Nieman JAI-1

Nieman JAI-1
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Hai-1.jpg
Avión de pasajeros Nieman JAI-1 de las últimas series
TipoAvión de pasajeros
País de origenBandera de la Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas Unión Soviética
Historia de producción
FabricantesFábrica No.21 y Fábrica No.43
Diseñado por Yosif Grigorievich Nieman
Producción1934 y 1936
N.º construidos43
VariantesJAI-1VV (JAI-3)
Nieman PS-5
Desarrollado enNieman JAI-5
Historia de servicio
Primer vuelo4 de octubre de 1932
Introducido1935
Retirado1940
EstadoRetirado
UsuarioAeroflot

Nierman JAI-1 (En ruso: Неман ХАИ-1) – Avión de pasajeros desarrollado por una grupo de estudiantes del Instituto de Aviación de Járkov (JAI) como trabajo de curso, bajo la dirección de Y. G. Nieman. El avión resultó exitoso, convirtiéndose en el primer avión de Europa con tren de aterrizaje retráctil y primer avión de pasajeros con esta novedad en el mundo.

Se ordenó su producción en serie, siendo producidos 43 ejemplares que fueron utilizados con éxito por Aeroflot en sus rutas internas hasta 1940. El avión despertó el interés de los militares, que evaluaron sin éxito dos ejemplares modificados como aviones de reconocimiento y bombarderos ligeros bajo la denominación JAI-1VV (JAI-3 para el grupo de Nieman) y solicitaron el desarrollo de un avión de reconocimiento fotográfico desarmado conocido como SFR (JAI-6).

Historia

A finales de los años 20 e inicio de los 30 se extendió por toda la URSS una “fiebre” de aviación. El jefe de estado Stalin se refería al papel de la aviación como una punta de lanza en el futuro luminoso de la humanidad. Prácticamente todos los días los diarios y la radio daban a conocer a la población acerca de un nuevo logro o récord de la aeronáutica nacional. La industria aeronáutica había despertado y se producían gran cantidad de modelos de diferentes tipos y funciones, numerosas eran también las innovaciones y campos de investigación que se abrían ante los científicos de las universidades e institutos especializados.

En esta atmósfera comenzó a destacar un joven colectivo del Instituto de Aviación de Járkov que en el primer vuelo de un prototipo totalmente “verde” de su primera creación, alcanzó los 300 km/h, cifra considerada como meta a alcanzar para los diseños aeronáuticos soviéticos de la época. Pocas veces se ha logrado algo así en la historia de la aviación. Para muchos aquello fue inesperado y contribuyó a lanzar al estrellato a su diseñador, el joven de 29 años Yosif Grigorievich Nieman.

Para Nieman sin embargo, este triunfo no fue casual. A él se llegó luego de un largo estudio del desarrollo aerodinámico internacional. Para este momento el joven Nieman ya contaba con una amplia experiencia constructiva, adquirida en el trabajo en la Fábrica Aeronáutica de Járkov bajo la dirección de K. A. Kalinin.

Pruebas de retracción del tren en el prototipo JAI-1
A partir de 1930 Nieman comenzó a dirigir la cátedra de construcción aeronáutica del JAI. En esta institución Nieman pudo, no sin la ayuda de la dirección del centro, comenzar el desarrollo de su teoría de mezclar la enseñanza con la práctica en la construcción aeronáutica. En el instituto los estudiantes se integraban a brigadas que recibían tareas concretas en el desarrollo de modelos reales de aeroplanos. De forma individual cada estudiante recibía una tarea dentro de la de la brigada. En el proceso de desarrollo todas las inquietudes eran discutidas en reuniones de trabajo con la participación de los ingenieros y especialistas del instituto. De esta forma todos los estudiantes participaban de manera directa en todo el desarrollo del modelo. Esto garantizaba la mejor preparación integral de los especialistas y la formación de los principios del trabajo ingeniero.

El primer proyecto del JAI utilizando el método de Nieman fue el JAI-1, primer avión de Europa con tren de aterrizaje retráctil y primer avión de pasajeros con esta novedad en el mundo.

Desarrollo

Avión de pasajeros Nieman JAI-1 en las pruebas, aún sin el anillo Townend
En mayo de 1931, al finalizar una conferencia Nieman lanzó la convocatoria para los estudiantes interesados en desarrollar un avión real. Por supuesto que no faltaron los voluntarios. El proceso de desarrollo de un avión de pasajeros de 6 plazas fue conciliado con la dirección central de la OSOAVIAJIM ucraniana, que decidió financiar el desarrollo. El proyecto debería estar listo para febrero de 1932, por lo que los estudiantes tendrían menos de un año para su desarrollo.

Luego de analizar las características de los aviones de transporte en explotación en el país y en el extranjero y amplias consultas con especialistas en aerodinámica, Nieman se decidió por un esquema conceptual monoplano de ala baja con un limpio fuselaje en forma de habano y tren de aterrizaje retráctil, utilizando como material principal la madera.

Especialistas del instituto pusieron objeciones a esta idea por considerarla demasiado compleja para los estudiantes y solicitaron se trabajase en un proyecto más sencillo y convencional. Ante este problema Nieman reaccionó con rapidez, creando dos grupos de trabajo: uno, dirigido por el bachiller L.D. Arson trabajaría en la solución concebida por Nieman, que recibiría la denominación JAI-1; un segundo grupo, dirigido por el bachiller A. Yeriomienko diseñaría un avión más convencional con tren de aterrizaje fijo que recibió la denominación JAI-2.

Ambos proyectos fueron presentados en tiempo. El análisis de los expertos destacó como más factible el primer proyecto, JAI-1, por considerarlo más veloz y menos costoso. Se aprobó la construcción de un prototipo y se asignaron los fondos para su desarrollo.

En marzo de 1932 los dibujos conceptuales fueron enviados a la Fábrica de Aviación de Járkov. El diseñador general de la fábrica, K. A. Kalinin, decidió apoyar a los muchachos. La construcción del prototipo fue desarrollada por los propios estudiantes, bajo la supervisión de personal técnico e ingenieril de la fábrica y duró tan sólo 180 días.

El primer vuelo del prototipo tuvo lugar el 4 de octubre de 1932 con el piloto Boris N. Kudrin y teniendo al propio Nieman como pasajero. En este vuelo, que incluyó tan sólo el despegue, un círculo alrededor del aeródromo y el aterrizaje, el avión demostró buena estabilidad y manejo.

El primer vuelo oficial de pruebas tuvo lugar el enero de 1933. Una vez recogido el tren de aterrizaje la velocidad se incrementó dramáticamente. Los observadores terrestres registraron 292 km/h (en alguna literatura se ha afirmado que fueron 300 km/h), lo que significaba una velocidad superior a la de la mayoría de los cazas en servicio.

Nieman JAI-1 se prepara para el despegue
Luego de las pruebas fabriles se solicitó el traslado a Moscú del JAI-1 para comenzar las pruebas estatales en el NII VVS. Se pidió autorización para realizar el traslado por aire, siendo concedida. El 17 de febrero de 1933 el JAI-1 con los diseñadores y toda la documentación necesaria despegó de Járkov, aterrizando en Moscú 2 horas y 54 minutos después, lo que constituyó un nuevo récord.

En el propio mes de febrero de 1933 el periódico “Isvestia” publicaba en titulares “Primer lugar en Europa” donde se destacaba:

“… el avión JAI-1 con tren de aterrizaje retráctil en vuelo ha obtenido en las pruebas 290 km/h. Con esto la aviación soviética se ha situado en el primer lugar de Europa y el segundo del mundo”

En los meses de mayo y junio de 1933 se desarrollaron las pruebas estatales de aceptación, que estuvieron a cargo de P. M. Stefanovski e I. F. Petrov. Como resultado de las pruebas se destacó en el informe que por sus prestaciones este ejemplar, con el mismo motor M-22, superaba no solo a los transporte civiles, sino a muchos de los aviones militares, incluyendo cazas. Tanto P. M. Stefanovski como I.F. Petrov recomendaron el modelo para el servicio de Aeroflot, destacando que superaba en un 50% la velocidad del avión de pasajeros estandarizado de la compañía, el Kalinin K-5. Nieman recibió la Orden de la Estrella Roja por el proyecto del JAI-1.

Descripción

Tres vistas del Nieman JAI-1
El JAI-1 fue concebido como monoplano de ala baja cantiléver con un fuselaje aerodinámicamente limpio de sección transversal oval. El tren de aterrizaje de tipo retráctil, escamoteable manualmente. De primera vista se podía apreciar que se trataba de un desarrollo moderno y altamente perspectivo, muy superior a los anticuados biplanos en servicio. Su configuración era similar a la del Lockheed Orion.

Un detalle de no poca importancia lo constituía el que toda la construcción se realizó en madera con recubrimiento de contrachapado, exceptuando las superficies de control que presentaban recubrimiento de tejido. Aunque esta decisión fue criticada por muchos y se tildó a Nieman de anticuado; el uso de madera el la construcción aeronáutica de los años 30 estuvo avalado por los resultados del 14 Salón Aeronáutico de París de 1934. De todos los aviones presentados el 27% era construido íntegramente en madera y el 35% presentaba construcción mixta con amplio uso de la madera contrachapada. Esto significa que en más del 62% de los modernos aviones de la época se utilizaba la madera.

La selección de Nieman de la madera estuvo también basada en los siguientes razonamientos:

  • Materia prima de total producción nacional;
  • Bajo costo del material;
  • Facilidad de mantenimiento y reparación;
  • Poco peso relativo;
  • Sencillez de los procesos tecnológicos asociados;
  • Facilidad de realización de elementos y superficies curvilíneas;
  • Facilidad de creación de elementos de gran limpieza aerodinámica.;
  • Garantía de la necesaria resistencia y dureza.

El centroplano formaba un conjunto único con el fuselaje y las consolas alares desmontables presentaban dos largueros en forma de caja con tabiques. Estas consolas alares presentaban aflechamiento en el borde de ataque, mientras que el de fuga marchaba perpendicular al eje central de la aeronave. La mecanización alar sólo incluía alerones no balanceados. En el JAI-1 Nieman por primera vez utilizó el luego popular esquema de obtención de variación del centro de gravedad a partir del aflechamiento de las consolas alares.

El fuselaje estaba construido con estructura monocoque, con uso de cuadernas de madera en forma de cajuela y riostras de forma trapezoidal para aumentar la superficie de encolado con el recubrimiento. El recubrimiento de todo el avión se realizó con madera contrachapada de abedul en 5 o 7 capas. Para minimizar la resistencia aerodinámica y mejor defensa a las inclemencias del tiempo toda la superficie se recubrió con tejido AST-100.

Estructura del Nieman JAI-1
El tren de aterrizaje de tipo convencional presentaba aterrizadores principales sin amortización, con una única rueda de baja presión y patín en la unidad de cola. Las ruedas principales se retraían hacia el eje central de la aeronaves mediante un sistema manual. El piloto debía hacer girar una manivela para mover unas piezas cónicas en las que se enrollaba o liberaba la cuerda que permitía la retracción (48 giros para la retracción y 45 para la extensión). Este sistema tenía como desventaja que requería gran esfuerzo físico y atención por parte del piloto, pero a su favor nos corresponde destacar que fue el primer paso y por otro lado funcionó bien.

El JAI-1, estaba propulsado por un motor radial Shvietsov M-22 de 480 hp (copia soviética del motor radial Bristol Jupiter VI) protegido por un anillo Townend.

Esta aeronave permitía el acomodo del piloto en una cabina abierta (sólo en el prototipo) ubicada en posición alta detrás del motor y la de sus pasajeros en otra de tipo cerrado con dimensiones 2.7m x 1.42m x1.8m y capacidad para seis asientos. Durante la explotación esta capacidad fue reducida a sólo 5 debido al aumento de peso motivado por la necesidad de refuerzos estructurales.

Producción

JAI-1 producido por la Fábrica No.21 de Gorki
A partir de marzo de 1933 el director del GUAP P. I. Baranov, aprobó la producción en serie del JAI-1 en las facilidades de la Fábrica de Aviación de Járkov en sustitución del Kalinin K-5.

Esto trajo también como consecuencia la creación de un nuevo buró de construcciones que pasó a denominarse Grupo de Proyectos del NIS JAI. Al frente de este grupo fue destacado I. G. Nieman. Pronto el grupo contó con 10 brigadas de ingenieros, cada una con 5 – 7 especialistas (la mayoría recién graduados del JAI) y un área propia de producción para prototipos denominada Talleres Centrales Experimentales del JAI (TsON JAI), dirigida por Galietko.

Se nombraron como ingenieros principales para la producción a S. Ya. Zholkovsky y L. D. Arson. Cada brigada trabajaba con su jefe en la parte del proyecto correspondiente y en diferentes etapas del desarrollo las brigadas intercambiaban entre ellas. En todos los trabajos hubo siempre una alta participación estudiantil.

Ya en el propio mes de marzo comenzaron los problemas. La Fábrica de Aviación de Járkov no podía pasar a la producción del JAI-1 por estar concentrada en la preparación para la producción del gigantesco Kalinin K-7.

Para la producción del JAI-1 fue destacada una nueva fábrica, la No.21 A. S. Yenukidze, ubicada en la ciudad de Gorki. Esta fábrica se encontraba en la transición entre el caza Polikarpov-Grigorovich I-5 al más avanzado Sujoi I-14, por lo que en el momento no se encontraba produciendo.

Para este momento y alentados por los excelentes resultados las VVS solicitaron evaluar el JAI-1 contra el modelo LR de Kochierigin, que se preparaba para la producción en serie. La evaluación resultó tan positiva que las VVS decidieron solicitar una versión del JAI-1 como avión de reconocimiento y bombardero ligero bajo la denominación JAI-1VV o JAI-3, ordenando con urgencia una serie de 10 ejemplares.

El 7 de julio de 193 Baranov volvió a emitir un documento en el que se orientaba: “… Organizar en la Fábrica No.21 un KB para la preparación de la producción del avión JAI-1, la reproducción de los planos y las modificaciones necesarias… Trabajar la versión militar del JAI-1. “

JAI-1 de pre-serie
El grupo de proyectos del JAI-1 tuvo todavía que trabajar varios meses para preparar los planos de la versión militar y su entrega a la Fábrica No.21. Del JAI se envió un grupo de especialistas dirigidos por L. D. Arson para preparar la producción del cabeza de serie.

Este grupo introdujo varios cambios al diseño antes de prepararlo para la producción en serie. El tren de aterrizaje fue modificado con nuevos aterrizadores amortizados, el mecanismo de retracción fue sustituido por uno más fiable, el área de los timones se incrementó, la cabina de pasajeros recibió dos nuevas ventanillas a cada lado, lo que aumentó su número a seis, se adicionó un baño, se mejoró la ventilación y las paredes fueron recubiertas con paños de material acústico. El área de carga fue agrandada. Se adicionó una cubierta deslizable para la cabina del piloto. A pesar de todo esto se logró reducir el peso en 125 kg.

El primer producto de la fábrica en Gorki en alzar el vuelo fue un JAI-1VV con número 3211, volado por el piloto probador de la fábrica T. S. Zhukov a inicios de 1934. Este prototipo de pre-producción alcanzó en las pruebas los 319 km/h y pronto fue seguido por dos ejemplares en versión civil con números 3212 y 3213. Uno de ellos poco tiempo después pasó las pruebas estatales en el NII GVF.

No obstante en la fábrica No.21 las cosas iban con demasiada lentitud. Problemas organizativos, unido a la escasa experiencia de los constructores del JAI en relación con la instalación del armamento, complicaban el proceso. Por si fuera poco, el armamento constantemente fallaba. La entrega al NII VVS para las pruebas estatales de aceptación del modelo militar se retrasaba, pero los militares solicitaban dar prioridad al desarrollo del armamento de la versión militar antes de comenzar la producción de la serie civil.

Nueva fábrica

JAI-1 producido por la Fábrica No.43 de Kiev
G. N. Koroliov, que había sustituido a Baranov en el cargo de Jefe del GUAP emitió una resolución con fecha 11 de junio de 1934 donde se solicitaba trasladar la producción de la Fábrica No.21 en Gorki a la No.43 en Kiev. Esta decisión, si bien acercaba la base productiva al instituto, llevaba otra vez a la posición inicial todo el trabajo de preparación desarrollado, lo que trajo no pocas protestas por parte de Nieman.

La Fábrica No.43 de Kiev recibió la instrucción de entregar 20 ejemplares de aviones civiles para la segunda mitad de 1934. Para los especialistas de esta fábrica era novedoso el método de encolado del recubrimiento. Sólo en el mes de octubre la fábrica recibió la transferencia desde la Fábrica No.21 de la documentación, las partes y piezas producidas y un ejemplar (el No.3211) para ser usado como base para la serie.

Los planos recibidos por la fábrica de Kiev estaban incompletos, por lo que Nieman se vio obligado a enviar a dos representantes a la Fábrica No.43. Es interesante destacar que estos dos “representantes”: K. G. Morozov y I. P. Zhiganov, fueron estudiantes de cuarto año del JAI.

El plan de producción del JAI-1 para 1934 no pudo ser cumplido. Para el mes de noviembre sólo se había terminado el ejemplar cabeza de serie (No.44301) en versión JAI-1VV militar, que fue volado por el piloto probador V. G. Makarov. Las primeras entregas de ejemplares civiles tuvieron lugar a inicios de 1935.

Servicio operativo

Avión JAI-1 en servicio con Aeroflot
Aeroflot comenzó las pruebas de operaciones en la línea Moscú – Kiev en el mes de abril de 1935 con el piloto A. Grigoriev. A inicios de 1936 comenzaron las operaciones regulares en la línea MoscúSimferópol. El 7 de abril de 1937 se abrió la línea MoscúTashkent. El piloto R. I. Kaprelyan cubrió la ruta de 3000 km en 11 horas de vuelo con una única escala en Aktiubinsk. Al día siguiente regresó a Moscú.

Durante el período de explotación se reportaron dos accidentes. Un extremo alar se rompió durante un despegue y en otra ocasión un aterrizador colapsó durante un aterrizaje. Se creó una comisión dirigida por V.K. Tairov. Se tomaron una serie de medidas tendientes a reforzar la estructura, lo que trajo aparejado un incremento de peso que obligó a eliminar un asiento de pasajeros.

Para demostrar la eficiencia de las modificaciones, los pilotos S. Tabarovsky y R. I. Kaprelyan efectuaron 40 aterrizajes de pruebas en diferentes condiciones sin que se registrase ningún problema. El propio piloto S. Tabarovsky el 3 de septiembre de 1937 realizó en un JAI-1 un vuelo de 2375 km en la ruta TambovRostovBakúTbilisiRostovMoscú en 9 horas de vuelo.

En total se produjeron 43 ejemplares JAI-1 que fueron utilizados por Aeroflot como aviones de pasajeros y en el trasporte de correo y cargas en las líneas MoscúJárkov, Moscú – Mineralnye Bodi, RostovKrasnodar y algunas otras hasta fines de 1940.

Versiones

Nieman JAI-1 de la última serie
  • JAI-1. Versión civil producida entre 1934 y 1936. 43 ejemplares. La fábrica No.21 de Gorki produjo 2 ejemplares y la Fábrica No.43 de Kiev 40. Se mantuvo en explotación con Aeroflot hasta 1940.
  • JAI-1 Cyclone. - Versión propuesta con un motor norteamericano más potente Wright SRG-1820 Cyclone de 712 hp. El proyecto con este nuevo motor fue presentado por Nieman al GUAP el 21 de marzo de 1934, pero la cosa no pasó de allí.
  • JAI-1VV (JAI-3) – Versión militar como avión de reconocimiento y bombardero ligero desarrollada a partir de una solicitud de las VVS. Sólo se construyeron dos ejemplares al perder las VVS el interés.

Modelos relacionados

  • Nieman JAI-2 - Proyecto de avión de transporte de pasajeros de 6 plazas desarrollado en concurso con el JAI-1 por un grupo de estudiantes dirigidos por A. Yeremienko. Resultó perdedor en la contienda.
  • Nieman JAI-5 (SR) – Versión de avión de reconocimiento armado y bombardero ligero. Compitió con el Kochierigin SR resultando vencedor.
  • Nieman JAI-6 (SFR) – Versión de avión de reconocimiento fotográfico desarmada de alta velocidad

Usuarios

Especificaciones Técnicas

  • Tipo: JAI-1 (primeras series)
  • Función: Avión de pasajeros de 6 plazas
  • Año: 1932
  • Planta motriz: 1 x motor de pistón М-22 de 480 hp
  • Acomodación: 1
  • DIMENSIONES
    • Envergadura: 14.85 m
    • Longitud: 10.26 m
    • Superficie alar: 33.20 m²
  • PESOS Y CARGAS
    • Peso vacío: 1630 kg
    • Peso máximo de despegue: 2600 kg
    • Carga alar: 78.3kg/m²
    • Carga de potencia: 5.42kg/hp
    • Carga útil: 6 pasajeros u 876 kg de carga
  • PRESTACIONES
    • Velocidad máxima a nivel del mar: 324 km/h
    • Velocidad máxima a altura: 258 km/h
    • Velocidad de crucero: 252 km/h
    • Velocidad de aterrizaje: 85 km/h
    • Alcance práctico: 1130 km
    • Tiempo de ascenso a 3000 m: 12 min
    • Tiempo de ascenso a 4000 m: 23 to 25 min
    • Autonomía: 4.6 horas
    • Techo práctico: 7200 m
    • Carrera de despegue: 330 m
    • Carrera de aterrizaje: 240 m

Fuentes

  • Энциклопедия-справочник - Самолеты Страны Советов (Enciclopedia - Aviones del País de los Soviets). Colectivo de autores. Editora DOSAAF. 107066, Moscú. 1974. P. 71 En ruso.
  • Шавров В.Б. История конструкций самолетов в СССР, М.: Машиностроение, 1988.; Vol.1 p.472-473
  • Крылья Родины. Вячеслав Савин. Скоростной пассажирский ХАИ-1, 1/1988, p.22-25
  • Вячеслав Савин. Деревянная авиация профессора Немана
  • Enciclopedia Ilustrada de la Aviación, Editorial Delta S.A. Barcelona, 1982, ISBN: 84-85822-97-8, Vol 11, pág. – 2657.
  • Уголок неба
  • Wikipedia en inglés
  • Avia Deja Vu
  • Rusian Aviarion Museum
  • Virtual Aircraft Museum