Nakajima Ki-43 Hayabusa cap.1

Ki-43-II al școlii de zbor Akeno, 1943. Puteți vedea caracteristicile tipice ale așa-numitei pre-producție Ki-43-II - un răcitor de ulei inelar în admisia de aer a motorului și o mică carcasă suplimentară a răcitorului de ulei sub fuzelajul.

Ki-43, cunoscut în codul aliat ca „Oscar”, a fost cel mai produs avion de luptă al Armatei Imperiale Japoneze din întreaga sa istorie. A fost dezvoltat la sfârșitul anilor 30 ca un succesor al Ki-27. Se distingea printr-o manevrabilitate excelentă, dar în multe privințe era inferior adversarilor săi. Încercările de a îmbunătăți performanța și de a întări armele în timpul producției s-au schimbat puțin, deoarece Aliații au introdus și noi tipuri de luptători mai avansate în serviciu. În ciuda deficiențelor și slăbiciunilor sale, Ki-43 a rămas unul dintre simbolurile armatei japoneze.

În decembrie 1937, odată cu adoptarea în serviciu a avionului de luptă Ki-27 (Tip 97) de către Armata Imperială Japoneză (Dai Nippon Teikoku Rikugun), Biroul General de Aviație al Armatei (Rikugun Kōkū Honbu) l-a desemnat pe Nakajima să înceapă lucrările la un proiect pentru succesorul ei. Ki-27 a devenit primul avion cu aripi joase autoportante din metal, cu un cockpit acoperit, care a intrat în serviciu în Forțele Aeriene ale Armatei. În noul luptător, s-a decis să se folosească o altă noutate - un tren de aterizare retractabil. Din punct de vedere al caracteristicilor tehnice, Koku Honbu necesita o viteza maxima de minim 500 km/h la o altitudine de 4000 m, un timp de urcare la 5000 m mai mic de 5 minute si o raza de functionare de 300 km cu rezerva de combustibil pentru 30 km. minute de luptă aeriană sau 600 km fără rezervă de putere. Manevrabilitatea noului luptător nu trebuia să fie mai rea decât Ki-27. Armamentul urma să fie format din două mitraliere sincronizate de tip 89 de 89 mm (7,7-chic), situate în fuzelajul dintre motor și carlingă și trăgând prin discul elicei. A fost armamentul standard al avioanelor de luptă ale armatei încă de la începuturile sale.

În curând, Koku Honbu a început să dezvolte premisele pentru următorul program de dezvoltare a armelor aeronavei (Koku Heiki Kenkyu Hoshin), care avea să creeze o nouă generație de luptători, bombardiere și avioane de recunoaștere care să înlocuiască mașinile care tocmai intrau în funcțiune câțiva ani mai târziu. S-a decis crearea a două categorii de luptători cu un singur motor, cu un singur loc - ușoare și grele. Nu era masa aeronavei, ci armamentul lor. Un vânător ușor cu un singur loc (kei tanza sentōki; prescurtat ca keisen), înarmat cu două mitraliere de 7,7 mm, urma să fie folosit împotriva luptătorilor inamici. Pentru a face acest lucru, a trebuit să se caracterizeze, în primul rând, printr-o manevrabilitate excelentă. Viteza maximă mare și raza de zbor au avut o importanță secundară. Avionul greu de luptă cu un singur loc (jū tanza sentōki; jūsen) urma să fie înarmat cu două mitraliere de 7,7 mm și unul sau două „tunuri”, adică mitraliere grele1. A fost creat pentru a lupta împotriva bombardierelor, așa că a trebuit să aibă o viteză maximă și o rată de urcare mare, chiar și în detrimentul razei și manevrabilității.

Programul a fost aprobat de Ministerul Armatei (Rikugunsho) la 1 iulie 1938. În lunile următoare, Koku Honbu a formulat cerințele tactice și tehnice pentru categorii individuale de aeronave și le-a transferat unor producători de aeronave selectați. În multe cazuri, formula de competiție prototip utilizată anterior a fost abandonată, selectând în mod arbitrar contractorii pentru tipurile individuale de aeronave. Noul avion de luptă Nakajima, destinat să înlocuiască Ki-27, a fost clasificat drept „ușor”. I s-a dat denumirea militară Ki-43.

Al treilea prototip al Ki-43 (număr de serie 4303) a fost construit în martie 1939. În timpul testării, aeronava a fost modificată pentru a semăna cu vehiculele experimentale (așa-numitele prototipuri suplimentare).

Implementarea proiectului

Proiectul de vânătoare Ki-43 a fost creat de o echipă condusă de inginerul Yasushi Koyama, care s-a ocupat și de centrala electrică. Managerul de proiect responsabil de construcția celulei aeronavei a fost Minoru Ota. Kunihiro Aoki a fost responsabil pentru calculele de putere, iar Tetsuo Ichimaru a fost responsabil pentru proiectarea aripii. Managementul de ansamblu a proiectului a fost realizat de Dr. Ing. Hideo Itokawa, aerodinamistul șef al lui Nakajima și șeful departamentului de proiectare a aeronavelor militare (rikugun sekkei-bu).

În conformitate cu filozofia de proiectare a avionului de luptă japoneză din acea vreme, Ki-43 a fost proiectat să fie cât mai ușor posibil. Nu au fost folosite nici blindajul scaunului pilotului, nici garniturile de etanșare ale rezervoarelor de combustibil. Pentru a accelera lucrarea, au fost folosite multe soluții tehnice testate pe Ki-27. Singura caracteristică nouă semnificativă a fost trenul de aterizare principal ușor, cu un singur picior, care era retractabil și retractabil hidraulic. Designul său a fost observat la avionul de vânătoare american Vought V-143 achiziționat de Japonia în iulie 1937. Ca și originalul, după curățare doar picioarele au fost acoperite, iar roțile în sine au rămas neprotejate. Derapajul din spate a fost lăsat sub fuzelajul din spate.

Carlinga era închisă de o carcasă din trei secțiuni formată dintr-un deflector de vânt fix, o limuzină spate culisantă și o parte din spate fixă ​​care forma o „cocoașă” de tablă pe fuzelaj, cu două geamuri pe laterale. Interesant este că limuzina „s-a rostogolit” sub „cocoașă” la pornire. Întreaga alimentare cu combustibil, de două ori mai mare decât cea a Ki-27, a fost plasată în patru rezervoare în aripi. Prin urmare, rezervorul nu a fost instalat în carcasă. Aeronava a fost echipată cu un transceiver radio de tip 96 Model 2 cu un catarg care susține un cablu de antenă montat pe cocoașă. Pilotul avea la dispoziție o instalație de oxigen. Dispozitivul de ochire a fost un optic standard de tip 89, al cărui tub trecea printr-o gaură din parbriz.

În faza de proiectare, s-a presupus că, datorită dimensiunii mai mari a corpului aeronavei și a rezervei maxime de combustibil, precum și a utilizării unui mecanism de retragere și extindere a trenului de aterizare împreună cu sistemul hidraulic, Ki-43 ar fi aproximativ Cu 25% mai greu decât Ki. -27. Prin urmare, a fost necesar un motor mai puternic pentru a atinge performanța planificată. Koyama a ales un motor de două stele Nakajima Ha-14 cu 25 cilindri, cu o putere de decolare de 980 CP, cu un compresor cu o singură treaptă, cu o singură viteză. Ha-25 (desemnarea fabricii NAM) s-a bazat pe designul francezului Gnome-Rhône 14M, dar folosind soluții din motorul Ha-20 (licență britanică Bristol Mercury VIII) și propriile idei. Rezultatul a fost o unitate de putere foarte reușită - avea un design compact, dimensiuni și greutate reduse, era ușor de operat, fiabil și, în același timp, putea funcționa mult timp pe un amestec slab, ceea ce reduce consumul de combustibil. consum și, prin urmare, a făcut posibilă creșterea razei de zbor a aeronavei. În 1939, Kha-25 a fost acceptat în producție de masă de către armată sub numele descriptiv Type 99 cu o putere de 950 CP. (99-shiki, 950-bariki) 2. La Ki-43, motorul a condus o elice fixă ​​din lemn cu două pale cu un diametru de 2,90 m fără capac.

În primăvara anului 1938, o comisie de specialiști de la Koku Honbu și Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (Institutul Experimental al Armatei de Tehnologia Aviației, prescurtat Kogiken sau Giken) a evaluat pozitiv proiectarea preliminară a avionului de vânătoare Ki-43 și a aprobat aspectul acestuia. . După aceasta, Koku Honbu a comandat construirea a trei prototipuri (shisakuki) de la Nakajima, iar designerii au început să elaboreze documentație tehnică detaliată.

prototipuri

Primul prototip Ki-43 (număr de serie - seizō bangō - 4301) a părăsit atelierul de asamblare al fabricii Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha nr. 1 (Dai-1 Seizōshō) din Ota, Prefectura Gunma la începutul lui decembrie 1938, la doar un an după ce a primit ordinea. Zborul său a avut loc pe 12 decembrie de pe aerodromul fabricii Ojima. În ianuarie 1939, aeronava a zburat la Tachikawa pentru teste de zbor detaliate la Departamentul de Cercetare Kogiken. Au participat și piloți instructori de la Școala de aviație a armatei din Akeno (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), care era atunci un centru de testare suplimentar pentru luptătorii de aviație al armatei. Alte două prototipuri (4302 și 4303), finalizate în februarie și martie 1939, au mers și ele la Kogiken. Ele diferă de primul prototip doar în ornamentele cabinei - „cocoașa” era complet vitrată, iar limuzina avea mai puține rame de întărire.

Datele detaliate ale testelor de zbor nu sunt cunoscute, dar se știe că feedback-ul pilotului a fost negativ. Prototipurile Ki-43 aveau caracteristici care nu erau cu mult mai bune decât Ki-27 de producție și, în același timp, caracteristici de zbor semnificativ mai proaste, în special manevrabilitate. Au fost lenți și lenți să răspundă la aporturile cârmei și eleronelor, iar timpul de viraj și raza erau prea lungi. În plus, performanța la decolare și aterizare a fost nesatisfăcătoare. Sistemul hidraulic al șasiului a cauzat probleme. Metoda de deschidere a capacului cockpitului a fost considerată a fi nepractică. În această situație, Koku Honbu a fost aproape de a lua decizia de a abandona dezvoltarea ulterioară a Ki-43. Conducerea lui Nakajima, care nu dorea să piardă potențiale profituri sau să pună în pericol prestigiul companiei, a reușit să determine armata să extindă testele și să comande zece prototipuri modificate (4304–4313). Acesta a fost destinat să testeze noi soluții tehnice, motoare și arme. Echipa de ingineri Koyama a început să lucreze la reproiectarea Ki-43 îmbunătățită pentru a satisface așteptările lui Koku Honbu.

Designul aeronavei a fost simplificat (ceea ce a cauzat ulterior probleme serioase cu rezistența aripii), iar unitatea de coadă a fost, de asemenea, modificată. Coada a fost mutată înapoi, iar cârma acoperea acum întreaga înălțime a cozii și a vârfurilor fuselajului, astfel încât suprafața sa era mult mai mare. Ca urmare, eficiența sa a crescut, ceea ce a avut un efect pozitiv asupra manevrabilității aeronavei. Capacul cabinei a fost complet reproiectat și constă acum din două părți - un deflector de vânt fix și o limuzină în formă de lacrimă complet vitată care putea aluneca înapoi. Noua husă nu numai că era mult mai ușoară, dar oferea și o vizibilitate mult mai bună în toate direcțiile (în special în spate). Catargul antenei a fost mutat în partea dreaptă a fuzelajului din față, chiar în spatele motorului. Datorită acestor schimbări, silueta aeronavei a devenit mai subțire și mai avansată aerodinamic. Sistemele hidraulice și electrice au fost îmbunătățite, radioul a fost înlocuit cu o brichetă Tip 96 Model 3 Model 2, s-a instalat o roată fixă ​​din spate în loc de derapaj, iar elicea a fost echipată cu capac. În mai 1940, au fost dezvoltate două noi vârfuri de aripi, cu 20 și 30 cm mai înguste decât cele originale, ceea ce a făcut posibilă reducerea anvergurei aripilor cu 40, respectiv 60 cm, dar utilizarea lor a fost abandonată temporar.

Avioanele de testare, numite prototipuri suplimentare sau complementare (zōka shisakuki), au fost construite între noiembrie 1939 și septembrie 1940. Au fost echipate cu motoare Ha-25 cu elice Sumitomo metalice cu două pale de același diametru și un mecanism hidraulic de reglare a unghiului palelor de la compania americană Hamilton Standard. Totodată, s-au testat diverse unghiuri de înclinare ale lamelor pentru a determina valorile optime ale acestora. Elice cu autoajustare cu trei pale complet noi au fost testate pe mai multe exemplare, dar nu s-a decis să le folosească în aeronavele de producție.

În iulie 1940, noi motoare X-4305 cu o putere de decolare de 4309 CP au fost instalate pe prototipurile nr. 105 și 1200 pe bază de probă. A fost o modificare a lui Kha-25 cu un compresor cu o singură treaptă, cu două viteze și o cutie de viteze modificată. După o serie de teste, motoarele originale au fost restaurate pe ambele mașini. Pe de altă parte, motoarele mai noi Kha-4308 trebuiau testate pe aeronava nr. 4309 și din nou 115, dar din cauza lungimii și greutății lor mai mari, această idee a fost abandonată. Acest lucru a necesitat prea multe modificări în designul aeronavei, iar la acel moment motorul X-115 nu fusese încă finalizat. Cel puțin o aeronavă (4313) are jaluzele de răcire pe marginea de fugă a carcasei motorului cu opt clapete rotative pe fiecare parte și două deasupra. Butucul șurubului este acoperit cu un capac. La aeronavele nr. 4310 și 4313, mitralierele de tip 89 au fost înlocuite cu noi 103 mm No-12,7, cu o rezervă de 230 sau 250 de cartușe. Unele avioane experimentale au zburat în timpul testării fără arme, obiective sau radio (și chiar cu catargul antenei îndepărtat). Modificările cu succes, introduse și testate pe un eșantion, au fost ulterior implementate pe alte mașini.

La urma urmei, cea mai importantă inovație au fost așa-numitele scuturi de luptă (sento sau kusen furappu), dezvoltate de inginer. Itokawa. Flapsurile s-au extins dincolo de conturul aripii în mod asimetric, adică. la o distanță mai mare de fuzelaj decât de eleroni, creând un sistem care amintește de aripile întinse ale unui fluture (de unde și numele lor popular pentru flaps de fluture - cho-gata). În timpul luptei aeriene (până la o viteză de aproximativ 400 km/h), acestea puteau fi extinse și deviate cu 15°, ceea ce a îmbunătățit radical manevrabilitatea aeronavei, permițând viraj mai abrupte fără pierderea portanței. Scuturile de luptă au fost instalate pentru prima dată pe ultimele trei unități pilot (4311, 4312 și 4313). Curând au devenit semnul distinctiv al luptătorilor lui Nakajima.