Nakajima Ki-43 Hayabusa pogl.1

Zrakoplovna škola Akeno Ki-43-II, 1943. Možete vidjeti tipične značajke takozvanog predprodukcijskog Ki-43-II - prstenasti hladnjak ulja u usisniku zraka motora i malo kućište dodatnog hladnjaka ulja ispod trup trupa.

Ki-43, u savezničkim šiframa poznat kao "Oscar", bio je najbrojniji borbeni zrakoplov Japanske carske vojske u njezinoj povijesti. Razvijen je kasnih 30-ih kao nasljednik Ki-27. Odlikovao se izvrsnom upravljivošću, ali u mnogim aspektima inferiorniji od svojih protivnika. Pokušaji poboljšanja performansi i jačanja oružja tijekom proizvodnje nisu imali velike razlike, budući da su saveznici u službu uveli i nove, naprednije tipove lovaca. Unatoč svojim nedostacima i slabostima, Ki-43 je ostao jedan od simbola japanske vojske.

U prosincu 1937. godine, s usvajanjem lovca Ki-27 (Type 97) od strane Carske japanske vojske (Dai Nippon Teikoku Rikugun), Generalna uprava kopnene vojske (Rikugun Kōkū Honbu) ovlastila je Nakajima da započne rad na dizajnu svog nasljednika . Ki-27 je bio prvi potpuno metalni samonoseći niskokrilac s pokrivenim kokpitom koji je ušao u službu vojnog zrakoplovstva. U novom lovcu odlučeno je koristiti još jednu novost - uvlačivi stajni trap. Što se tiče performansi, Koku Honbu je zahtijevao maksimalnu brzinu od najmanje 500 km/h na 4000 m, vrijeme uspona do 5000 m kraće od 5 minuta i radni domet od 300 km s gorivom za 30 minuta zračne borbe ili 600 km bez rezerve.. Manevarske sposobnosti novog lovca nisu trebale biti ništa lošije od Ki-27. Naoružanje se trebalo sastojati od dvije sinkrone 89 mm mitraljeza Type 89 (7,7-shiki), smještene u trupu između motora i kokpita i koje pucaju kroz navojni disk. Ovo je standardno naoružanje lovačke vojske od njezina osnutka.

Ubrzo su se u Koku Honbuu počeli razvijati preduvjeti za sljedeći program razvoja zrakoplovnog oružja (Koku Heiki Kenkyu Hoshin), u okviru kojeg su se trebali stvoriti lovci, bombarderi i izviđački zrakoplovi nove generacije, dizajnirani da zamijene strojeve koji su tek ušli u službu u nekoliko godina. Odlučeno je stvoriti dvije kategorije jednomotornih lovaca s jednim sjedalom - lake i teške. Nije bila u pitanju masa zrakoplova, nego njihovo naoružanje. Laki lovac jednosjed (kei tanza sentōki; skraćeno keisen), naoružan s dvije mitraljeze 7,7 mm, trebao se koristiti protiv neprijateljskih lovaca. Da bi to učinio, morao je biti karakteriziran, prije svega, izvrsnom manevarskom sposobnošću. Velika maksimalna brzina i domet bili su od sekundarne važnosti. Teški lovac jednosjed (jū tanza sentōki; jūsen) trebao je biti naoružan s dvije mitraljeze kalibra 7,7 mm i jednim ili dva "topa", tj. teške strojnice1. Stvoren je za borbu protiv bombardera, pa je morao imati veliku maksimalnu brzinu i brzinu penjanja, čak i nauštrb dometa i manevarskih sposobnosti.

Program je odobrilo Ministarstvo vojske (Rikugunsho) 1. srpnja 1938. godine. Sljedećih mjeseci Koku Honbu je formulirao zahtjeve performansi za pojedine kategorije zrakoplova i predao ih odabranim proizvođačima zrakoplova. U mnogim slučajevima, formula natjecanja prototipa koja se ranije koristila je napuštena, s izvođačima odabranim nasumično za pojedine tipove zrakoplova. Novi lovac Nakajima, dizajniran da zamijeni Ki-27, klasificiran je kao "laki". Dobio je vojnu oznaku Ki-43.

Treći prototip Ki-43 (serijski broj 4303) izgrađen je u ožujku 1939. godine. Tijekom testiranja letjelica je modificirana tako da sliči eksperimentalnim strojevima (tzv. dodatni prototipovi).

Provedba projekta

Projekt lovca Ki-43 izradio je tim na čelu s inženjerom Yasushijem Koyamom, koji se pobrinuo i za elektranu. Voditelj projekta odgovoran za konstrukciju konstrukcije zrakoplova bio je Minoru Ota. Kunihiro Aoki je bio zadužen za proračun snage, dok je Tetsuo Ichimaru bio zadužen za dizajn krila. Generalno vodstvo projekta provodio je dr. ing. Hideo Itokawa, glavni aerodinamičar u Nakajima i voditelj dizajna vojnih zrakoplova (rikugun sekkei-bu).

U skladu s filozofijom dizajna lovca koja je u to vrijeme bila na snazi ​​u Japanu, Ki-43 je dizajniran da bude što lakši. Nisu korišteni ni oklop pilotskog sjedala ni brtve spremnika goriva. Kako bi se ubrzao rad, korištena su mnoga tehnička rješenja testirana na Ki-27. Jedina značajna novost bio je lagani, jednokraki glavni stajni trap, hidraulički uvlačeći i uvlačeći se. Njegov dizajn uočen je u američkom lovcu Vought V-143 kojeg je Japan kupio u srpnju 1937. Kao i kod originala, nakon čišćenja su prekrivene samo noge, dok su sami kotači ostali nezaštićeni. Repni dio ostavljen je ispod repnog dijela trupa.

Pilotska kabina bila je pokrivena trodijelnom oplatom, koja se sastojala od fiksnog vjetrobranskog stakla, klizne stražnje limuzine i fiksnog stražnjeg dijela, koji je na trupu aviona činio "grbu" od lima, s dva prozora na bokovima. Zanimljivo je da se pri pokretanju limuzina "zakotrljala" pod "grbu". Cjelokupna zaliha goriva, dvostruko veća od one u Ki-27, bila je smještena u četiri spremnika u krilima. Stoga spremnik nije ugrađen u kućište. Zrakoplov je bio opremljen primopredajnikom tipa 96 Model 2 s jarbolom koji podupire antenski kabel postavljen na grbu. Pilot je imao na raspolaganju postrojenje za kisik. Cilj je bio standardni optički ciljnik Type 89, čija je cijev prolazila kroz rupu na vjetrobranskom staklu.

U fazi projektiranja pretpostavljalo se da će zbog veće veličine konstrukcije zrakoplova i maksimalne zalihe goriva, kao i korištenja mehanizma uvlačenja i stajnog trapa, zajedno s hidrauličkim sustavom, Ki-43 imati oko 25 % teži od Ki. -27. Stoga je za postizanje planiranih performansi bio potreban snažniji motor. Koyama je odabrao Nakajima Ha-14 25-cilindrični motor s dvije zvjezdice i početne snage od 980 KS, s jednostupanjskim jednobrzinskim kompresorom. Ha-25 (tvornička oznaka NAM) baziran je na dizajnu francuskog Gnome-Rhône 14M, ali uz korištenje rješenja motora Ha-20 (britanska licenca Bristol Mercury VIII) i vlastitih ideja. Rezultat je bio vrlo uspješan 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. potrošnje i time omogućio povećanje doleta zrakoplova. Godine 1939. Ha-25 je vojska prihvatila u serijsku proizvodnju pod opisnim nazivom Type 99 snage 950 KS. (99-shiki, 950-bariki) 2. Kod Ki-43 motor je pokretao fiksni drveni dvokraki propeler promjera 2,90 m bez poklopca.

U proljeće 1938. komisija stručnjaka iz Koku Honbu i Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (Army Experimental Institute of Aviation Technology, skraćeno Kogiken ili Giken) pozitivno je ocijenila nacrt dizajna lovca Ki-43 i odobrila njegov izgled. . Nakon toga, Koku Honbu je od Nakajima naručio izradu tri prototipa (shisakuki), a dizajneri su počeli razvijati detaljnu tehničku dokumentaciju.

Prototipovi

Prvi prototip Ki-43 (serijski broj 4301 seizō bangō) napustio je tvornicu Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha br. 1 (Dai-1 Seizōshō) u Ota, prefektura Gunma, početkom prosinca 1938., samo godinu dana nakon primitka narudžbe. Njegov let dogodio se 12. prosinca sa uzletišta tvornice Ojima. U siječnju 1939. zrakoplov je odletio u Tachikawu na detaljna testiranja leta u Istraživačkom odjelu Kogiken. Na njima su sudjelovali i piloti instruktori iz Škole vojnog zrakoplovstva Akeno (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), koja je tada bila dodatni poligon za testiranje lovaca Vojnog zrakoplovstva. Druga dva prototipa (4302 i 4303), dovršena u veljači i ožujku 1939., također 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 testa leta nisu poznati, ali poznato je da su povratne informacije pilota bile negativne. Prototipovi Ki-43 nisu imali puno bolje performanse od serijskog Ki-27, a pritom znatno lošije letne karakteristike, posebice manevarske sposobnosti. Bili su tromi i sporo su reagirali na otklone kormila i krilaca, a vremena zaokreta i radijus bili su predugi. Osim toga, karakteristike polijetanja i slijetanja nisu bile zadovoljavajuće. Probleme je uzrokovao hidraulički sustav šasije. Ocijenjeno je da je način otvaranja poklopca kabine nepraktičan. U ovoj situaciji, Koku Honbu je bio blizu donošenja odluke o odustajanju od daljnjeg razvoja Ki-43. Nakajima je vodstvo, ne želeći izgubiti potencijalnu dobit ili ugroziti prestiž tvrtke, uspjelo natjerati vojsku da produži testove i naruči deset modificiranih prototipova (4304-4313). Namijenjen je ispitivanju 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 zrakoplova je pojednostavljen (što je kasnije izazvalo ozbiljne probleme sa snagom krila), a modificirana je i repna jedinica. Rep je pomaknut unatrag, a kormilo je sada pokrivalo cijelu visinu repa i vrhove trupa, pa je njegova površina bila znatno veća. Kao rezultat toga, njegova učinkovitost se povećala, što je imalo pozitivan učinak na manevarske sposobnosti zrakoplova. Poklopac kokpita potpuno je redizajniran i sada se sastoji od dva dijela - fiksnog vjetrobranskog stakla i potpuno ostakljene limuzine u obliku suze koja može kliziti unatrag. Nova navlaka ne samo da je bila mnogo lakša, već je omogućila i mnogo bolju vidljivost u svim smjerovima (osobito straga). Antenski stup pomaknut je na desnu stranu prednjeg dijela trupa, odmah iza motora. Zahvaljujući ovim promjenama, silueta zrakoplova postala je vitkija i aerodinamički savršenija. Poboljšan je rad hidrauličkog i električnog sustava, radio je zamijenjen lakšim Type 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 uporaba privremeno napuštena.

Testni zrakoplovi, zvani dopunski ili komplementarni prototipovi (zōka shisakuki), izgrađeni su između studenog 1939. i rujna 1940. godine. Opremljeni su motorima Ha-25 s dvokrakim metalnim propelerima Sumitomo istog promjera i hidrauličkim mehanizmom za podešavanje nagiba lopatica američke tvrtke Hamilton Standard. Istodobno su ispitani različiti kutovi nagiba lopatica kako bi se odredile njihove optimalne vrijednosti. Na nekoliko primjeraka ispitani su potpuno novi, trokraki samopodešavajući propeleri, ali nije odlučeno da se koriste u serijskim zrakoplovima.

U srpnju 1940. prototipovi br. 4305 i 4309 opremljeni su novim motorima Ha-105 snage 1200 KS u polijetanju. Bila je to revizija Ha-25 s jednostupanjskim dvobrzinskim kompresorom i modificiranim mjenjačem. Nakon niza testova na oba stroja, vraćeni su originalni motori. S druge strane, noviji motori Ha-4308 trebali su se testirati na zrakoplovu br. 4309 i ponovno 115, ali se zbog veće duljine i težine odustalo od te ideje. To je zahtijevalo previše promjena u dizajnu zrakoplova, štoviše, u to vrijeme motor Ha-115 još nije bio finaliziran. Najmanje jedan zrakoplov (4313) ima otvore za zrak za hlađenje na stražnjem rubu kućišta motora s osam preklopa na šarkama sa svake strane i dva na vrhu. Glavčina vijka prekrivena je poklopcem. Na zrakoplovima br. 4310 i 4313 mitraljezi Type 89 zamijenjeni su novim 103 mm No-12,7, s rezervom od 230 ili 250 metaka. Neki eksperimentalni zrakoplovi letjeli su tijekom testiranja bez naoružanja, nišana i radija (čak i s rastavljenim antenskim stupom). Uspješne izmjene uvedene i testirane na jednom uzorku naknadno su implementirane na drugim strojevima.

Uostalom, najvažnija novost bili su tzv. borbeni štitovi (sento ili kusen furappu), koje je razvio inž. Itokawa. Zakrilca su asimetrično izlazila izvan obrisa krila, tj. na većoj udaljenosti od trupa nego od krilaca, stvarajući sustav koji nalikuje raširenim krilima leptira (otuda i njihov popularni naziv za leptirove zakrilce - čo-gata). Tijekom zračne borbe (do brzine od oko 400 km / h), mogli su se produžiti i skrenuti za 15 °, što je radikalno poboljšalo manevarske sposobnosti zrakoplova, omogućujući vam izvođenje čvršćih okreta bez gubitka uzgona. Borbeni štitovi prvi put su postavljeni na posljednje tri pokusne jedinice (4311, 4312 i 4313). Ubrzo su postali zaštitni znak Nakajima boraca.