Nakajima Ki-43 Hayabusa ch.1
Akeno aviācijas skola Ki-43-II, 1943. Jūs varat redzēt tā saucamās pirmsražošanas Ki-43-II tipiskās iezīmes - gredzenveida eļļas dzesētāju dzinēja gaisa ieplūdē un nelielu papildu eļļas dzesētāja korpusu zem fizelāža.
Ki-43, ko sabiedrotie nodēvējuši par "Oskaru", bija daudzskaitlīgākais Japānas Imperiālās armijas iznīcinātājs tās vēsturē. Tas tika izstrādāts 30. gadu beigās kā Ki-27 pēctecis. Viņš izcēlās ar lielisku manevrēšanas spēju, taču daudzos aspektos viņš bija zemāks par pretiniekiem. Mēģinājumi uzlabot veiktspēju un nostiprināt ieročus ražošanas laikā neko nemainīja, jo sabiedrotie ieviesa arī jaunus, modernākus iznīcinātāju veidus. Neskatoties uz trūkumiem un vājībām, Ki-43 joprojām ir viens no Japānas armijas simboliem.
1937. gada decembrī, kad Japānas imperatora armija (Dai Nippon Teikoku Rikugun) pieņēma iznīcinātāju Ki-27 (97. tips), armijas vispārējās aviācijas administrācija (Rikugun Kōkū Honbu) uzdeva Nakadžimam sākt darbu pie sava pēcteča projektēšanas. . Ki-27 kļuva par pirmo pilnībā metāla pašnesošo zemo spārnu lidmašīnu ar pārsegtu kabīni, kas sāka izmantot armijas gaisa spēkus. Jaunajā iznīcinātājā tika nolemts izmantot vēl vienu jaunumu - izvelkamo šasiju. Runājot par veiktspēju, Koku Honbu bija nepieciešams maksimālais ātrums vismaz 500 km/h pie 4000 m, kāpšanas laiks līdz 5000 m mazāk nekā 5 minūtes un darbības diapazons 300 km ar degvielu 30 minūšu suņu cīņai vai 600 km bez jaudas rezerves. . Jaunā iznīcinātāja manevrētspējai vajadzēja būt ne sliktākai par Ki-27. Bruņojumam bija jāsastāv no diviem sinhroniem 89 mm ložmetējiem Type 89 (7,7-shiki), kas novietoti fizelāžā starp dzinēju un kabīni un šaut caur skrūvējamu disku. Šis ir armijas kaujinieku standarta bruņojums kopš tā pirmsākumiem.
Drīzumā Koku Honbu sāka izstrādāt priekšnoteikumus nākamajai aviācijas ieroču izstrādes programmai (Koku Heiki Kenkyu Hoshin), kuras ietvaros bija jārada jaunās paaudzes iznīcinātāji, bumbvedēji un izlūklidmašīnas, kas paredzētas tikko ekspluatācijā nonākušo mašīnu nomaiņai. dažus gadus. Tika nolemts izveidot divas viendzinēja vienvietīgos iznīcinātāju kategorijas - vieglos un smagos. Tā nebija lidmašīnas masa, bet gan viņu bruņojums. Pret ienaidnieka kaujiniekiem bija paredzēts izmantot vieglu vienvietīgo iznīcinātāju (kei tanza sentōki; saīsināti kā keisen), bruņotu ar diviem 7,7 mm ložmetējiem. Lai to izdarītu, viņam galvenokārt bija jābūt izcilai manevrēšanas spējai. Lielam maksimālajam ātrumam un diapazonam bija otršķirīga nozīme. Smagais vienvietīgais iznīcinātājs (jū tanza sentōki; jūsen) bija jābruņo ar diviem 7,7 mm ložmetējiem un vienu vai diviem "lielgabaliem", t.i., smagajiem ložmetējiem1. Tas tika izveidots cīņai ar bumbvedējiem, tāpēc tam bija jābūt ar augstu maksimālo ātrumu un kāpšanas ātrumu, pat uz attāluma un manevrēšanas spēju rēķina.
Programma tika apstiprināta Armijas ministrijā (Rikugunsho) 1. gada 1938. jūlijā. Nākamajos mēnešos Koku Honbu formulēja veiktspējas prasības atsevišķām gaisa kuģu kategorijām un nodeva tās atsevišķiem gaisa kuģu ražotājiem. Daudzos gadījumos iepriekš izmantotā prototipu konkursa formula ir atmesta, darbuzņēmējus atlasot pēc nejaušības principa atsevišķiem gaisa kuģu veidiem. Jaunais Nakajima iznīcinātājs, kas paredzēts Ki-27 nomaiņai, tika klasificēts kā "viegls". Tam tika piešķirts militārais apzīmējums Ki-43.
Trešais Ki-43 prototips (sērijas numurs 4303) tika uzbūvēts 1939. gada martā. Testu laikā lidmašīna tika pārveidota, lai tā atgādinātu eksperimentālās mašīnas (tā sauktos papildu prototipus).
Projekta realizācija
Iznīcinātāja Ki-43 projektu izveidoja komanda, kuru vadīja inženieris Jasuši Kojama, kurš arī rūpējās par spēkstaciju. Par lidmašīnas korpusa būvniecību atbildīgais projekta vadītājs bija Minoru Ota. Kunihiro Aoki bija atbildīgs par spēka aprēķiniem, savukārt Tetsuo Ichimaru bija atbildīgs par spārnu dizainu. Projekta vispārējo vadību veica Dr. Inž. Hideo Itokawa, Nakajima galvenais aerodinamists un militāro lidmašīnu dizaina vadītājs (rikugun sekkei-bu).
Saskaņā ar tajā laikā Japānā spēkā esošo iznīcinātāju dizaina filozofiju Ki-43 tika izstrādāts tā, lai tas būtu pēc iespējas vieglāks. Netika izmantotas ne pilota sēdekļa bruņas, ne degvielas tvertnes blīves. Lai paātrinātu darbu, tika izmantoti daudzi Ki-27 pārbaudītie tehniskie risinājumi. Vienīgais nozīmīgais jaunums bija viegla, viena kāja galvenā šasija, hidrauliski ievelkama un ievelkama. Tā dizains tika novērots amerikāņu iznīcinātājā Vought V-143, ko Japāna iegādājās 1937. gada jūlijā. Tāpat kā oriģinālam, pēc tīrīšanas tika nosegtas tikai kājas, savukārt paši riteņi palika neaizsargāti. Astes bukse tika atstāta zem aizmugurējās fizelāžas.
Pilota kabīne bija pārklāta ar trīs sekciju korpusu, kas sastāvēja no fiksēta vējstikla, bīdāma aizmugures limuzīna un fiksētas aizmugures daļas, veidojot uz fizelāžas lokšņu metāla "kupuru", ar diviem logiem sānos. Interesanti, ka iedarbinot limuzīnu "ripojās" zem "kubura". Visa degvielas padeve, divreiz lielāka nekā Ki-27, tika ievietota četrās tvertnēs spārnos. Tāpēc tvertne korpusā netika uzstādīta. Lidmašīna bija aprīkota ar 96. modeļa 2. raiduztvērēju ar mastu, kas atbalsta antenas kabeli, kas uzstādīts uz paugura. Pilota rīcībā bija skābekļa rūpnīca. Uzgalis bija standarta 89. tipa optiskais tēmēklis, kura caurule izgāja caur caurumu vējstiklā.
Projektēšanas stadijā tika pieņemts, ka lidmašīnas korpusa lielāka izmēra un maksimālās degvielas padeves, kā arī ievilkšanas un šasijas mehānisma izmantošanas dēļ kopā ar hidraulisko sistēmu Ki-43 būs aptuveni 25 % smagāks par Ki. -27. Tāpēc, lai sasniegtu plānoto veiktspēju, bija nepieciešams jaudīgāks dzinējs. Koyama izvēlējās Nakajima Ha-14 25 cilindru divu zvaigžņu dzinēju ar pacelšanās jaudu 980 ZS, ar vienpakāpes viena ātruma kompresoru. Ha-25 (rūpnīcas apzīmējums NAM) tika veidots, pamatojoties uz franču Gnome-Rhône 14M dizainu, bet izmantojot Ha-20 dzinēja risinājumus (Lielbritānijas licence Bristol Mercury VIII) un savas idejas. Rezultātā tika izveidots ļoti veiksmīgs spēka agregāts - tam bija kompakts dizains, mazi izmēri un svars, tas bija viegli darbināms, uzticams un tajā pašā laikā varēja ilgstoši strādāt ar liesu maisījumu, kas samazināja degvielas patēriņu. patēriņu un tādējādi ļāva palielināt gaisa kuģa darbības rādiusu. 1939. gadā armija pieņēma Ha-25 sērijveida ražošanā ar aprakstošu nosaukumu Type 99 ar jaudu 950 ZS. (99-shiki, 950-bariki) 2. Ki-43 dzinējs darbināja fiksētu koka divu lāpstiņu dzenskrūvi ar diametru 2,90 m bez vāka.
1938. gada pavasarī speciālistu komisija no Koku Honbu un Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (armijas eksperimentālais aviācijas tehnoloģiju institūts, saīsināti kā Kogiken vai Giken) pozitīvi novērtēja iznīcinātāja Ki-43 projekta projektu un apstiprināja tā izkārtojumu. . Pēc tam Koku Honbu no Nakadžimas pasūtīja trīs prototipus (shisakuki), un dizaineri sāka izstrādāt detalizētu tehnisko dokumentāciju.
Prototipi
Pirmais Ki-43 prototips (sērijas numurs 4301 seizō bangō) atstāja Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha Nr. 1 (Dai-1 Seizōshō) montāžas rūpnīcu Ota, Gunmas prefektūrā 1938. gada decembra sākumā, tikai vienu gadu pēc pasūtījuma saņemšanas. Viņa lidojums notika 12. decembrī no Odžimas rūpnīcas lidlauka. 1939. gada janvārī lidmašīna lidoja uz Tachikavu, lai veiktu detalizētas lidojuma pārbaudes Kogiken pētniecības departamentā. Tajās piedalījās arī instruktori piloti no Akeno armijas aviācijas skolas (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), kas tolaik bija armijas aviācijas iznīcinātāju papildu pārbaudes centrs. Uz Kogiken nonāca arī divi citi prototipi (4302 un 4303), kas tika pabeigti 1939. gada februārī un martā. No pirmā prototipa tie atšķīrās tikai ar kabīnes apšuvumu - “kupris” bija pilnībā iestiklots, un limuzīnam bija mazāk pastiprinošo rāmju.
Sīkāka informācija par lidojuma testu nav zināma, taču ir zināms, ka pilotu atsauksmes ir bijušas negatīvas. Ki-43 prototipiem nebija daudz labāka veiktspēja nekā sērijveida Ki-27, un tajā pašā laikā ievērojami sliktāki lidojuma raksturlielumi, īpaši manevrētspēja. Viņi bija gausi un lēni reaģēja uz stūres un elerona novirzēm, un pagrieziena laiki un rādiuss bija pārāk garš. Turklāt pacelšanās un nosēšanās īpašības bija neapmierinošas. Problēmas izraisīja šasijas hidraulisko sistēmu. Kabīnes vāka atvēršanas veids tika uzskatīts par nepraktisku. Šajā situācijā Koku Honbu bija tuvu tam, lai pieņemtu lēmumu atteikties no Ki-43 tālākas izstrādes. Nakadžimas vadība, nevēloties zaudēt potenciālo peļņu vai apdraudēt uzņēmuma prestižu, panāca, ka militāristi pagarina testus un pasūta desmit modificētus prototipus (4304-4313). Tas bija paredzēts jaunu tehnisko risinājumu, dzinēju un ieroču testēšanai tajos. Inženieru komanda Koyama sāka darbu pie uzlabotā Ki-43 pārprojektēšanas, lai tas atbilstu Koku Honbu cerībām.
Lidmašīnas dizains tika vienkāršots (kas vēlāk radīja nopietnas problēmas ar spārna izturību), un tika pārveidots arī astes bloks. Aste tika pārvietota atpakaļ, un stūre tagad nosedza visu astes augstumu un fizelāžas galus, tāpēc tās laukums bija daudz lielāks. Tā rezultātā palielinājās tā efektivitāte, kas pozitīvi ietekmēja lidmašīnas manevrēšanas spēju. Pilotu kabīnes vāks tika pilnībā pārveidots un tagad sastāvēja no divām daļām - fiksēta vējstikla un pilnībā stiklota asaru limuzīna, kas varēja slīdēt atpakaļ. Jaunais pārsegs bija ne tikai daudz vieglāks, bet arī nodrošināja daudz labāku redzamību visos virzienos (īpaši uz aizmuguri). Antenas masts tika pārvietots uz priekšējās fizelāžas labo pusi, tieši aiz dzinēja. Pateicoties šīm izmaiņām, lidmašīnas siluets ir kļuvis slaidāks un aerodinamiski perfektāks. Uzlabota hidraulisko un elektrisko sistēmu darbība, radio nomainīts pret vieglāku Type 96 Model 3 Model 2, sānslīdes vietā uzstādīts fiksēts astes ritenis, dzenskrūve aprīkota ar vāciņu. 1940. gada maijā tika izstrādāti divi jauni spārnu uzgaļi, par 20 un 30 cm šaurāki par oriģinālajiem, kas ļāva samazināt spārnu platumu attiecīgi par 40 un 60 cm, taču no to izmantošanas uz laiku tika atteikties.
Izmēģinājuma lidmašīnas, ko sauc par papildu vai papildinošiem prototipiem (zōka shisakuki), tika uzbūvētas no 1939. gada novembra līdz 1940. gada septembrim. Tie bija aprīkoti ar Ha-25 dzinējiem ar tāda paša diametra Sumitomo metāla divu lāpstiņu dzenskrūves, amerikāņu kompānijas Hamilton Standard hidraulisko lāpstiņu slīpuma regulēšanas mehānismu. Vienlaikus tika pārbaudīti dažādi asmeņu slīpuma leņķi, lai noteiktu to optimālās vērtības. Vairākos eksemplāros tika izmēģināti pilnīgi jauni, trīs lāpstiņu pašregulējošie propelleri, taču tos izmantot sērijveida lidmašīnās netika nolemts.
1940. gada jūlijā prototipi Nr. 4305 un 4309 tika aprīkoti ar jauniem Ha-105 dzinējiem ar pacelšanās jaudu 1200 ZS. Tā bija Ha-25 pārskatīšana ar vienpakāpes divu ātrumu kompresoru un modificētu pārnesumkārbu. Pēc virknes testu abām mašīnām tika atjaunoti oriģinālie dzinēji. Savukārt jaunākos Ha-4308 dzinējus bija paredzēts testēt ar lidmašīnām Nr.4309 un atkal 115, taču to lielāka garuma un svara dēļ no šīs idejas atteicās. Tas prasīja pārāk lielas izmaiņas lidmašīnas konstrukcijā, turklāt tobrīd Ha-115 dzinējs vēl nebija pabeigts. Vismaz vienam gaisa kuģim (4313) ir dzesēšanas gaisa žalūzijas dzinēja korpusa aizmugurē ar astoņiem eņģu atlokiem katrā pusē un diviem augšpusē. Skrūves rumba ir pārklāta ar vāciņu. Lidmašīnās Nr.4310 un 4313 89. tipa ložmetēji tika nomainīti pret jauniem 103 mm Nr.12,7 ar 230 vai 250 patronu rezervi. Daži eksperimentālie lidaparāti testēšanas laikā lidoja bez ieročiem, tēmēkļiem un radioaparātiem (un pat ar demontētu antenas mastu). Veiksmīgās modifikācijas, kas tika ieviestas un pārbaudītas vienā paraugā, pēc tam tika ieviestas citās iekārtās.
Galu galā vissvarīgākais jaunums bija tā sauktie kaujas vairogi (sento vai kusen furappu), ko izstrādāja inž. Itokava. Atloki asimetriski izgāja ārpus spārna kontūras, t.i. lielākā attālumā no fizelāžas nekā no eleroniem, radot sistēmu, kas atgādina tauriņa izplestos spārnus (no šejienes arī to tautas nosaukums tauriņu atlokiem - cho-gata). Gaisa kaujas laikā (līdz ātrumam aptuveni 400 km/h) tos varēja pagarināt un novirzīt par 15°, kas radikāli uzlaboja lidmašīnas manevrēšanas spēju, ļaujot veikt stingrākus pagriezienus, nezaudējot pacēlumu. Kaujas vairogi vispirms tika uzstādīti pēdējām trim eksperimentālajām vienībām (4311, 4312 un 4313). Viņi drīz kļuva par Nakadžimas kaujinieku pazīmi.
