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última versión al 16:02 4 jul 2019
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Silvanski I-220 (IS) (en ruso: Сильванский И-220 (ИС)) – Caza monoplaza poco exitoso desarrollado entre 1939 y 1940 por el ingeniero A. V. Silvanski en un intento de apoyo gubernamental a su carrera.
Sumario
Historia
En 1938 por decision del Comisariado de la Industria Aeronáutica el ingeniero Alexandr Vasilievich Silvanski recibiría la tarea de construir un nuevo caza denominado I-220 con motor M-88. La guerra en España había demostrado que la aviación soviética había quedado rezagada en relación a Occidente y la dirección del país puso en movimiento toda una campaña para en un corto período obtener modelos de cazas capaces de competir con los mejores contrincantes del mundo. Este era el momento propicio para que el comisario de la Industria Aeronáutica M. M. Kaganovich lograra asignar a su yerno un proyecto importante.
En 1938 Silvanski recibió la documentación de los desarrollos de cazas de Polikarpov que derivarían en el I-180. A esto se sumaban los planos de su malogrado proyecto IS M-87, también un desarrollo de la línea del famoso I-16.
Tras la muerte de D. P. Grigorovich luego de una penosa enfermedad su colectivo de trabajo, conformado por unos 20 especialistas de reconocida experiencia, había quedado descabezado, por lo que pronto fue puesto bajo la dirección de Silvanski, al igual que las facilidades en la Fábrica de Aviación No.135 en Novosibirsk.
Esta fábrica, dirigida por Ivan Mijailovich Danishevski ya por año y medio producía el caza I-16 Tipo 5 y la versión de entrenamiento UTI-4 (I-16 Tipo 14), por lo que su equipamiento y experiencia eran adecuados para la producción del nuevo caza I-220. Una buen parte del personal del nuevo OKB-153, creado por orden del GUAP del 1 de febrero de 1938, tenía sobrada experiencia en el desarrollo de aviones de caza, pues habían compartido junto a Grigorovich el diseño y construcción de los cazas I-5, I-Z, DI-3 e IP-1. Algunos de ellos conocían a Silvanski y otros, alentados por aumentos y ascensos decidieron trasladarse a Siberia para trabajar en el proyecto del nuevo caza.
En abril de 1939 Silvanski lanzaría un reto a Polikarpov:
“En correspondencia con la orden No.80 del comisario de la industria aeronáutica Kaganovich del 7 de abril le pido acepte el llamado de la construcción experimental para 1939 para el mismo tipo de avión, el I-220 construido por mí en la Fábrica No.153 y el I-180 proyectado por usted y construido en la Fábrica No.156. En caso de aceptar el reto le pido informarme y a la vez informar al presidente del comité técnico del Narkomat tobarich Golyayev.”
Desarrollo del proyecto
El colectivo comenzó con entusiasmo a trabajar en el proyecto. Las condiciones no eran malas pues se les habían garantizado vivienda en la ciudad y la base productiva era adecuada. A pesar de ello pronto comenzaron los problemas. Silvanski no se ocupaba de los cálculos, estos estaban a cargo de los especialistas. El constructor principal era “un generador de ideas”.
Al comenzar a trabajar con los planos los especialistas se dieron cuenta de que Silvanski carecía de conocimientos tan elementales como la diferencia entre un alerón y un larguero alar. Su autoridad entre los especialistas cayó y pronto el entusiasmo del colectivo cayó con ella.
Evaluación de la maqueta
A pesar de estos inconvenientes el trabajo avanzó hasta el desarrollo de una maqueta a tamaño real, que fue presentada para su evaluación a la comisión estatal entre el 13 y el 15 de julio de 1938. El avión I-220 fue presentado en esta oportunidad como IS (siglas que han sido interpretadas como Istrebitiel Stalina – Caza de Stalin o simplemente Iosif Stalin).
El informe de la comisión recogió:
“Considerar imprescindible instalar una rueda de cola con el desarrollo en paralelo de su sistema de retracción, garantizar el centrado entre el 26 y el 28% de la longitud en todas las variantes de aligeramiento hasta los 1500 kg”.
Se realizaron también observaciones acerca de la necesidad de completar el equipamiento de a bordo en la cabina del piloto. Se desatacó como positivo el grado de terminación de la maqueta y su nivel de detalle y se hizo mención a la ubicación poco tradicional de la cabina.
La maqueta no presentó la cabina hermetizada para el piloto ni el motor (en la Fábrica No.153 no existía ningún ejemplar del M-88 y ni tan siquiera una maqueta a tamaño real). Tampoco fue incluida la segunda opción de armamento consistente en dos ametralladoras sincronizadas ShKAS.
Descripción
El I-220 fue concebido como monoplano de ala baja cantiléver con cola de tipo convencional y tren de aterrizaje con las ruedas principales retráctiles.
El fuselaje presentaba construcción semimonocoque. La estructura estaba compuesta por cuatro largueros, 1 cuadernas y una serie de larguerillos. El recubrimiento, de contrachapado de abedul, presentaba grosor variable con disminución hacia la zona de cola. La quilla se construyó como parte del fuselaje.
La sección transversal del fuselaje en la región delantera era circular pero devenía en un óvalo vertical hacia la zona de cola.
En la zona de proa se instaló una estructura esquelética de tubos de acero que permitía la fijación del motor y de las ametralladoras.
La cabina monoplaza era cerrada, estando cubierta por un fanal transparente deslizable hacia atrá mediante unas guías. Para facilitar la entrada y salida de la cabina la borda izquierda presentaba una puertecilla abisagrada. El parabrisas se realizó con cristal blindado. El asiento del piloto presentaba blindaje trasero, al igual que el apoya-cabezas.
Entre las cuadernas 7 y 8 se instaló una escotilla para accesar a la estación de radio. La antena de tres cables se extendía desde un mástil ubicado sobre la cuaderna 8 hacia los extremos del estabilizador y el empenaje.
El ala, de construcción muy similar a la del caza Polikarpov I-16, estaba compuesta por el centroplano y consolas desmontables. El centroplano fue construido en metal con uso de duraluminio y acero 30JGSA en los puntos de fijación de los largueros y otros elementos estructurales.
Las consolas estaban constituidas por dos largueros tubulares con los extremos de duraluminio y 15 nervios esqueléticos. El recubrimiento era de contrachapado.
A diferencia del I-16 el ala del I-220 tenía un poco menos de superficie y mayor mecanización alar. La nueva ala presentaba flaps Shrenk de cuatro secciones ubicados en la parte inferior del borde de fuga alar. Estos flaps presentaban accionamiento electro-hidráulico. Los alerones tipo Frise presentaban una estructura de duraluminio y recubrimiento de tejido.
La cola de tipo convencional presentaba timones servo-compensados construidos a partir de una estructura de duraluminio recubierta de tejido. Estos compensadores disminuían de forma efectiva el esfuerzo sobre la palanca de mando, pero durante el proceso de pruebas fueron sustituidos por trimmers con accionamiento eléctrico. Tanto el estabilizador como la cola se construyeron con estructura de madera. El control de los timones de profundidad y los alerones era del tipo rígido. El del timón de dirección era mediante cables.
El tren de aterrizaje presentaba aterrizadores de una sola pata con soportes laterales para apoyar la retracción y al igual que el patín de cola se recogían mediante un sistema electro-hidráulico. En caso de emergencias el tren podía ser desplegado de forma manual, utilizando un balón de aire comprimido. En el panel de instrumentos se instaló una señalización luminosa para indicar la extensión y retracción de las ruedas.
El sistema de amortización era oleo-neumático. Las ruedas, con neumáticos de 600x160 mm presentaban sistema de frenado.
La planta motriz estaba compuesta por un motor Tumansky M-88 (que durante las pruebas debió ser cambiado a un M-87A), operando una hélice de tres aspas ZSMV-2 de 3 metros de diámetro. Bajo el capot NACA, con celosías reguladoras de flujo en la entrada de aire, se ubicó un radiador espiral para el aceite
La capacidad total de combustible alcanzaba los 300 litros, distribuidos en cinco tanques. Para incrementar le alcance en la zona del intradós alar podían ubicarse tanques auxiliares de 100 litros, que podían ser expulsados en vuelo. El llenado del sistema de combustible se realizaba mediante una toma en la parte superior del fuselaje y otras dos ubicadas sobre el centroplano.
El armamento del I-220-01 según el proyecto debía estar compuesto por dos cañones KP-20 (ShVAK) instaladas en las consolas alares (no existían cañones sincronizados). Se planificó instalar en el centroplano dos ametralladoras ShKAS sincronizadas con la hélice, ubicadas a los lados del nicho para el tren de aterrizaje. Otras dos ametralladoras sincronizadas se diseñaron sobre el motor, ubicadas entre las cabezas de los cilindros. Se planificó la instalación bajo las alas de dos soportes para bombas de 20 o 50 kg. En la cabina del piloto se instaló un colimador PAK-1. Con este armamento el IS se convertiría en uno de los cazas más terribles del mundo en aquella época.
Lamentablemente con el desarrollo del proyecto el peso comenzó a crecer y poco a poco los diseñadores se vieron obligados a desechar algunos tipos de armas. Inicialmente fueron eliminados los cañones, que en el prototipo I-220-02 (que ya se había comenzado a construir) fueron sustituidos por ametralladoras sincronizadas. Ya en este modelo también se eliminó la cabina hermetizada
El gran error
Aún durante el desarrollo del proyecto conceptual sería cometido un error que trazó el futuro del proyecto. Los diseños originales del proyecto, desarrollados en el buró de N. N. Polikarpov, concebían el uso del motor M-58 diseñado y construido por A. S. Nazarov. Se trataba de un motor radial de una sola fila de pistones enfriados por aire. Este motor de 680 hp en despegue y 570 hp de potencia nominal a 3500 metros utilizaba una hélice de 2.85 metros operadas directamente, sin reductor.
Los documentos sobre el uso de este motor fueron por instrucción de Kaganovich transferidos a Silvanski, pero lamentablemente en 1937, aún antes del comienzo de los trabajos del OKB-153 Nazarov fue arrestado y los trabajos sobre el motor M-58 liquidados.
En este momento Silvanski, pretendiendo incrementar las prestaciones del modelo, decidió seleccionar el potente Tumansky M-88 de 1100 hp. Este nuevo motor utilizaba un reductor planetario con ruedas cónicas y no permitía utilizar la hélice de 2.85 metros. En el eje de salida del reductor sólo podía instalarse una hélice de 3 metros de diámetro.
Las luz entre los aterrizadores principales de 2.49 metros, definida por Polikarpov en su proyecto, definía también el tamaño del centroplano en 2920 mm y a su vez el largo de los aterrizadores principales, para poder insertarlos una vez recogidos dentro de este centroplano. Las patas junto a las ruedas definían una altura de sólo 220 mm en lugar de los 250 necesarios, pues el recorrido máximo de los amortizadores era de 220 mm.
La posible solución hubiese estado en eliminar los cañones alares y aumentar la luz del tren, pero Silvanski se opuso debido a que la potencia de fuego había interesado a los militares. Como solución decidió modificar el sistema cinemático de retracción de un tren de aterrizaje con patas alargadas que debía recogerse en la misma cavidad que el anterior.
Para desarrollar esta solución molestaban los agregados inferiores del motor y la ubicación de los escapes, situados en la región central del intradós en el centroplano. Para solucionar este problema Silvanski escribió al nuevo jefe de la Fábrica de Motores No.29, S. K. Tumansky exigiéndole eliminar estos elementos y argumentando que el avión era más importante que el motor. Este telegrama no obtuvo respuesta, pues los especialistas motrices por su parte, consideraban que sin estos agregados no habría motor.
Desarrollo del prototipo
Pronto los especialistas, preocupados por su futuro (pues veían cada vez más incierto el del avión), comenzaron a abandonar a Silvanski. El proyecto comenzó a perder el ritmo y los cronogramas comenzaron a retrasarse. Sólo para agosto de 1939 el I-220 pudo ser terminado.
Desarrollo de las pruebas
Entre el 24 de septiembre y el 6 de octubre de 1939 el piloto probador I. S. Baranov realizó en el avión seis pruebas de arranque y tres carreras por la pista. El 25 de septiembre la primera carrera tuvo que ser cancelada al aparecer vibraciones con golpes en el motor al dirigir el avión hacia la línea de salida. Luego de las revisiones se pudo comprobar que los extremos de las palas de la hélice se habían dañado al chocar contra el suelo cuando los amortiguadores se hallaban recogidos.
Uno de los trabajadores jocosamente propuso hacer una zanja entre las dos ruedas para que el avión pudiese volar, lo que trajo la carcajada general, excepto del constructor principal. Hasta el día de hoy esa decisión en muchas fuentes se la achacan a Silvanski como forma de resaltar su incapacidad técnica hasta llevarla al absurdo.
La situación era complicada, otra hélice no tenían y Silvanski no encontró nada mejor que disminuir las palas de la hélice en 100 mm. La “reducción” se realizó en el propio taller de forma totalmente manual utilizando un serrucho.
El 26 de septiembre ocurrió un accidente. Mientras se taxeaba por la pista el patín de cola cayó en un hueco dañando el propio patín y la parte inferior de la sección de cola. El avión fue devuelto a la fábrica. Durante el proceso de reparación se eliminaron las celosías de entrada del capot para evitar el calentamiento que se había registrado en el motor.
El 5 de octubre, en horas de la noche se pudo probar el motor hasta donde rindieron los 100 kg de combustible del tanque. En los próximos días se esperaba realizar el primer vuelo.
El día previsto I. S. Baranos subió al avión, encendió el motor y el avión comenzó a correr de un lado a otro de la pista, pero alzar el vuelo resultó imposible. Este hecho fue ocultado a la dirección de la industria y a los militares, que no se encontraban allí ese día. La hélice fue retirada y el motor cubierto para evitar comentarios.
Soluciones desesperadas
A fin de aumentar un poco la altura para el momento de la llegada de una nueva hélice construida especialmente con diámetro de 2.90 metros, que ya se encontraba en camino a Novosibirsk desde la Fábrica No.28 de Moscú, se decidió utilizar neumáticos de mayor balón, lo que conllevaba a incrementar el nicho en el centroplano. Este incremento obligó a incrementar la cavidad, lo que redundó en la utilización de carenados especiales, que afectaban el perfil alar y la unión con el fuselaje. No fue posible completar estos carenados por lo que lar ruedas, una vez recogidas dejaban un 60% de su superficie expuesta. Esta solución afectó la aerodinámica y aumentó el peso del avión sin que se lograra incrementar de forma considerable la altura del avión.
En vistas del pobre resultado obtenido se solicitó a los obreros del taller de producción de la fábrica buscar la forma de elevar el motor instalando calzos mecánicos en las bases y modificando los puntos de fijación. Como resultado de este trabajo el motor subió…. 3 mm.
Llamado a Moscú
A comienzos de 1940 la guerra con Finlandia había demostrado el atraso tecnológico de la aviación soviética. Sin contar a nadie el fracaso Silvanski convenció al NKAP de que su aparato era un excelente candidato para las VVS, por lo que fue llamado con urgencia a Moscú. El avión fue pintado de un hermoso color rojo y preparado para las pruebas en Moscú. En vistas de que el M-88 instalado se calentaba y ante la imposibilidad de su reemplazo, se decidió sustituirlo por un M-87A de menor potencia, pero más confiable.
La nueva hélice de 2.90 metros que hacía un mes había salido con destino a Novosibirsk se perdió en algún lugar y no llegó. Por esta razón el I-220-01 se envió a Moscú sin hélice y con un motor de menor potencia.
La carga del avión en las dos plataformas ferroviarias se realizó en una noche de enero de 1940. Entre ambas plataformas se instaló un vagón con la guardia armada y los representantes del OKB y la fábrica con toda la documentación. Al frente de la brigada viajaba el propio constructor principal.
El avión fue enviado al OELID TsAGI, instituto principal de la industria aeronáutica, debido a que otras instalaciones se hallaban ocupadas probando la nueva técnica.
En el TsAGI
Por decisión del Comisariado de la industria aeronáutica (NKAP) emitida el 9 de enero de 1940, el avión debía ser probado en el túnel T-101 del TsAGI. Las pruebas arrojaron la necesidad de mover el centro de gravedad del avión. Las modificaciones y la reparación de la cola habían incrementado de forma sensible el peso del aparato (16,7% de incremento) y la utilización de un nuevo patín con suspensión varió el centrado del aparato, ubicándolo en el 31,65% de la longitud. En esto influyó también el menor peso del motor M-87A.
Para aligerar el avión se eliminaron los tanques del centroplano, las máscaras y balones de oxígeno, el blindaje del asiento y parte del armamento.
Finalmente de alguna forma logró hacerse con una hélice de 3 metros de diámetro y logró convencer al jefe de los pilotos de pruebas de Polikarpov Ye. G. Ulyajin para que probase en vuelo el I-220. La dirección del TsAGI junto a representantes del NII VVS creó una comisión para evaluar el primer vuelo del caza.
Para el 16 de febrero de 1940 la comisión estableció:
- Que el avión se encontraba listo para el primer vuelo;
- Que la documentación presentada confirma esta preparación;
- Que las carreras y 10 saltos realizados en el I-220 muestran que el avión se halla listo para el primer vuelo, por lo que de no aparecer defectos que sea necesario resolver el vuelo se realizará el 17 de febrero de 1940 a las 15 horas.
- Que la comisión considera que los subsiguientes vuelos deben realizarse modificando el paso de la hélice de 32 a 26 grados para incrementar la frecuencia de giro del motor.
Para la presentación del motor al NII VVS la comisión consideró necesario sustituir el M-87A por el original M-88, sustituir el radiador de aceite por otro de tipo túnel. Se consideró además que el capot no era el correcto para picados a más de 450 km/h, ausencia de soportes para la bombas, poca efectividad de la fijación del carenado para las ametralladores superiores, largo tiempo en el proceso de retracción y extensión del tren de aterrizaje (22 y 12,5 segundos), escasa estabilidad longitudinal durante el planeo, sobre toso en el despegue y sobre todo el incremento en 345 kg del peso sobre l valor calculado.
Vuelos de prueba
El día del primer vuelo Ye. G. Ulyajin realizó las pruebas de motor y carreras por la pista. Durante el intento de despegue con gran trabajo logró, en su segundo intento, despegar del suelo y alcanzar una altura de unos 10 metros. Luego de un aterrizaje bastante riesgoso el piloto se levantó del asiento irritado y dijo que en ese avión no se podía volar.
Silvanski se dirigió al jefe de la sección de vuelos del OELID TsAGI Iván Frolovich Kozlov para que le asignaran “un piloto probador de verdad” para volar su aparato. Kozlov designó para esta tarea al reconocido A. N. Grinchik.
Nuevamente una larga carrera con la cola levantada y finalmente se logró alzar el vuelo con trabajo. Grinchik realizó un amplio círculo a una altura de 120 – 150 metros y tomó tierra luego de 15 minutos de vuelo. Durante las dos semanas próximas este piloto realizaría varios vuelos, pero el comportamiento del avión no mejoró.
Silvanski logró autorización para otro piloto, en este caso V. T. Lisin. Este piloto carecía de la experiencia de Ulyajin o Grinchik. Luego de un corto vuelo, que estuvo a punto de terminar en fracaso el piloto salió de la cabina, lanzó con rabia el casco al suelo y simplemente se fue.
Pareciera que este era el fin del I-220, pero Silvanski apeló a la dirección del TsAGI y logró le autorizaran a continuar los vuelos. El NKAP nuevamente lo apoyó, asignándole una base productiva en la Fábrica No.288 en Kimre, cerca de Moscú y definió como nueva fecha para las pruebas el 1 de julio de 1940. La nueva fábrica no gustó a Silvanski por la lejanía de la capital y logró que lo transfirieran con el avión a la Fábrica No.39, recibiendo pronto dos nuevos motores M-88R. Lamentablemente esta fábrica estaba ocupada con la producción en serie y pudo prestar poca atención a Silvanski y su avión, por lo que fueron nuevamente trasladados a la fábrica No.287 en Kaliningrado, suburbio moscovita. Esta vez se le advirtió desde el Narkomat que no habría nuevos traslados.
Fin del I-220
La Fábrica No.287 se encontraba ocupada por P. O. Sujoi, que preparaba la producción de su caza de alta cota Su-1. Así, en la búsqueda de una base que le conviniese Silvanski no pudo cumplir con el plazo asignado. El mando de Kaganovich había llegado a su fin y por orden del nuevo comisario Shajurin el OKB-153 fue liquidado. El prototipo I-220 fue entregado al MAI para ser usado como material de clases en la cátedra de construcción aeronáutica en demostración a los jóvenes especialistas de cómo no debe proyectarse un avión.
El segundo prototipo construido en la fábrica de Novosibirsk se mantuvo en el territorio de la fábrica hasta mediados de 1944, cuando se le perdió el rastro.
Especificaciones Técnicas
- Tipo: I-220 (IS)
- Función: Caza
- Año: 1940
- Planta motriz: Un motor de pistón Tumansky M-88 de 1100 hp
- Acomodación: 1
- DIMENSIONES
- Envergadura: 9.00 m
- Longitud: 6.63 m
- Superficie alar: 14.00 m2
- PESOS Y CARGAS
- Peso vacío: 1975 kg
- Peso en despegue: 2445 kg
- PRESTACIONES
- Velocidad máxima a nivel del mar: 510 km/h
- Velocidad máxima a altura: 585 km/h
- Alcance práctico: 575 km
- Techo práctico: 10850 m
Fuentes
- Ивнамин Султанов. "Взлет и падение авиаконструктора Сильванского", Крылья Родины № 9-1995
- Шавров, В. Б. История конструкций самолётов в СССР 1938—1950 гг. — М.: Машиностроение, 1988. — 568 с. — 20 000 экз. — ISBN 5-217-00477-0
- Бирюк Александр Владимирович "Небывалый истребитель" конструктора Сильванского (Военное обозрение)
- Уголок Неба
- Сильванский И-220 \ ИС
- Истребитель И-220
- Самолет А.В. Сильвановского
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