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MiG-21 - Deportivo Supersónico - Primera Parte


Cada vez que se cita al MiG-21, aparece como el caza más famoso del mundo por lejos, pocos aviones han logrado semejante carácter mítico, carismático, casi épico, un hecho bastante curioso si miramos a este avión desde una perspectiva técnica: se trata de un pequeño caza, sencillo y rudimentario, diseñado pura y exclusivamente para la defensa puntual de un objetivo bajo un estricto control terrestre, y que fue evolucionando hasta obtener una limitada capacidad de ataque al suelo y hasta de reconocimiento aéreo; responde al concepto de un veterano piloto que lo denomino, “un deportivo supersónico”. Lo cierto, e indiscutible, este rudimentario (pero altamente versátil) caza fue construido en mayores cantidades y en más versiones que cualquier otro caza desde la Segunda Guerra Mundial, ha intervenido en casi todos los conflictos desatados a nivel global, y lo más curioso, después de más de 50 años desde su primer vuelo, aún sigue en servicio. Hoy en día es el avión de combate más antiguo en servicio operativo, inclusive de primera línea, y aunque solo un puñado sigue en vuelo, es muy difícil poder determinar donde acabara su historia, aunque……...

Los comienzos de la prolífica familia del MiG-21 se remontan a una especificación emitida por el Instituto de Investigación de la Fuerza Aérea Soviética (NII VVS) en el año 1953, que demandaba el desarrollo de un nuevo caza sobre el cual se aplicaran todas las lecciones aprendidas durante la Guerra de Corea. La OKB (ofician de diseño) de Mikoyan-Gurevich concluyó que el diseño debía centrarse en torno a un pequeño caza monomotor supersónico equipado con un mínimo necesario de aviónica y de armamento para no verse penalizado por un excesivo peso.
La VVS, por su lado, exigía que el nuevo caza actuara en misiones defensivas, bajo un estricto control terrestre (GCI) debía ser capaz de ser guiado para interceptar y derribar a los veloces bombarderos B-47 o B-52, y sobre todo, al B-58 capaz de mach 2.
Por aquel entonces, la OKB Mikoyan-Gurevich se encontraba sobrecargada con numerosos prototipos derivados de los MiG-17 y MiG-19, todos ellos equipados con motores de flujo axial Tumansky RD-9. Con una potencia normal de 3250Kg de empuje, quedaba en claro que está planta motriz resultaba insuficiente para que el nuevo caza fuera capaz de alcanzar la velocidad teórica de mach 2. Rápidamente Tumansky se puso a trabajar en una nueva planta motriz, en 1956 aparece el motor R-11, un sencillo turborreactor de dos ejes con tres etapas en el compresor de baja presión y otras tres en el de alta presión, capaz de desarrollar una potencia en seco de 3900Kg y de 5100Kg con poscombustión.
La nueva planta motriz parecía muy apropiada para el nuevo caza, sin embargo, lo que aún no quedaba muy en claro era el tipo de ala que debía utilizarse. Fiel a la tradición soviética, la OKB Mikoyan trabajaba con la asistencia del TsAGI (Instituto de Aéro e Hidrodinámica) el cual había realizado exhaustivas pruebas de diversas configuraciones y no podía decidirse entre un ala de flecha convencional con un ángulo en el borde de ataque de 57º o 58º, y otra en delta con un ángulo de 57º. Se autorizó a Mikoyan a que construyera dos prototipos para probar ambas configuraciones alares, por lo demás, ambos modelos debían ser tan similares como fuera posible. Fueron denominados como Ye-2 (alas en flecha) y Ye-4 (alas en delta), su construcción progresó con rapidez por lo que ambos prototipos estuvieron terminados bastante antes que el motor R-11, por lo que tuvieron que ser rediseñados para ser equipados con un RD-9. Estaba claro que con este motor no se alcanzaría la deseada velocidad de mach 2, pero al menos se esperaba que sirviera para definir qué tipo de configuración alar era superior.
Al parecer, el Ye-2 voló por primera vez el 14 de febrero de 1954, y fue seguido por varios modelos derivados. Al comprobarse el escaso empuje proporcionado por el RD-9, se autorizó a Mikoyan a que desarrollara un derivado del Ye-2 equipado complementariamente con un motor cohete ZhRD S-155, el cual estaba embutido en la base de la deriva. Denominado Ye-50A, se esperaba que con el empuje adicional suministrado por el motor cohete se alcanzara una velocidad cercana a mach 2, y de esta manera, poder evaluar todos los parámetros de vuelo a velocidades supersónicas. El primer Ye-50A (se construyeron tres prototipos denominados como Ye-50/1/2 y /3 respectivamente), voló en junio de 1955 y tras un prolongado desarrollo se consiguió superar en más de dos veces la velocidad del sonido, puntualmente esto ocurrió el 17 de junio de 1957 cuando el piloto V. P. Vasin alcanzó la velocidad de mach 2.33 en vuelo horizontal. El programa Ye-50 finalizó en 1958.


Uno de los tres Ye-50, nótese el motor cohete embutido en la base de la deriva. Como curiosidad vale remarcar que los Ye-50 estaban armados con dos cañones NR-30 de 30mm, esto hace especular que este modelo pudo ser quizás propuesto para la producción en serie.


Otra toma del primer Ye-50A (también denominado como Ye-50/1), en este caso se puede apreciar el voluminoso tanque ventral integrado el cual contenía el combustible para el motor cohete.

Finalmente, a comienzos de 1956 se pudo disponer del motor R-11S y rápidamente fue instalado en el Ye-2A, el cual se diferenciaba del Ye-2 básico por la instalación de dos prominentes fences instalados a mitad de la envergadura en ambos semiplanos. El Ye-2A voló el 22 de marzo de 1956. Al igual que el Ye-50, recibió dos cañones NR-30 y una nueva cúpula monopieza abisagrada en la parte delantera para permitir la apertura hacia arriba, este tipo de apertura poco convencional servía de protección en caso de emergencia actuando como escudo al momento de la eyección, esta característica se mantendría inalterada en las primeras versiones de serie del MiG-21.


Primera versión del Ye-2 equipada con el primitivo Tumansky RD-9


Vista del Ye-2A, mejorado aerodinámicamente y ya equipado con el nuevo y más potente Tumansky R-11S.

La velocidad máxima obtenida por el Ye-2A fue de 1900Km/h o mach 1.79. A pesar de que el Ye-2A resultaba prometedor, Mikoyan puso en vuelo un demostrador con alas en delta, el Ye-4/1 voló por primera vez el 16 de junio de 1956. En esencia, era un Ye-2 básico equipado con alas en delta y aún conservaba el motor RD-9. Obviamente, durante los primeros vuelos quedo en claro que se estaba lejos de alcanzar velocidades en torno a mach 2, por estos motivos los Ye-4/1 y Ye-4/2 fueron sometidos a diversas modificaciones aerodinámicas. El Ye-4/2 apareció varias semanas después con tres fences instalados en cada semiala. Ya bien entrado 1957, se realizaron modificaciones en la parte trasera del fuselaje para disminuir la resistencia aerodinámica. Muy tardíamente, hacia septiembre de 1958, uno de los Ye-4 fue finalmente remotorizado con un R-11S, convirtiéndose así en el Ye-5, aunque conservaba el ala del Ye-4/1 y la instalación de fences del Ye-4/2. Con este modelo al fin se logró alcanzar la velocidad de 2000Km/h, y también demostró ser superior al Ye-2A en maniobrabilidad, trepada y aforo interno de combustible. Por lo tanto, el NII VVS y Mikoyan escogieron el ala en delta como definitiva.


Fotografía del Ye-4/1 antes de iniciarse el programa de vuelos.


Imagen del Ye-4/2, nótese el ala modificada mediante la adhesión de fences.


Vista del Ye-5, pese a que muchos autores insinúan que se trata de un nuevo avión, los ingenieros de la OKB Mikoyan-Gurevich han remarcado que se trataba del Ye-4/2 remotorizado con un R-11S.

Desde 1957 Mikoyan-Gurevich venía trabajando en una versión más refinada denominada como Ye-6, la cual incorporaba todas las lecciones aprendidas hasta ese momento; el Ye-6/1 tenía los bordes marginales de las alas ligeramente recortados y retenía los fences instalados en el anterior Ye-5, aunque de menor tamaño. Los planos fueron reubicados en una posición algo más baja al igual que los planos horizontales de cola, que en los modelos anteriores eran de implantación media; los aerofrenos fueron modificados, las derivas ventrales inclinadas a 45º fueron reemplazadas por una sola superficie perfectamente centrada en posición vertical. El Ye-6/1 no era un mero modelo experimental, sino que se trataba de un caza producible en serie y básicamente se lo considera como uno de los pilares de los posteriores modelos de producción.
El Ye-6/1 voló por primera vez a comienzos de 1958, logrando alcanzar mach 2.05 con relativa facilidad.
Al mismo tiempo se realizaban otros ensayos, uno de ellos consistió en remotorizar uno de los Ye-50 con el mejorado motor R-11F-300 de 5750Kg de empuje, este logró alcanzar los 2640Km/h. El Ye-60 era un derivado del Ye-50 y también fue utilizado experimentalmente en vuelos a alta velocidad.
El Ye-6/2 apareció en la época en la que el Ye-6/1 iniciaba la primera fase de vuelos de prueba, este modelo incluía una serie de cambios: se rediseño el sistema de control de vuelo, las bombas hidráulicas y unidades de potencia de superficie fueron duplicadas, el paracaídas de frenado fue alojado en un contenedor justo encima del lateral izquierdo de la deriva ventral y los bordes marginales se recortaron. Los numerosos fences fueron eliminados y reemplazados por otros más pequeños que se extendían solo sobre la parte trasera de las alas. La toma central de tres posiciones alojaba un pequeño radar telemétrico instalado dentro de un cono, dicho cono se movía totalmente hacia adelante al alcanzarse mach 1.8. También se instalaron dos pequeñas entradas de aire adicionales situadas a cada lado de la parte baja de la raíz alar.
El Ye-6/3 era prácticamente la versión de serie, tras volar en diciembre de 1958, fue seguido de un pequeño lote de ejemplares de pre producción denominados oficialmente como MiG-21.
Por su parte, el Ye-6/3 fue modificado y redesignado como Ye-66, este ejemplar obtuvo el primer record de velocidad para la Unión Soviética cuando el 31 de diciembre de 1959 alcanzó una velocidad de 2388Km/h sobre un trayecto de 15/25Km.
El Ye-6 sirvió de base para otros prototipos, el Ye-6U, que voló en 1961, era básicamente el prototipo de la versión biplaza de entrenamiento.

Versiones de serie – Primera generación:


MiG-21F: considerado a menudo como un ejemplar de preproducción, fue denominado a su vez como MiG-21P-13 y se trata de la primera versión operacional del MiG-21 equipada con dos cañones NR-30 de 30mm además de dos misiles de guía infrarroja y corto alcance Vympel R-3S. La aviónica era muy rudimentaria y se limita a un radar telemétrico SRD-5MN, visor de puntería ASP-5NV-UI, radio compas ARK-54N, complejo de radios R-800, IFF SRO-2 y traspondedor SOD-57. Motor R-11F-300.




MiG-21F-13: primera versión de serie y de producción a gran escala, muy similar al MiG-21F de preserie pero con la deriva ampliada ligeramente y optimizado para el ataque al suelo, aunque con capacidad muy limitada. El cambió más notable es la eliminación del cañón NR-30 izquierdo para ahorrar peso, conservándose únicamente el del lado derecho con capacidad para 75 proyectiles. La proa fue alargada en la parte frontal y se instaló un mejorado radar telemétrico SRD-5ND. La aviónica se complementaba con un visor de puntería de armas ASP-5ND, radiocompás ARK-10, radio R-802, IFF SRO-2, traspondedor SOD-57M, piloto automático KAP-2, radar altímetro RV-UM, a partir del ejemplar número 115 se instaló un receptor de alerta radar SPO-2 Sirena 2. El armamento se complementaba con dos misiles aire-aire de guía infrarroja y corto alcance Vympel R-3S. Para las tareas de ataque al suelo se podían utilizar los contenedores lanzacohetes UV-16-57 con capacidad para 16 cohetes S-5 de 57mm; cohetes no guiados S-24, bombas de propósitos generales FAB-100, FAB-250 (de 100 y 250Kg respectivamente) o contenedores de napalm ZB-360, obteniéndose de esta manera una limitada capacidad de ataque. El MiG-21F-13 fue fabricado bajo licencia en Checoslovaquia (Aero S-106) y se diferencia de los modelos rusos por prescindir de la cúpula dorsal acristalada.




MiG-21F-12: de forma poco clara, algunos autores occidentales citan a los MiG-21 exportados a Finlandia con esta denominación a pesar que se trata de ejemplares aparentemente idénticos a los F-13; para mayor desconcierto, fueron exportados tardíamente (en 1963) ya que en ese entonces muchos usuarios preferían el mejorado y en producción MiG-21PF. Puede que se trate de MiG-21F tardíos o simplemente de un cambió de designación utilizado para la exportación, lo cierto es que la fuerza aérea finlandesa siempre ha llamado a sus aviones MiG-21F-13.



MiG-21FR: designación aplicada a los S-106 checos equipados con un pod de reconocimiento fotográfico.



MiG-21F-13R: modificación local llevada a cabo en Bulgaria para poder llevar una cámara AFA-39.




MiG-21U: primera versión de entrenamiento derivada del Ye-6T y similar al MiG-21F-13, aunque carece de armamento. La cabina principal fue sustituida por dos cabinas en tándem sin escalonar, equipadas con instrumental duplicado y asientos eyectables KM-1. La cúpula es ahora de tres piezas con parabrisas frontal y dos cúpulas individuales de apertura separada y abisagradas a la derecha. Debido a la instalación de la cabina trasera del instructor, el aforo interno de combustible quedo disminuido a 2400 litros. El MiG-21U también recibió el tren de aterrizaje del posterior MiG-21PF con neumáticos de baja presión y de mayor tamaño. El aerofreno delantero fue simplificado compuesto por una sola unidad en vez de dos piezas como en los MiG-21F-13.




Accede al contenido de las otras partes:

Segunda parte: Segunda y tercera generaciones del MiG-21:
http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/18157811/Mig-21---deportivo-supersonico---segunda-parte.html

Tercera parte: copias sin licencia y actualizaciones:
http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/18157969/Mig-21---deportivo-supersonico---tercera-parte.html


Fuentes:

El Mundo de la Aviación - Fascículos 57; 58; 59 y 60
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