El Junkers J 1 , apodado Blechesel (Tin Donkey o Sheet Metal Donkey), fue un avión monoplano experimental desarrollado por Junkers . Fue el primer avión totalmente metálico del mundo. Fabricado a principios de la Primera Guerra Mundial , una época en la que los diseñadores de aviones dependían en gran medida de estructuras de madera cubiertas de tela y apuntaladas con cables, el J 1 fue un desarrollo revolucionario en el diseño de aeronaves, haciendo un uso extensivo del metal en su estructura y en su superficie exterior.
El J 1 surgió del trabajo del diseñador aeronáutico pionero Hugo Junkers . El avión experimental nunca recibió una designación de monoplano "A" o "E-series" de IdFlieg , la inspección del ejército de aviones militares y el Servicio Aéreo Imperial Alemán ( Die Fliegertruppen des deutschen Kaiserreiches ). El avión era conocido solo por su número de modelo de fábrica Junkers de J 1 y no debe confundirse con el posterior sesquiplano blindado totalmente metálico Junkers J 4 , aceptado por la posterior Luftstreitkräfte como Junkers JI (usando un número romano), de la categoría de aviones de combate blindados establecida por IdFlieg .
El 12 de diciembre de 1915, el avión realizó su breve vuelo inaugural , pilotado por el teniente Theodor Mallinckrodt del Flieger-Ersatz-Abteilung 1 (FEA 1), durante el cual alcanzó una altitud de casi 3 m (9,8 pies). Se lograron mayores altitudes y rendimiento en vuelos posteriores. A fines de enero de 1916, Junkers había recibido un contrato para seguir desarrollando su concepto totalmente metálico y el posterior caza monoplaza Junkers J 2 , que nunca vería servicio en primera línea, siguió al J 1. Se cree que el Junkers J 1 no volvió a volar después de enero de 1916. En 1926, se colocó en exhibición estática en el Deutsches Museum de Múnich. En diciembre de 1944, el J 1 fue destruido durante un bombardeo aliado sobre la ciudad.
Entre los primeros pioneros e innovadores en el campo de la aviación se encontraba el ingeniero y diseñador aeronáutico alemán Hugo Junkers . Durante el comienzo de su carrera, había establecido sus credenciales de ingeniería fuera del campo de la aviación; las innovaciones de Junker habían incluido la invención de un tipo de calorímetro y la construcción de motores de combustión interna . En algún momento después de 1897, Junkers conoció por primera vez los principios y el campo de la aviación después de haber recibido detalles del concepto de viajes más pesados que el aire de Hans Reissner , un colega y profesor asociado en la Technische Hochschule en Aachen , donde Junkers ocupaba la cátedra de profesor de termodinámica. [1]
En 1907 Reissner contactó con Junkers, buscando su colaboración en el diseño y construcción de un avión monoplano temprano ; aunque este primer esfuerzo, que voló en 1909, no tuvo mucho éxito, fue este proyecto el que se le atribuye haber llevado a Junkers a seguir una carrera como diseñador aeronáutico. Cinco años más tarde Reissner, con la ayuda de Junkers, comenzó la construcción de su diseño de canard totalmente metálico , al que llamó Ente (pato), que voló por primera vez el 7 de agosto de 1912. [2] La empresa de Junkers fabricó partes del diseño de Reissner, incluidas las superficies de vuelo y el radiador . Los problemas encontrados en la construcción del Ente habían llevado a Junkers a dedicar una cantidad considerable de tiempo a trabajar en los problemas del diseño de la estructura del avión , incluido un examen de las opciones para la eliminación de la práctica del refuerzo exterior de las estructuras. Durante 1910 patentó el diseño de un avión sin cola con perfil aerodinámico grueso y totalmente voladizo (ahora conocido como ala volante ) en Alemania. [1]
En 1910, Junkers recibió una subvención para la construcción de un túnel de viento en sus instalaciones de investigación en Aquisgrán; esto condujo al inicio de un programa de investigación aerodinámica que, cinco años más tarde, contribuiría al diseño del Junkers J 1. En 1911, Junkers renunció a su cátedra para dedicar sus esfuerzos a su empresa de motores con sede en Dessau ; regresó a Aquisgrán una vez completado el túnel de viento. No fue hasta 1915 que Junkers pudo dedicarse plenamente al diseño y fabricación de un avión; fue en este punto cuando abrió un instituto de investigación, el Forschungsanstalt Professor Junkers , al que se le asignó la responsabilidad del diseño y desarrollo de una serie de monoplanos totalmente metálicos con voladizo. [1]
Al estallar la Primera Guerra Mundial en agosto de 1914, Junkers decidió dirigir sus esfuerzos hacia proyectos que tuvieran un potencial valor militar. La mayoría de los diseñadores de aeronaves eran relativamente conservadores y, salvo algunos ejemplos aislados, no se lograron avances; según el historiador de la aviación Charles Gibbs-Smith , el trabajo pionero de Hugo Junkers fue una notable excepción. Fueron los esfuerzos de Junkers, junto con los de colaboradores como los ingenieros Otto Reuter , Otto Mader, jefe de la Forschungsanstalt y Hans Steudel, director del departamento de materiales estructurales y pruebas de Junkers, que el J 1 se produciría como una empresa privada, en la forma de lo que ahora se denominaría un demostrador de tecnología . [1]
Junkers y la Forschungsanstalt comenzaron a trabajar en la ingeniería para hacer realidad su concepto de creación de diseños de aeronaves que prescindieran de los refuerzos exteriores que producían resistencia aerodinámica. [1] Su trabajo en el diseño Ente de Reissner lo había convencido de la necesidad de utilizar metal como material estructural principal. Aunque el duraluminio , que había sido inventado por Alfred Wilm seis años antes, era aparentemente la aleación de metal ideal para la construcción de aeronaves, era propenso a descascararse y otras características indeseables cuando se trabajaba en forma de chapa metálica. Los primeros diseños de aeronaves totalmente metálicos producidos por Junkers usaban láminas de acero eléctrico más pesado , similares a los tipos de láminas de metal ferrosas que se usan típicamente en transformadores eléctricos de CA de núcleo laminado . [ cita requerida ]
El 8 de junio de 1915, Junkers comenzó a adquirir las herramientas para el J 1. Según el autor de artículos sobre aviación Hugh Cowin, aunque a menudo se ha informado erróneamente que se había producido según una especificación para un avión destinado al servicio militar, el J 1 estaba destinado a ser producido puramente como un avión de investigación, que conduciría a la producción de una línea posterior de aviones de combate monoplanos totalmente metálicos. El 12 de diciembre de 1915, el J 1 realizó un breve vuelo en Dessau y luego fue enviado al campo de pruebas del ejército en Döberitz para pruebas, donde realizó el primer vuelo real el 18 de enero de 1916. [3]
El Junkers J 1 era un monoplano experimental de ala media que incorporaba varias características modernas, con un ala en voladizo y una estructura completamente metálica. Externamente, el J 1 era un avión excepcionalmente limpio y bien proporcionado. [4] Paneles de chapa de acero de 42 cm (17 pulgadas) de ancho, reforzados en áreas de carga por láminas adicionales de acero corrugado dentro de la envoltura exterior comparativamente más lisa, se envolvieron alrededor del fuselaje para formar su cubierta externa. Esta disposición fue el primer uso de una construcción de piel tensada completamente metálica. [5] El timón era de un diseño "todo vuelo", sin aleta fija y la estructura y cubierta de la superficie de la cola también consistían en chapa de acero conformada, al igual que las alas. El ángulo de incidencia del estabilizador se podía ajustar en tierra. [ cita requerida ]
La estructura básica del J 1 se construyó alrededor de su sección central del fuselaje y el ala interior integrada, que funcionaba como las raíces del ala del avión . Las alas cortas sirvieron como puntos de sujeción para las alas sin larguero patentadas por Junkers, que consistían en secciones de neumáticos de celosía de envergadura corta colocadas sucesivamente hacia afuera desde las alas cortas. Otros elementos fijados a la sección central incluyen la sección del morro, el fuselaje trasero y la unidad de cola. Atípicamente para la época, el ala carecía de puntales o cables de refuerzo exteriores; el único uso de refuerzo externo era para soportar los estabilizadores horizontales y el tren de aterrizaje . La estructura interna hizo uso de perfiles angulares de acero soldados y secciones de vigas en I junto con porciones de tubos de acero para formar su estructura interna principal. [5]
La innovadora estructura en voladizo de las alas también estaba cubierta con paneles de chapa de acero en sentido de la cuerda . La raíz del ala tenía una profundidad de aproximadamente el 75 por ciento de la altura del fuselaje en el punto más grueso de la raíz, y el ala tenía al menos tres cambios de perfil aerodinámico, junto con un estrechamiento de los ángulos de los bordes de ataque y de salida entre la raíz del ala y la punta del ala. Estos cambios en la sección del ala se convertirían en un sello distintivo del diseño de Junkers en el diseño posterior del caza monoplaza totalmente metálico Junkers DI de 1918, que estaba cubierto con duraluminio de Wilm, corrugado como se intentó por primera vez con el ejercicio de fuselaje Junkers J 3 de 1916-1917. El J 1 también dependía de paneles de acero con corrugaciones en sentido de la envergadura como un elemento estructural oculto debajo de la cubierta metálica exterior lisa para aumentar la resistencia del ala. [5]
El motor Mercedes D.II de seis cilindros en línea refrigerado por líquido de 90 kW (120 hp) seleccionado para propulsar el J-1 estaba alojado dentro de una cubierta simple, dividida horizontalmente, con forma de concha, que encierra el cárter del motor y el bloque de cilindros inferior. Presentaba un diseño de radiador de motor avanzado para la época, ya que se había colocado el radiador en una posición ventral debajo del fuselaje delantero; la parte delantera de la abertura de la carcasa del radiador estaba ubicada justo detrás de los puntos de sujeción del puntal del tren de aterrizaje delantero al fuselaje, y la carcasa del radiador tenía un ancho igual al del fuselaje que estaba encima. [ cita requerida ]
Antes de que el Junkers J 1 pudiera volar, IdFlieg , el Inspektorat der Fliegertruppen , el brazo administrativo de la aviación del Ejército alemán, exigió que se realizaran pruebas de carga estática en el J 1. Esto implicaba realizar las pruebas de carga estática habituales en la estructura del J 1 utilizando sacos de arena , pruebas de carga y resistencia, así como una prueba del empuje estático que se obtendría con la combinación de motor y hélice . El 3 de diciembre de 1915, se completaron estas pruebas estáticas, seguidas de pruebas de empuje del motor. La fábrica de Junkers aún no poseía un campo de pruebas en Dessau, por lo que el J 1 fue transportado al aeródromo Fliegerersatzabteilung 1 (FEA 1) en Döberitz, justo al oeste de Berlín, para sus pruebas de vuelo. [5]
El 12 de diciembre de 1915, el teniente Theodor Mallinckrodt de la FEA 1 fue asignado para rodar y "saltar" brevemente el J 1, lo que logró hacer hasta casi una altitud de 3 m (9,8 pies). [5] Durante el transcurso de este pequeño vuelo, una ráfaga de viento atrapó el ala de estribor durante el "salto" mientras el J 1 descendía, lo que provocó que la punta del ala de babor raspara el suelo y el lado de babor del fuselaje del J 1 se doblara correspondientemente hacia adentro, en dirección a la parte trasera del soporte del ala. Las pruebas se retrasaron mientras se realizaban reparaciones durante el período de vacaciones a fines de 1915, después del cual se realizó una ronda adicional de pruebas de carga estática para probar las reparaciones. [ cita requerida ]
El 18 de enero de 1916, el soldado raso Paul Arnold de la unidad FEA 1 realizó el segundo vuelo del J 1 en Döberitz . El J 1 alcanzó una altitud de solo 80 m (260 pies), después de un despegue de 200 m (660 pies), ya que el estabilizador de incidencia variable se había ajustado incorrectamente creyendo erróneamente que el J 1 tenía la cola pesada. Más tarde ese día, después de ajustar el estabilizador para obtener un vuelo nivelado, el teniente Mallinckrodt realizó otro intento, esta vez alcanzando una altura máxima de 900 m (3000 pies) con un despegue más corto. Se determinó que el manejo era aceptable y, según se informó, el avión se mantuvo estable durante el vuelo. [ cita requerida ]
El 19 de enero, Mallinckrodt volvió a llevar al J 1 a su único vuelo de prueba de "alto rendimiento" conocido, que consistió en un recorrido de 7 km (4,3 mi) y cubrió altitudes de 200 a 300 m (660 a 980 pies). Durante este vuelo, Mallinckrodt alcanzó una velocidad máxima de 170 km/h (110 mph). Como consecuencia del interés militar en el diseño de Junkers, el J 1 fue comparado con el popular biplano de observación armado de dos asientos Rumpler CI durante las pruebas de vuelo. El J 1 era 30 km/h (19 mph) más rápido, a pesar de que el biplano Rumpler estaba propulsado por el motor Mercedes D.III más potente . Dado el menor peso del fuselaje de madera y tela del Rumpler, era capaz de alcanzar una tasa de ascenso mucho mayor que el J 1, limitado por su estructura de acero experimental. [5]
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El rendimiento de vuelo del J 1 se evaluó durante el programa de pruebas. [5] Se recopiló información de los pilotos y el personal de tierra que lo reparaba. Aparentemente, la construcción soldada del avión tenía problemas en tierra que ya se habían encontrado antes. Junto con su lento rendimiento en el aire, algunas personas se burlaron del J 1 con nombres despectivos, el más destacado de ellos fue Blechesel ( burro de hojalata o burro de chapa). Algunas figuras, como el pionero de la aviación holandés , Anthony Fokker , elogiaron el potencial de la aeronave y los principios demostrados, señalando la mayor velocidad y mayor durabilidad de los futuros aviones que usaran dicha construcción. [5] El manejo del J 1 fue objeto de burla por parte de los críticos de Junkers, pero los militares siguieron apoyando el refinamiento del concepto. A fines de enero de 1916, Junkers había recibido un contrato y le siguió el caza monoplaza Junkers J 2 , que nunca vería servicio en primera línea. El J 2 tenía una similitud superficial con el J 1, siendo más refinado aerodinámicamente y ligeramente más pequeño, pero los dos aviones tenían estructuras similares. [5]
Se cree que el Junkers J 1 no volvió a volar después de enero de 1916. El avión sobrevivió a la Primera Guerra Mundial y fue colocado en exhibición estática en 1926 en el Deutsches Museum de Múnich. Durante la Segunda Guerra Mundial , en diciembre de 1944, el J 1 fue destruido durante un bombardeo aliado sobre la ciudad. Un grupo de trabajadores de la fábrica de Junkers construyó un modelo de exhibición a escala de metal del J 1 después de sus vuelos iniciales y se exhibió en el Instituto Franklin en Filadelfia después de la guerra; se desconoce su destino. Durante 2015, el Museo de Tecnología Junkers en Dessau, Alemania, anunció que tenían la intención de construir una réplica a escala real del pionero J 1. Para financiar esto, se buscó financiación a través de una campaña de financiación colectiva en Kickstarter . [6] [7]
Datos de Wagner y Nowarra (1971). Aviones de combate alemanes: un estudio exhaustivo e histórico del desarrollo de los aviones militares alemanes desde 1914 hasta 1945. [8]
Características generales
Actuación
