Ya en enero de 1939, los diseñadores de la firma ‘Messerschmitt AG’ comenzaron una revisión radical de la aerodinámica del caza Bf 109. El capó del motor, bastante anguloso y heredado de las primeras modificaciones de la máquina, el estabilizador con puntales, los túneles de los radiadores de líquido refrigerante insuficientemente perfeccionados y la pata del tren de aterrizaje de la rueda de cola no retráctil, todo esto requería una reelaboración en primer lugar. Además, los desarrolladores de motores no se quedaron quietos.
La firma ‘Daimler-Benz’ estaba finalizando la puesta a punto de una versión más avanzada del motor DB 601E con una potencia de despegue de 1350 CV y una potencia nominal de 1270 CV a una altitud de 2000 m, lo que permitía esperar un cierto aumento en la velocidad y la tasa de ascenso de la aeronave. A la nueva variante del avión se le asignó la letra F, por lo que en la Luftwaffe se le conoció como ‘Friedrich’.
Para el desarrollo de cambios específicos, se utilizaron cuatro fuselajes de serie, modificados a partir del Bf 109E-1, que recibieron los números de prototipo V22, V23, V24 y V25, respectivamente. En particular, en el Bf 109V22 (No. de serie 1800, D-IRRQ) con motor DB 601Aa, que voló por primera vez el 26 de enero de 1939, se probaron un nuevo y aerodinámicamente más avanzado carenado del motor con un cono de hélice agrandado, radiadores de líquido mejorados en los túneles bajo las alas, un empenaje en voladizo y una pata de la rueda de cola semirretráctil. La anchura de vía del tren de aterrizaje principal se incrementó ligeramente, desviando adicionalmente las patas hacia afuera 6°. El túnel del radiador de aceite se hundió más profundamente en el carenado inferior.
La envergadura del ala se redujo en 0,6 m, y su superficie se contrajo en consecuencia. En esta máquina experimental, las puntas de las alas permanecieron trapezoidales como en el ‘Emil’. El timón de dirección, antes simétrico, en los ‘Friedrich’ recibió un perfil plano-convexo, lo que en cierta medida aseguró la compensación del momento de giro del motor. La superficie del timón de dirección se redujo de 0,75 a 0,7 m² debido a la disminución de su cuerda en la parte superior.
Si en los ‘Emil’ los capós de la planta motriz eran desmontables, en los ‘Friedrich’ las partes superiores de los capós podían abatirse sobre bisagras y levantarse, y la parte inferior del capó junto con el radiador de aceite también se bajaba sobre una bisagra de piano. El segundo avión experimental Bf 109V23 (No. de serie 1801, D-ISHN) fue equipado con un motor DB-601E preserie; esta máquina se utilizó principalmente para ajustar la planta motriz. El diámetro de la hélice se redujo en 0,14 m debido a que el nuevo motor estaba forzado en la frecuencia de rotación del eje, pero las palas de la hélice se hicieron un poco más anchas.
En el tercer avión experimental Bf 109V25 (No. de serie 1930, D-IVKC) se combinaron todas las innovaciones realizadas en los V22 y V23. Además, por primera vez se montó un depósito de aceite en forma de herradura detrás del cono de hélice de mayores dimensiones y una hélice del caza Me 209. Las primeras máquinas experimentales conservaron una toma de aire rectangular para el sobrealimentador del motor, pero pronto los aerodinamistas de la empresa establecieron la influencia desfavorable de la capa límite del flujo de aire en los procesos del sobrealimentador centrífugo accionado.
En consecuencia, la forma de la toma de aire del sobrealimentador se revisó radicalmente. En el prototipo Bf 109V24 (No. de serie 5604, VK+AB) con motor DB-601E, se realizó por primera vez con sección circular, ligeramente desplazada de la pared del fuselaje; así se logró eliminar la influencia de la capa límite del aire. El primer vuelo de esta máquina lo realizó el piloto de pruebas de la empresa, H. Beuavais, el 10 de julio de 1940.
El ala del Bf 109 apenas había cambiado desde el primer avión experimental hasta la modificación E. En cuanto al ‘Friedrich’, el perfil y la estructura de fuerza del ala permanecieron prácticamente iguales, lo que no se puede decir de la forma del ala en planta. En particular, en el prototipo Bf 109V25 se instalaron puntas de ala fácilmente desmontables de forma semi-elíptica. En principio, su aparición fue un reconocimiento de los diseñadores de su error relacionado con la reducción de la envergadura en los prototipos anteriores del ‘Friedrich’.
Cabe señalar que la superficie de los alerones y los slats en los cazas de esta modificación disminuyó ligeramente en comparación con los ‘Emil’, pero la controlabilidad respecto al eje longitudinal se mantuvo satisfactoria. Por otro lado, la superficie de los flaps aumentó, y además se hicieron ranurados, lo que los hizo más efectivos. Los desarrolladores creían que los radiadores de líquido en forma de caja, montados bajo el ala, eran los que más perjudicaban la aerodinámica del ala.
Para los prototipos del ‘Friedrich’ se diseñaron nuevos dispositivos (el área frontal del radiador aumentó un 15%), con altura reducida pero mayor envergadura. El túnel del radiador de líquido también se rediseñó teniendo en cuenta nuevos conocimientos en aerodinámica: la capa límite perturbada se desvió a través de una ranura especial, el labio delantero del túnel y el panel superior del ala se hicieron automáticamente ajustables, y la aleta móvil inferior del túnel se vinculó cinemáticamente con los flaps.
En el ‘Emil’, la posición de las aletas de los radiadores y la deflexión de los flaps no estaban interconectadas, por lo que, por ejemplo, durante el despegue, el flujo retardado en el radiador impactaba en el flap desviado, lo que reducía la eficacia tanto del flap como del radiador. El nuevo sistema de regulación de la temperatura del líquido refrigerante (50% etilenglicol, 47% agua, 3% aditivo anticorrosivo), desarrollado para el ‘Friedrich’, resultó ser muy avanzado; se mantuvo en todos los modelos posteriores del ‘ciento nueve’, solo que la ‘descarga’ de la capa límite tuvo que abandonarse: debido al aumento de la potencia térmica de los motores, los radiadores volvieron a aumentar de tamaño y no quedó espacio para la ranura.
Innovaciones en el Motor
El motor de doce cilindros de configuración invertida DB 601E representaba la variante más avanzada de la familia, naturalmente, entre los modelos de serie. Se diferenciaba de su predecesor (el motor DB 601N) principalmente en el diseño de las culatas de los cilindros. La forma modificada de la cámara de combustión permitió utilizar combustible B4 con un octanaje más bajo (87).
La potencia del motor se logró aumentar forzando el motor en la frecuencia de rotación del eje (potencia de despegue – 1350 CV a 2700 rpm, potencia nominal – a una altitud de 5100 m – 1200 CV a 2500 rpm). A diferencia del DB 601N, el motor no tenía un automático de postcombustión que limitara la duración del funcionamiento en este régimen a un minuto. Cabe destacar que, según los resultados de las pruebas en el TsIAM realizadas en 1943, en régimen de combate (postcombustión), el motor DB 601Ea desarrollaba una potencia de 1450 CV a 2000 m de altitud y 1350 CV a 5100 m, es decir, superaba significativamente al motor nacional M-105PF2.
La cilindrada se mantuvo igual (33,9 l). El diámetro del cilindro era de 150 mm, la carrera del pistón de 160 mm, y la relación de compresión de 7,0 para los cilindros del bloque izquierdo y 7,2 para los del bloque derecho. Los cilindros del motor eran de cuatro válvulas (dos de admisión y dos de escape), cada uno con dos bujías de la firma ‘Bosch’.
La relación de transmisión del reductor de la hélice era de 0,593. El sentido de giro del eje del reductor del motor era en el sentido de las agujas del reloj. El arranque del motor podía realizarse con un motor de arranque eléctrico (lo cual era una solución inusual para la época) o con un motor de arranque inercial manual, que era accionado por dos mecánicos.
Una característica curiosa de todos los motores de la serie ‘600’ de la firma ‘Daimler Benz’ era la presencia de un embrague hidráulico, que aseguraba la conexión mecánica entre el eje del motor y el rotor del sobrealimentador centrífugo accionado (PZCN). La presión de sobrealimentación se mantenía constante desde el nivel del suelo hasta una altitud de aproximadamente 5,1 km, sin tener en cuenta la presión dinámica en vuelo. El eje primario del embrague hidráulico se conectaba al eje del motor mediante un engranaje helicoidal, con una relación de transmisión de 10,39:1.
Una pequeña turbina se montaba en el eje primario, impulsando el aceite en la cavidad del embrague hidráulico. Mientras la cantidad de aceite en la cavidad era relativamente pequeña, el eje secundario (de salida) con otra turbina, debido al deslizamiento, giraba a una frecuencia menor que el primario. Regulando el suministro de aceite a la cavidad del embrague hidráulico, se podía controlar suavemente la frecuencia de rotación del eje de salida, al que se acoplaba el rotor del sobrealimentador.
Un medidor de presión de sobrealimentación (una caja aneroide común) estaba incluido en el circuito de control del suministro de aceite. Si la presión de sobrealimentación caía, se suministraba más aceite; si aumentaba más de lo necesario, el aceite se extraía de la cavidad. La inercia del dispositivo influía positivamente en el funcionamiento del motor: el piloto podía reducir el acelerador, y la frecuencia de rotación del eje primario del embrague hidráulico caía relativamente rápido, pero el eje de salida mantenía las revoluciones anteriores durante un tiempo y ayudaba al sistema regulador a hacer frente a la ‘perturbación’. Ante una aceleración brusca, el embrague hidráulico ‘estiraba’ el proceso de aceleración del eje secundario y también amortiguaba un salto de presión demasiado brusco.
El rotor centrífugo de sobrealimentador de una etapa tenía 12 palas. La presión de sobrealimentación hasta el límite de altitud se mantenía en 1,42 kgf/cm² en régimen de despegue y máxima potencia (forzaje), 1,30 kgf/cm² en regímenes de combate y nominal, y 1,15 kgf/cm² en régimen de funcionamiento operativo del motor (régimen de mayor autonomía de vuelo).
Otra característica interesante del motor era el sistema de inyección directa de combustible en los cilindros, construido sobre la base de una bomba de gasolina de alta presión de la firma ‘Bosch’ tipo PZ 12 HP 110/19 con un sensor inductivo, un corrector de la composición del combustible y una bomba de flotador, así como inyectores tipo ‘L’Orange’ 9-2137. Este sistema aseguraba el funcionamiento normal del motor en cualquier posición espacial del avión, bajo sobrecargas negativas y positivas.
La hélice del ‘Friedrich’ estaba equipada con un regulador eléctrico de constancia de frecuencia de rotación, y su diseño permitía al piloto desconectar la automática y controlar el paso de la hélice manualmente, como lo hacían los pilotos de los ‘Emil’. Entre los detalles ingeniosos se debe mencionar un sistema especial de limpieza de bujías en vuelo.
Al tirar de una varilla especial, el piloto podía desplazar el momento de ignición del combustible en el cilindro de tal manera que la temperatura en la cámara de combustión aumentara brevemente. Esto contribuía a la quema de los depósitos de aceite en los electrodos de la bujía, y la bujía volvía a ‘revivir’. En tipos posteriores de motores, los diseñadores de ‘Daimler-Benz’ prescindieron de este sistema, ya que se descubrió que la quema de depósitos en las bujías se podía lograr simplemente llevando el motor a máxima potencia por un corto período.
Producción Inicial y Desafíos de Armamento
Sin embargo, al principio, debido a la inmadurez de la planta motriz, los constructores aeronáuticos alemanes tuvieron que seguir un camino ya trillado, instalando en el avión de la nueva modificación la variante anterior del motor. Las máquinas de preserie Bf 109F-0 recibieron motores DB 601 N. Este motor era significativamente inferior al DB 601E en potencia y altitud (régimen de despegue – 1215 CV, régimen de combate de un minuto – 1285 CV, potencia nominal 1120 CV a 1500 m y 1085 CV a 4000 m), pero para la segunda mitad de 1940, sus datos seguían siendo bastante buenos.
Los informes sobre las características de vuelo de los nuevos aviones, obtenidos durante las pruebas militares, resultaron ser muy favorables. La maniobrabilidad mejoró en comparación con el Bf 109E-4/N, equipado con un motor similar. Un viraje completo a 1000 m lo realizaba el caza Bf 109F-0 (No. de serie 5605, VK+AC) en 18 s, y el radio de viraje no superaba los 300 m.
La tasa de ascenso a nivel del suelo aumentó de 17,4 a 19 m/s. Para alcanzar una altitud de 5000 m, solo se necesitaban 5,2 min. En general, el nuevo avión fue valorado muy positivamente por los pilotos, aunque expresaron cierta decepción debido a la reducción de la potencia de fuego de la máquina.
El hecho es que, desde el principio, se pretendía armar a los ‘Friedrich’ con el cañón motor de 20 mm MG 151 de la firma ‘Mauser’, que se distinguía por una mayor cadencia de tiro en comparación con los anteriores cañones Oerlikon MG/FF (cadencia de tiro de 450 disparos/min, velocidad inicial del proyectil de 550 m/s). Sin embargo, los desarrolladores volvieron a retrasarse ligeramente en los plazos, por lo que en el espacio entre los bloques de cilindros se tuvo que instalar temporalmente el MG/FF. Esta arma, con su sistema de carga por cargador, largo retroceso del cañón y otras características, era poco adecuada para su uso como parte de la planta motriz, lo que fue confirmado por la negativa experiencia de tres años de intentos similares.
Las ametralladoras de fuselaje MG 17 (cadencia de tiro de 1200 disparos/min, velocidad inicial de la bala de 762 m/s) con una carga de 500 cartuchos permanecieron en sus lugares anteriores, encima del motor, y no se instalaron cañones en las alas de los ‘Friedrich’. Así, el número de cañones en los primeros Bf 109F-0 en comparación con el Bf 109E-4 disminuyó en uno, y la masa de la salva por segundo se redujo casi a la mitad.
Después de la fabricación de 25 Bf 109F-0 de preserie (No. de serie 5601 – 5625, parte de ellos utilizados como prototipos), el primer Bf 109F-1 de serie salió de la línea de montaje en noviembre de 1940. Exteriormente, apenas se diferenciaba de los ejemplares de preserie, pero la toma de aire del sobrealimentador se volvió de sección circular (siguiendo el modelo del Bf 109V25), mientras que en el Bf 109F-0 era de caja, similar a los ‘Emil’.
En el marco de la mejora militar, la parte trasera del fuselaje de los aviones Bf 109F-1 se reforzó mediante la remachación de cuatro placas metálicas sobre el revestimiento en la zona del larguero de la quilla. Los pocos Bf 109F-1 que llegaron a África también fueron equipados con filtros antipolvo como parte de las mejoras militares, después de lo cual las máquinas recibieron la designación Bf 109F-1/trop. Se produjo una pequeña serie de cazabombarderos Bf 109F-1/B con un soporte de bomba subfuselaje ETC 250.
En septiembre de 1940, los especialistas de la firma ‘Mauser’ lograron establecer la producción en serie del cañón MG 151 con un cañón de 15 mm (cadencia de tiro de 900 disparos/min, velocidad inicial del proyectil de 870 m/s). Cabe destacar que esta arma, incluso en nuestro país, se consideraría una ametralladora pesada, mientras que en Alemania, de manera oficial y en ambas variantes (15 mm y 20 mm), se consideraba una ametralladora (‘Maschinengewehr’).
Según la clasificación alemana de la Segunda Guerra Mundial, el término ‘cañón’ se aplicaba a armas de calibre 30 mm o superior. De acuerdo con los criterios nacionales, las ametralladoras se consideraban sistemas de cañón que disparaban balas, es decir, municiones que no contenían explosivo (pero existían balas explosivas…). En contraste, los cañones disparan proyectiles con cargas explosivas (pero también hay proyectiles perforantes que no las contienen).
Un punto aún más sutil podría considerarse la ausencia de una banda de guiado de cobre en la bala (por lo tanto, ametralladora), y su presencia en el proyectil (por lo tanto, cañón). Así, el cañón con un cañón de 15 mm y una munición de 200 cartuchos, designado en los documentos como MG 151/15, comenzó a instalarse en los ‘Friedrich’ de la segunda serie, que en otros aspectos apenas se diferenciaban de sus predecesores.
Los primeros Bf 109F-2 también tenían placas de refuerzo externas en la sección de cola, remachadas directamente en fábrica. El avión recibió un nuevo sistema de oxígeno que funcionaba con cilindros de alta presión. El depósito de combustible de 400 l se fabricó con goma de 10 mm, colocándolo en una caja de contrachapado. La goma era multicapa, la capa interior no vulcanizada y, al ser perforada por una bala, se hinchaba en presencia de gasolina, localizando la fuga.
La caja del depósito de combustible también se fabricó de contrachapado con un propósito: las láminas de aluminio, al ser perforadas por una bala, formaban rebabas que impedían el sellado del orificio, mientras que el contrachapado no creaba rebabas. Durante un tiempo, los cazas de la modificación Bf 109F-2 se construyeron en paralelo con los Bf 109F-1. Ambos tipos de máquinas seguían equipados con motores DB 601N, para los que se requería gasolina de 96 octanos tipo C3.
La velocidad máxima del Bf 109F-2 a nivel del suelo alcanzaba los 502 km/h (según los datos británicos, incluso 517 km/h), y a una altitud calculada de 6000 m, alrededor de 600 km/h. Se conocen tres submodificaciones del Bf 109F-2, de las cuales las dos primeras se produjeron en pequeña serie, y la tercera tuvo un carácter experimental:
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El cazabombardero F-2/B con un soporte de bombas subfuselaje ETC 250, que permitía suspender una bomba de 250 kg.
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El caza en versión tropical F-2/Trop con un filtro antipolvo y una toma de aire del sobrealimentador de sección ampliada.
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El caza de gran altitud F-2/Z con un sistema de inyección de óxido nitroso, una hélice con palas ensanchadas, una toma de aire del sobrealimentador tipo F-2/Trop y un radiador de aceite de mayor rendimiento y tamaño.
La industria aeronáutica alemana logró realmente establecer la producción de los ‘Friedrich’ solo entre marzo y abril de 1941; antes, a partir de diciembre de 1940, producía entre 100 y 120 cazas monomotor al mes. Teniendo en cuenta el ‘auge de producción’ primaveral, el número total de ‘Messerschmitts’ de la modificación F, fabricados hasta el 22 de junio de 1941, se puede estimar aproximadamente en 1800-1850 unidades. Estas máquinas, por su conjunto de características de vuelo y técnicas, superaban a cualquier caza de los Aliados de la coalición anti-Hitler.
Evaluación en Combate y Variantes Posteriores
Los primeros ‘Friedrich’ cayeron en manos de especialistas soviéticos y británicos casi simultáneamente, en julio de 1941. Como ya se dijo, el comandante del III/JG26, Mayor R. Pingel, atacó sin éxito un bombardero inglés; su Bf 109F-2 recibió un impacto en el radiador, y el piloto alemán se vio obligado a aterrizar el ‘ciento nueve’ ‘de panza’ en suelo británico, abollándose ligeramente la hélice y el capó del motor. Por cierto, como excepción, en la fábrica, a petición de Pingel, se armó la máquina con el escaso cañón MG 151/20.
Era una práctica común: las empresas modificaban ligeramente los cazas para los ases reconocidos, dotándolos de cualidades especiales. Se sabe, por ejemplo, que los motores de dos Bf 109F-2, pertenecientes a A. Galland, funcionaban con gasolina de 100 octanos y, aparentemente, desarrollaban una potencia algo mayor que los de serie (posiblemente eran DB 601E). Además, una de las máquinas de Galland, en lugar de un par de MG 17, llevaba ametralladoras de gran calibre (13 mm) MG 131 (se la denominaba Bf 109F-2/U), y otra, aparte del armamento habitual del Bf 109F-2, conservaba en el ala los cañones MG/FF (al estilo del Bf 109E-4).
El primer intento de evaluar los datos de vuelo de los cazas alemanes en nuestro país se realizó poco después del ataque de Alemania, a finales de julio de 1941, cuando el 410º Regimiento de Aviación de Bombarderos, o lo que quedaba de él, fue retirado de los combates en el Frente Occidental. El regimiento se formó en los primeros días de la guerra en la base del departamento de aviones bombarderos del NII VVS KA. Del 5 al 22 de julio, el 410º BAP realizó 235 salidas, perdiendo 33 Pe-2, incluidas 22 máquinas por fuego de cazas enemigos.
Los informes del personal de vuelo permitieron llegar a una conclusión desalentadora: los ‘Messerschmitt’ poseían una ventaja notable en velocidad sobre los más modernos bombarderos nacionales. Esto fue una sorpresa, ya que la velocidad horizontal máxima del Bf 109E, determinada durante las pruebas en 1940, solo superaba ligeramente la velocidad del ‘Peshka’, la diferencia no superaba los 15-20 km/h a altitudes de 4000-5000 m. De hecho, como señaló el comandante del regimiento, el Coronel A.I. Kabanov, en su informe, ‘los cazas alemanes alcanzaban libremente a los Pe-2 y lograban realizar de tres a cinco ataques en persecución’.
En este y otros documentos se indicaba que ‘los cazas Bf 109, Bf 110 y He 113 vuelan más rápido que nuestros bombarderos, tanto los obsoletos como los bastante modernos, por ejemplo, el Yak-4 y el Pe-2’. Los especialistas soviéticos supusieron con bastante razón que los alemanes habían instalado en los ‘Messerschmitts’ motores de mayor potencia, lo que permitía aumentar drásticamente la velocidad de vuelo. En el período inicial de la guerra, los cazas He 113 se mencionaban en los informes de las unidades y formaciones aéreas soviéticas casi con la misma frecuencia que los Bf 109.
Según la concepción del mando soviético, el He 113 era una modificación del conocido He 100, comprado por la Unión Soviética antes de la guerra (supuestamente, en serie se reemplazó el enfriamiento por vapor por enfriamiento por agua). Se consideraba el caza más rápido de la Luftwaffe. En realidad, los alemanes no utilizaron ningún He 113 en el frente soviético-alemán; bajo este nombre se ocultaba el Bf 109F. Cabe señalar que, exteriormente, el ‘Friedrich’ realmente se diferenciaba bastante del ‘Emil’, especialmente en la forma de la parte delantera del fuselaje y las puntas de las alas elípticas.
Probablemente, el primer Bf 109F-2 (No. de serie 12766) relativamente intacto fue capturado cerca de Leningrado, en la zona de Tosno, el 20 de julio de 1941. Hay que decir que los cazas de la Luftwaffe preferían en 1941-1942 librar batallas y, especialmente, la ‘caza libre’ sobre el territorio enemigo, ya que muchas tripulaciones soviéticas aquí bajaban la guardia. Esta vez, el fuego de respuesta fue preciso, el ‘Messerschmitt’ no pudo cruzar la línea del frente y realizó un aterrizaje en el territorio de las tropas soviéticas.
Su piloto, el teniente G. Raub del I/JG54, murió en un tiroteo con soldados del Ejército Rojo, y el ‘Messerschmitt’ capturado adornó unos días después una exposición de trofeos en Leningrado. Según se sabe, ‘exposiciones de trofeos’ existieron en 1941 en Moscú, Kiev y Járkov. Por supuesto, para los soldados y comandantes, especialmente de la Fuerza Aérea y la Defensa Aérea, era útil examinar detalladamente al temible enemigo.
Pero más importante era el estudio del avión enemigo en el aire, la evaluación de sus fortalezas y debilidades, y la elaboración de recomendaciones para combatirlo. Hasta finales de 1941, no se logró realizar dicho trabajo, aunque en la segunda mitad de noviembre de 1941, al noroeste de Moscú, nuestras tropas capturaron otros dos ‘Messerschmitt’ poco dañados (Bf 109F-2 No. de serie 12811 y 12913) y a uno de los pilotos del escuadrón 6/JG52. Se retiraron las placas de las máquinas, lo que permitió determinar que los cazas fueron construidos por la fábrica AGO en el verano de 1941.
La oportunidad real de probar la novedad alemana se perdió. Lo impidieron, al parecer, las malas condiciones meteorológicas y la evacuación del NII VVS a Sverdlovsk. Además, las tropas terrestres alemanas estaban prácticamente a las puertas de Moscú, y todos los vuelos de aviones en esta zona estaban estrictamente reglamentados por el mando de la Defensa Aérea. Muy a menudo se disparaba y se derribaban aviones propios, cuyo aspecto, aparentemente, debería ser bien conocido tanto por los pilotos como por los artilleros antiaéreos. ¡Pero no es difícil imaginar su reacción ante la aparición de un ‘Messerschmitt’ en el cielo, incluso con estrellas rojas!
La exitosa contraofensiva invernal de las tropas soviéticas aumentó significativamente el número de trofeos. Solo en los alrededores de Moscú, entre el 5 y el 31 de diciembre de 1941, se lograron capturar 34 aviones enemigos, la mayoría de los cuales estaban averiados o habían sido destruidos por el adversario durante la retirada. Varios Bf 109F también cayeron en manos de especialistas de la aviación soviética, siendo posteriormente transferidos para su estudio al TsAGI, oficinas de diseño aeronáutico y bases de reparación.
Los ingenieros de la Academia de la Fuerza Aérea N. E. Zhukovsky realizaron una contribución significativa en la recolección y estudio del material enemigo capturado, llevando a cabo una misión especial del cuartel general de la Fuerza Aérea del Ejército Rojo en el Frente de Kalinin. Los cazas alemanes seguían siendo de máximo interés. El jefe del departamento de cazas del NII VVS, el ingeniero militar de 1er rango A.N. Frolov, analizó cuidadosamente toda la información disponible sobre el Bf 109F, comparando el ‘Messerschmitt’ con los nuevos tipos de cazas soviéticos.
En un informe firmado el 14 de febrero de 1942, se señaló que para el combate con el Bf 109F, el Yak-1 era el más adecuado de nuestros cazas, aunque incluso este era inferior al ‘Friedrich’ en velocidad y tasa de ascenso a bajas altitudes. Era más difícil para el caza soviético LaGG-3 luchar contra el ‘Messerschmitt’, ya que se quedaba muy rezagado en los datos de vuelo principales, con la excepción de la potencia de su armamento de cañones y ametralladoras.
Además, el LaGG-3 se distinguía por un control ‘pesado’, especialmente al pasar de una figura a otra. En cuanto al MiG-3, este caza tenía buenas características a altitudes de 5000 m y más, donde los combates ocurrían con relativa poca frecuencia, pero cerca del suelo perdía en maniobrabilidad frente al más ligero Bf 109F. Una desventaja importante del MiG-3 resultó ser su armamento muy débil, que consistía en una ametralladora pesada BS y dos ametralladoras ShKAS de calibre de fusil.
A.N. Frolov constató: ‘El enemigo tiene ventaja en los principales datos de vuelo-tácticos sobre todos los tipos de nuestros nuevos cazas hasta una altitud de 2000 m… Las propiedades de despegue y aterrizaje de nuestras máquinas son insatisfactorias (son especialmente malas en el LaGG-3). La longitud de la carrera de despegue es grande, y la tendencia existente a girar a la derecha complica el despegue en formación y requiere una atención especial al volar desde campos limitados. Las altas velocidades de aterrizaje y la longitud de la carrera de aterrizaje también exigen una atención excepcional y suficiente experiencia para un cálculo preciso del acercamiento al aterrizaje…’.
Para una evaluación más detallada y minuciosa del Bf 109F, la dirección del NII VVS KA consideró necesario realizar sus pruebas. Y así, finalmente, se presentó tal oportunidad. El 22 de febrero de 1942, el Oberleutnant A. Niess, comandante del 8/JG51, se desvió de su rumbo y cerca del pueblo de Tushino fue atacado con ametralladora. Los daños en el radiador y un agujero en el depósito de combustible obligaron al oficial alemán a realizar un aterrizaje forzoso en la ubicación de las tropas soviéticas.
El ‘Messerschmitt’ capturado por los soldados del Ejército Rojo fue rápidamente restaurado por el personal técnico de la 47ª División Aérea. Sin embargo, el primer vuelo en el caza capturado terminó en un accidente: el piloto, desconocido con las particularidades del comportamiento del avión, no pudo mantenerlo en línea recta durante el despegue, resultando dañados el tren de aterrizaje y la punta del ala. Hubo que realizar otra reparación (esta vez a cargo de un equipo del TsAGI), después de lo cual el Bf 109F-2 (No. de serie 9209) fue entregado al NII VVS KA. La máquina fue recibida por el Ingeniero-Capitán A.S. Rozanov, quien era considerado en el instituto uno de los especialistas en cazas alemanes.
Desde los primeros días se encontró con serios problemas. Se descubrió, en particular, que la máquina ya había sido reparada seriamente al menos cuatro veces y estaba muy desgastada. El clima primaveral inestable y las frecuentes prohibiciones de vuelo de la PVO también frenaron el avance del trabajo. El 5 de abril de 1942, Rozanov escribió a su superior directo, A.N. Frolov: ‘Al construir la característica de altitud, surgió una «pifia». La presión del sobrealimentador disminuye insignificativamente hasta el límite de altitud de 2900 m, y luego cae bruscamente. Es posible que el embrague del sobrealimentador esté muy desgastado, volviéndose «impotente» con la altitud. Informo regularmente al mando, y ellos, por supuesto, me regañan por el retraso de las pruebas. Habrá que «bombear» la característica de altitud-velocidad con ciencia…’.
A mediados de abril de 1942, se completó la elaboración del informe sobre las pruebas del Bf 109F. Las conclusiones de Rozanov difirieron poco de las que hizo A.N. Frolov antes de realizar las pruebas, pero hubo algunas diferencias. En particular, se estableció con fiabilidad que el Bf 109F volaba a nivel del suelo 70 km/h más rápido que el Bf 109E.
Aproximadamente la mitad de este aumento de velocidad se obtuvo gracias al motor más potente DB 601N, y la otra mitad gracias a una mejor aerodinámica. Así, la mejora de los túneles y la forma de los radiadores de líquido añadió 12-14 km/h, la retracción de la rueda de cola y la eliminación de los puntales del empenaje 7-8 km/h, y el abandono de los alerones colgantes y los flaps ranurados (eliminando así las ranuras que creaban resistencia adicional) otros 6-7 km/h.
Un lugar importante en el informe ocupó la evaluación operativa del caza. Los especialistas soviéticos destacaron los buenos accesos a los componentes del motor, especialmente a las bujías, el carenado del motor convenientemente diseñado, y una considerable facilitación del trabajo del piloto gracias a la implementación de varios automáticos, incluidos los que regulan la temperatura del agua y el aceite en el motor.
Durante las pruebas, los especialistas del instituto llevaron a cabo un combate aéreo de entrenamiento entre el Bf 109F y un Yak-1 (No. de serie 0511) y elaboraron recomendaciones para el personal de vuelo de las unidades de combate de la Fuerza Aérea del Ejército Rojo. Sin embargo, ‘hicieron la vista gorda’ ante el mal funcionamiento del embrague hidráulico de la máquina capturada. Como resultado, las posibilidades de victoria del caza soviético aumentaban cuanto más alto subían los aviones.
Si cerca del suelo la superioridad completa del ‘Messerschmitt’ no generaba dudas, y se recomendaban a los pilotos nacionales ataques frontales, a partir de 3000 m las posibilidades se igualaban, y a 5000 m el ‘Yakovlev’, supuestamente, obtenía una ventaja total en velocidad y maniobrabilidad. En otras palabras, se instruía a los pilotos a arrastrar a los cazas alemanes a mayor altitud.
Lamentablemente, estas recomendaciones no reflejaban la verdadera situación. Los materiales alemanes y los resultados de las pruebas en Gran Bretaña indicaban que el Bf 109F con motor DB 601N desarrollaba a una altitud de 6000 m una velocidad máxima de 597-600 km/h, y no 552 km/h como se indicaba en el informe del NII VVS. En consecuencia, el ‘Messerschmitt’ superaba a todas las cazas nacionales, incluido el MiG-3 de serie (en 20-30 km/h), a altitudes de hasta 5000 m.
Para el ‘Yak’, la recomendación de arrastrar al enemigo a altitudes superiores a 5000 m contradecía diametralmente la realidad. Los materiales del trabajo y la descripción técnica detallada del Bf 109F se reprodujeron y se pusieron en conocimiento de los comandantes y estados mayores.
A mediados del verano de 1941, ‘Daimler-Benz’ anunció que había logrado resolver los problemas más serios relacionados con la introducción en serie del motor DB 601E. Paralelamente, se preparó para la producción en serie una nueva hélice VDM 9-12010A. La siguiente versión del ‘Friedrich’ según los planes de la firma ‘Messerschmitt’ debía ser una variante de caza con el cañón motor MG/FF-M, que se había comprometido.
Mientras tanto, ‘Mauser’ informó al diseñador jefe que había comenzado la fabricación en serie de la variante de 20 mm del cañón MG 151 (su cadencia de tiro, en comparación con la modificación de 15 mm, era menor, pero se mantuvo en un buen nivel: 750 disparos/min con una velocidad inicial del proyectil de 790 m/s). Como resultado, se decidió armar los ‘Friedrich’ con cañones MG 151, instalando en la modificación F-3 un cañón de 15 mm, y en el F-4, un cañón de 20 mm. Pronto quedó claro que esta última variante era mucho más popular entre el personal de vuelo, y se construyó en grandes cantidades a partir de mayo de 1941 en la fábrica de Wiener-Neustadt, y desde junio en ‘Erla’.
La velocidad máxima de la máquina en todas las altitudes aumentó en 10-25 km/h (respecto al Bf 109F-2) gracias al motor más potente, y la tasa de ascenso también mejoró. Los diseñadores mejoraron la protección autosellante del depósito de combustible y reforzaron la protección del piloto instalando un reposacabezas blindado inclinado. Algunas máquinas estaban equipadas con una partición adicional multicapa, compuesta por un paquete de láminas de duraluminio, montada detrás del depósito de combustible.
Estas láminas eran fácilmente perforadas por balas de calibre de fusil, pero sobre ellas la bala dejaba una composición incendiaria y, además, perdía estabilidad, llegando a la armadura principal no de punta, sino de lado. En la cúpula de la cabina se instaló un parabrisas blindado (el mismo vidrio de 60 mm también lo recibieron los Bf 109F-2 modificados, pero se montaba externamente como un complemento al visor normal sin blindaje). En algunas máquinas, se instaló vidrio blindado también detrás del piloto en el respaldo blindado para mejorar la visibilidad hacia atrás.
Los elementos de refuerzo se montaron entonces dentro de la parte trasera del fuselaje y dejaron de ser visibles. Normalmente, los ‘Friedrich’ estaban equipados con una radio FuG 7a y una mira Revi C/I2D. En la cabina apareció un selector que permitía disparar solo con el cañón, solo con las ametralladoras, o con el cañón y las ametralladoras simultáneamente. El peso al despegue del caza de W. Messerschmitt creció rápidamente: si el Bf 109F-1 pesaba 2615 kg, el Bf 109F-2 2800 kg, el Bf 109F-3 ya era de 2915 kg. A pesar de la conciencia de lo perjudicial de esta práctica, la tendencia se mantuvo en el Bf 109F-4, cuya masa al despegue, dependiendo de la submodificación, oscilaba entre 2930 y 3015 kg.
El armamento del Bf 109F-4 generó las opiniones más controvertidas entre los pilotos de caza más experimentados de Alemania. Así, si W. Mölders estaba completamente satisfecho con el armamento ligero de un cañón de 20 mm y dos ametralladoras, A. Galland consideraba la reducción del armamento del avión un paso atrás. Como resultado de las discusiones sobre la composición del armamento, la firma ‘Messerschmitt’ desarrolló para el caza Bf 109F-4 el llamado ‘kit de modificación de campo’. Este consistía en un par de cañones MG-151/20 en góndolas subalares con una munición de 120 proyectiles por cañón. El caza, equipado con cañones adicionales, recibió la designación Bf 109F-4/R1.
Aunque el armamento adicional aumentó la potencia de fuego del avión y sus capacidades de combate en la variante de ataque o interceptor, influyó negativamente en la estabilidad y controlabilidad de la máquina debido al aumento de la resistencia frontal y la masa. El avión adquirió una tendencia al balanceo y disminuyeron sus capacidades para el combate aéreo contra cazas enemigos.
El 22 de abril de 1942, en el Frente Sur, al norte de Slavyansk, pilotos soviéticos lograron derribar un caza Bf 109F-4/R1 (No. de serie 13043), perteneciente al grupo I/JG77, que realizó un aterrizaje en la zona de nuestras tropas. El trofeo fue estudiado detalladamente por una brigada, encabezada por el ingeniero militar de 1er rango Stepanov. Los ingenieros prestaron especial atención a las modificaciones adicionales en el diseño de la máquina y a la determinación de los puntos vulnerables. Tampoco pasaron desapercibidos la mira óptica Zeiss, el abandono del uso de un automático que limitaba el tiempo de funcionamiento del motor en régimen forzado, y el nuevo equipo de oxígeno.
Como resultado de un estudio cuidadoso del Bf 109F, los especialistas soviéticos decidieron que el lugar más vulnerable del grupo hélice-motor eran las culatas del motor. Bastaba con impactar en la zona indicada con un proyectil o una bala incendiaria para que se produjera un incendio. Como se sabe, en el ‘Messerschmitt’ no estaban protegidos por blindaje los radiadores de agua y aceite, que representaban un blanco fácil debido a su gran superficie, así como los dos depósitos de expansión del sistema de refrigeración.
Prácticamente al mismo tiempo, en la Oficina de Nueva Técnica del TsAGI se realizaba un estudio exhaustivo de un Bf 109F-4/Z (con sistema de sobrealimentación GM-1, que en Alemania los bromistas descifraban como ‘el mejunje de Göring’) capturado, fabricado a principios de 1942. Exteriormente, este ‘Messerschmitt’ se diferenciaba poco de otros cazas de la familia. Nuestros especialistas prestaron atención a los cambios en el sistema hidráulico, el esquema de suministro de aire de refrigeración al carburador, la estructura modificada de la toma de aire del sobrealimentador, así como al uso de un generador más potente; sin embargo, el propio sistema GM-1, al parecer, no estaba presente en el avión (en caso de estarlo, en el compartimento detrás de la cabina se montaba un depósito considerable de óxido nitroso, que sería imposible no notar).
Sin embargo, esto no era algo inusual para la Luftwaffe: tanto el kit de modificación de campo como el de fábrica a menudo se retiraban de la máquina si el área de uso de combate del avión cambiaba por alguna razón. En el Bf 109F-4/Z, los alemanes, además, previeron el uso de filtros de polvo en la toma de aire del sobrealimentador, lo que se explicaba por la preparación para la campaña de verano en las regiones esteparias. En el tablero de instrumentos del modelo F-4/Z había un indicador de sobrealimentación con los principales modos de funcionamiento del motor resaltados por color. La velocidad máxima del Bf 109F-4/Z se determinó en 612 km/h a una altitud de 6400 m, lo que aproximadamente correspondía a los datos ingleses (el 30 de marzo de 1942, el caza Bf 109F-4/Z del Oberleutnant W. Diesselhorst del 5/JG1 fue derribado en la zona de Nordwick).
El 29 de mayo de 1942, el suboficial E. Volkmann del grupo III/JG3, junto con su compañero, el cabo A. Kuhn, perdieron la orientación y aterrizaron en una parcela cultivada en la zona de Chuguyev dos Bf 109F-4 completamente operativos. Uno de ellos, con el número de serie 7640 y el número de cola amarillo ’12’ en el fuselaje, fue fotografiado desde varios ángulos y preparado para las pruebas en el NII VVS. Sin embargo, se supo que un ‘Friedrich’ capturado que se encontraba en EE. UU. se había estrellado, y los Aliados pidieron que se les cediera una máquina similar.
El comandante de la Fuerza Aérea del Ejército Rojo, General A.A. Novikov, autorizó el envío del nuevo ‘Messerschmitt’ al extranjero. De fuentes occidentales se sabe que el Bf 109F-4 (No. de serie 7640), bajo las designaciones tácticas EB-1 y luego EB-100, pasó con éxito el completo conjunto de pruebas de vuelo.
En el Bf 109F-4 se probaron varios otros conjuntos de armamento desmontables, pero a mediados de 1942 la serie G ya estaba reemplazando a los ‘Friedrich’, por lo que solo algunos de ellos entraron en servicio. Así, en varios aviones se utilizó un soporte subfuselaje, que permitía suspender una bomba de 250 kg, un tanque de 300 litros o (a través de un adaptador ER-4) cuatro bombas de 50 kg. Estos cazas recibieron la designación Bf 109F-4/R6.
También se conoce una variante de reconocimiento de la máquina bajo la designación Bf 109F-4/R8 con cámaras fotográficas Rb70/30 o Rb50/30 en la parte trasera del fuselaje; las máquinas de este tipo se entregaron a las unidades de reconocimiento cercano. Casi todas las variantes del ‘Friedrich’ preveían la posibilidad de construir submodificaciones ‘tropicales’ especiales, pero la más masiva fue el Bf 109F-4/trop.
Esta máquina se caracterizaba por la presencia de: un filtro antipolvo en la toma de aire del sobrealimentador del motor; un kit de emergencia ‘del desierto’ con suministro de agua, alimentos y un arma automática para la autodefensa del piloto; sellos especiales en el sistema hidráulico y fundas en los vástagos de los dispositivos controlados a distancia; un punto de fijación para un paraguas que protegía la cabina del piloto en tierra del sobrecalentamiento.
No hay que pensar que los cazas ‘tropicales’ se utilizaron solo en África. Una parte considerable de estas máquinas se envió al Frente Oriental para operar en el Extremo Norte, donde los filtros impedían la entrada de nieve en el sobrealimentador, y en el sur estepario, donde eran frecuentes los fuertes vientos que levantaban polvo fino pero peligroso para los motores.
Poco se sabe de las dos últimas modificaciones en la familia ‘Friedrich’, ya que solo se produjeron unas pocas docenas de máquinas. Según algunos datos, ambas se construyeron como variantes de reconocimiento táctico. Así, un avión Bf 109F-5 (No. de serie 8754) con el cañón motor desmontado y una cámara fotográfica Rb 70/30 en la parte trasera del fuselaje se perdió el 30 de mayo de 1942 por el escuadrón de reconocimiento 1(F)/122.
Sin embargo, una segunda máquina, también del tipo Bf 109F-5 y que cayó en manos aliadas tras un aterrizaje forzoso en septiembre de 1943, resultó ser un caza de gran altitud con el sistema GM-1. Su piloto, el suboficial T. Meisen, informó durante el interrogatorio que había servido en el poco conocido grupo JGr50, desplegado simultáneamente con el JGr25 específicamente para combatir a los aviones ‘Mosquito’.
En el prestigioso manual de Green se indica que el Bf 109F-6 era un avión de reconocimiento desarmado, pero con un compartimento especial que permitía instalar cámaras fotográficas Rb 20/30, 50/30 o 75/30. Sin embargo, según otros datos, el Bf 109F-6 representaba una especie de concesión a aquellos pilotos de la Luftwaffe que consideraban necesario aumentar la potencia de fuego de la máquina y, al mismo tiempo, mantener una masa de vuelo reducida del caza. Con este fin, el Bf 109F-6 fue equipado con un motor DB 601N más ligero, pero se montaron dos ametralladoras MG 17 adicionales en las alas, además del cañón MG 151/20 y las ametralladoras de fuselaje MG 17 habituales para los ‘Friedrich’ tardíos.
Es probable que posteriormente los alemanes reconvirtieran parte de las máquinas en aviones de reconocimiento, lo que explicaría la versión de Green. Es curioso señalar que el conocido ‘experto’ alemán A. Galland fue aún más lejos en la dirección de aumentar la potencia de fuego del ‘Friedrich’: ¡en su singular Bf 109F-6/U el armamento consistía en un cañón motor MG 151/20, cuatro ametralladoras MG 17 (dos de ellas en el ala) y otros dos cañones subalares MG/FF!
Numerosos fuselajes de aviones Bf 109F se utilizaron para diversas investigaciones. Así, un Bf 109F-2 (No. de serie 9246) fue sometido a pruebas con cuatro lanzadores EG 65 para cohetes Rheinmetall-Borsig RZ-65 de 73 mm. Se podían lanzar en salva contra objetivos terrestres o formaciones densas de bombarderos, pero la complejidad de la instalación y la alta resistencia aerodinámica del sistema obligaron a detener los trabajos.
Las posibilidades potenciales del empenaje en V se investigaron en un Bf 109F-4 (No. de serie 14003, VJ+WC). El primer vuelo lo realizó K. Baur el 21 de enero de 1943, y posteriormente F. Wendel continuó las pruebas. Las pruebas no revelaron ventajas del empenaje en V en comparación con el convencional; la estabilidad longitudinal incluso disminuyó, y los esfuerzos necesarios para mantener el avión durante el rodaje aumentaron notablemente.
El prototipo del avión Bf 109V24 se utilizó posteriormente para pruebas en túnel de viento en Gotinga del radiador subfuselaje desarrollado para el Me 309, y luego en él, en el centro de investigación de la firma ‘Caudron-Renault’, se realizaron investigaciones sobre la capa límite. El avión Bf 109V23 se reconvirtió para probar el tren de aterrizaje triciclo del caza Me 309, para lo cual se instaló una pata de morro no retráctil.
El Bf 109F-1 (No. de serie 5642), bajo la designación V31, se utilizó para probar trenes de aterrizaje con patas muy separadas, que se retraían hacia la línea de simetría. En las máquinas Bf 109-V30 y V30a (Bf 109F-0 Nos. de serie 5716 y 5717) se realizó el desarrollo de la cabina presurizada para el Me 309. Se llevaron a cabo trabajos experimentales, en los que los fuselajes del Bf 109F se equiparon con diferentes motores, incluidos motores refrigerados por aire. Así, se conocen ‘Friedrichs’ experimentales con motores BMW-801 e incluso con ‘Twin Wasps’ americanos. Una de las máquinas fue equipada con el novísimo y superpotente Jumo-213, sin embargo, este intento no tuvo un desarrollo posterior.
Especificaciones Técnicas
| Modificación | Bf 109f-4 |
| Envergadura, m | 9.90 |
| Longitud, m | 8.85 |
| Altura, m | 2.60 |
| Superficie alar, m2 | 16.20 |
| Peso vacío | 2392 |
| Peso al despegue | 3120 |
| Tipo de motor | 1 Motor de pistón Daimler-Benz DB 601E-1 |
| Potencia, hp | 1 x 1350 |
| Velocidad máxima a nivel del mar, km/h | 535 |
| Velocidad máxima en altitud, km/h | 620 |
| Velocidad de crucero en altitud, km/h | 570 |
| Alcance con combustible nominal, km | 480 |
| Alcance con depósito auxiliar de 300 l, km | 845 |
| Tasa de ascenso máxima, m/min | 1308 |
| Techo práctico, m | 12000 |
| Tripulación, tripulantes | 1 |
| Armamento | un cañón MG 151 de 20 mm en la ‘V’ del motor con 150 proyectiles, dos ametralladoras MG 17 de 7,9 mm con 500 cartuchos por arma. |
Galería de imágenes y diagramas del Messerschmitt Bf 109F "Friedrich"
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