Xuất phát từ nhu cầu thực tế
Kể từ khi nguyên mẫu đầu tiên cất cánh tại Mỹ vào năm 1903, máy bay đã nhanh chóng được định hình thành phương thức giúp con người đi được một khoảng cách dài trong thời gian ngắn, vượt qua những hiểm trở dưới mặt đất. Điều này đặc biệt đúng với nước Nga khi quốc gia này trải dài trên một diện tích rất lớn, khiến nỗ lực chế tạo máy bay tầm xa được chú trọng hơn hết.
Năm 1913, kỹ sư người Nga Igor Sirkosky đã cho ra mắt máy bay “Ilya Muromets” với 4 động cơ cánh quạt, là máy bay vận tải kiêm ném bom chiến lược đầu tiên được sản xuất hàng loạt. Bước nhảy vọt này diễn ra chỉ 10 năm sau khi chiếc máy bay đầu tiên cất cánh.
Sau khi Cách mạng Tháng Mười thành công và nước Nga Xô viết vượt qua được thời kỳ khó khăn (1917-1922), việc nghiên cứu khoa học được đẩy mạnh, đặc biệt ở lĩnh vực hàng không, nhằm chứng minh năng lực tự cường và sự phát triển của đất nước.
Nguyên mẫu K-7 chuẩn bị cất cánh. Ảnh: airwar.ru.
Việc thiết kế được giao cho Konstantin Kalinin, một cựu phi công trong Chiến tranh Thế giới thứ nhất và là người đứng đầu một viện nghiên cứu hàng không ở Kharkov (Ukraine ngày nay), nơi có nhiều kinh nghiệm sản xuất các máy bay vận tải dân sự cho hãng hàng không dân dụng Liên Xô Aeroflot.
Kích thước khổng lồ
Chỉ 16 năm sau khi nhà nước vô sản ra đời ở nước Nga sau Cách mạng Tháng Mười, vào năm 1933, nguyên mẫu đầu tiên của Kalinin cất cánh và đã gây chấn động vì không ai có thể tưởng tượng rằng nó có thể bay. Nguyên mẫu được định danh K-7, hoàn thành trong 9 tháng.
Toàn bộ máy bay cao 12,8m, dài 28m. Sải cánh máy bay rộng đến 53m, diện tích cánh đạt 454m2, có khối lượng không tải đạt 24,4 tấn, khi mang đủ tải trọng lên tới 38 tấn. K-7 là máy bay cánh quạt có kích thước lớn nhất thế giới khi nó ra đời và là một trong những máy bay lớn nhất từng được chế tạo trước thời kỳ của động cơ phản lực. Toàn bộ thùng nhiên liệu, động cơ và khoang hành khách của máy bay đều nằm trong sải cánh dày.
Để đưa được K-7 lên không trung, đội ngũ thiết kế của Kalinin đã sử dụng 7 động cơ cánh quạt Mikulin AM-34 với công suất mỗi động cơ đạt 750 mã lực, giúp cho cỗ máy có tốc độ bay tối đa 225km/giờ khi đầy tải, tầm bay tối đa đạt 5.000km.
Công nghệ của một Liên Xô tự cường
Máy bay K-7 ban đầu được thiết kế như một máy bay chở khách và vận tải. Khoang chính của máy bay có thể chở 120 hành khách hoặc 7 tấn bưu kiện.
Giới chức quân sự Liên Xô cũng nhanh chóng nhìn thấy lợi ích từ khả năng tải nặng của K-7 trong mục đích quân sự. Khoang chính chứa 120 hành khách trong thời chiến có thể thay bằng 112 lính dù vũ trang đầy đủ hoặc 9,6 tấn bom.
Lợi thế lớn nhất nằm ở kích thước to lớn của K-7, khiến nó rất khó bị bắn hạ trong thời kỳ các máy bay tiêm kích chỉ được trang bị súng máy cỡ nòng nhỏ. Ý tưởng về phiên bản quân sự của K-7 được trang bị tới 8 pháo tự động 20mm và 8 súng máy 7,62mm trong các ụ hỏa lực quanh máy bay, khiến K-7 trở thành một “pháo đài bay” trước tiêm kích đối phương.
Tầm quan trọng của K-7 còn nằm ở cuộc chạy đua về công nghệ. Trong bối cảnh vừa hồi phục sau chiến tranh, Liên Xô luôn bị tuyên truyền là nước xã hội chủ nghĩa “lạc hậu” so với các nước tư bản về khoa học-kỹ thuật, việc chế tạo thành công nguyên mẫu K-7 là một “thắng lợi đặc biệt quan trọng về mặt chính trị”, theo tờ Pravda năm 1933.
Khung thân của K-7 được gia cố bằng hợp kim thép pha chrome-molybden, vốn là hợp kim khó tôi luyện và gia công trong giai đoạn thập niên 1930, chỉ một số nước phát triển khi đó mới có khả năng sản xuất với chi phí cao. Toàn bộ kết cấu máy bay được chế tạo bởi hợp kim sản xuất tại Liên Xô, với động cơ nội địa sau khi đã tham khảo và cải tiến động cơ nước ngoài. Để điều khiển cỗ máy khổng lồ, lần đầu tiên các nhà khoa học Liên Xô đã tự thiết kế một hệ thống lái trợ lực bằng mô-tơ điện, công nghệ sau này được áp dụng trên tất cả máy bay hiện đại. Do đó, chuyến bay thử thành công của K-7 có vai trò quan trọng thể hiện rằng trong một thời gian ngắn kể từ khi đất nước ra đời, Liên Xô đã đạt trình độ phát triển công nghệ không hề thua kém phương Tây, nhất là về cơ khí, vật liệu.
Chỉ các máy bay có kích thước lớn khi đó mới bảo đảm được yêu cầu về tải trọng, tầm bay trong thời kỳ chỉ có động cơ cánh quạt. Các máy bay tầm xa còn là phương tiện cực kỳ quan trọng trong việc duy trì hoạt động tại các vùng lãnh thổ trên Bắc Băng Dương lạnh giá, là tuyến đường biển quan trọng của Liên Xô. Do đó, kinh nghiệm chế tạo máy bay K-7, đặc biệt là khả năng chế tạo động cơ thích hợp với điều kiện khí hậu còn là tiền đề giúp các nhà khoa học Liên Xô thực hiện những dự án máy bay vận tải phục vụ đắc lực cho các hoạt động vùng cực.
Tiền đề của những thành tựu lớn
Thiết kế của Kalinin đã thực hiện 7 chuyến bay thử thành công. Dự án K-7 bị ngưng sau khi có kế hoạch chế tạo thêm 2 nguyên mẫu.
Kinh nghiệm thu được từ dự án K-7 rất có ích trong ngành công nghiệp hàng không Liên Xô những năm sau đó. Chỉ một năm sau ngày K-7 ra mắt, nguyên mẫu máy bay vận tải hạng nặng ANT-20 “Maxim Gorky” bắt đầu chuyến bay đầu tiên, được đẩy bằng 8 động cơ AM-34 và có kích thước còn lớn hơn K-7.
Động cơ AM-34 sau này được cải tiến và sử dụng trên máy bay Pe-8, máy bay ném bom tầm xa tốt nhất của Liên Xô trong Chiến tranh Thế giới thứ hai. Với tầm bay xa và khả năng mang tới 5 tấn bom, các máy bay Pe-8 của không quân tầm xa Liên Xô đã ném bom Berlin từ lãnh thổ Liên Xô để đáp trả phát xít Đức. Một chiếc Pe-8 đã thực hiện chuyến bay chở Ngoại trưởng Liên Xô Vyacheslav Molotov cùng đoàn đến Vương quốc Anh, sau đó là Mỹ vào năm 1942.
SƠN ĐĂNG