Generalmente tra le ragioni che portarono la fazione alleata alla vittoria, si usa indicare la indiscutibile superiorità nei mezzi disponibili, superiorità che prima o poi avrebbe avuto ragione degli avversari, e questa spiegazione è indubbiamente realistica.
Spesso poi il terreno di confronto si sposta sulle caratteristiche tecniche dei velivoli delle due fazioni, ma generalmente si prendono in considerazioneci elementi come armamento, qualità costruttiva, semplificazione dei processi costruttivi ecc.
Un argomento di cui invece si è approfondito poco e che invece ha grossa rilevanza è il tipo di carburante utilizzato, che come spiegherà il lungo ma interessante articolo, una volta ottimizzato era in grado da solo di generare consistenti incrementi di potenza e prestazioni dei motori che lo utilizzavano.
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Giuseppe Ciampaglia
La benzina ad altissimo numero di ottano
Il vero segreto delle Aviazioni alleate nella Seconda Guerra Mondiale
di Giuseppe Ciampaglia
La Regia Aeronautica entrò in guerra, nel giugno 1940, con un numero limitato di caccia in tercettori cosiddetti moderni, costituito dai monoplani Macchi MC-200 e Fiat G-50 e dai biplani Fiat CR-42, anch'essi nuovi di fabbrica, ma ormai inadatti a svolgere lo stesso ruolo in maniera pienamente competitiva.
Questi velivoli disponevano tutti di un robusto, quanto affidabile, motore radiale a 14 cilindri a doppia stella Fiat A 74 RC 38,
che, come indicato dalla sigla, era dotato di un compressore centrifugo monostadio di sovralimentazione capace di ristabilire alla quota di 3800m la stessa compressione del motore posseduta al livello del mare permettendogli di erogare 870CV a 2400 giri al decollo, 840 CV continui alla quota anzidetta, e 960 CV per pochi minuti in emergenza (il cosiddetto +100).
ln realtà lo stesso motore prodotto in 5 esemplari dalla Fiat e 1722 dalla Reggiane non era stato progettato e messo a punto in Italia ma era costituito dal Pratt & Whitney TWIN WASP, prodotto su licenza, con la cilindrata portata dai 30 litri della versione originale americana che nei primi collaudi del 1931 aveva dato 750 HP (1 HP = 1,014 CV) ai 31.25 litri di quella italiana.
I caccia britannici Hawker HURRICANE Mk l e Supermarine SPTFIRE Mk I delle prime serie costruttive, che erano già stati impegnati nel 1939 disponevano invece di motori Rolls Royce MERLIN ll a 12 cillndri in linea a V di 60° di 27 litri di cilindrata, sovralimentati anch’ essi da compressori meccanici centrifughi a girante singola, che erano allora capaci di erogare una potenza massima di 1.040 HP.
Nei primi mesi di partecipazione alla guerra, il Macchi MC-200, che era il migliore dei tre caccia italiani, disponeva quindi di una potenza massima continua di circa il 20% inferiore a quella dello HURRICANE Mk-l che, dopo la fine della Battaglia aerea d'lnghilterra, combattuta nel settembre dello stesso anno, sarebbe stato inviato ad operare anche contro di noi a Malta, in Grecia e in Africa settentrionale.
Malgrado ciò, grazie al suo peso a vuoto dl 2.040 kg contro i 2.500 kg dell'avversario, il caccia di Castoldi possedeva prestazioni di volo di poco inferiori a quelle del caccia della Hawker, evidenziate da una velocità massima di 503 km/h a 4.500 m contro 508 km/h a 5.149 m, ma compensate da una manovrabilità superiore. Questo dislivello sarebbe stato invece più marcato nei confronti dello SPITFIRE Mk-l, che aveva all'incirca lo stesso peso a vuoto dello MC-200, ma volava a 557 km/h a 4.570 .
Alla fatidica data dell'8 settembre 1943, quando erano ormai trascorsi poco più di tre anni di guerra, queste differenze si sarebbero considerevolmente accentuate, dato che le ultime serie degli stessi caccia italiani, prodotte lino a poco tempo prima, avrebbero mantenuto i loro Fiat A74 RC 38 con una potenza invariata, mentre i Rolls-Royce MERLIN XX, che erano stati messi a punto pochi giorni prima della citata Battaglia d'lnghilterra e rapidamente montati sui primi HURRICANE ll che vi avevano preso parte, davano già 1.380 HP.
Conservando poi sempre la stessa cilindrata, gli ulteriori MERLIN 61 che vennero montati dal 1942 sugli SPITFIRE Mk-IX, subentrati ai precedenti Mk-V, fornivano 1.300 HP a livello del mare, 1.460 HP a 1.905 m e ben 1.565 HP a 3.740 m, ed avrebbero avuto una potenza ancora più elevata nelle versioni successive.
Questo incredibile aumento di potenza a parità di cilindrata non riguardava solo i Rolls Royce MERLIN, ma anche gli altri motori militari britannici, come i radiali Bristol HERCULES montati sui Bristol BEAUFIGHTER, che passarono dai 1.290 HP dell'HERCULES I del 1939 ai
1.650 HP dei diffusi HERCULES VI del 1941, per finire con i 1.735 HP degli HERCULES lll apparsi verso la fine del conflitto.
Come è ben documentato da testimonianze scritte dopo la guerra, pur essendo costantemente penalizzati da questi divari di potenza sempre più marcati, gli uomini della Regia Aeronautica non si resero mai precisamente conto di quanto stava avvenendo sotto i cofani dei motori delle ultime versioni dei caccia e dei bombardieri britannici che continuavano ad affrontare in combattimento, tanto che seguitarono ad attribuire le loro superiori prestazioni alla minore resistenza aerodinamica della sezione frontale dei loro motori MERLIN, rispetto a quella più elevata dei nostri motori radiali, che la Regia Aeronautica aveva deciso di adottare in via esclusiva a partire dal 1933.
L'uIteriore sviluppo dei motori in linea che erano stati già costruiti in Italia, come i Fiat AS-5 da 1 .000 CV, era stato perciò fermato, anche se si deve precisare che questi non appartenevano all'ultima generazione caratterizzata dai cilindri totalmente ingabbiati in una robusta struttura monoblocco, alla quale appartenevano i Rolls Royce MERLIN ed i contemporanei Daimler Benz DB-601 e 605 germanici, ma solo al vecchio tipo a cilindri separati ed imbullonati sul basamento di supporto dell'albero motore, che, a parità d'impostazione costruttiva e di cilindrata, non sarebbero stati facilmente in grado di erogare le potenze sempre più elevate che venivano richieste.
La scelta dei radiali raftreddati ad aria era stata motivata con la loro maggiore semplicità costruttiva e d'impiego e con la minore vulnerabilità rispetto a quelle dei motori in linea raffreddati ad acqua miscelata con glicole etilenico, che funzionava da antigelo per le alte quote.
Pur essendo stata considerata la causa principale della marcata inferiorità di prestazioni dei nostri aeroplani, questa decisione non era affatto errata, come sarebbe stato dimostrato in seguito dagli ultimi motori alternativi da 4.000- 4.500 CV che furono costruiti ed impiegati, alla line degli anni '40, da Americani, Britannici e Sovietici, prima dell’avvento definitivo delle turboeliche e dei turbogetti, che erano tutti di tipo radiale.
L'esperienza italiana relativa a questo tipo di propulsori era invece molto limitata e, intorno al 1934, le principali case motoristiche nazionali si affrettarono a chiedere le licenze di produzione di quelli che venivano già costruiti alI'estero. La Fiat ottenne quindi dalla Pratt & Whitney la licenza delI'anzidetto TWIN WASP più quella dell'HORNET, molto probabilmente seguita, poco tempo dopo, dalla fornitura dei piani oo- struttivi del più potente DOUBLE WASP che fu definitivamente messo a punto sul piano sperimentale in America nel 1937.
Piaggio e Isotta Fraschini ricevettero dalla Gnome-Rhone francese quella del K-14 a doppia stella da 1.000 CV e l'AIfa Romeo, che produceva già i motori britannici Bristol JUPITER ed Armstrong Siddeley LINX, ricevette anche le licenze di PEGASUS, TAUNUS ed HERCULES.
Negli anni successivi, tuttavia, a causa delle sanzioni seguite alla guerra d'Etiopia del 1935, le suddette case estere non fornirono più gli aggiornamenti tecnici che riguardavano la parte meccanica dei loro radiali, né quelli relativi ai nuovi tipi di carburante che ne avrebbero sensibilmente accresciuto la potenza erogata.
I tecnici italiani dovettero quindi migliorarli in base alle scarse esperienze specifiche di cui erano in possesso, che, nel breve tempo intercorso prima deIl'inizio della Seconda Guerra Mondiale, non consentirono loro di raggiungere i risultati sperati in tempo utile.
Fu questo il caso della Fiat, che cercò di produrre una prima versione migliorata dello stesso TWIN WASP, siglata A76 RC 40, che avrebbe dovuto erogare 1.000 CV per essere installata sul nuovo Macchi MC-201, ma la cui messa a punto definitiva incontrò difficoltà insormontabili, che non le consentirono di uscire mai dalla fase sperimentale, tanto che la
Regia Aeronautica dovette fare ricorso ai motori in linea germanici Daimler Benz DB 601, prodotti su licenza.
ln realtà, i forti incrementi di potenza ottenuti dagli Alleati non erano dovuti alle sole migliorie meccaniche dei loro propulsori, ma anche e soprattutto alla rapida evoluzione delle caratteristiche chimiche e delle prestazioni termodinamiche degli ultimi tipi di benzine avio (aviation gasolines) che cominciarono ad entrare in produzione in quantità industriali negli Stati Uniti nella seconda metà degli anni trenta.
Sul piano sperimentale, questa evoluzione era cominciata nella prima metà degli anni venti, quando, in campo petrolifero, l'Italia era ancora un Paese totalmente dipendente dall'estero, dato che importava non solo il greggio di base, di cui era un trascurabile produttore, ma anche la quasi totalità dei prodotti raffinati, come la benzina ed il gasolio.
La benzina avio, in particolare, ci veniva fornita dalle grandi case estere come la Shell e la Standard Oil, che pubblicavano regolarmente le loro pagine pubblicitarie sulle maggiori riviste aeronautiche italiane del tempo.
In questo campo l'ltalia non possedeva, intatti, le capacità di raffinazione del greggio importato che sarebbero state necessarie per sostenere, con la maggiore autonomia possibile, il forte processo di motorizzazione in campo militare richiesto dalla moderna guerra meccanizzata.
Solo dopo il consolidamento al potere del Fascismo, lo Stato cercò d'acquisire la massima indipendenza possibile in questo settore, creando nel 1926 l'Azienda Generale Petroli (AGIP), che avviò la costruzione delle prime grandi raffinerie italiane, permettendo ai Paese di diversificare le proprie fonti di approvvigionamento, che furono estese anche ad altri produttori di greggio esteri, come l'Unione Sovietica.
All'AGlP si aggiunse poi l'ANIC (Azienda Nazionale ldrogenazione Carburanti) che, a partire del 1939, impianto uno stabilimento a Bari e uno a Livorno per la produzione di benzina sintetica ottenuta dal carbone, con una capacità produttiva annua di circa 120.000 t.
Malgrado questi progressi l'ltalia restava assai carente nella ricerca di base relativa ai combustibili liquidi che dovevano essere impiegati sui nuovi motori aeronautici di grandi prestazioni, che si stavano costruendo a seguito della nostra partecipazione alla Coppa Schneider.
Quando venne realizzato il potentissimo motore Fiat AS-6, da 3.000 CV, montato sull`idrocorsa Macchi MC-72, ottenuto collegando in tandem sullo stesso asse due Fiat AS-5 azionanti eliche bipala coassiali e controrotanti, nacquero perciò grossi problemi di messa a punto della miscela carburante che doveva alimentarlo.
Questi furono poi risolti con il concorso di uno dei massimi esperti mondiali del settore, il Commodoro britannico Rod Banks, che dopo aver messo a punto l'analoga miscela usata dal Supermarine 8.6, vincitore dell'edizione conclusiva della Coppa Schneider del 1931, si rese disponibile a lavorare anche in Italia.
Nel 1934 il Macchi MC-72 riuscì cosi a stabilire più volte il nuovo record mondiale di velocità per idrovolanti, che rimase imbattuto per parecchi decenni per la sua ormai evidente irrilevanza bellica, ma venne ugualmente accolto qui da noi con grande soddisfazione, dimenticando che, sul piano strettamente militare, i fondi destinati allo sviluppo dell”AS-6 erano sprecati, perché questo propulsore era cosi lungo e pesante da non poter essere impiegato in alcun modo sui caccia
operativi, mentre le sue miscele combustibili speciali non erano adatte all'uso sui motori di serie.
In realtà, il problema della fabbricazione di una benzina d'aviazione in grado di bruciare senza inconvenienti nei motori d'aeroplano di prestazioni crescenti che venivano man mano realizzati si era già presentato durante gli anni della Grande Guerra.
La potenza erogata da un motore dipende da parecchi fattori, che si possono riassumere dicendo che cresce con la cilindrata, con il numero di giri e con il rapporto di compressione della sua miscela aria-carburante, mentre decresce quando la quantità di carburante contenuta nella miscela stessa viene ridotta al minimo.
Gli aeroplani franco-britannici usati nei primi anni del conflitto 1914-1918 venivano alimentati con la benzina ricavata dal greggio proveniente dalle lndie olandesi, che bruciava bene nei motori europei del tempo, senza dare grossi inconvenienti. Le cose peggiorarono nel 1917, dopol'ingresso in guerra degli Stati Uniti, che erano allora i maggiori produttori ed esportatori mondiali di prodotti petroliferi.
Il principale combustibile in uso era ancora il carbone, tanto che nel 1913 gli USA avevano estratto 34 milioni di tonnellate di petrolio su una produzione mondiale complessiva di 54 milioni, che corrispondono a meno di due giorni della produzione mondiale odierna e a poco più della metà di quello che viene consumato annualmente in Italia.
Gli Americani cominciarono quindi a spedire in Europa grossi quantitativi di carburanti, ricavati dal greggio dei giacimenti nordamericani, che servivano a rifornire il proprio corpo di spedizione e a sostenere lo sforzo bellico degli alleati dell'lntesa.
A causa della loro composizione chimica, le prestazioni termodinamiche delle benzine nordamericane erano, però, molto più scadenti di quelle usate nel Vecchio Continente e quando i motori degli aeroplani francesi e britannici cominciarono ad usarle si manifestarono le conseguenze negative del fenomeno della detonazione, consistente in uno scoppio anomalo della miscela di aria e benzina compressa nel motore, che provocava un brusco calo della potenza erogata, ed era accompagnato da fenomeni d'urto sul pistoni e sulla testata (il motore picchia in testa), che poteva surriscaldarsi fino a diventare incandescente, rompendosi irrimediabilmente.
Le sue cause effettive erano del tutto sconosciute e si cercò di porvi rimedio addizionando ai carburanti americani il 20% di benzolo. oppure alcol etilico, che risultò efficace ma, essendo igroscopico, assorbiva l'umidità dall'aria e, a lungo andare, produceva fenomeni di corrosione.
Il problema continuò a manifestarsi anche dopo la guerra. quando ebbe inizio l'anzidetta gara internazionale di velocità per idrovolanti meglio nota come Coppa Schneider, che richiedeva l'uso di motori ancora più potenti, che tendevano a detonare facilmente. La sua soluzione cominciò, quindi, ad essere attentamente studiata sia negli USA che nel Regno Unito, che partecipavano alla gara, adottando un migliore approccio tecnico-scientifico.
Furono l'ingegnere Charles Kettering ed i chimici Thomas Midgley e Thomas Boyd della Dayton Engineering Laboratories, una sussidiaria della General Motors americana, a capire che la comparsa della detonazione dipendeva dalla composizione chimica della benzina usata e dal rapporto di compressione del motore.
Usando un monocilindro con testata mobile e rapporto di compressione variabile, i due chimici effettuarono un ampio screening su parecchie migliaia di sostanze chimiche, per individuare quella che poteva essere addittivata alle benzine, per renderle insensibili alla detonazione e, nel dicembre 1921, scoprirono che il Piombo Tetraetile (TEL, Tetraetyl Lead) era quella che dava i migliori risultati.
Oltre ad essere altamente tossica, questa sostanza liquida dava però luogo ad incrostazioni nel motore a base di ossido di piombo, che danneggiavano le valvole di scarico e dovette essere, perciò, mescolata con altre sostanze organiche capaci di ridurre questo inconveniente, ed anche usate nella minor quantità possibile.
Le benzine sono inoltre costituite da miscele naturali di parecchi tipi di idrocarburi e la loro esatta composizione chimica dovette essere studiata da una nuova società americana, la Etyl Gasoline Corporation, che venne appositamente costituita dalla Standard Oil (diventata poi Esso ed in seguito Exxon) e dalla General Motors.
l suoi esperti scoprirono che mentre il costituente chimico normaleptano, allo stato puro, detonava sempre, anche con rapporti di compressione molto bassi, un altro composto puro, Pisottano, bruciava bene anche quando questi rapporti assumevano valori molto elevati.
Fu quindi messa a punto una prima scala di valutazione dell’indetonabilità di una benzina di composizione ignota, che veniva confrontata con altre note, ottenute artificialmente mescolando percentuali predeterminate di normaleptano e di isottano allo stato puro, che venivano poi fatte bruciare nel suddetto monocilindro a rapporto di compressione variabile.
Si individuava dapprima il valore del rapporto di compressione che provocava la detonazione della benzina di composizione ignota, che veniva poi mantenuto costante, mentre nel monocilindro si facevano bruciare le altre benzine campione contenenti le percentuali note degli stessi costituenti puri.
Si partiva con quella che conteneva il 100% di isottano, riducendone poi gradualmente la percentuale nelle benzine successive a favore di quella del normaleptano, fino a quando si manifestavano le prime detonazioni. Alla benzina esaminata veniva così assegnato il numero di ottano che corrispondeva alla percentuale disottano dell'ultima benzina campione che non aveva detonato, che non poteva, perciò, essere superiore a 100, equivalente ad un contenuto del 100% di isottano, ma solo uguale o inferiore.
I numeri di ottano potevano però essere sensibilmente incrementati usando il Piombo Tetraetile, che cominciò ad essere aggiunto con dosaggi molto limitati alle benzine aeronautiche che lo avevano più basso, in modo da evitare le già ricordate incrostazioni, che ne incrementarono subito il valore di una decina di punti.
Di conseguenza i numeri di ottano persero l’eguaglianza con le percentuali d’isottano contenute nella benzina di riferimento e, per estensione concettuale, i loro valori cominciarono a diventare superiori a 100. Questi risultati erano particolarmente importanti per gli Americani, che ricavavano dal loro greggio benzine con numeri di ottano naturali dell'ordine di 40-50, assai poco resistenti al fenomeno della detonazione.
l loro motori dovevano quindi usare rapporti di compressione minimi, che non consentivano di sfruttare bene l'energia chimica degli stessi carburanti. Per arrivare a una potenza elevata dovevano disporre di cilindrate enormi che, nel caso delle automobili, arrivavano a 7.000 cc e sarebbero rimaste anche in seguito molto più elevate di quelle usate in Europa.
Nel 1930, l'ormai sperimentata aggiunta del TEL permise allo US Army, che controllava le forze aeree terrestri, di emettere una specifica in base alla quale tutta la benzina avio prodotta negli Stati Uniti doveva avere 87 ottani, ottenuti con l'aggiunta dello 0,8-1 %, in volume di piombo.
Pochi anni dopo questa specifica venne adottata anche in campo internazionale, ed il TEL diventò così un prodotto chimico industriale d’importanza strategica basilare, che sarebbe stato fabbricato anche in Italia, in uno stabilimento realizzato a Trento nel 1939, quando la Seconda Guerra mondiale stava ormai per iniziare.
Fino all'8 settembre 1943, la produzione autonoma di TEL consentì alla Regia Aeronautica di usare il carburante a 87 ottani sui Fiat A 74 RC 38, che avevano un rapporto di compressione pari a 6,7.
Nel 1934, la Pratt & Whitney aveva fornito, infatti, alla casa torinese la licenza di produzione della versione 2000 del suo TWIN WASP, che era stata messa a punto in via cautelativa per poter continuare ad usare la benzina a 87 ottani anche nel caso in cui quella nuova a 98 ottani, già adottata sulla versione dello stesso motore in uso negli Stati Uniti, non tosse stata prodotta in quantità sufficienti.
Quest’ultima benzina avio era stata messa a punto dai chimici della Shell e della Standard Oil dopo una precisa richiesta avanzata da alcuni celebri piloti dell'USAAC (United States Army Air Corps), tra i quali spiccava Jimmy Doolittle, pilota degli idrovolanti statunitensi che avevano partecipato alla Coppa Schneider e futuro organizzatore del primo
bombardamento aereo su Tokio, effettuato il 18 aprile 1942 dai North American B-25, decollati dalla portaerei HORNET.
La benzina a 98 ottani veniva prodotta con un nuovo metodo di idrogenazione degli idrocarburi di base, effettuato in presenza di un catalizzatore a base di nickel e con l'aggiunta dello 1,7 %° in volume di TEL. Fu poi testata in via ufficiale dai laboratori della NACA di Wright Field, usando un caccia sperimentale Boeing YP-29 dotato di un Pratt &
Witney Ft-1340 WASP a nove cilindri, del 1926, che con la benzina avio a 60 ottani erogava 550 HP, con quella a 92 ottani ne dava 720 e con quella a 98 ottani arrivava a 900 HP.
Con questi incrementi di potenza il rateo di salita dello stesso YP-29 aumentava del 40% e la corsa di decollo si riduceva del 83%, mentre l'incremento di velocità massima si limitava all'11%, per le sua scarsa aerodinamicità.
Questi importanti risultati stimolarono l'ulteriore processo di miglioramento della aviation gasoline, ed in breve tempo ne venne messa a punto una a 100 ottani che cominciò ad essere prodotta in grossi quantitativi dalla Standard Oil. Alla fine del 1935 ne erano stati già consegnati 300.000 galloni, che, nel 1938, le permisero di diventare la nuova benzina standard degli aeroplani da combattimento statunitensi.
Per valutare con precisione quale fosse la resistenza alla detonazione di queste ultime benzine con ottano uguale o superiore a 100, le modalità di numero di misura di questo parametro dovettero essere modificate, introducendo due diverse condizioni tipo di funzionamento del motore campione usato per le prove.
Nella prima condizione veniva usato il regime di funzionamento al minimo, che viene generalmente mantenuto in volo di crociera facendo uso di una miscela d’alimentazione povera di carburante, detta magra.
Nella seconda condizione veniva invece usato il regime di massima potenza, tipico della fase di decollo o dell’arrampicata ad alta quota, che richiede invece una miscela ricca di carburante, detta grassa. A titolo indicativo la miscela magra usata dal Fiat A74RC 38 era di 240 grammi di combustibile per cavallo erogato e per ora di funzionamento e quella grassa di 330 grammi.
Queste due prove separate permisero di determinare un nuovo parametro, denominato Performance Number (P.N.), costituito da due valori accoppiati tra loro che davano un'indicazione analoga al vecchio numero d'ottano, ma riferita ai due tipi di miscela povera e ricca che, nelle rispettive condizioni di minima o massima potenza erogata,
non provocavano la detonazione nel motore.
Gli ultimi tipi di benzine standard che venivano prodotte con aggiunte di TEL sempre più elevate, avevano pertanto 100/130 e 115/145 ottani e, dopo la guerra, venne prodotta anche quella a 108/135 ottani.
In seguito anche le benzine standard con titolo inferiore a 100 ricevettero una numerazione analoga, diventando a 55/60, 80/87 e 91/98 ottani.
Sul piano militare le conseguenze del forte incremento di prestazioni consentito da questi nuovi carburanti furono cruciali. Specialmente ad alta quota, dove la sovralimentazione è fondamentale per poter ovviare alla minore pressione ed alla minore densità deII'aria aspirata dai cilindri, la potenza erogata dai motori aeronautici americani crebbe subito di oltre il 30%. ll citato Pratt & Whitney TWIN WASP, in particolare, passò dai 900 HP della versione R- 1830-64 ai 1.200 HP della versione R-1830- 86.
Venne quindi prodotto in ben 173.618 esemplari, che furono montati su oltre 20 tipi di aeroplano americani, francesi, britannici e svedesi, come i diffusi Douglas C-47 (DC-3) da trasporto, che furono ampiamente utilizzati nelle operazioni belliche e rimasero poi largamente in uso nel dopoguerra come aerei passeggeri.
Dotato di appositi turbocompressori a gas di scarico, fu anche installato sul bombardieri quadrimotori Consolidated B-24 LIBERATOR e sui caccia Grumman F-4F WILDCAT della US Navy.
Se il Macchi MC-200 avesse avuto a disposizione la versione da 1.200 HP del TWIN WASP, che era analogo al Fiat A74 RC 38 per quanto riguardava struttura pesi e ingombri, avrebbe fornito fin dal 1940 prestazioni di volo analoghe a quelle del successivo Macchi MC-202, entrato in linea due anni dopo.
Questo nuovo caccia, che pesava a vuoto 2.500 kg, era infatti dotato di motore in linea Daimler Benz DB 601A con una potenza di 1 .175 CV, che gli consentiva di raggiungere 599 km/h a 5.600 m. La Pratt & Whitney realizzò poi l'R-2800 DOUBLE WASP con 18 cilindri a doppia stella, di 46 litri di cilindrata, che, con la benzina a 100/ 130 ottani ed un compressore centrifugo monostadio, forniva 2.000 HP, saliti in seguito, con la benzina a 115/145 ottani, a 2.800 HP.
Dal 1939 al 1960 ne sarebbero stati prodotti 125.344 esemplari che furono installati su una quarantina di tipi di aeroplani.
Anche la Fiat produsse un motore radiale simile, I'A-80 a 18 cilindri destinato agli assaltatori Breda Ba-65 e ai bombardieri BR-20, che, usando la benzina a 87 ottani e non disponendo di turbocompressori a gas di scarico, mai costruiti in Italia, ebbe molti problemi a dare inizialmente 1.000 CV, raggiungendo poi 1.200 CV solo nel 1943, quando era troppo tardi.
L'evoIuzione dei radiali della celebre casa statunitense non si fermò al DOUBLE WASP, poiché furono prodotti anche gli R-4360 WASP MAJOR con 28 cilindri su 4 stelle da 71 ,4 litri di cilindrata, che davano inizialmente 3.000 HP portati in seguito a ben 4.300 HP.
Sul piano bellico effettivo, I primi a trarre vantaggio dalla marcata evoluzione dei carburanti americani furono gli Inglesi, che fino alla ritirata da Dunkerque avevano alimentato i motori Rolls Royce MERLIN Il degli HURRICANE I e degli SPITFIRE I della RAF con la benzina avio a 87 ottani che, come detto, gli permetteva di erogare 1.040 HP a 3.000 giri e a 1.680 m.
Qualche mese prima deIl'inizio della battaglia d'lnghiIterra di fine estate del 1940, i Britannici cominciarono però a ricevere i primi consistenti quantitativi di benzina avio a 100 ottani forniti dagli Americani che, a partire dal giugno 1940, furono subito usati sulla nuova versione SPITFIRE Il del loro migliore caccia intercettore, dotata del MERLIN XII, che dette subito 1.175 HP.
Nello stesso tempo gli Inglesi cominciarono ad installare, sul loro due validi caccia, nuove versioni potenziate del MERLIN, che erano state ottenute dotandoli di nuovi compressori meccanici centrifughi di sovralimentazione a due stadi della miscela, con intercooler intermedio e doppia velocità di rotazione, che gli consentivano di raggiungere in quota rapporti di compressione nettamente più elevati.
Conseguentemente, a partire sempre dal giugno 1940, apparvero anche i primi HURRICANE ll dotati dei nuovi MERLIN XX che, con la benzina a 100 ottani, erogavano 1.300 HP a bassa quota e 1.460 HP a 3.000 giri a 1.905 m.
Grazie a questi forti aumenti di potenza, nel settembre successivo, I due caccia britannici riuscirono a fronteggiare con successo i Messerschmitt Bf-109E germanici, che essendo propulsi dagli anzidetti Daimler Benz DB601 da 1.175 CV al decollo e pesando a vuoto solo 1.900 kg, sarebbero stati nettamente superiori.
I MERLIN XX furono poi seguiti da parecchie altre versioni di questo motore eccezionale, come il MERLIN 45, alimentato sempre con la benzina a 100 ottani, che erogava ancora 1.300 HP a bassa quota e 1.470 HP ad un'aItezza di 2.820 m.
A partire dagli inizi del 1941 esso fu Installato sugli SPITFIRE V che presero poi parte ai combattimenti contro la Regia Aeronautica in Nord Africa e sul Mediterraneo.
Il successivo SPITFIRE VI ricevette a sua volta il MERLIN 47 di potenza analoga, mentre, sugli ulteriori SPITFIRE Mk-VII, Mk-VIII e Mk-IX vennero montati I MERLIN 61 del 1942 che usavano una benzina a
115/145 ottani che gli consentiva di erogare 1.565 HP a 3.740 m e 1.390 HP a 7.170 m.
Negli ultimi anni di guerra il motore della Rolls Royce fini con dare 2.000 HP per brevi periodi e questa incredibile crescita giunse poi alla sua punta estrema nelle gare di velocità per aerei a pistoni che cominciarono ad essere effettuate in America alcuni anni dopo la fine del conflitto, dove, opportunamente modificato ma sempre con la stessa cilindrata, sarebbe arrivato a 3.000 HP.
Conseguentemente, il merito della vittoria nella Battaglia d'lnghiltera non poteva essere attribuito ai soli piloti da caccia britannici che vi presero parte, ma andava anche ascritto alla provvidenziale disponibilità della benzina americana a 100 e più ottani; sul cui uso effettivo, in termini di quantità disponibili e numero di aeroplani che la impiegarono, gli Inglesi sono sempre stati riservati; adempiendo al precetto di Winston Churchill secondo il quale la verità è tanto preziosa che, in tempo di guerra, bisogna tenerla sempre nascosta.
Fu un riserbo opportuno, perchè alcuni anni prima dell'inizio del conflitto il governo di sua Maestà aveva commesso il grave errore di respingere la richiesta, avanzata dalle compagnie petrolifere britanniche, di finanziare nuovi impianti che avrebbero prodotto benzine simili, con il processo chimico detto di alkilazione.
ll Piombo Tetraetile venne ovviamente usato anche nelle benzine che furono prodotte ed usate in Germania e fornite alla Regia Aeronautica. Queste venivano ricavate solo in minima parte dal petrolio greggio estratto in Romania, ed in misura molto più elevata dal processi industriali di sintesi basati sull'idrogenazione del carbone fossile e del catrame.
Le benzine sintetiche tedesche avevano, però, un basso numero di ottano, che, in base alle “Technische Lieferbedingungen für die Flugmotoren Frontkraftstoife”, emesse dallo RLM (Reich Luftfahrt Ministerium), veniva incrementato con l'aggiunta dell'1,15-1,20 %. in volume di Piombo Tetraetile.
L'uso di questo quantitativo di TEL, meno spinto di quello delle aviation gasollnes usate dai due Paesi anglosassoni, portò alla produzione industriale di due tipi fondamentali di benzina avio.
La prima, fabbricata già prima della guerra, era siglata B4, aveva 89 ottani e una colorazione blu. La seconda, introdotta in grossi quantitativi a partire dal 1942, veniva invece denominata C3, aveva 97 ottani ed una colo- razione verde.
La B4 venne perciò usata fin dall'inizio delle ostilità sui diffusi Daimler Benz DB601A a 12 cilindri in linea a V rovescia da 33,9 litri di cilindrata, che erano entrati in produzione nel 1937 e potenziavano i Messerschmitt Bf-109 E ed F ed il bimotore Messerschmitt Bf-110, impiegati nella Battaglia d'lnghilterra.
Questo motore erogava una potenza di 1.175 CV a 2.600 giri al livello del mare e 1.100 CV a 4.500 m, che era dello stesso ordine di grandezza di quella erogata dai primi MERLIN solo grazie alla sua cilindrata, di circa il 25% superiore a quella del motore britannico.
ll DB-601 A venne poi prodotto anche in Italia dalla Alfa Romeo con la designazione RA 1000 RC 41 MONSONE per essere installato, agli inizi del 1942, sugli anzidetti caccia Macchi MC-202.
Questa versione iniziale DB-601A dette luogo a diverse varianti destinate all'impiego sul vari tipi di aeroplani militari tedeschi, come la DB601AB usata dai bimotori Bf-110, e fu poi riprogettata e migliorata per poter usare la nuova benzina C3, che era più adatta a bruciare con le miscele ricche usate per fornire le potenze massime, dando luogo alla nuova versione DB601N che manteneva la stessa potenza di 1.175 CV al livello del mare e dava invece 1.270 CV a 2.100 m di altezza.
Con il procedere della guerra e l’ingresso in linea delle nuove versioni sempre più potenti degli SPITFIRE e degli altri velivoli avversari, queste prestazioni cominciarono ad essere insufficienti, ed il DB601N, che aveva un notevole potenziale di crescita, venne ulteriormente modificato, aumentandone l’alesaggio dei cilindri da 150 a 154 mm e portando in tal modo la cilindrata a 35,7 litri.
Anche la sua velocità di rotazione venne incrementata, portandola da 2.600 a 2.800 giri al minuto. L'introduzione di questi e di altri miglioramenti dette luogo al nuovo motore Daimler Benz DB605 che usava inizialmente la stessa benzina B4 a 89 ottani, e passò poi, dal 1942, alla C3 a 97 ottani.
La disponibilità quantitativa di quest'ultima benzina diventò, in seguito, sempre più aleatoria a causa dei bombardamenti aerei alleati dei relativi impianti di produzione, e la Luftwaffe fu spesso costretta a riusare la precedente B-4.
l DB-605, installati sui Messerschmitt Bf-1096 della Luftwaffe e sul Macchi MC-205, Fiat G- 55 e Reggiane Re2005 italiani, usavano un compressore centrifugo di sovralimentazione ad un solo stadio e a più velocità che era azionato idraulicamente e regolato barometricamente in modo da consentirgli di variare continuamente il rapporto di compressione della miscela benzina-aria a seconda della quota, portandolo ad un massimo di 7,5 con la benzina a 89 ottani e di 8,5 con quella a 97 ottani.
Malgrado ciò i quantitativi ridotti di TEL contenuti in queste benzine non consentivano agli stessi motori di fornire al decollo e ad alta quota tutta la potenza necessaria e, sempre a partire dal 1944, i Tedeschi dovettero introdurre sui loro motori altri due sistemi di sovralimentazione, capaci di addizionare alle benzine due diversi tipi di sostanze antidetonanti.
ll primo sistema, denominato MW-50, consisteva nell’iniettare nel compressore meccanico di sovralimentazione una miscela liquida aggiuntiva costituita per metà da acqua e per l'altra metà da etanolo, vale a dire lo stesso alcol etilico usato nella Grande Guerra; mentre il secondo, denominato GM-1, impiegava una miscela contenente in soluzione una certa quantità di ossido d'azoto.
La versione DB-605 A, che con la sola benzina C3 a 100 ottani erogava al decollo 1.475 CV a 2.800 giri, ne dava poi 1.800 ad alta quota usando il sistema MW-50.
Questo discorso sulle benzine aeronautiche, appena accennato e riferito a pochi tipi di motori molto diffusi e significativi, sarebbe molto più lungo e complesso, perché richiederebbe una buona conoscenza della chimica organica e la disponibilità di parecchi dati specifici, non sempre disponibilì.
Si può comunque affermare che, nel corso della Seconda Guerra Mondiale, le due aviazioni alleate fecero un largo uso delle benzine ad altissimo numero di ottano, messe precedentemente a punto dagli Americani, uso che iniziò parecchio tempo prima di quello effettuato dalle due Aeronautiche dell'Asse, con gli analoghi carburanti prodotti in Germania.
Prendendo come riferimento la sola benzina a 100 ottani, si vede infatti che questa fu utilizzata in Inghilterra fin dal giugno 1940, mentre l'analoga C3 germanica cominciò ad essere largamente usata solo a partire dal 1942 e cioè dopo che erano trascorsi altri due anni di guerra.
Anche i sistemi MW-50 e GM-1 che le rendevano quasi equivalenti a quelle con numeri di ottano superiori a 100 vennero introdotti solo dal 1944, con gli effetti negativi, sulla resa dei motori e le conseguenti prestazioni dei velivoli, che si possono facilmente immaginare.
