Nakajima Ki-43 Hayabusa ch.1

Vazduhoplovna škola Akeno Ki-43-II, 1943. Možete vidjeti tipične karakteristike tzv. pretproizvodnog Ki-43-II - prstenasti hladnjak ulja u usisniku zraka motora i malo kućište dodatnog hladnjaka ulja ispod trupa.

Ki-43, kodnog naziva "Oscar" od strane saveznika, bio je najbrojniji lovac carske japanske vojske u svojoj istoriji. Razvijen je kasnih 30-ih kao nasljednik Ki-27. Odlikovao se odličnom upravljivošću, ali je u mnogo čemu bio inferioran u odnosu na svoje protivnike. Pokušaji poboljšanja performansi i jačanja naoružanja tokom proizvodnje nisu imali velike razlike, jer su saveznici uveli i nove, naprednije tipove lovaca u službu. Uprkos svojim nedostacima i slabostima, Ki-43 je ostao jedan od simbola japanske vojske.

U decembru 1937., usvajanjem lovca Ki-27 (Type 97) od strane Carske japanske vojske (Dai Nippon Teikoku Rikugun), Generalna avijacijska administracija (Rikugun Kōkū Honbu) naručila je Nakajima da započne rad na dizajnu njegovog nasljednika. . Ki-27 je postao prvi potpuno metalni samonosivi niskokrilni avion sa pokrivenom kokpitom koji je ušao u službu u vojnom vazduhoplovstvu. U novom lovcu odlučeno je da se koristi još jedna novina - stajni trap koji se uvlači. Što se tiče performansi, Koku Honbu je zahtijevao maksimalnu brzinu od najmanje 500 km/h na 4000 m, vrijeme uspona na 5000 m manje od 5 minuta i radni domet od 300 km s gorivom za 30 minuta borbe ili 600 km bez rezerve snage. Upravljivost novog lovca nije trebala biti gora od Ki-27. Naoružanje je trebalo da se sastoji od dva sinhrona mitraljeza 89 mm Tip 89 (7,7-shiki), postavljena u trup između motora i kokpita i pucaju kroz vijčani disk. Ovo je standardno naoružanje vojnih boraca od samog početka.

Ubrzo su u Koku Honbuu počeli da se razvijaju preduslovi za sledeći program razvoja vazduhoplovnog naoružanja (Koku Heiki Kenkyu Hoshin), u okviru kojeg je trebalo da se stvaraju lovci, bombarderi i izviđački avioni nove generacije, dizajnirani da zamene mašine koje su tek ušle u upotrebu u nekoliko godina. Odlučeno je da se stvore dvije kategorije jednomotornih lovaca sa jednim sjedištem - laki i teški. Nije to bila masa aviona, već njihovo naoružanje. Laki lovac jednosed (kei tanza sentōki; skraćeno keisen), naoružan sa dva mitraljeza kalibra 7,7 mm, trebalo je da se koristi protiv neprijateljskih lovaca. Da bi to učinio, morao se odlikovati, prije svega, odličnom upravljivošću. Velika maksimalna brzina i domet bili su od sekundarnog značaja. Teški lovac jednosjed (jū tanza sentōki; jūsen) trebao je biti naoružan sa dva mitraljeza kalibra 7,7 mm i jednim ili dva „topa“, odnosno teškim mitraljezom1. Stvoren je za borbu protiv bombardera, pa je morao imati veliku maksimalnu brzinu i brzinu penjanja, čak i nauštrb dometa i manevrisanja.

Program je odobrilo Ministarstvo vojske (Rikugunsho) 1. jula 1938. godine. U narednim mjesecima, Koku Honbu je formulirao zahtjeve performansi za pojedine kategorije aviona i predao ih odabranim proizvođačima aviona. U mnogim slučajevima, formula konkurencije prototipa koja je ranije korištena je napuštena, a izvođači su odabrani nasumično za pojedinačne tipove aviona. Novi lovac Nakajima, koji je trebao zamijeniti Ki-27, klasifikovan je kao "laki". Dobio je vojnu oznaku Ki-43.

Treći prototip Ki-43 (serijski broj 4303) izgrađen je u martu 1939. godine. Tokom testiranja, avion je modifikovan tako da liči na eksperimentalne mašine (tzv. dodatni prototipovi).

Implementacija projekta

Projekat lovca Ki-43 kreirao je tim predvođen inženjerom Yasushijem Koyamom, koji se također pobrinuo za elektranu. Menadžer projekta odgovoran za izgradnju okvira aviona bio je Minoru Ota. Kunihiro Aoki je bio zadužen za proračun snage, dok je Tetsuo Ichimaru bio zadužen za dizajn krila. Generalno rukovođenje projektom vršio je dr.inž. Hideo Itokawa, glavni aerodinamičar u Nakajima i šef dizajna vojnih aviona (rikugun sekkei-bu).

U skladu sa filozofijom dizajna lovca koja je bila na snazi ​​u Japanu u to vrijeme, Ki-43 je dizajniran da bude što lakši. Nisu korišteni ni oklop pilotskog sjedišta niti zaptivke rezervoara za gorivo. Kako bi se ubrzao rad, korištena su mnoga tehnička rješenja testirana na Ki-27. Jedina značajna novina bila je lagani, jednonožni glavni stajni trap, hidraulički uvlačeći i uvlačivi. Njegov dizajn je uočen u američkom lovcu Vought V-143 koji je Japan kupio u julu 1937. Kao i kod originala, nakon čišćenja su prekrivene samo noge, dok su sami točkovi ostali nezaštićeni. Rep je ostavljen ispod zadnjeg trupa.

Pilotova kabina bila je prekrivena trodelnim kućištem, koje se sastoji od fiksnog vjetrobranskog stakla, kliznog zadnjeg dijela limuzine i fiksnog stražnjeg dijela, koji je na trupu formirao "grbu" od lima, sa dva prozora sa strane. Zanimljivo je da se pri paljenju limuzina "otkotrljala" ispod "grbe". Celokupna zaliha goriva, duplo veća od one kod Ki-27, smeštena je u četiri rezervoara u krilima. Stoga spremnik nije ugrađen u kućište. Avion je bio opremljen primopredajnikom tipa 96 Model 2 sa jarbolom koji je podržavao antenski kabl postavljen na grbu. Pilot je imao na raspolaganju postrojenje za kiseonik. Vrh je bio standardni optički nišan tipa 89, čija je cijev prolazila kroz rupu na vjetrobranskom staklu.

U fazi projektovanja pretpostavljalo se da će zbog veće veličine okvira aviona i maksimalnog dotoka goriva, kao i upotrebe mehanizma za uvlačenje i stajnog trapa, zajedno sa hidrauličnim sistemom, Ki-43 biti oko 25 % teži od Ki. -27. Stoga je za postizanje planiranih performansi bio potreban snažniji motor. Koyama je odabrao Nakajima Ha-14 25-cilindarski motor sa dvije zvjezdice, snage polijetanja od 980 KS, sa jednostepenim, jednobrzinskim kompresorom. Ha-25 (fabrička oznaka NAM) baziran je na dizajnu francuskog Gnome-Rhône 14M, ali koristeći rješenja iz motora Ha-20 (britanska licenca Bristol Mercury VIII) i vlastite ideje. Rezultat je bio vrlo uspješan pogonski agregat - imao je kompaktan dizajn, male dimenzije i težinu, bio je jednostavan za rukovanje, pouzdan i istovremeno je mogao dugo raditi na siromašnoj smjesi, što je smanjilo potrošnju goriva. potrošnju i time omogućio povećanje dometa aviona. Godine 1939. Ha-25 je primljen od strane vojske u serijsku proizvodnju pod opisnim nazivom Tip 99 snage 950 KS. (99-shiki, 950-bariki) 2. U Ki-43 motor je pokretao fiksni drveni dvokraki propeler prečnika 2,90 m bez poklopca.

U proljeće 1938., komisija stručnjaka iz Koku Honbu i Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (vojni eksperimentalni institut za tehnologiju avijacije, skraćeno Kogiken ili Giken) pozitivno je ocijenila nacrt lovca Ki-43 i odobrila njegov izgled. . Nakon toga, Koku Honbu je naručio izgradnju tri prototipa (shisakuki) od Nakajima, a dizajneri su počeli da razvijaju detaljnu tehničku dokumentaciju.

Prototipovi

Prvi prototip Ki-43 (serijski broj 4301 seizō bangō) napustio je fabriku za sklapanje Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha br. 1 (Dai-1 Seizōshō) u Oti, prefektura Gunma, početkom decembra 1938., samo godinu dana nakon što je dobio narudžbu. Njegov let je obavljen 12. decembra sa aerodroma fabrike Ojima. U januaru 1939. letjelica je odletjela u Tachikawu na detaljna testiranja u Kogiken istraživačkom odjelu. Pohađali su ih i piloti instruktori iz Vojne vazduhoplovne škole Akeno (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), koja je tada bila dodatni objekat za testiranje lovaca Vojne avijacije. Dva druga prototipa (4302 i 4303), završena u februaru i martu 1939. godine, takođe su otišla u Kogiken. Od prvog prototipa razlikovali su se samo po oblogi kabine - "grba" je bila potpuno ostakljena, a limuzina je imala manje okvira za ojačanje.

Detalji letnog testa nisu poznati, ali se zna da su povratne informacije pilota bile negativne. Prototipovi Ki-43 nisu imali mnogo bolje performanse od serijskog Ki-27, a istovremeno znatno lošije letne karakteristike, posebno upravljivost. Bili su tromi i sporo reagirali na otklone kormila i elerona, a vrijeme okretanja i radijus su bili predugi. Osim toga, karakteristike polijetanja i slijetanja bile su nezadovoljavajuće. Probleme je izazvao hidraulični sistem šasije. Način otvaranja poklopca kabine ocijenjen je nepraktičnim. U ovoj situaciji, Koku Honbu je bio blizu donošenja odluke da odustane od daljeg razvoja Ki-43. Nakađimino rukovodstvo, ne želeći da izgubi potencijalnu dobit ili ugrozi prestiž kompanije, uspjelo je natjerati vojsku da produži testove i naruči deset modificiranih prototipova (4304-4313). Namijenjen je testiranju novih tehničkih rješenja, motora i naoružanja u njima. Tim inženjera Koyama je započeo rad na redizajniranju poboljšanog Ki-43 kako bi ispunio očekivanja Kokua Honbua.

Dizajn aviona je pojednostavljen (što je kasnije izazvalo ozbiljne probleme sa snagom krila), a modifikovana je i repna jedinica. Rep je pomaknut unazad, a kormilo je sada pokrivalo cijelu visinu repa i vrhova trupa, pa je njegova površina bila znatno veća. Kao rezultat toga, povećana je njegova efikasnost, što se pozitivno odrazilo na upravljivost aviona. Poklopac kokpita je potpuno redizajniran i sada se sastoji od dva dijela - fiksnog vjetrobranskog stakla i potpuno ostakljene limuzine u obliku suze koja je mogla kliziti unazad. Novi poklopac ne samo da je bio mnogo lakši, već je pružao i mnogo bolju vidljivost u svim smjerovima (posebno pozadi). Antenski jarbol pomaknut je na desnu stranu prednjeg trupa, odmah iza motora. Zahvaljujući ovim promjenama, silueta aviona je postala vitkija i aerodinamički savršenija. Poboljšan je rad hidrauličkog i električnog sistema, radio je zamijenjen upaljačom Tip 96 Model 3 Model 2, ugrađen je fiksni repni kotač umjesto klizača, a propeler je opremljen kapom. U svibnju 1940. razvijena su dva nova vrha krila, 20 i 30 cm uža od originalnih, što je omogućilo smanjenje raspona krila za 40, odnosno 60 cm, ali je njihova upotreba privremeno napuštena.

Testni avioni, nazvani dopunski ili komplementarni prototipovi (zōka shisakuki), izgrađeni su između novembra 1939. i septembra 1940. godine. Opremljeni su motorima Ha-25 s dvokrakim metalnim elisama Sumitomo istog promjera i hidrauličnim mehanizmom za podešavanje nagiba lopatice američke kompanije Hamilton Standard. Istovremeno su testirani različiti uglovi nagiba lopatica kako bi se utvrdile njihove optimalne vrijednosti. Na nekoliko primjeraka testirani su potpuno novi, trokraki samopodešavajući propeleri, ali nije odlučeno da se koriste u proizvodnji aviona.

U julu 1940. godine, prototipovi br. 4305 i 4309 opremljeni su novim motorima Ha-105 poletne snage od 1200 KS. Bila je to revizija Ha-25 s jednostepenim dvobrzinskim kompresorom i modificiranim mjenjačem. Nakon niza testova na obje mašine, obnovljeni su originalni motori. S druge strane, noviji motori Ha-4308 trebali su biti testirani na avionima br. 4309 i ponovo 115, ali se zbog njihove veće dužine i težine od ove ideje odustalo. To je zahtijevalo previše promjena u dizajnu aviona, štoviše, u to vrijeme motor Ha-115 još nije bio dovršen. Najmanje jedan avion (4313) ima otvore za hlađenje vazduha na zadnjoj ivici kućišta motora sa osam preklopnih klapni sa svake strane i dva na vrhu. Glačina vijka je prekrivena poklopcem. Na avionima br. 4310 i 4313 mitraljezi Tip 89 zamijenjeni su novim 103 mm No-12,7, sa rezervom od 230 ili 250 metaka. Neki eksperimentalni avioni leteli su tokom testova bez oružja, nišana i radija (pa čak i sa demontiranim jarbolom antene). Uspješne modifikacije uvedene i testirane na jednom uzorku su naknadno implementirane na druge mašine.

Uostalom, najvažnija novina bili su takozvani borbeni štitovi (sento ili kusen furappu), koje je razvio inž. Itokawa. Zakrilci su izlazili asimetrično preko konture krila, tj. na većoj udaljenosti od trupa nego od elerona, stvarajući sistem koji podsjeća na raširena krila leptira (otuda njihov popularni naziv za leptirove zakrilce - čo-gata). Tokom zračne borbe (do brzine od oko 400 km / h), mogli su se proširiti i skrenuti za 15 °, što je radikalno poboljšalo manevarsku sposobnost zrakoplova, omogućavajući vam da izvodite čvršće zaokrete bez gubitka uzgona. Borbeni štitovi su prvi put postavljeni na posljednje tri eksperimentalne jedinice (4311, 4312 i 4313). Ubrzo su postali zaštitni znak Nakajima boraca.