Florov 4302
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Florov 4302 – Prototipo experimental de avión reactivo concebido para probar las plantas motrices diseñadas en el NII-1, así como las características aerodinámicas del vuelo a grande velocidades. Se probaron dos ejemplares en vuelo, uno en versión de planeador y otro con motor que voló una sola vez. El desarrollo fue abandonado a favor de los nuevos diseños con motores turborreactores.
Sumario
Historia
A inicios de los años 30 tres importantes colectivos de diseñadores soviéticos trabajaban en el desarrollo de plantas motrices a reacción. Bajo la dirección de L. S. Dushkin fueron creados los potentes motores D-1A-1100 con empuje de 1100 kg, usado en el Bereznyak/Isayev BI en 1942 y el RD-2M de 1400 kg de empuje, diseñado para el Tijonrarov “302” de 1944. Estos motores se destacaron por su escasa fiabilidad y corta duración.
Isayev modernizó el D-1A-1100, elevando su fiabilidad y tiempo de explotación, que alcanzó una hora. Bajo la denominación RD-1M este motor pasó con éxito las pruebas estatales en 1945.
Glushko, por su parte, creó el acelerador RD-1 de 300 kg de empuje que fue probado con éxito en los cazas Yakovlev Yak-3 y Lavochkin La-7. Más adelante creó sobre el RD-1 motores reactivos de tres y cuatro cámaras con empujes entre 900 y 1200 kg que no tuvieron implementación práctica.
Para 1944 Dushkin, que trabajaba en el NII-1 del NKAP, creó una nueva versión de motor reactivo que fue denominado RD-2MZV. Esta nueva planta motriz utilizaba sistema de bombeo de combustible, consistente en keroseno y ácido nítrico. Su principal característica era la presencia de dos cámaras, una grande de 1100 kg de empuje y una pequeña de 300 kg.
Esto permitía despegar y alcanzar la altura máxima con el trabajo conjunto de las dos cámaras y luego desconectar la cámara grande, utilizando la fuerza de la pequeña para buscar y atacar el objetivo ya en vuelo horizontal. Con esto se logró economizar combustible y lograr un considerable aumento del tiempo de trabajo del motor.
Inicialmente se decidió instalar este motor en el interceptor “Malyutka” de N. N. Polikarpov, que se proyectaba en 1944, pero la súbita muerte del constructor no permitió terminar el trabajo.
Durante las pruebas estatales del RD-2MZV, desarrolladas en mayo de 1945, se logró una fuerza de empuje conjunta de 1500 kg en despegue, 1250 kg como empuje nominal y 500 kg como empuje mínimo. Trabajando sólo la cámara pequeña se lograba un empuje de 300 kg y el empuje mínimo era de 100 kg. El peso del motor con todos sus agregados alcanzaba los 224 kg. Se aprobó la producción de 30 conjuntos motrices con la entrega del primero para el 10 de marzo y el último el 10 de agosto de 1946.
Como fabricante del motor se seleccionó la Fábrica No.165, que debía trabajar en estrecha cooperación con otras plantas. El ensamblaje y las pruebas de control fueron encargados al NII-1.
Desarrollo
Para ese momento en el NII-1 ya se construía el avión experimental con motor reactivo líquido diseñado por I. F. Florov. Este avión había comenzado a proyectarse dos años atrás, cuando por resolución No.5201 del GOKO emitida el 18 de febrero de 1944 el Instituto de Técnica Reactiva (NII-1), transferido al NKAP, recibió la tarea de dedicarse al desarrollo de motores reactivos. La dirección del NII-1 fue asignada al jefe del NII VVS P. I. Fiodorov y como su sustituto se designó a V. F. Boljovitinov.
Los nuevos directivos del NII-1 eran amantes de la construcción aeronáutica. Por esta razón en paralelo a las principales tareas del instituto, vinculadas a la creación de motores reactivos por los colectivos de Isayev y Dushkin y turborreactores por A. M. Lyulka, se decidió construir un avión experimental a partir de un proyecto desarrollado por Boljovitinov y Florov. Esta tarea fue aprobada por la 18 dirección Principal del NKAP, responsable de la técnica reactiva.
Se propuso construir dos variantes del avión: una con planta motriz de Isayev, que fue denominada “4302” y otra con el motor de Dushkin, que fue denominada 4303.
Según el proyecto el “4302” debía tener un peso de vuelo de 2320 kg. La velocidad máxima a nivel del mar debía alcanzar los 1010 km/h (M=0,82), 1015 km/h (М=0,88) a 5000 metros y 1050 km/h (М=0,99) a 15000 metros. El tiempo de ascenso a 15000 metros se calculó en 2 minutos 22 segundos y el techo práctico de 18850 metros. El tiempo esperado de vuelo era de 46 minutos.
Ambos proyectos fueron concebidos para probar la planta motriz en sí, así como las características aerodinámicas del vuelo a grande velocidades. Como otro objetivo primordial se planteó el estudio de las leyes de distribución de la presión por el perfil alar y el cálculo de las sobrecargas en el vuelo, sobre todo en las zonas de generación de turbulencias.
Se planificó construir un total de seis ejemplares de los que los dos primeros serían usados para la preparación del personal de vuelo y el resto para el desarrollo de los experimentos.
Las capacidades productivas del instituto eran escasas, por lo que se contrató la construcción de las células a la Fábrica No.21 nombrada en honor a Sergo Ordzhonikidze y ubicada en la ciudad Gorki.
Los planos de trabajo estuvieron listos para el 1 de enero de 1946 y una vez entregados a la fábrica se comenzó la producción. Las primeras dos células estuvieron listas para su entrega en l mes de marzo.
Descripción
El “4302” se concibió como monolano experimental totalmente metálico.
El diseño del ala era recto, con sección constante en toda la envergadura. Con el fin de lograr mejorar la estabilidad direccional y disminuir el efecto de las turbulencias a altas velocidades los extremos alares fueron inclinados en 45º hacia abajo. El perfil alar utilizado fue el TsAGI 13145 de flujo laminar y grosor del 13%.
El fuselaje, también metálico, presentaba forma de habano con sección transversal circular, presentando 1150 mm de diámetro en su parte más ancha. En la parte inferior de la nariz se ubicaba el gancho para el remolque.
La unidad de cola era de tipo cantiléver y terminaba en superficies verticales tipo arandela. El empenaje se hallaba integrado constructivamente al fuselaje. Todo el recubrimiento, incluyendo los timones y alerones, era metálico.
El tren de aterrizaje fue uno de los elementos de mayor complejidad. Para los primeros vuelos se utilizó un tren fijo de tres ruedas obtenidas de un Lavochkin La-5. Más adelante el “4302” fue dotado con un esquí retráctil para el aterrizaje y se realizaba el despegue utilizando una carretilla expulsable. El esquí de aterrizaje se construyó en acero inoxidable y presentaba un sistema de amrtización hidráulico. En la porción media del perfil del esquí se encontraban dos hendiduras para fijar la carretilla, que se construyó de tubos de acero.
Las ruedas principales, de 650x200 mm presentaban frenos de disco. La unidad delantera, de doble rueda de 400x150 mm contaba con un dámper hidráulico. Para disminuir la carrera de la carretilla una vez separada del avión se activaba el sistema de frenado de forma automática luego de la liberación. Al momento de desprenderse la carretilla se procedía a la retracción del esquí.
Conflictos con el MAP
Para ese momento la dirección del NKAP había cambiado (en lugar de A. I. Shajurin se había designado a M. V. Jrunichev) y esta estructura se convirtió en el Ministerio de la Industria de Aviación (MAP). Los nuevos directivos del MAP tuvieron una acogida negativa hacia el avión, considerando que el NII-1 se había “entrometido” en una tarea que no era de su competencia. Por esta razón, a partir de febrero de 1946 se retiró todo el financiamiento a este proyecto.
El NII-1 no se quedó de brazos cruzados. Su nuevo director Ya. L. Bibikov y V. F. Boljovitinov escribieron directamente a Stalin, explicando que para el 1 de abril de 1941 el primer ejemplar de vuelo se hallaba a un 70% de terminación y de continuarse los trabajos el prototipo estaría listo para las pruebas estatales para el mes de julio.
El vicepresidente del Consejo de ministros de la URSS, N. A. Bosniecienski, que luego de la salida de Malenkov, atendía la aviación, ordenó a Jrunichev y a Vershinin buscar una solución al dilema. A regañadientes Jrunichev se vio forzado a ceder.
El nuevo jefe de las VVS, mariscal de aviación Vershinin reaccionó de una forma diferente. Por un lado apreciaba el trabajo científico, sobre todo en la esfera de la aviación militar, pero por otra parte se encontraba ofendido, pues el plan de producción experimental fue aprobado por el NKAP en el período de su toma del cargo, por lo que no se contó con las VVS, así que en contraposición a la industria, decidió apoyar al NII-1.
De conjunto con el nuevo ingeniero principal de las VVS, I. V. Markov emitió una comunicación en la que reconocía el gran valor que tendría para las VVS contar con un interceptor con esas prestaciones y solicitaba que se realizaran las pruebas estatales en 1946.
En respuesta Jrunichev respondió que los datos presentados por el NII-1 debían ser sometidos a una revisión y creó para ello una comisión ministerial.
La comisión estuvo presidida por el profesor I. V. Ostoslavski e incluyó al constructor principal del OKB-155, A. I. Mikoyán, el jefe de departamento de TsAGI V. N. Matvieyev, el jefe de grupo de la 7ma dirección del MAP, I. V. Loktiev y el jefe de la (va dirección del MAP, V. V. Yakolievski. El resultado de la comisión, presentado en junio de 1946, arrojó los siguientes resultados:
“...la velocidad máxima del avión se encontrará entre 900 y 950 km/h en lugar de los 1000 – 1100 km/h y el techo estará limitado a 12000 – 13000 metros en lugar de los 20000 m, debido a la ausencia en el avión de una cabina hermetizada. La duración del vuelo presentada en la carta es de 46 minutos. La comisión considera que la autonomía máxima de vuelo será de 5 minutos.”
Los resultados de la comisión se basaban en los resultados obtenidos con el Bisnovat 5 de ala recta, que había resultado incapaz de obtener la velocidad propuesta. Florov respondió que su avión se había concebido teniendo en cuenta los últimos requerimientos de resistencia y con la correcta selección alar recomendados por el TsAGI.
A pesar del informe de la comisión el MAP recibió la indicación de terminar y probar el ejemplar experimental “4302”.
En respuesta durante la reunión del MAP en septiembre de 1946, Jrunichev criticó severamente a la dirección del NII-1 y exigió reorganizar la actividad del instituto en un perfil puramente científico y no práctico. El ministro ordenó separar al grupo de constructores del instituto y darles una base constructiva para continuar su actividad.
Como nuevo director del NII-1 fue nombrado M. V. Keldysh y en su nueva estructura quedaron tres colectivos: OKB-1 de L. S. Dushkin, OKB-2 de A. M. Isayev y OKB-3 de M. M. Bondaryuk y un departamento de aceleradores de pólvora.
Por decisión de Jrunichev el buró de construcciones de Florov fue reformado. El personal y la base productiva fueron puestos bajo la dirección de Bisnovat. En estas condiciones el NII-1 sobrevivió un año más, hasta que en 1948 fue absorbido por el TsIAM. Los grupos de Dushkin y Bondaryuk pasaron a este instituto. El grupo de Isayev pasaría al NII-8 del Ministerio de Armamento, dedicándose a la construcción de motores reactivos para cohetes.
Pruebas de aceptación
Para el otoño de 1946 un ejemplar en configuración de planeador (una de las células producidas sin motor) se hallaba listo para las pruebas y fue enviado al LII. Otro ejemplar con motor de Isayev se encontraba en fase de terminación. Bajo la presión de los militares el MAP se vio obligado a continuar la construcción de este ejemplar para entregarlo al LII. Con tanta presión los trabajos en el “4302” no pudieron realizarse en todas la magnitud prevista. Se plantea que fueron completados tres ejemplares.
Los vuelos fueron comenzados en 1947. En total se ejecutaron 20 vuelos, de los que 19 se realizaron en versión sin motor. El vuelo con el motor reactivo de Isayev fue ejecutado por el piloto probador A. K. Pajomov en el mes de agosto. Este vuelo comenzó sin inconvenientes, pero hacia el final del trabajo del motor se dañó una de las magistrales y los vapores del ácido nítrico llenaron la cabina.
Con gran trabajo logró Pajomov aterrizar el avión. Luego de este vuelo el programa de desarrollo de aviones con motores reactivos fue cerrado. Ya para ese momento se habían logrado avances significativos en el desarrollo de motores turborreactivos capaces de lograr un gran empuje.
Después de esto Ilya Florov pasó a dedicarse a la actividad científica, defendió la tesis de candidatura y más tarde el doctorado, pasando a dirigir un colectivo científico. Nunca más diseñaría aviones.
Especificaciones Técnicas
- Tipo: "4302"
- Función: Avión reactivo experimental
- Año: 1946
- Planta motriz: Un motor reactivo líquido de A. M. Isayev de 1100 kg de empuje
- Acomodación: 1
- DIMENSIONES
- Envergadura: 6.932 m
- Longitud: 7.152 m
- Altura: 3.06 m
- Superficie alar: 2 m²
- PESOS
- Peso máximo de despegue: 2398 kg
- PRESTACIONES
- Velocidad máxima obtenida: 520 km/h
- Velocidad máxima calculada: 950 km/h
Fuentes
- Маслов Михаил Александрович. Утерянные победы советской авиации
- Шавров, В. Б. История конструкций самолётов в СССР 1938—1950 гг. — М.: Машиностроение, 1988. — 568 с. — 20 000 экз. — ISBN 5-217-00477-0, p.66
- Les Prototypes.com. Les avions-fusee Russes - Le Frolov 4302 * Самолеты Мира. Евгений Арсеньев, Геннадий Серов. Быстрее всех, выше всех
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