sur l'architecture du HeS 30, mais remplaçait les tubes à flammes conventionnels par des modèles agrandis incluant de larges soupapes, qui isolaient les chambres pendant la combustion. La combustion à volume constant, similaire au cycle de Beau de Rochas (moteur à 4 temps) utilisé dans de nombreux moteurs, est considérablement plus efficace que le cycle de Brayton utilisé dans les moteurs à réaction typiques[1]

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- [it] Heinkel HeS 40

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