Nakajima Ki-43 Hayabusa ch.1
Akenon ilmailukoulu Ki-43-II, 1943. Voit nähdä ns. esituotannon Ki-43-II:n tyypilliset piirteet - rengasmainen öljynjäähdytin moottorin ilmanottoaukossa ja pieni kotelo lisäöljynjäähdyttimestä. runko.
Ki-43, liittoutuneiden koodinimeltään "Oscar", oli Japanin keisarillisen armeijan historiansa lukuisin hävittäjä. Se kehitettiin 30-luvun lopulla Ki-27:n seuraajaksi. Hän erottui erinomaisesta ohjattavuudesta, mutta monessa suhteessa hän oli huonompi kuin vastustajansa. Yrityksillä parantaa suorituskykyä ja vahvistaa aseita tuotannon aikana ei ollut juurikaan merkitystä, koska liittolaiset ottivat käyttöön myös uusia, kehittyneempiä hävittäjiä. Puutteistaan ja heikkouksistaan huolimatta Ki-43 pysyi yhtenä Japanin armeijan symboleista.
Joulukuussa 1937, kun Japanin keisarillinen armeija (Dai Nippon Teikoku Rikugun) otti käyttöön Ki-27-hävittäjän (Type 97), armeijan yleisilmailuhallinto (Rikugun Kōkū Honbu) tilasi Nakajiman aloittamaan seuraajansa suunnittelun. . Ki-27:stä tuli ensimmäinen täysin metallista itsekantava matalasiipinen lentokone, jossa oli katettu ohjaamo, joka tuli palvelukseen armeijan ilmavoimissa. Uudessa hävittäjässä päätettiin käyttää toista uutuutta - sisäänvedettävää laskutelinettä. Suorituskyvyn suhteen Koku Honbu vaati maksiminopeuden vähintään 500 km/h 4000 metrin korkeudessa, nousuaikaa 5000 metriin alle 5 minuuttia ja 300 km:n toimintasäteen polttoaineella 30 minuutin koirataistelua varten tai 600 km ilman tehoreserviä. Uuden hävittäjän ohjattavuuden ei pitänyt olla huonompi kuin Ki-27: n. Aseistuksen piti koostua kahdesta synkronisesta 89 mm:n konekivääristä Type 89 (7,7-shiki), jotka asetettiin runkoon moottorin ja ohjaamon väliin ja ammuttiin ruuvilevyn läpi. Tämä on armeijan taistelijoiden vakioaseistus sen perustamisesta lähtien.
Pian Koku Honbussa alettiin kehittää edellytyksiä seuraavalle ilmailuaseiden kehitysohjelmalle (Koku Heiki Kenkyu Hoshin), jonka puitteissa oli tarkoitus luoda uuden sukupolven hävittäjiä, pommittajia ja tiedustelulentokoneita, jotka on suunniteltu korvaamaan vuonna 7,7 juuri käyttöön tulleita koneita. muutama vuosi. Päätettiin luoda kaksi luokkaa yksimoottorisia, yksipaikkaisia hävittäjiä - kevyitä ja raskaita. Se ei ollut lentokoneen massa, vaan niiden aseistus. Kevyt yksipaikkainen hävittäjä (kei tanza sentōki; lyhennetty keisen), aseistettu kahdella 7,7 mm:n konekiväärillä, oli tarkoitus käyttää vihollisen hävittäjiä vastaan. Tätä varten hänelle täytyi ennen kaikkea olla erinomainen ohjattavuus. Suuri maksiminopeus ja kantama olivat toissijaisia. Raskas yksipaikkainen hävittäjä (jū tanza sentōki; jūsen) oli aseistettava kahdella 1 mm:n konekiväärillä ja yhdellä tai kahdella "tykillä", eli raskaalla konekivääreilläXNUMX. Se luotiin taistelemaan pommikonetta vastaan, joten sillä oli oltava suuri maksiminopeus ja nousunopeus, jopa kantaman ja ohjattavuuden kustannuksella.
Armeijaministeriö (Rikugunsho) hyväksyi ohjelman 1. Seuraavina kuukausina Koku Honbu muotoili suorituskykyvaatimukset yksittäisille lentokoneluokille ja luovutti ne valituille lentokonevalmistajille. Monissa tapauksissa aiemmin käytetystä prototyyppikilpailukaavasta on luovuttu, ja urakoitsijat on valittu satunnaisesti yksittäisille lentokonetyypeille. Uusi Nakajima-hävittäjä, joka oli tarkoitettu korvaamaan Ki-1938, luokiteltiin "kevyeksi". Se sai sotilastunnuksen Ki-27.
Ki-43:n kolmas prototyyppi (sarjanumero 4303) valmistettiin maaliskuussa 1939. Testien aikana konetta muunnettiin muistuttamaan kokeellisia koneita (ns. lisäprototyyppejä).
Hankkeen toteutus
Ki-43-hävittäjäprojektin loi insinööri Yasushi Koyaman johtama tiimi, joka myös huolehti voimalaitoksesta. Lentokoneen rungon rakentamisesta vastaava projektipäällikkö oli Minoru Ota. Kunihiro Aoki vastasi lujuuslaskelmista ja Tetsuo Ichimaru siipien suunnittelusta. Projektin yleisestä johdosta vastasi Dr. Eng. Hideo Itokawa, Nakajiman pääaerodynamiikka ja sotilaslentokoneiden suunnittelun johtaja (rikugun sekkei-bu).
Japanissa tuolloin voimassa olleen hävittäjän suunnittelufilosofian mukaisesti Ki-43 suunniteltiin mahdollisimman kevyeksi. Ohjaajan istuimen panssaria tai polttoainesäiliön tiivisteitä ei käytetty. Työn nopeuttamiseksi käytettiin monia Ki-27:llä testattuja teknisiä ratkaisuja. Ainoa merkittävä uutuus oli kevyt, yksijalkainen päälaskuteline, hydraulisesti sisään- ja sisäänvedettävä. Sen suunnittelua havaittiin Japanin heinäkuussa 143 ostamassa amerikkalaisessa Vought V-1937 -hävittäjässä. Kuten alkuperäisessä, vain jalat peitettiin puhdistuksen jälkeen, kun taas pyörät itse pysyivät suojaamattomina. Takaluisto jäi takarungon alle.
Lentäjän ohjaamo oli peitetty kolmiosaisella kotelolla, joka koostui kiinteästä tuulilasista, liukuvasta takalimusiinista ja kiinteästä takaosasta, joka muodosti runkoon metallilevystä "kumpun", jonka sivuilla oli kaksi ikkunaa. On mielenkiintoista, että käynnistettäessä limusiini "vieri" "kumpun" alle. Koko polttoainevarasto, kaksi kertaa suurempi kuin Ki-27:ssä, sijoitettiin neljään säiliöön siipien sisällä. Siksi säiliötä ei asennettu koteloon. Lentokone oli varustettu Type 96 Model 2 -lähetin-vastaanottimella, jonka masto tuki antennikaapelia, joka oli asennettu kyhmyyn. Lentäjällä oli käytössään happilaitos. Kärki oli tavallinen Type 89 optinen tähtäin, jonka putki meni tuulilasissa olevan reiän läpi.
Suunnitteluvaiheessa oletettiin, että lentokoneen rungon suuremman koon ja suurimman polttoaineensyötön sekä veto- ja laskutelinemekanismin käytön sekä hydraulijärjestelmän kanssa Ki-43 olisi noin 25 % raskaampi kuin Ki. -27. Siksi vaadittiin tehokkaampaa moottoria suunnitellun suorituskyvyn saavuttamiseksi. Koyama valitsi Nakajima Ha-14 25-sylinterisen kahden tähden moottorin, jonka lähtöteho on 980 hv, yksivaiheisella, yksinopeuksisella kompressorilla. Ha-25 (tehdasnimi NAM) perustui ranskalaisen Gnome-Rhône 14M:n suunnitteluun, mutta siinä käytettiin Ha-20-moottorin (brittiläinen lisenssi Bristol Mercury VIII) ratkaisuja ja omia ideoita. Tuloksena oli erittäin onnistunut voimayksikkö - sillä oli kompakti rakenne, pienet mitat ja paino, se oli helppokäyttöinen, luotettava ja samalla pystyi työskentelemään laihalla seoksella pitkään, mikä vähensi polttoaineen kulutusta. kulutukseen ja siten lisännyt lentokoneen kantamaa. Vuonna 1939 armeija hyväksyi Ha-25:n sarjatuotantoon kuvaavalla nimellä Type 99 teholla 950 hv. (99-shiki, 950-bariki) 2. Ki-43:ssa moottori käytti kiinteää puista kaksilapaista potkuria, jonka halkaisija oli 2,90 m ilman kantta.
Keväällä 1938 Koku Honbu ja Rikugun Koku Gijutsu Kenkyushon (armeijan kokeellinen ilmailutekniikan instituutti, lyhennettynä Kogiken tai Giken) asiantuntijoista koostuva komissio arvioi myönteisesti Ki-43-hävittäjän luonnoksen ja hyväksyi sen layoutin. . Sen jälkeen Koku Honbu tilasi kolmen prototyypin (shisakuki) rakentamisen Nakajimalta, ja suunnittelijat alkoivat kehittää yksityiskohtaista teknistä dokumentaatiota.
prototyypit
Ensimmäinen Ki-43 prototyyppi (sarjanumero 4301 seizō bangō) lähti Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha No. 1 (Dai-1 Seizōshō) kokoonpanotehtaalta Otassa, Gunman prefektuurissa joulukuun alussa 1938, vain vuosi tilauksen vastaanottamisen jälkeen. Hänen lentonsa tapahtui 12. joulukuuta Ojiman tehdaslentokentältä. Tammikuussa 1939 lentokone lensi Tachikawaan yksityiskohtaisia lentokokeita varten Kogikenin tutkimusosastolla. Heille osallistui myös ohjaajalentäjät Akenon armeijan ilmailukoulusta (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), joka oli tuolloin lisätestauspaikka armeijan ilmailuhävittäjille. Kaksi muuta prototyyppiä (4302 ja 4303), jotka valmistuivat helmi- ja maaliskuussa 1939, menivät myös Kogikeniin. Ne erosivat ensimmäisestä prototyypistä vain ohjaamon vuorauksessa - "kyttymä" oli kokonaan lasitettu ja limusiinissa oli vähemmän vahvistuskehyksiä.
Lentotestin yksityiskohdat eivät ole tiedossa, mutta lentäjäpalautteen tiedetään olleen negatiivista. Ki-43:n prototyypeillä ei ollut paljon parempaa suorituskykyä kuin sarja Ki-27:llä, ja samalla huomattavasti huonommat lento-ominaisuudet, erityisesti ohjattavuus. Ne vastasivat hitaita ja hitaita peräsimen ja siivekkeen taipumiseen, ja käännösajat ja säde olivat liian pitkiä. Lisäksi lentoonlähdön ja laskun ominaisuudet olivat epätyydyttävät. Ongelmat aiheuttivat alustan hydraulijärjestelmän. Ohjaamon kannen avaustapa katsottiin epäkäytännölliseksi. Tässä tilanteessa Koku Honbu oli lähellä päätöstä luopua Ki-43:n jatkokehityksestä. Nakajiman johto, joka ei halunnut menettää mahdollisia voittoja tai vaarantaa yrityksen arvovaltaa, onnistui saamaan armeijan jatkamaan testejä ja tilaamaan kymmenen muunneltua prototyyppiä (4304-4313). Se oli tarkoitettu uusien teknisten ratkaisujen, moottoreiden ja aseiden testaamiseen niissä. Insinöörien tiimi Koyama aloitti parannetun Ki-43:n uudelleensuunnittelun vastaamaan Koku Honbun odotuksia.
Lentokoneen suunnittelua yksinkertaistettiin (mikä aiheutti myöhemmin vakavia ongelmia siiven lujuuden kanssa), ja myös peräyksikköä muutettiin. Häntä siirrettiin taaksepäin ja peräsin peitti nyt koko hännän korkeuden ja rungon kärjet, joten sen pinta-ala oli paljon suurempi. Tämän seurauksena sen tehokkuus parani, millä oli positiivinen vaikutus lentokoneen ohjattavuuteen. Ohjaamon kansi suunniteltiin kokonaan uudelleen, ja se koostui nyt kahdesta osasta - kiinteästä tuulilasista ja täysin lasitetusta, taaksepäin liukuvasta kyynellimusiinista. Uusi kansi ei ollut vain paljon kevyempi, vaan tarjosi myös paljon paremman näkyvyyden kaikkiin suuntiin (etenkin taakse). Antennimasto siirrettiin eturungon oikealle puolelle, aivan moottorin taakse. Näiden muutosten ansiosta lentokoneen siluetista on tullut ohuempi ja aerodynaamisesti täydellisempi. Hydrauli- ja sähköjärjestelmien toimintaa on parannettu, radio on vaihdettu kevyempään Type 96 Model 3 Model 2:een, luistin tilalle on asennettu kiinteä peräpyörä ja potkuri on varustettu korkilla. Toukokuussa 1940 kehitettiin kaksi uutta, alkuperäisiä 20 ja 30 cm kapeampia siipien kärkeä, jotka mahdollistivat siipien kärkivälin pienentämisen vastaavasti 40 ja 60 cm, mutta niiden käytöstä luovuttiin tilapäisesti.
Testilentokoneita, joita kutsutaan täydentäviksi tai täydentäviksi prototyypeiksi (zōka shisakuki), rakennettiin marraskuun 1939 ja syyskuun 1940 välisenä aikana. Ne varustettiin Ha-25-moottoreilla, joissa oli halkaisijaltaan samanlaiset kaksilapaiset Sumitomo-metallipotkurit ja amerikkalaisen Hamilton Standardin hydraulinen terän kallistuksen säätömekanismi. Samalla testattiin erilaisia terien kaltevuuskulmia niiden optimaalisten arvojen määrittämiseksi. Useissa kopioissa testattiin täysin uusia, kolmilapaisia itsesäätyviä potkureita, mutta niitä ei päätetty käyttää tuotantokoneissa.
Heinäkuussa 1940 prototyypit nro 4305 ja 4309 varustettiin uusilla Ha-105-moottoreilla, joiden lentoonlähtöteho oli 1200 hv. Se oli Ha-25:n versio, jossa oli yksivaiheinen kaksinopeuksinen kompressori ja muokattu vaihteisto. Useiden testien jälkeen alkuperäiset moottorit palautettiin molempiin koneisiin. Toisaalta uudempia Ha-4308-moottoreita oli tarkoitus testata lentokoneissa nro 4309 ja jälleen 115, mutta niiden suuremman pituuden ja painon vuoksi tästä ideasta luovuttiin. Tämä vaati liian monia muutoksia lentokoneen suunnitteluun, lisäksi Ha-115-moottori ei ollut tuolloin vielä valmis. Ainakin yhdessä lentokoneessa (4313) on jäähdytysilmasäleiköt moottorin kotelon takareunassa, joissa on kahdeksan saranoitua läppää kummallakin sivulla ja kaksi päällä. Ruuvin napa on peitetty korkilla. Lentokoneissa nro 4310 ja 4313 tyypin 89 konekiväärit korvattiin uusilla 103 mm:n No-12,7:llä, 230 tai 250 patruunan varauksella. Jotkut kokeelliset lentokoneet lensivät testauksen aikana ilman aseita, tähtäimiä ja radioita (ja jopa antennimasto purettuina). Yhdessä näytteessä käyttöön otetut ja testatut onnistuneet muutokset toteutettiin myöhemmin muissa koneissa.
Loppujen lopuksi tärkein uutuus oli ns. taistelukilvet (sento tai kusen furappu), jotka on kehittänyt Eng. Itokawa. Läpät menivät epäsymmetrisesti siiven ääriviivan ulkopuolelle, ts. suuremmalla etäisyydellä rungosta kuin siivekkeistä, mikä luo järjestelmän, joka muistuttaa perhosen levittäytyneitä siipiä (siis heidän suosittu nimensä perhosläppäille - cho-gata). Ilmataistelun aikana (noin 400 km / h nopeuteen asti) niitä voitiin pidentää ja kääntää 15 °, mikä paransi radikaalisti lentokoneen ohjattavuutta, jolloin voit suorittaa tiukempia käännöksiä menettämättä nostoa. Taistelukilvet asennettiin ensin kolmeen viimeiseen koeyksikköön (4311, 4312 ja 4313). Heistä tuli pian Nakajima-taistelijoiden tunnusmerkki.
