mercoledì 8 aprile 2015

BI-1: l'intercettore con il motore a razzo


il prototipo 5 dell'aereo a razzo BI-1.Durante la seconda guerra mondiale, nell'emergenza dettata dalle vicissitudini belliche, i partecipanti al conflitto progettarono numerosi aerei da combattimento che poi, in molti casi, non arrivarono alla produzione di massa. Un esempio sovietico di questa situazione è il BI-1, progettato da alcuni giovani ingegneri che saranno poi tra i protagonisti della corsa allo spazio. Il BI-1 fu concepito come un intercettore per la difesa di punto dotato di una tremenda particolarità: era accelerato da un motore a razzo.



Fabbrica 293, a Chimki: il concepimento delll'intercettore BI-1


Tra il 1938 e il 1940, a Chimki (distretto di Mosca), il direttore Viktor Bolchovitinov assunse nel suo ufficio tecnico molti ingegneri giovani e dalle idee rivoluzionarie. Inoltre Bolchovitinov aveva portato da Kazan, dove lavorava in precedenza, macchinari avanzati, maestranze esperte e materiali innovativi, compresi dei progetti d'avanguardia con i quali sperava di conquistare dei primati aeronautici mondiali.

Tra i progettisti c'era il promettente Aleksandr Bereznjak, che aveva tracciato i disegni per un aereo che, a giudizio degli esperti di aerodinamica, avrebbe potuto superare la velocità del suono. Un altro progettista che pensava in grande era Aleksej Isaev, che negli anni precedenti aveva collaborato alla progettazione dei motori a razzo presso l'Istituto di ricerca sulla propulsione a reazione, l'RNII.

Furono Bereznjak e Isaev, dopo una conferenza allo TsAGI (Istituto centrale di idro-aerodinamica), a concepire un nuovo velivolo. Scrive Boris Čertok nel primo volume delle sue memorie, Rockets and People, che una mattina, nell'autunno del '40, Isaev e Bereznjak piombarono nel suo studio a Chimki.

Isaev disse agli impiegati: "Perché non andate a giocare un po' con i miei ragazzi?" I subordinati di Čertok lasciarono l'ufficio. A questo punto Bereznjak srotolò dei disegni. Erano i progetti, a prima vista, di un piccolo e aggraziato aliante. Ma era armato e aveva le ali un po' troppo corte. E infatti, fu spiegato, non era proprio un aliante: era un intercettore con il motore a razzo, che poi diventerà noto come BI-1. Isaev e Bereznjak erano nell'ufficio di Čertok per chiedergli di progettare la strumentazione elettronica per guidare il pilota verso i bersagli e permettergli l'orientamento.



L'intercettore  a razzo: un progetto ambizioso

Struttura del BI-1

Isaev e Bereznjak erano entusiasti e fantasiosi, forse troppo. Čertok prese contatti con i progettisti di radar e strumenti per la navigazione. Questi valutarono che delle apparecchiature in grado di soddisfare le richieste di Isaev e Bereznjak non potessero essere disponibili prima di quattro o cinque anni! E in ogni caso non sarebbero state abbastanza leggere da poter essere montate sul nuovo progetto, né così semplici da usare che bastasse il solo pilota a fare tutto il lavoro.

C'erano problemi anche con l'apparato propulsivo. Il motore, basato sull'ORM-65, e del cui sviluppo era supervisore Leonid Duškin dell'RNII, erogava al momento 600 chilogrammi di spinta. All'aereo di Bereznjak e Isaev ne servivano almeno 1.200, se possibile 1.500 o più. L'affidabilità del motore era ancora alquanto bassa: l'ORM-65 esplodeva con preoccupante facilità, cosa assai spiacevole quando si ha a che fare con combustibili corrosivi e tossici: il combustibile era normale cherosene aeronautico, ma il comburente era acido nitrico, un pericoloso ossido di azoto.

I tre progettisti parlarono con Bolchovitinov. Il direttore decise comunque di proseguire lo sviluppo del caccia. Era essenziale, a suo parere, portare il velivolo in volo, senza motore, il prima possibile: quanto al motore, tutto sommato, era possibile aspettare.

Isaev però sostenne di avere in mente una soluzione. Ci avrebbe lavorato a casa sua, di domenica, e il lunedì si sarebbe presentato in ufficio con i calcoli necessari. Quella domenica era il 22 di giugno del 1941.



Costruire "un'astronave" durante la guerra


L'invasione nazista mutò tutte le carte in tavola. I progetti di bombardieri persero importanza, l'intercettore a razzo divenne prioritario. Questa era l'opinione di Šachurin, il ministro della produzione aeronautica. Grazie soprattutto a Isaev (aveva dedicato quel fine settimana a ricalcolare pesi, volumi e baricentri dell'aereo al fine di eliminare la turbopompa dal motore e sostituirla con un sistema di iniezione ad aria compressa) il progetto preliminare fu completato in dodici giorni.

A questo punto Šachurin si sentì in diritto di chiedere poco meno di un miracolo: un prototipo in grado di volare pronto in trentacinque giorni! La guerra imponeva tabelle di marcia mai viste. Il decreto che ordinava il prototipo era firmato da Stalin...

L'intercettore era quasi del tutto in legno. I progettisti tracciarono le linee essenziali direttamente sui pannelli di compensato, così che i carpentieri della fabbrica potessero cominciare il lavoro in tempi strettissimi. Nel frattempo la fabbrica acquistava la fisionomia di una caserma: il personale dormiva e mangiava a Chimki, il vicino aeroporto si riempiva di caccia della Difesa Aerea.

Dopo trenta giorni il primo BI era pronto. Mancava però il motore, così le prime prove - ai comandi il pilota collaudatore Kudrin - si fecero trainando in aria l'aereo con un Petljakov Pe-2. Le qualità di planata non mancavano e i progettisti, almeno sotto quel punto di vista, si sentirono rincuorati.

Mentre i collaudi procedevano, l'avanguardia dell'offensiva tedesca si avvicinava a Mosca. Il 16 di ottobre in città era quasi il panico. A Chimki, ormai pericolosamente vicina alla linea del fronte, Isaev parlava di togliere le mitragliatrici ai caccia e darsi alla guerriglia contro l'invasore. Bolchovitinov per di più era scomparso nel nulla e questo generava spiacevoli sospetti fra le maestranze.

Il giorno dopo arrivò l'ordine di smontare le attrezzature e preparare la documentazione per l'evacuazione: la fabbrica 293 e il suo ufficio tecnico andavano a Bilimbaj, nel distretto di Sverdlovsk, negli Urali.



Negli Urali: il collaudo del BI-1


"Sembrava che tutta Mosca si muovesse verso est per colonizzare gli Urali, la Siberia e l'Asia centrale" scrive Čertok. E questo 'esodo' non era l'unico: sulla stessa rete ferroviaria e stradale si muovevano, ma in direzione contraria, i reparti dell'Armata Rossa. Il convoglio della fabbrica 293 arrivò a destinazione solo il 7 di novembre. La nuova sede di Bilimbaj era un'antica fabbrica da rimettere in sesto. C'erano 20 C° sotto zero. E c'era Bolchovitinov: il direttore non era scomparso e non aveva disertato, ma era stato spedito in avanscoperta dal ministero per organizzare la sistemazione dei suoi impiegati.

Con il nuovo anno la fabbrica e l'ufficio tecnico erano di nuovo pronti a riprendere lo sviluppo: a forza di braccia l'area era stata ripulita dalle macerie, i macchinari sistemati; c'era persino il riscaldamento e su una riva del vicino lago era stata approntata un'installazione per il test a banco dei motori a razzo.

I progettisti del motore lavoravano per l'RNII, che aveva trovato sede a Sverdlovsk. La guerra aveva però mutato anche le loro priorità, che adesso erano concentrate sul perfezionamento dell'artiglieria a razzo Katjuša. Duškin di conseguenza si disinteressava del motore ORM-65 e si limitò a mandare a Bilimbaj un suo vice, Arvid Pallo, per aiutare Isaev.

Durante la trasferta, mentre si faceva un test a banco, per poco l'ingegner Pallo e il nuovo collaudatore, il capitano Bachčivandži, non persero la vita. La camera di combustione esplose e si aprì una falla nel serbatoio dell'ossidante. L'acido nitrico fuoriuscì, spinto dalla forte pressione. Pallo, investito in pieno, non perse la vista solo perché portava gli occhiali, ma il suo volto conservò per tutta la vita le cicatrici dell'ustione chimica.

Il 15 di maggio del '42 tutto era pronto per il primo collaudo dal campo di volo di Koltsovo. Dopo svariate avarie e giornate di cattivo tempo, Bachčivandži fu autorizzato ad accendere il motore. L'aereo prese rapidamente velocità e Bachčivandži cabrò, salendo in verticale. Bachčivandži, nonostante l'atterraggio un po' brusco, fu festeggiato dai presenti e dai progettisti come il pilota che aveva volato nel futuro. Questi sono i dati della 'missione': 840 metri di quota raggiunti in un solo minuto!

Dopo il primo successo Isaev fu autorizzato a smanettare col motore e a modificarlo come meglio credeva. Bolchovitinov era infatti venuto a sapere che l'RNII lavorava su un proprio cacci a razzo (il 302, sotto al supervisione di Tichonravov, anche lui destinato, come gli altri progettisti citati, a una brillante carriera nel programma spaziale) e per tanto non si aspettava troppa assistenza da Duškin. Le modifiche portarono via il resto dell'anno.

Il BI-1 numero 6.I collaudi ripresero il 10 di gennaio del 1943, con il secondo prototipo, sempre Bachčivandži ai comandi. Questa volta il collaudatore portò l'aereo a 1.100 metri in soli 63 secondi. Un altro collaudatore, Gruzdev, raggiunse i 2.190 in 58 secondi. Bachčivandži, di nuovo ai comandi l'11 e il 14 di marzo, segnò la stellare velocità di salita di 82 metri al secondo e il 21 dello stesso mese portò in aria l'intercettore armato e rifornito di munizionamento.

Il 27 si decise di compiere il primo volo livellato. Visti i precedenti, tutti s'attendevano di registrare un nuovo primato mondiale di velocità. Dopo 78 secondi di volo livellato l'aereo inclinò il muso e si schiantò al suolo. Bachčivandži morì sul colpo. La commissione d'indagine non aveva molti dati su cui lavorare: l'impatto aveva distrutto tutta la strumentazione. Si stimò che l'aereo avesse raggiunto una velocità compresa fra gli 800 e i 900 km/h e che in quell'intervallo fosse intervenuto qualche fenomeno di natura ancora non chiara. Anni dopo lo TsAGI mise un BI nella galleria del vento e appurò che poteva effettivamente raggiungere quelle velocità ma che a tali velocità perdeva di stabilità, come tutti gli aerei di quel periodo, a causa degli effetti della velocità transonica.



Di nuovo a Chimki: continuano le prove del BI-1


Nel maggio del '43 l'OKB-293 tornò a Mosca, nell'area, ormai sicura, di Chimki. La morte di Bachčivandži, al quale i progettisti e gli operai erano molto affezionati, aveva scosso tutti. Nondimeno i lavori ripresero immediatamente.

Per ripianare le perdite, dovute all'incidente e alla tremenda usura dei materiali causata dall'acido nitrico, altri cinque prototipi lasciarono la catena di montaggio. Negli anni seguenti tre collaudatori - i già citati Gruzdev e Kudrin, ai quali si aggiunse Bajlakov - portarono in volo i BI con nuovi motori, come il razzo RD-1 di Isaev. Il prototipo numero 6 fu addirittura dotato di due stratoreattori DM-4 (progetto di Igor Merkulov) così da dare all'aereo la spinta per il volo di crociera e il combattimento. I risultati però non furono incoraggianti.

Le prospettive per l'uso militare degli aerei a razzo diminuirono drasticamente con la fine del conflitto. La diffusione del turboreattore tolse in breve tempo lo spazio che i motori a razzo si erano ritagliati: il continuo perfezionamento li aveva resi meno pericolosi, ma non era riuscito a renderli meno assetati di carburante. Il caccia di Isaev e Bereznjak assicurava una velocità di salita fulminea, ma un'autonomia di combattimento quanto mai risicata. Il problema afflisse anche l'unico aereo a razzo entrato in servizio durante il conflitto, il Messerschmitt Me 163 Komet della Luftwaffe.

La propulsione a razzo era destinata ad abbandonare il campo degli aerei da guerra e a rifugiarsi in quello degli aerei sperimentali. In URSS si progettò ancora qualcosa - come il Mikojan-Gurevič I-270 - e alcuni velivoli a propulsione ibrida, ma nessuno di loro fece molta strada. Era ormai iniziata l'era dei jet.

***

L'unico BI-1 ancora esistente, esposto al museo federale delle forze aeronautiche, Monino, Mosca.Esiste oggigiorno un unico esemplare di questo caccia stellare e si trova presso il Museo federale delle aeronautiche militari di Monino (Mosca): potete vederlo nella foto qui di fianco.

Un'ultima curiosità. Qualche lettore si sarà chiesto di sicuro per cosa stiano le due lettere B e I. Vengono di solito interpretate come le iniziali dei due progettisti, Bereznjak e Isaev - cosa che sembrerebbe quadrare con l'abitudine del settore aeronautico sovietico di nominare gli aerei con le iniziali degli ingegneri capo. Ma questo vale solo per gli aerei introdotti in servizio e inoltre Bereznjak e Isaev non erano i direttori dell'ufficio tecnico, quello semmai era Bolchovitinov. BI probabilmente è la sigla che indica la funzione dell'apparecchio e sta per Bližnij Istrebitel', cioè "caccia corto raggio".




Dettagli tecnici del BI-1


Dimensioni
  • Equipaggio: 1
  • Lunghezza: 6,40 m
  • Apertura alare: 6,48 m
  • Altezza: 2,06 m
  • Superficie alare: 7 mq
  • Peso a vuoto: 958 kg 
  • Peso massimo al decollo: 1.683 kg


Apparato propulsivo
  • 1 motore a razzo a carburanti liquidi Duškin D-1A-1100 da 1.100 kg di spinta


Prestazioni (stimate)
  • Velocità massima: 800 km/h
  • Durata della spinta: 15 minuti


Armamento
  • 2 cannoni ŠVAK da 20 mm 


2 commenti:

  1. Da ricordare che l'inico intercettore con motore a razzo che sia entrato in servizio, anche se in numero limitato di esemplari, è stato il tedesco Me 163, che è stato anche il primo aereo a superare i 1000 km/h in volo orizzontale. Avea anche lui i suoi difetti: autonomia di soli 8 minuti e grosse difficoltà per il pilota che doveva sopportre forti accelerazioni.

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    1. Mi sfuggì il tuo commento, Bombarda! Forse ero in vacanza... che vergogna, rispondo dopo due mesi! Eh, sì, il Me-163 fu l'unico aereo di questo genere a vedere impiego operativo. Altri modelli tedeschi affrontarono i collaudi - a volte con esiti fatali per il pilota.

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