Nakajima Ki-43 Hayabusa κεφ.1

Akeno Aviation School Ki-43-II, 1943. Μπορείτε να δείτε τα τυπικά χαρακτηριστικά του λεγόμενου Ki-43-II προπαραγωγής - ένα δακτυλιοειδές ψυγείο λαδιού στην εισαγωγή αέρα του κινητήρα και μια μικρή θήκη ενός πρόσθετου ψυγείου λαδιού κάτω από την άτρακτο.

Το Ki-43, με την κωδική ονομασία «Όσκαρ» από τους Συμμάχους, ήταν το πολυπληθέστερο μαχητικό του Αυτοκρατορικού Ιαπωνικού Στρατού στην ιστορία του. Αναπτύχθηκε στα τέλη της δεκαετίας του '30 ως διάδοχος του Ki-27. Διακρινόταν για εξαιρετική ευελιξία, αλλά από πολλές απόψεις ήταν κατώτερος των αντιπάλων του. Οι προσπάθειες βελτίωσης της απόδοσης και ενίσχυσης των όπλων κατά τη διάρκεια της παραγωγής είχαν μικρή διαφορά, καθώς οι Σύμμαχοι εισήγαγαν επίσης νέους, πιο προηγμένους τύπους μαχητικών σε υπηρεσία. Παρά τις ελλείψεις και τις αδυναμίες του, το Ki-43 παρέμεινε ένα από τα σύμβολα του ιαπωνικού στρατού.

Τον Δεκέμβριο του 1937, με την υιοθέτηση του μαχητικού Ki-27 (Τύπος 97) από τον Αυτοκρατορικό Ιαπωνικό Στρατό (Dai Nippon Teikoku Rikugun), η Γενική Διοίκηση Αεροπορίας Στρατού (Rikugun Kōkū Honbu) ανέθεσε στον Nakajima να ξεκινήσει τις εργασίες για το σχεδιασμό του διαδόχου του. . Το Ki-27 έγινε το πρώτο εξολοκλήρου μεταλλικό αυτοφερόμενο αεροσκάφος χαμηλών πτερύγων με καλυμμένο πιλοτήριο που τέθηκε σε υπηρεσία με τις Πολεμικές Αεροπορίες Στρατού. Στο νέο μαχητικό, αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθεί μια άλλη καινοτομία - ένα ανασυρόμενο σύστημα προσγείωσης. Όσον αφορά τις επιδόσεις, το Koku Honbu απαιτούσε τελική ταχύτητα τουλάχιστον 500 km/h στα 4000 m, χρόνο ανάβασης στα 5000 m λιγότερο από 5 λεπτά και εμβέλεια λειτουργίας 300 km με καύσιμο για 30 λεπτά σκυλομαχίας ή 600 χλμ χωρίς αποθεματικό ρεύματος. . Η ικανότητα ελιγμών του νέου μαχητικού υποτίθεται ότι δεν ήταν χειρότερη από το Ki-27. Ο οπλισμός έπρεπε να αποτελείται από δύο σύγχρονα πολυβόλα 89 mm Type 89 (7,7-shiki), τοποθετημένα στην άτρακτο μεταξύ του κινητήρα και του πιλοτηρίου και θα πυροβολούν μέσω ενός βιδωτού δίσκου. Αυτός είναι ο τυπικός οπλισμός των μαχητικών του στρατού από την έναρξή του.

Σύντομα, οι προϋποθέσεις για το επόμενο πρόγραμμα ανάπτυξης αεροπορικών όπλων (Koku Heiki Kenkyu Hoshin) άρχισαν να αναπτύσσονται στο Koku Honbu, στο πλαίσιο του οποίου επρόκειτο να δημιουργηθούν νέας γενιάς μαχητικά, βομβαρδιστικά και αεροσκάφη αναγνώρισης, σχεδιασμένα για να αντικαταστήσουν μηχανές που μόλις είχαν τεθεί σε υπηρεσία στο μερικά χρόνια. Αποφασίστηκε να δημιουργηθούν δύο κατηγορίες μονοκινητήρων, μονοθέσιων μαχητικών - ελαφρών και βαρέων. Δεν ήταν η μάζα του αεροσκάφους, αλλά ο οπλισμός τους. Ένα ελαφρύ μονοθέσιο μαχητικό (kei tanza sentōki, συντομογραφία keisen), οπλισμένο με δύο πολυβόλα των 7,7 mm, επρόκειτο να χρησιμοποιηθεί εναντίον εχθρικών μαχητών. Για να γίνει αυτό, έπρεπε να χαρακτηρίζεται, πάνω από όλα, από εξαιρετική ευελιξία. Η υψηλή μέγιστη ταχύτητα και εμβέλεια ήταν δευτερεύουσας σημασίας. Το βαρύ μονοθέσιο μαχητικό (jū tanza sentōki; jūsen) επρόκειτο να οπλιστεί με δύο πολυβόλα των 7,7 mm και ένα ή δύο «κανόνια», δηλαδή βαριά πολυβόλα1. Δημιουργήθηκε για να πολεμά βομβαρδιστικά, επομένως έπρεπε να έχει υψηλή μέγιστη ταχύτητα και ρυθμό ανόδου, ακόμη και σε βάρος της εμβέλειας και της ικανότητας ελιγμών.

Το πρόγραμμα εγκρίθηκε από το Υπουργείο Στρατιωτικών (Rikugunsho) την 1η Ιουλίου 1938. Τους επόμενους μήνες, ο Koku Honbu διατύπωσε τις απαιτήσεις απόδοσης για μεμονωμένες κατηγορίες αεροσκαφών και τις παρέδωσε σε επιλεγμένους κατασκευαστές αεροσκαφών. Σε πολλές περιπτώσεις, η πρωτότυπη φόρμουλα διαγωνισμού που χρησιμοποιήθηκε προηγουμένως έχει εγκαταλειφθεί, με τους εργολάβους να επιλέγονται τυχαία για μεμονωμένους τύπους αεροσκαφών. Το νέο μαχητικό Nakajima, που προοριζόταν να αντικαταστήσει το Ki-27, χαρακτηρίστηκε ως «ελαφρύ». Του δόθηκε η στρατιωτική ονομασία Ki-43.

Το τρίτο πρωτότυπο του Ki-43 (σειριακός αριθμός 4303) κατασκευάστηκε τον Μάρτιο του 1939. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, το αεροσκάφος τροποποιήθηκε ώστε να μοιάζει με πειραματικές μηχανές (τα λεγόμενα πρόσθετα πρωτότυπα).

Υλοποίηση του έργου

Το έργο του μαχητικού Ki-43 δημιουργήθηκε από μια ομάδα με επικεφαλής τον μηχανικό Yasushi Koyama, ο οποίος φρόντιζε επίσης το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας. Ο υπεύθυνος του έργου υπεύθυνος για την κατασκευή του σκελετού ήταν ο Minoru Ota. Ο Kunihiro Aoki ήταν υπεύθυνος για τους υπολογισμούς της δύναμης, ενώ ο Tetsuo Ichimaru ήταν υπεύθυνος για το σχέδιο της πτέρυγας. Τη γενική διαχείριση του έργου ανέλαβε ο Δρ. Μηχ. Hideo Itokawa, επικεφαλής αεροδυναμικός στη Nakajima και επικεφαλής σχεδιασμού στρατιωτικών αεροσκαφών (rikugun sekkei-bu).

Σύμφωνα με τη φιλοσοφία σχεδιασμού μαχητικών που ίσχυε στην Ιαπωνία εκείνη την εποχή, το Ki-43 σχεδιάστηκε για να είναι όσο το δυνατόν πιο ελαφρύ. Δεν χρησιμοποιήθηκαν ούτε θωράκιση καθίσματος πιλότου ούτε στεγανοποιήσεις δεξαμενής καυσίμου. Για να επιταχυνθεί η εργασία, χρησιμοποιήθηκαν πολλές τεχνικές λύσεις που δοκιμάστηκαν στο Ki-27. Η μόνη σημαντική καινοτομία ήταν ένα ελαφρύ κύριο σύστημα προσγείωσης με ένα πόδι, υδραυλικά ανασυρόμενο και ανασυρόμενο. Ο σχεδιασμός του παρατηρήθηκε στο αμερικανικό μαχητικό Vought V-143 που αγοράστηκε από την Ιαπωνία τον Ιούλιο του 1937. Όπως και το πρωτότυπο, μόνο τα πόδια καλύφθηκαν μετά τον καθαρισμό, ενώ οι ίδιοι οι τροχοί παρέμειναν απροστάτευτοι. Η ολίσθηση της ουράς έμεινε κάτω από την πίσω άτρακτο.

Το πιλοτήριο του πιλότου καλυπτόταν με περίβλημα τριών τμημάτων, αποτελούμενο από ένα σταθερό παρμπρίζ, μια συρόμενη πίσω λιμουζίνα και ένα σταθερό πίσω μέρος, σχηματίζοντας μια «καμπούρα» από λαμαρίνα στην άτρακτο, με δύο παράθυρα στα πλάγια. Είναι ενδιαφέρον ότι κατά την εκκίνηση η λιμουζίνα «κύλισε» κάτω από την «καμπούρα». Ολόκληρη η παροχή καυσίμου, διπλάσια από αυτή του Ki-27, τοποθετήθηκε σε τέσσερις δεξαμενές στα φτερά. Επομένως, η δεξαμενή δεν τοποθετήθηκε στη θήκη. Το αεροσκάφος ήταν εξοπλισμένο με πομποδέκτη τύπου 96 Model 2 με ιστό που υποστηρίζει ένα καλώδιο κεραίας τοποθετημένο σε καμπούρα. Ο πιλότος είχε στη διάθεσή του μια μονάδα οξυγόνου. Το άκρο ήταν ένα τυπικό οπτικό σκόπευτρο τύπου 89, του οποίου ο σωλήνας περνούσε από μια τρύπα στο παρμπρίζ.

Στο στάδιο του σχεδιασμού, θεωρήθηκε ότι λόγω του μεγαλύτερου μεγέθους του πλαισίου του αεροσκάφους και της μέγιστης παροχής καυσίμου, καθώς και της χρήσης του μηχανισμού ανάσυρσης και προσγείωσης, μαζί με το υδραυλικό σύστημα, το Ki-43 θα ήταν περίπου 25 % βαρύτερο από το Ki. -27. Ως εκ τούτου, απαιτήθηκε ένας ισχυρότερος κινητήρας για να επιτευχθεί η προγραμματισμένη απόδοση. Η Koyama επέλεξε έναν Nakajima Ha-14 25-κύλινδρο κινητήρα δύο αστέρων με ισχύ απογείωσης 980 ίππων, με μονοβάθμιο, μονοτάχυτο συμπιεστή. Το Ha-25 (εργοστασιακή ονομασία NAM) βασίστηκε στο σχεδιασμό του γαλλικού Gnome-Rhône 14M, αλλά χρησιμοποιώντας λύσεις από τον κινητήρα Ha-20 (βρετανική άδεια Bristol Mercury VIII) και δικές του ιδέες. Το αποτέλεσμα ήταν μια πολύ επιτυχημένη μονάδα ισχύος - είχε συμπαγή σχεδιασμό, μικρές διαστάσεις και βάρος, ήταν εύκολο στη λειτουργία, αξιόπιστο και ταυτόχρονα μπορούσε να λειτουργήσει σε ένα άπαχο μείγμα για μεγάλο χρονικό διάστημα, γεγονός που μείωσε την κατανάλωση καυσίμου. κατανάλωσης και έτσι επέτρεψε την αύξηση της εμβέλειας του αεροσκάφους. Το 1939, το Ha-25 έγινε δεκτό από τον στρατό στη σειριακή παραγωγή με την περιγραφική ονομασία Type 99 με ισχύ 950 ίππων. (99-shiki, 950-bariki) 2. Στο Ki-43, ο κινητήρας κινούσε μια σταθερή ξύλινη δίφυλλη προπέλα με διάμετρο 2,90 m χωρίς κάλυμμα.

Την άνοιξη του 1938, μια επιτροπή ειδικών από το Koku Honbu και το Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (Πειραματικό Ινστιτούτο Αεροπορικής Τεχνολογίας του Στρατού, με συντομογραφία Kogiken ή Giken) αξιολόγησε θετικά το σχέδιο του μαχητικού Ki-43 και ενέκρινε τη διάταξή του. . Μετά από αυτό, ο Koku Honbu διέταξε την κατασκευή τριών πρωτοτύπων (shisakuki) από τη Nakajima και οι σχεδιαστές άρχισαν να αναπτύσσουν λεπτομερή τεχνική τεκμηρίωση.

Πρωτότυπα

Το πρώτο πρωτότυπο Ki-43 (σειριακός αριθμός 4301 seizō bangō) άφησε το εργοστάσιο συναρμολόγησης Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha No. 1 (Dai-1 Seizōshō) στην Ota, στην επαρχία Gunma στις αρχές Δεκεμβρίου 1938, μόλις ένα χρόνο μετά την παραλαβή της παραγγελίας. Η πτήση του πραγματοποιήθηκε στις 12 Δεκεμβρίου από το αεροδρόμιο του εργοστασίου Ojima. Τον Ιανουάριο του 1939, το αεροσκάφος πέταξε στην Tachikawa για λεπτομερείς πτητικές δοκιμές στο Τμήμα Ερευνών του Kogiken. Παρακολούθησαν επίσης εκπαιδευτές πιλότοι από τη Σχολή Αεροπορίας Στρατού Akeno (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), η οποία ήταν τότε ένα επιπλέον κέντρο δοκιμών για μαχητές της Αεροπορίας Στρατού. Δύο άλλα πρωτότυπα (4302 και 4303), που ολοκληρώθηκαν τον Φεβρουάριο και τον Μάρτιο του 1939, πήγαν επίσης στο Kogiken. Διέφεραν από το πρώτο πρωτότυπο μόνο στην επένδυση της καμπίνας - η "καμπούρα" ήταν εντελώς τζάμια και η λιμουζίνα είχε λιγότερα ενισχυτικά πλαίσια.

Οι λεπτομέρειες της δοκιμής πτήσης είναι άγνωστες, αλλά τα σχόλια των πιλότων είναι γνωστό ότι ήταν αρνητικά. Τα πρωτότυπα του Ki-43 δεν είχαν πολύ καλύτερες επιδόσεις από το σειριακό Ki-27, και ταυτόχρονα σημαντικά χειρότερα χαρακτηριστικά πτήσης, ιδιαίτερα ευελιξία. Ήταν νωθροί και αργοί να ανταποκριθούν στις εκτροπές του πηδαλίου και του πηδαλίου, και οι χρόνοι και η ακτίνα στροφής ήταν πολύ μεγάλες. Επιπλέον, τα χαρακτηριστικά απογείωσης και προσγείωσης δεν ήταν ικανοποιητικά. Προβλήματα προκάλεσε το υδραυλικό σύστημα του πλαισίου. Ο τρόπος ανοίγματος του καπακιού της καμπίνας κρίθηκε μη πρακτικός. Σε αυτή την κατάσταση, ο Koku Honbu ήταν κοντά στο να πάρει την απόφαση να εγκαταλείψει την περαιτέρω ανάπτυξη του Ki-43. Η ηγεσία του Nakajima, μη θέλοντας να χάσει πιθανά κέρδη ή να θέσει σε κίνδυνο το κύρος της εταιρείας, κατάφερε να κάνει τον στρατό να επεκτείνει τις δοκιμές και να παραγγείλει δέκα τροποποιημένα πρωτότυπα (4304-4313). Προοριζόταν για τη δοκιμή νέων τεχνικών λύσεων, κινητήρων και όπλων σε αυτά. Ομάδα μηχανικών Ο Koyama άρχισε να εργάζεται για τον επανασχεδιασμό του βελτιωμένου Ki-43 για να ανταποκριθεί στις προσδοκίες του Koku Honbu.

Ο σχεδιασμός του αεροσκάφους απλοποιήθηκε (που στη συνέχεια προκάλεσε σοβαρά προβλήματα με τη δύναμη του πτερυγίου) και τροποποιήθηκε επίσης η μονάδα ουράς. Η ουρά μετακινήθηκε προς τα πίσω και το πηδάλιο κάλυπτε τώρα όλο το ύψος της ουράς και των άκρων της ατράκτου, οπότε η έκτασή του ήταν πολύ μεγαλύτερη. Ως αποτέλεσμα, η απόδοσή του αυξήθηκε, γεγονός που είχε θετική επίδραση στην ικανότητα ελιγμών του αεροσκάφους. Το καπάκι του πιλοτηρίου επανασχεδιάστηκε πλήρως και τώρα αποτελούνταν από δύο μέρη - ένα σταθερό παρμπρίζ και μια πλήρως τζάμια λιμουζίνα με δάκρυ που μπορούσε να γλιστρήσει προς τα πίσω. Το νέο κάλυμμα όχι μόνο ήταν πολύ πιο ελαφρύ, αλλά παρείχε και πολύ καλύτερη ορατότητα προς όλες τις κατευθύνσεις (ειδικά προς τα πίσω). Ο ιστός της κεραίας μετακινήθηκε στη δεξιά πλευρά της μπροστινής ατράκτου, ακριβώς πίσω από τον κινητήρα. Χάρη σε αυτές τις αλλαγές, η σιλουέτα του αεροσκάφους έχει γίνει πιο λεπτή και αεροδυναμικά πιο τέλεια. Η λειτουργία των υδραυλικών και ηλεκτρικών συστημάτων έχει βελτιωθεί, το ραδιόφωνο έχει αντικατασταθεί με αναπτήρα Type 96 Model 3 Model 2, τοποθετήθηκε σταθερός τροχός ουράς αντί για ολίσθηση και η προπέλα είναι εξοπλισμένη με καπάκι. Τον Μάιο του 1940 αναπτύχθηκαν δύο νέα άκρα φτερών, 20 και 30 cm στενότερα από τα αρχικά, τα οποία επέτρεψαν τη μείωση του ανοίγματος των φτερών κατά 40 και 60 cm, αντίστοιχα, αλλά η χρήση τους εγκαταλείφθηκε προσωρινά.

Τα δοκιμαστικά αεροσκάφη, που ονομάζονται συμπληρωματικά ή συμπληρωματικά πρωτότυπα (zōka shisakuki), κατασκευάστηκαν μεταξύ Νοεμβρίου 1939 και Σεπτεμβρίου 1940. Εξοπλίστηκαν με κινητήρες Ha-25 με μεταλλικές δίφυλλες προπέλες Sumitomo ίδιας διαμέτρου, υδραυλικό μηχανισμό ρύθμισης κλίσης λεπίδας της αμερικανικής εταιρείας Hamilton Standard. Παράλληλα, δοκιμάστηκαν διάφορες γωνίες κλίσης των λεπίδων προκειμένου να καθοριστούν οι βέλτιστες τιμές τους. Σε πολλά αντίγραφα, δοκιμάστηκαν εντελώς νέες, αυτορυθμιζόμενες έλικες με τρεις λεπίδες, αλλά δεν αποφασίστηκε η χρήση τους σε αεροσκάφη παραγωγής.

Τον Ιούλιο του 1940, τα πρωτότυπα Νο. 4305 και 4309 εξοπλίστηκαν με νέους κινητήρες Ha-105 με ισχύ απογείωσης 1200 ίππων. Ήταν μια αναθεώρηση του Ha-25 με έναν μονοβάθμιο συμπιεστή δύο ταχυτήτων και ένα τροποποιημένο κιβώτιο ταχυτήτων. Μετά από μια σειρά δοκιμών, οι αρχικοί κινητήρες αποκαταστάθηκαν και στα δύο μηχανήματα. Από την άλλη, οι νεότεροι κινητήρες Ha-4308 επρόκειτο να δοκιμαστούν στο αεροσκάφος Νο. 4309 και ξανά στο 115, αλλά λόγω του μεγαλύτερου μήκους και βάρους τους, αυτή η ιδέα εγκαταλείφθηκε. Αυτό απαιτούσε πάρα πολλές αλλαγές στο σχεδιασμό του αεροσκάφους, επιπλέον, εκείνη την εποχή ο κινητήρας Ha-115 δεν είχε ακόμη οριστικοποιηθεί. Τουλάχιστον ένα αεροσκάφος (4313) έχει περσίδες αέρα ψύξης στο πίσω άκρο του περιβλήματος του κινητήρα με οκτώ αρθρωτά πτερύγια σε κάθε πλευρά και δύο στην κορυφή. Η πλήμνη της βίδας καλύπτεται με καπάκι. Στα αεροσκάφη Νο. 4310 και 4313, τα πολυβόλα Type 89 αντικαταστάθηκαν με νέα 103 mm No-12,7, με ρεζέρβα 230 ή 250 φυσιγγίων. Ορισμένα πειραματικά αεροσκάφη πέταξαν κατά τη διάρκεια των δοκιμών χωρίς όπλα, σκοπευτικά και ραδιόφωνα (ακόμη και με τον ιστό της κεραίας αποσυναρμολογημένο). Οι επιτυχείς τροποποιήσεις που εισήχθησαν και δοκιμάστηκαν σε ένα δείγμα εφαρμόστηκαν στη συνέχεια σε άλλα μηχανήματα.

Εξάλλου, η πιο σημαντική καινοτομία ήταν οι λεγόμενες ασπίδες μάχης (sento ή kusen furappu), που αναπτύχθηκαν από τον Eng. Ιτοκάβα. Τα πτερύγια ξεπέρασαν ασύμμετρα το περίγραμμα του φτερού, δηλ. σε μεγαλύτερη απόσταση από την άτρακτο παρά από τα πτερύγια, δημιουργώντας ένα σύστημα που μοιάζει με τα ανοιχτά φτερά μιας πεταλούδας (εξ ου και η δημοφιλής ονομασία τους για πτερύγια πεταλούδας - cho-gata). Κατά τη διάρκεια της εναέριας μάχης (έως ταχύτητα περίπου 400 km / h), μπορούσαν να επεκταθούν και να εκτραπούν κατά 15 °, γεγονός που βελτίωσε ριζικά την ικανότητα ελιγμών του αεροσκάφους, επιτρέποντάς σας να εκτελείτε πιο σφιχτές στροφές χωρίς να χάσετε την ανύψωση. Οι ασπίδες μάχης εγκαταστάθηκαν για πρώτη φορά στις τρεις τελευταίες πειραματικές μονάδες (4311, 4312 και 4313). Σύντομα έγιναν το σήμα κατατεθέν των μαχητών Nakajima.