El Junkers F 13 es el primer avión de transporte totalmente metálico del mundo, diseñado y producido por el fabricante de aviones alemán Junkers .
Producido poco después del final de la Primera Guerra Mundial , era un monoplano de ala en voladizo con alojamiento cerrado para cuatro pasajeros y una cabina abierta de dos asientos. Como todos los diseños Junkers con estructura de duraluminio, desde el J 7 de 1918 hasta el Ju 46 de 1932 (unos 35 modelos), tiene una estructura de aleación de aluminio ( duraluminio ) completamente cubierta con la característica piel de duraluminio corrugado y estresado de Junkers . Internamente, el ala estaba construida sobre nueve largueros de duraluminio de sección transversal circular con arriostramientos transversales. Todas las superficies de control estaban equilibradas por bocina .
En total se fabricaron 322 aparatos, una cantidad considerablemente grande para un avión comercial de la época, y operaron en todo el mundo. Representaba más de un tercio del tráfico aéreo a principios de la década de 1920. Se mantuvo en producción durante trece años y en servicio comercial durante más de treinta. Hubo muchas versiones, incluidos hidroaviones para amerizaje, esquís, aviones correo y diferentes motores. Varios sobreviven en diversos estados de reparación en museos, y una réplica del modelo se volvió a poner en producción en la década de 2010, volviendo a volar casi un siglo después de que el modelo volara por primera vez.
Lo que se convertiría en el F 13 surgió del trabajo del profesor Hugo Junkers y su Instituto de Investigación en Dessau , Alemania, a lo largo de la década de 1910. Estos esfuerzos fueron responsables de producir múltiples ideas nuevas relacionadas no solo con la aerodinámica sino también con el empleo y el funcionamiento de la construcción de metal liviano en la aviación. [2]
El F 13 [3] era un avión muy avanzado cuando se construyó, un monoplano de ala baja con voladizo, totalmente metálico y aerodinámicamente limpio. Fue el primer avión de pasajeros totalmente metálico del mundo y el primer avión comercial de Junkers. La letra F de designación significaba Flugzeug (avión); fue el primer avión de Junkers en utilizar este sistema. La notación anterior de Junkers lo denominaba J 13. Los aviones construidos en Rusia utilizaban la designación Ju 13. [ cita requerida ]
El F 13 voló por primera vez el 25 de junio de 1919, [4] propulsado por un motor Mercedes D.IIIa de 127 kW (170 CV) refrigerado por agua. Los primeros aviones de producción tenían un ala de mayor envergadura y superficie y estaban equipados con el motor BMW IIIa de 140 kW (185 CV) refrigerado por agua.
Se construyeron muchas variantes [5] utilizando motores en línea refrigerados por líquido Mercedes, BMW, Junkers y Armstrong Siddeley Puma , y motores radiales refrigerados por aire Gnome-Rhône Jupiter y Pratt & Whitney Hornet . Las variantes se distinguían principalmente por un código de dos letras, la primera letra significaba la estructura del avión y la segunda el motor. Todas las variantes con motor Junkers L5 tenían la segunda letra -e, por lo que el tipo -fe era el fuselaje largo -f con un motor L5.
El F13 fue la base para el desarrollo del Junkers W 33 y el Junkers W 34. [ 6]
El Junkers F 13 era un avión de transporte totalmente metálico; su construcción y varias de sus características de diseño, como su ala en voladizo , eran particularmente notables para la época. A diferencia de las alas tradicionales de la época, que tenían que utilizar tirantes y tirantes externos por necesidad, el ala del F 13 carecía de tirantes; su eliminación significaba que se evitaba por completo una importante fuente de resistencia . [2] En lugar de exponer los elementos de soporte a las corrientes de aire externas, todos los tirantes se ubicaban dentro del propio ala, proporcionando así una solución más ordenada desde una perspectiva aerodinámica. Como consecuencia de esta disposición, el perfil del ala tenía que ser considerablemente más grueso para acomodar estos elementos de soporte; mientras que las actitudes ortodoxas de la época favorecían los perfiles delgados, las cualidades aerodinámicas del F 13 eran bastante favorables, en gran parte como resultado de una diligente experimentación. [2] Otra ventaja fue que, mientras que la curva polar para alas de perfil delgado típicamente tenía un rango de aplicación relativamente restringido, como para vuelo de alta velocidad o una tasa de ascenso rápida, de un ascenso más alto, la curva polar de alas de perfil más grueso podía funcionar más adecuadamente en ambas circunstancias. [7]
En cuanto a su composición material, el F 13 había descartado intencionalmente los materiales tradicionales, como la madera y la tela , en favor de un enfoque totalmente metálico que había sido iniciado por Junkers. [8] Este cambio eliminó las preocupaciones sobre la calidad variable de la madera disponible y las dificultades de adquisición para obtener madera de alta calidad que fuera adecuada para fines aeronáuticos. También prescindió de varias otras preocupaciones, ya que se percibía como más difícil mantener las dimensiones calibradas de la madera debido a la deformación , el mismo factor también obstaculizaba la intercambiabilidad; el metal también representaba un menor riesgo de incendio. [9] A diferencia de los primeros aviones de metal de Junker, que estaban compuestos de acero y, por lo tanto, eran bastante pesados, el F 13 estaba hecho de duraluminio , una aleación ligera que encontraría un uso generalizado en los círculos aeronáuticos. Este metal tiene una mayor resistencia uniforme para el avión, lo que facilitó su diseño; una mayor facilidad de cálculo también aumentó la economía de esta elección. [10]
En cierta medida, para compensar las dificultades de desarrollar un nuevo sistema que permitiera la instalación interna de todo el armazón de soporte, el uso de metal permitió adoptar una cantidad sustancial de nuevas características de construcción. [11] Aunque la gravedad específica del duraluminio es mayor que la de la madera, el peso del Junkers F 13 estaba por debajo del de todos los demás aviones, de madera o de metal, de la misma clase, como resultado de estudios aerodinámicos exhaustivos realizados por la empresa. [12] Además, también se pensó que el enfoque de metal aumentaría la seguridad estructural y la facilidad de servicio. [13] En comparación con sus contemporáneos de madera, el enfoque totalmente metálico del F 13 se fatigaba más lentamente ; también era menos costoso protegerlo contra la humedad y la mayoría de las demás condiciones atmosféricas. Las termitas no podían dañar los aviones de metal. [11] Fue en parte por esta razón que el uso del F 13 en varios países tropicales , particularmente los de América del Sur , rápidamente se volvió algo común. En general, se creía que la vida útil de un avión de metal era mucho mayor que la de uno de madera. [11]
La superficie de apoyo, que era la base de la estructura, constaba de tres partes, con el fin de facilitar el transporte. [14] Las partes exteriores de las alas estaban fijadas al armazón de la sección central del ala, cuyos largueros consistían en nueve tubos de duraluminio, de manera que se aseguraba la simetría de las alas. Estas alas podían ser montadas y desmontadas por dos hombres en unos pocos minutos. Una viga en voladizo comprendía el núcleo del armazón del ala. [14] La cubierta metálica externa, que estaba corrugada para aumentar la resistencia, ayudaba a soportar la tensión de torsión mientras que la estructura general era bastante resistente a la sobrecarga dinámica. En otra desviación de las prácticas convencionales de la época, el fuselaje se colocó sobre el ala; esto permitió que el armazón de la sección central del ala formara la base tanto del fuselaje como de la cabina. [14] En consecuencia, el avión tenía una superestructura relativamente fuerte al mismo tiempo que reducía su peso. Una ventaja de la posición del ala era que proporcionaba la mejor protección posible a la cabina y a sus ocupantes, en caso de un aterrizaje brusco o de emergencia. [14]
Los controles de vuelo eran bastante convencionales, tanto el elevador como los alerones eran accionados por el piloto a través de una columna con una rueda mientras que el timón se operaba mediante pedales. [15] Había varias puertas corredizas para fines de inspección y mantenimiento de los diversos cables de control, palancas y tubos. Se previó la instalación de controles de vuelo duales, una característica que se pensó que era de particular importancia durante los vuelos de largo alcance. [16] Todas las superficies de cola tenían áreas bastante grandes que beneficiaban no solo la maniobrabilidad del avión sino también su estabilidad en vuelo. Otra desviación de la convención fue el medio para ajustar el estabilizador para compensar las variaciones de peso; un tanque de compensación ubicado cerca de la parte trasera del fuselaje podía compensar el peso del morro o de la cola por medio de una bomba controlada por el piloto que retiraría o agregaría suficiente combustible para lograr el equilibrio. [16]
El tren de aterrizaje estaba compuesto en gran parte por tubos de acero; un total de cuatro soportes aerodinámicos funcionaban como puntales de resorte. [16] Una disposición de puntal en forma de V aseguraba suficiente rigidez mientras que la distancia entre las ruedas se pensaba que era suficiente para evitar que el avión volcara incluso durante un aterrizaje oblicuo. El patín de cola estaba articulado y amortiguaba los golpes ; podía reemplazarse fácilmente y era lo suficientemente grande como para proteger el fuselaje de sufrir daños graves. Además, había conexiones especiales para la instalación de flotadores , que podían sustituirse rápidamente por las ruedas, para convertir el F 13 en un hidroavión . [17] Estos flotadores, que estaban hechos de duraluminio, estaban divididos internamente en seis compartimentos herméticos. El avión podía equiparse de manera similar para despegar o aterrizar sobre nieve o hielo mediante la eliminación de las ruedas y su sustitución por patines de duraluminio, mientras que se uniría una zapata al patín de cola. [17]
La eficiencia aerodinámica del F 13 permitió utilizar menos potencia de motor de la prevista, pudiendo instalarse varios motores de distintos proveedores. [18] Se pudo acceder fácilmente a todos los puntos del motor y se pudieron cambiar varios componentes en un breve período de tiempo. El radiador frontal fue diseñado especialmente por Junkers para que tuviera un alto nivel de eficiencia y fuera relativamente ligero; el piloto podía regular la temperatura del motor mediante las persianas ajustables. [19] Los aviones destinados a ser utilizados en un país tropical solían estar provistos de un radiador adicional. Se prestó mucha atención al desarrollo de las hélices, que se moldearon mediante una amplia investigación de aspectos como el paso, la sección de las palas y el diámetro. Las hélices utilizadas inicialmente estaban compuestas de madera laminada protegida por metal a lo largo de sus bordes de ataque y alcanzaban una eficiencia mecánica al menos igual a la de las de madera. [20] Junkers también trabajó en hélices de metal de su propia fabricación, cuyas secciones huecas disminuyen de acuerdo con las leyes de los cuerpos de resistencia uniforme. Las ventajas que presentan las hélices de metal incluyen la capacidad de reemplazar una sola pala (en lugar de toda la hélice), una falta de sensibilidad a las influencias climáticas y el potencial de dar forma al eje de la hélice para variar el paso de la hélice para aumentar la velocidad o ascender. [20]
Detrás del monomotor había una cabina semicerrada para la tripulación, techada pero sin cristales laterales. Había una cabina cerrada y con calefacción, completa con ventanas y puertas. Los asientos de los pasajeros estaban equipados con cinturones de seguridad , algo inusual para la época. El F 13 tiene un tren de aterrizaje dividido convencional fijo con un patín trasero, aunque algunas variantes estaban equipadas con flotadores o esquís. La cabina era relativamente grande y estaba elegantemente amueblada para la época; además de los cuatro pasajeros que acomodaba, había espacio para otro pasajero o miembro de la tripulación junto al piloto. [21]
Cualquier fabricante de aviones civiles inmediatamente después de la Primera Guerra Mundial se enfrentó a la competencia de la gran cantidad de aviones de guerra excedentes que podían ser convertidos a bajo costo, por ejemplo, el DH.9C . Los fabricantes alemanes tuvieron más problemas con las restricciones impuestas por la Comisión Interaliada de Control Aeronáutico, que prohibió la producción de aviones de guerra y de cualquier aeronave en el período de 1921-22. Junkers [22] recibió pedidos en el extranjero en 1919 en Austria, Polonia y los EE. UU. y, en los años siguientes, con SCADTA (Colombia) y el Departamento de Correos de los Estados Unidos . John Larsen Aircraft en los EE. UU. compró una licencia de producción, sus máquinas fueron designadas JL-6. En 1922 hubo ventas en Inglaterra, Francia, Italia y Japón.
El F13 fue un avión civil muy popular, y se estima que transportaba el 40% del tráfico aéreo mundial a principios de la década de 1920. [6]
En Bolivia, el primer avión del LAB fue un Junkers F 13; su primer vuelo despegó de Cochabamba el 23 de septiembre de 1925.
En 1921, Junkers fundó su propia compañía aérea, Junkers Luftverkehr AG, para fomentar la adquisición de los F 13 por parte de las compañías aéreas alemanas, y en 1923 ya operaban 60 de ellos. También estableció una sucursal de esta compañía aérea en Irán. Se emplearon otras técnicas de marketing, como ofrecer F 13 en alquileres baratos y préstamos gratuitos, con tal efecto que unos 16 operadores de toda Europa los utilizaban. Cuando Junkers Luftverkehr se fusionó con Luft Hansa en 1926, ya habían volado 9,5 millones de millas. Luft Hansa compró 55 aviones y en 1928 los utilizaba en 43 rutas nacionales. Incluso en 1937, sus F 13 realizaban más de 50 vuelos semanales en cuatro rutas. Finalmente, fueron retirados del servicio en 1938.
La mayoría de los F 13 producidos antes de que terminara la producción en 1932 se construyeron en la base alemana de Junkers en Dessau . Durante el difícil período de 1921-23, la producción se transfirió a las plantas de Junkers en Danzig y Reval . En 1922-23, Hugo Junkers firmó un contrato con la Unión Soviética para producir el avión en una fábrica soviética en Fili , cerca de Moscú, que se conocería como "Planta nº 22". Algunos de estos aviones sirvieron a las aerolíneas soviéticas, mientras que otros fueron utilizados por el Ejército Rojo .
Hubo otros usuarios militares. La Fuerza Aérea Colombiana utilizó el F 13 (y los W.33, W.34 y K.43 relacionados) como bombarderos [ cita requerida ] en la Guerra Colombia-Perú en 1932-23. La República de China voló F 13 convertidos en bombarderos de reconocimiento hasta el Incidente del 28 de enero de 1932, cuando fueron destruidos por los japoneses junto con la Fábrica de Aviones de Shanghái. Las Fuerzas Aéreas Turcas volaron algunos.
Una característica que hizo que el F 13 fuera popular internacionalmente fue la facilidad con la que su tren de aterrizaje podía convertirse en flotadores . Durante los años de formación de la aviación comercial, los cuerpos de agua como ríos, lagos, mares y océanos eran más abundantes que las pistas de aterrizaje y los aeropuertos civiles en muchas partes del mundo, por lo que los hidroaviones eran algo común e incluso, en algunos lugares, más útiles que los aviones regulares. Aparte de la obvia adición de flotadores, se necesitaban pocas modificaciones para esta conversión; sin embargo, la diferente configuración podía causar problemas con el control direccional, [ cita requerida ] y, por lo tanto, algunos modelos tenían su timón extendido para compensar esto.
Desde su introducción en 1919, los F 13 estuvieron en servicio durante más de treinta años; el último F 13 comercial fue retirado en Brasil en 1951.
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En 2009 se lanzó un proyecto germano-suizo para construir una reconstrucción del F 13; el primer vuelo tuvo lugar en septiembre de 2016. La reconstrucción está equipada con radio y un transpondedor, y utiliza un motor Pratt & Whitney R-985 Wasp Junior de la década de 1930 , pero por lo demás es lo más parecido posible al original. Se venderán reconstrucciones adicionales por 2,5 millones de dólares cada una. [23]
Junkers Flugzeugwerke (SD303) ha resucitado el Junkers F 13 como un avión completamente nuevo para honrar los logros de Hugo Junkers. La compañía completó la aeronave en 2016 y se encuentra en EBACE conmemorando el vuelo inaugural del modelo hace 100 años. El modelo está disponible para su compra y otros tres como este están actualmente en construcción. El trabajo en el segundo y tercer avión estaba en progreso durante 2019, y el vuelo inaugural del fuselaje número dos estaba planeado para principios de ese verano. [24]
La réplica del F 13 realizó su vuelo inaugural el 15 de septiembre de 2016, la culminación de muchos años de trabajo por parte de los partidarios del proyecto. [25] La réplica se creó a partir de planos originales y también de un escaneo láser del modelo en el Museo del Aire y el Espacio en Le Bourget, París. La réplica tiene 2600 piezas y decenas de miles de remaches y está propulsada por un motor radial Wasp. [25]
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Irán
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Hay cinco fuselajes supervivientes del F 13, todos ellos en museos. [6]
Datos de Hugo Junkers Pionier der Luftfahrt - Seine Flugzeuge , [41] Junkers: un álbum de aviones No.3 [42]
Características generales
Actuación
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