Kalinin K-7
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Kalinin K-7 (En ruso: Калинин К-7). Gigantesco avión multifunctional desarrollado en la URSS a inicios de los años 30 en el buró de construcciones dirigido por K. A. Kalinin. Con un ala elíptica de gran envergadura, el K-7 presentaba configuración de ala voladora con doble larguero y tren de aterrizaje fijo. El único ejemplar construido resultó destruido en un accidente durante las pruebas, matando a 15 de las 20 personas a bordo.
Sumario
Historia
Ya para comienzos de los años 30 el colectivo dirigido por K. A. Kalinin se había cohesionado y estaba listo para similar nuevas metas. Por esta razón en el plan de trabajo del KB para 1929 – 1930 se incluyó la creación del avión de pasajeros trimotor K-7 (conocido también en el colectivo como el K-pesado) y que debía utilizar tres motores alemanes BMW Hornet de 500 hp. Este modelo, de nuevo diseño conceptual fue previsto para transportar 22 pasajeros con su equipaje.
Anteriormente se había confeccionado un modelo a escala del nuevo avión que había sido probado en el túnel aerodinámico del TsAGI en septiembre de 1928. Em marzo de 1929 el proyecto había sido presentado en el comité científico–técnico de las VVS, que lo aprobó, pero finalmente se desestimó su producción.
El índice K-7 fue aplicado entonces a un proyecto de largo alcance, que había comenzado a proyectarse en 1928. La idea e este avión la había concebido el propio Kalinin ya en 1925 y luego de tres años fue tomando forma. Se trataba de un diseño totalmente nuevo con un esquema conceptual que concebía la utilización del ala para el transporte de la carga, acercándose de esta forma al concepto de ala voladora.
Como primer paso se proyectó un avión de madera con un ala de cinco largueros, pero el resultado obtenido mostró que no se obtendría la necesaria resistencia estructural. Entonces Kalinin decidió utilizar un ala metálica. Concebida sobre la base de una estructura de tubos soldados con tres largueros.
Descripción
El nuevo K-7 presentaba un ala gigante de forma elíptica y perfil muy grueso con una envergadura de 53 metros y una superficie de 454 m², desde la que partían dos estructuras de sección triangular (vértice agudo hacia arriba) destinadas a soportar la unidad de cola. El perfil alar utilizado fue el R-11 con 19% de grosor en el centro y 22% en la raíz.
El ala presentaba un centroplano rectangular de seis metros de ancho, 10.6 metros de largo y 2.33 metros de altura en el que se acomodaban la tripulación y la carga. Este centroplano soportaba las consolas alares en las que se localizaban las 14 cisternas con el combustible. El centroplano presentaba recubrimiento de duraluminio D1, mientras que las consolas se cubrían con tejido.
Aunque los cálculos arrojaban que el ala podía construirse con tres largueros tubulares, resultó imposible encontrar tubos tan grandes por lo que fue necesario confeccionar el larguero central a partir de la unión por soldadura de dos tubos paralelos de menor diámetro. Los cálculos para esta estructura fueron realizados por el profesor A. S. Balinski, reconocido especialista en temas de resistencia de materiales. La nervadura alar se confeccionó también con tubos de acero. En el eje central del avión destacaba la cabina adelantada en la que se ubicaban dos pilotos, el navegante, el radista y el mecánico principal. Los otros siete miembros de la tripulación se ubicaban en diferentes puntos del avión, comunicándose mediante un teléfono interno.
Originalmente el avión fue calculado para utilizar seis motores BMW, que más tarde fueron sustituidos por los modelos nacionales AM-34, diseñados por Alexander Alexandrovich Mikulin. En el proceso de trabajo y debido a la escasa potencia resultante, Kalinin se vio obligado a instalar un séptimo motor, que con hélice impulsora, fue ubicado en el borde de salida alar, en el centroplano entre los dos conos de cola. El constructor comprendía que esta ubicación provocaría turbulencias que podrían originar vibraciones en la estructura, pero no encontró ninguna solución mejor. Por primera vez en la práctica de la aviación los mecánicos podían acceder en vuelo hasta el motor para realizar intervenciones al avión.
Del larguero alar trasero partían dos ejes triangulares conformados de tubos soldados con ruedas en su parte inferior trasera, destinadas a proteger la cola de posibles contactos con el suelo. La distancia entre estos ejes era de 11 metros. La unidad de cola presentaba un gran estabilizador horizontal con forma elíptica que soportaba en su centro los dos empenajes, separados por una distancia de 7 metros.
El extraño diseño del tren de aterrizaje permitía al avión mantenerse en tierra en una posición totalmente horizontal. Este tren estaba compuesto de dos anchos carros construidos con tubos de acero que servían de base a tres grandes ruedas de balón inflable, con amortización hidro-neumática. Los carros se fijaban al ala por mediación de dos columnas y ocho montantes y se hallaban carenados con planchas metálicas. En el carro izquierdo se ubicaban la puerta de acceso y la escalera hacia el ala. Cada uno de estos carros presentaba dos posiciones de tiro (delantera y trasera).
Desde el comienzo del proyecto quedó claro que el piloto tendría dificultades para gobernar una aeronave tan grande, sobre la que actuarían fuerzas de gran valor afectando los timones. Con el objetivo de disminuir la carga sobre los sistemas de control de vuelo, Kalinin propuso un sistema que más tarde hallaría amplio uso en la aviación, instalar en el avión amplificadores eléctricos. Se logró un convenio con un instituto electro-técnico de Moscú para el desarrollo de estos mecanismos, pero no pudieron lograr un sistema efectivo. Por esta razón finalmente se decidió dotar a los alerones y timones del K-7 con servo-actuadores ubicados sobre unos ejes ligeros.
Los estudios teóricos vinculados al control de una aeronave tan grande con ayuda de servo-actuadores fueron desarrollados por un grupo de científicos dirigidos por N. F. Freiman. En el túnel aerodinámico del TsAGI se realizaron más de 300 pruebas y para 1932 los timones con servo-actuadores llegaron a ser probados en vuelo utilizando un modelo K-5 modificado. Su correcto funcionamiento dio el aval para su instalación en el K-7.
En paralelo con la proyección se realizaron contactos con la industria para producir tubos con aleaciones al cromo-molibdeno. Anteriormente estos tubos se compraban a Suecia, pero la cantidad que necesitaba el Kalinin K-7 costaba 100 mil rublos oro, un precio prohibitivo para la época. Se decidió producir estos tubos en el combinado metalúrgico de Dniepropetrovsk, lo que constituyó un importante paso en el desarrollo aeronáutico soviético.
Versiones de pasajeros
El K-7 fue concebido como avión multipropósito para usos civiles y militares. Una de las versiones previstas se calculó para el transporte de 128 pasajeros a una distancia de 5000 km. Otra versión “de lujo” suponía la instalación en el ala de confortables cabinas de con literas para 8 pasajeros cada una para una capacidad total de 64 camas, un restaurante, cocina y baños. Los pasajeros contaban con grandes superficies acristaladas para observar el paisaje.
Versión de bombardeo
Largo trabajo tuvo el grupo de armamento dirigido por D. I. Grigorov. La versión militar se concibió como una verdadera fortaleza volante. El armamento defensivo del Kalinin K-7 estaba compuesto por 12 puntos de fuego en los que se instalaban 8 cañones de 20 mm y 8 ametralladoras de 7.62 mm. Con este armamento el avión prácticamente carecía de puntos muertos y cada punto alrededor podía ser servido por al menos tres armas a la vez, lo que aumentaba la capacidad defensiva. El acceso de los artilleros a las posiciones de tiro de cola se realizaba mediante unas carretillas accionadas eléctricamente, que se movían por el interior de los soportes de cola.
El equipamiento para el bombardeo se ubicaba en el ala y con el fin de no incremental el peso las barras de fijación de las bombas formaban parte de la estructura del ala. La capacidad de bombas variaba en dependencia del alcance de la misión y se encontraba en el rango de 9.9 a 16.6 toneladas.
El K-7 fue concebido para portar tanques auxiliares de combustible, lo que permitía incrementar al alcance en unos 2400 km.
Versión de transporte de desembarco
La versión de desembarco del Kalinin K-7 se calculó para transportar 112 paracaidistas. Esta versión previó transportar entre los aterrizadores un tanque de 8.4 toneladas u otra técnica militar que pudiese ser lanzada en paracaídas.
Desarrollo
El proyecto técnico del K-7 se terminó para comienzos de 1932. En el patio de la Fábrica de Aviación de Járkov se construyó una maqueta en madera a tamaño natural de la sección central del avión. Es interesante destacar que las fotos de esta maqueta muestran una extraña disposición de dos de los seis motores en las góndolas del tren de aterrizaje[1]. Pronto esta configuración poco tradicional sería abandonada. Debido a que por sus dimensiones el avión no cabía en ninguna de las naves de los talleres, se hizo necesario construir una nueva.
El 18 de noviembre de 1932 comenzó el ensamblaje con un acto en la fábrica en el que el jefe del NKVD de Ucrania, G. I. Petrivski, encendió la antorcha y realizó la primera soldadura de manera simbólica. El prototipo estuvo listo tan solo nueve meses después.
A inicios del mes de agosto de 1933 el Kalinin K-7 fue sacado al aeródromo. Como piloto probador del gigantesco aparato fue seleccionado M. A. Sniguiriov y como reserva a A. N. Gratsianski.
Durante las primeras pruebas de encendido de los motores se notó una vibración en determinadas partes del avión, que demandaron un reforzamiento estructural. Después de esto, el 19 de agosto, el piloto M. A. Sniguiriov realizó el primer salto en línea recta a una altura de sólo 5 metros y sólo por varios segundos. Este pequeño vuelo arrojó otros inconvenientes: los timones del avión comenzaron a vibrar con gran amplitud. Esto motivó un cambio en la cola, que se convirtió a una configuración biplana al unir los empenajes con una superficie horizontal adicional. El servo-actuador del timón de dirección fue eliminado.
El día anterior al primer vuelo a Járkov arribó el jefe del GUAP, P. I. Baranov, acompañado por el afamado piloto M. M. Gromov. Para las 6 de la mañana del 21 de agosto de 1933 el Kalinin K-7, con los motores encendidos se encontraba listo para el vuelo. La tripulación de 7 personas ocupó sus puestos y como generalmente ocurrió en los bautizos aéreos de sus modelos, el asiento del segundo piloto fue ocupado por el propio Kalinin. Luego de algunas carreras de comprobación el avión se elevó, realizó un gran círculo alrededor de Járkov y luego de 14 minutos de vuelo, aterrizó sin dificultades. Baranov, que estuvo presente en el aeródromo durante el vuelo, felicitó al piloto M. A. Sniguiriov y regañó sin mucha fuerza a Kalinin por exponerse sin necesidad.
Los vuelos posteriores demostraron que el avión presentaba unas prestaciones aceptables y respondía bien a los mandos, a pesar de su tamaño. Las vibraciones verticales de la cola desaparecieron con las modificaciones en el empenaje, pero las horizontales se mantuvieron y fue necesario modificar el régimen de trabajo de los motores para minimizarlas.
El último vuelo de las pruebas fabriles fue planificado para el 20 de noviembre. Luego el avión volaría a Moscú para las pruebas de aceptación. Este era el décimo vuelo del modelo y en él se debía medir la velocidad máxima. El vuelo se realizó sin dificultades, pero por un error en las mediciones por parte del personal de tierra, la velocidad no pudo ser fijada.
Accidente
Se hacía necesario obtener el valor, por lo que se fijó un vuelo adicional para el día 21 de noviembre. La tarea para ese día previó el despegue con ascenso a 1000 metros. A partir de este punto el avión debía dirigirse hacia el kilómetro de medición, descendiendo a 100 metros de altura y en tres ocasiones sobrevolar por puntos de medición a máxima velocidad. A las 2 pm. el Kalinin K-7 con 20 miembros de la brigada de pruebas a bordo se dirigió hacia el tramo de medición. Al acelerar el avión la cola comenzó a vibrar con tanta fuerza, que se rompió uno de los largueros del cono izquierdo de la cola. El avión, sin control, se lanzó hacia la tierra en un ángulo de 30 – 40º. Al chocar con el suelo cedieron los aterrizadores. El avión, dando un salto y chocó con la tierra. Comenzó un incendio. Sólo se pudo salvar a 5 miembros de la tripulación. El piloto y 15 miembros de la tripulación murieron en el accidente. Kalinin tuvo que ser hospitalizado con problemas cardiacos.
Comenzó la investigación de las causas del accidente. Para este fin fueron creadas varias comisiones integradas por los más prestigiosos especialistas del país. Se llegó a la conclusión que las vibraciones fueron motivadas por los servo-actuadores de los planos de cola, que aparecían en determinados regímenes de trabajo del séptimo motor. Esta opinión no pudo ser demostrada documentalmente. Sólo algunos años más tardes el ingeniero M. V. Keldish lograría desarrollar un método para luchar contra este nuevo fenómeno que fue denominado “Flutter”, utilizando la compensación aerodinámica de los timones.
Los especialistas no encontraron ningún error en los cálculos y la construcción del avión. Se consideró que el sistema de soldadura comúnmente utilizado en aviones de pequeño y mediano tamaño, no resultaba apropiado y seguro para aviones gigantes. Por otro lado se recomendó rediseñar los ejes de cola con una sección rectangular en lugar de triangular, a fin de mejorar su resistencia.
Nuevo desarrollo
La falta de pruebas que permitieran culpar a los proyectistas y constructores del accidente llevaron al jefe del GUAP a ordenar al constructor K. A. Kalinin construir con urgencia dos nuevos ejemplares (uno en versión civil y otro militar), con fecha de entrega en 1935. Para garantizar su construcción el KB de Kalinin recibió una nueva base productiva en la ciudad de Vorónezh.
Pronto la dirección de la industria de la aviación cambió su apreciación en torno a los aviones gigantes. El colectivo del KB de Kalinin se vió imposibilitado de terminar los aviones. Ambos ejemplares fueron puestos en conservación cuando el primero de ellos se encontraba en un estado de completamiento cercano al 60%.
El Kalinin K-7 entró a la historia de la aviación como un valiente paso de la industria aeronáutica soviética, por cuanto aviones similares no se encontraban en aquella época en ningún país del mundo. Sólo en el curso de la Segunda Guerra Mundial los norteamericanos crearían Fortalezas Volantes de largo alcance fuertemente artilladas sobre la base del bombardero Boeing B-17 Flying Fortress.
Especificaciones Técnicas
- Tipo: К-7
- Función: Bombardero pesado
- Año: 1933
- Planta motriz: 7 motores de pistón AM-34. АМ-34 de 750 hp nominales
- Acomodación: 12 tripulantes
- DIMENSIONES
- Envergadura: 53.00 m
- Longitud: 28.00 m
- Superficie alar: 454.00 m²
- PESOS Y CARGAS
- Peso vacío: 24400 kg
- Peso normal en despegue: 38000 kg
- Carga alar: 83,8 kg/m²
- Carga de potencia: 7.2 kg/hp
- Capacidad de combustible + lubricante: 6500 + 600 kg
- Capacidad en versión de pasajeros: 128 asientos
- Capacidad de carga total: 13600 kg
- PRESTACIONES
- Velocidad normal a nivel del mar: 234 km/h
- Velocidad de crucero: 204 km/h
- Alcance práctico con carga militar máxima: 1000 km
- Alcance con 6,000 kg de bombas: 2400 km
- Alcance en versión de transporte: 5000 km
- Techo práctico: 4000 - 5500 m
- Carrera de despegue: 400 m
- Carrera de aterrizaje: 300 m
- Armamento: Ocho cañones de 20 mm y ocho ametralladoras de 7,62 mm en 12 posiciones defensivas. Capacidad de bombas: 9900 -16000 kg
Referencias
- ↑ В.Котельников. АвиаМастер 2004-06
Fuentes
- В. Козырев. Авиация Красной армии. – Центрполиграф, 2011, ISBN: 978-5-227-02520-3. Стр: 464
- В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР до 1938 г. -3-е изд, исправл. -М. : Машиностроение, 1985 г.
- ХГАПП. Харьковский авиационный завод: История, современность, перспективы
- Пономарев А. Н. Советские авиационные конструкторы. — М.: Воениздат, 1990.
- АвиаМастер 2004-06 / В.Котельников - Эпоха гигантов
- Авиация и Время 2007-06 / Т.Кузнецова - Человек, создавший "Жар-птицу"
- Моделист-Конструктор/ В.Савин - Самолет-гигант К-7
- Russian Aviation Museum
- Уголок неба
- Virtual Aviation Museum
- Avia Déjà vu
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