Накадзіма Кі-43 Хаябуса гл.1

Ki-43-II авіашколи Акено, 1943 р. Ви можете побачити типові риси так званого Кі-43-II передсерійний – кільцевий маслорадіатор у повітрозабірнику двигуна та невеликий корпус додаткового маслорадіатора під фюзеляжем.

Ki-43, відомий у кодуванні союзників як «Оскар», був наймасовішим винищувачем Імператорської армії Японії за її історію. Він був розроблений наприкінці 30-х як наступник Ki-27. Він відрізнявся відмінною маневреністю, але за багатьма параметрами поступався своїм супротивникам. Спроби покращити характеристики та посилити озброєння у процесі виробництва мало що змінили, оскільки союзники також вводили на озброєння нові, досконаліші типи винищувачів. Незважаючи на свої недоліки та слабкості, Ki-43 залишався одним із символів японської армії.

У грудні 1937 року, з використанням Імператорської японської армії (Dai Nippon Teikoku Rikugun) винищувача Ki-27 (Type 97), Головне авіаційне управління армії (Rikugun Kōkū Honbu) доручило Накадзімі розпочати роботу над проектом його наступника. Кі-27 став першим суцільнометалевим самонесучим низькопланом з критою кабіною пілота, що надійшли на озброєння ВВС. У новому винищувачі було вирішено використовувати ще одну новинку — шасі, що забирається. З погляду технічних характеристик Коку Хонбу вимагав максимальної швидкості не менше 500 км/год на висоті 4000 м, часу набору висоти до 5000 м менше 5 хвилин та робочого радіусу дії 300 км із запасом палива на 30 хвилин повітряного бою або 600 км без запасу ходу . Маневреність нового винищувача мала бути не гіршою за Кі-27. Озброєння мало складатися з двох синхронних 89-мм кулеметів Тип 89 (7,7-шики), розміщених у фюзеляжі між двигуном і кабіною пілотів і стріляючих через гвинтовий диск. Це стандартне озброєння армійських винищувачів з його створення.

Незабаром у Коку Хонбу почали розроблятися передумови для наступної програми розвитку авіаційного озброєння (Коку Хейкі Кенкю Хосін), в рамках якої мали бути створені винищувачі, бомбардувальники та розвідники нового покоління, покликані замінити машини, які щойно були надходження на службу через кілька років. Вирішили створити дві категорії одномоторних, одномісних винищувачів — легкі і важкі. Справа була не в масі літаків, а в їхньому озброєнні. Легкий одномісний винищувач (kei tanza sentōki; скорочено keisen), озброєний двома 7,7 мм кулеметами, повинен був використовуватися проти винищувачів противника. І тому він мав характеризуватися, передусім, відмінною маневреністю. Висока максимальна швидкість та дальність польоту мали другорядне значення. Тяжкий одномісний винищувач (jū tanza sentōki; jūsen) повинен був бути озброєний двома 7,7-мм кулеметами та однією або двома «гарматами», тобто великокаліберними кулеметами1. Він створювався для боротьби з бомбардувальниками, тому повинен був мати високу максимальну швидкість та швидкопідйомність навіть на шкоду дальності та маневреності.

Програму схвалила Міністерство армії (Рікугунсе) 1 липня 1938 року. У наступні місяці Коку Хонбу сформулював тактико-технічні вимоги для окремих категорій літаків та передав їх обраним авіавиробникам. У багатьох випадках від формули конкурсу прототипів, що використовувалася раніше, відмовлялися, довільно обираючи підрядників окремих типів літаків. Новий винищувач Nakajima, призначений для заміни Ki-27, класифікувався як легкий. Йому було надано військове позначення Ki-43.

Третій прототип Кі-43 (заводський номер 4303) було збудовано у березні 1939 року. У ході випробувань літак доопрацювали, щоб він нагадував експериментальні машини (звані додаткові прототипи).

Реалізація проекту

Проект винищувача Ki-43 створювався командою під керівництвом інженера Ясусі Коями, який також подбав про силову установку. Керівником проекту, відповідальним за будівництво планера, був Мінор Ота. Куніхіро Аокі відповідав за розрахунки на міцність, а Тецуо Ічімару відповідав за конструкцію крил. Спільне керівництво проектом здійснював д-р інж. Хідео Ітокава, головний спеціаліст з аеродинаміки Накадзіми та голова відділу проектування військових літаків (ригун секкей-бу).

Відповідно до філософії проектування винищувачів, що діяла на той час у Японії, конструкція Ki-43 була максимально полегшеною. Ні броня сидіння пілота, ні накладки, що герметизують, на паливних баках не використовувалися. З метою прискорення робіт використовувалися багато технічних рішень, випробуваних на Кі-27. Єдиною істотною новинкою стало легке одноопорне основне шасі, що забирається і забирається за допомогою гідравліки. Його конструкція спостерігалася у американського винищувача Vought V-143, закупленого Японією у липні 1937 року. Як і в оригіналу, після збирання прикривалися лише ноги, а самі колеса залишалися незахищеними. Хвостовий санок залишили під хвостовою частиною фюзеляжу.

Кабіна льотчика була закрита трисекційним кожухом, що складається з нерухомого вітрозахисного екрану, заднього зсувного лімузина і нерухомої задньої частини, що утворює на фюзеляжі «горб» з листового металу, з двома вікнами по бортах. Цікаво, що лімузин під час торкання «скочувався» під «горб». Весь запас палива, удвічі більший, ніж у Кі-27, містився у чотирьох баках у крилах. Тому бак у корпусі не встановлювався. Літак був оснащений приймально-передавальною радіостанцією Type 96 Model 2 з щоглою, що підтримує антенний кабель, встановлений на горбі. У розпорядженні льотчика була киснева установка. Наведенням служив штатний оптичний приціл Тип 89, трубка якого проходила через отвір у лобовому склі.

На етапі проектування передбачалося, що за рахунок більшого розміру планера та максимального запасу палива, а також використання механізму прибирання та випуску шасі разом із гідросистемою Кі-43 буде приблизно на 25 % важчим за Кі. -27. Тому для досягнення запланованих характеристик був потрібен потужніший двигун. Кояма вибрав 14-циліндровий двозірковий двигун Nakajima Ha-25 злітною потужністю 980 к.с., з одноступінчастим, одношвидкісним компресором. Ha-25 (заводське позначення NAM) був заснований на конструкції французького Gnome-Rhône 14M, але з використанням рішень двигуна Ha-20 (британська ліцензія Bristol Mercury VIII) та власних ідей. Вийшов дуже вдалий силовий агрегат – він мав компактну конструкцію, малі габарити та вагу, був простий в експлуатації, надійний і водночас міг довго працювати на збідненій суміші, що зменшувало витрату палива. витрати і цим дозволив збільшити дальність польоту літака. В 1939 Ха-25 був прийнятий армією в серійне виробництво під описовою назвою Тип 99 потужністю 950 к.с. (99-шики, 950-барики) 2. У Кі-43 двигун приводив у рух фіксований дерев'яний дволопатевий повітряний гвинт діаметром 2,90 м без кришки.

Навесні 1938 року комісія фахівців із Коку Хонбу та Рікугун Коку Гідзюцу Кенкюсе (Армійський експериментальний інститут авіаційної техніки, скорочено Когікен або Гікен) позитивно оцінила ескізний проект винищувача Кі-43 та затвердила його макет. . Після цього Коку Хонбу замовив у Накадзіми будівництво трьох прототипів (шисакукі), і конструктори розпочали розробку детальної технічної документації.

прототипи

Перший прототип Ki-43 (серійний номер - seizō bangō - 4301) залишив складальний цех заводу Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha № 1 (Dai-1 Seizōshō) в Ота, префектура Гумма, на початку грудня 1938, всього через рік після отримання замовлення. Його політ відбувся 12 грудня із заводського аеродрому Одзіма. У січні 1939 року літак вилетів у Татикаву для детальних льотних випробувань у Дослідницькому відділі Когікен. У них також взяли участь пілоти-інструктори зі Школи армійської авіації до Акено (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), яка тоді була додатковим випробувальним центром для винищувачів армійської авіації. Два інших прототипи (4302 і 4303), завершені в лютому та березні 1939 року, також вирушили до Когікена. Від першого прототипу вони відрізнялися лише обшивкою кабіни — «горб» був повністю засклений, а каркасів, що підсилювали, у лімузина було менше.

Детальні дані льотних випробувань невідомі, але відомо, що відгуки пілотів були негативними. Досвідчені зразки Кі-43 мали характеристики не набагато кращі, ніж серійні Кі-27, і в той же час значно гірші льотні характеристики, особливо маневреність. Вони були млявими і повільно реагували на відхилення керма напряму та елеронів, а час і радіус повороту були надто великими. Крім того, злітно-посадкові характеристики були незадовільними. Проблеми викликала гідравлічна система шасі. Спосіб відкриття кришки кабіни був оцінений як непрактичний. У цій ситуації Коку Хонбу був близьким до того, щоб ухвалити рішення про відмову від подальшого розвитку Ki-43. Керівництву Накадзіми, яке не бажало втрачати потенційний прибуток або ставити під загрозу престиж компанії, вдалося домогтися від військових продовження випробувань та замовлення десяти доопрацьованих прототипів (4304–4313). Він призначався для відпрацювання в них нових технічних рішень, двигунів та озброєння. Команда інж. Кояма розпочав роботу зі зміни конструкції, щоб покращений Ki-43 відповідав очікуванням Коку Хонбу.

Конструкцію літака спростили (що згодом викликало серйозні проблеми із міцністю крила), а також модифікували хвостове оперення. Хвостове оперення було зсунуто назад, а кермо напряму тепер покривало всю висоту хвостового оперення та закінчувань фюзеляжу, тому його площа була набагато більшою. В результаті підвищилася його ефективність, що позитивно позначилося на маневреності літака. Кришка кабіни була повністю змінена і тепер вона складалася з двох частин — нерухомого вітрозахисного екрану та повністю заскленого краплеподібного лімузину, який міг ковзати назад. Нова кришка була не лише набагато легшою, а й забезпечувала набагато кращий огляд у всіх напрямках (особливо ззаду). Антенну щоглу перенесли у праву частину передньої частини фюзеляжу, одразу за двигуном. Завдяки цим змінам силует літака став стрункішим і аеродинамічно досконалішим. Поліпшено роботу гідравлічної та електричної систем, радіостанцію замінено на легшу Type 96 Model 3 Model 2, замість полозу встановлено нерухоме хвостове колесо, а гребний гвинт забезпечений ковпаком. У травні 1940 року було розроблено дві нові законцювання крила, на 20 і 30 см вже вихідних, що дозволило зменшити розмах крила на 40 і 60 см відповідно, але їх використання тимчасово відмовилися.

Випробувальні літаки, які називаються додатковими або доповнювальними прототипами (zōka shisakuki), були побудовані в період з листопада 1939 по вересень 1940 року. Вони були оснащені двигунами Ha-25 із металевими дволопатевими гвинтами Sumitomo того ж діаметра гідравлічний механізм регулювання кута нахилу відвалу американської компанії Hamilton Standard. При цьому були випробувані різні кути нахилу лопаток з метою визначення оптимальних значень. На кількох примірниках були випробувані абсолютно нові, трилопатеві гвинти, що саморегулюються, але в серійних літаках їх використовувати не вирішено.

У липні 1940 р. на екземпляри №№ 4305 та 4309 у дослідному порядку були встановлені нові двигуни Ха-105 злітною потужністю 1200 к.с. Це була доробка Ха-25 з одноступінчастим двошвидкісним компресором та модифікованим редуктором. Після низки випробувань на обох машинах було відновлено оригінальні двигуни. З іншого боку, нові двигуни Ха-4308 повинні були бути випробувані на літаках № 4309 і знову 115, але через їх більшу довжину і вагу від цієї ідеї відмовилися. Це вимагало надто великих змін у конструкції літака, до того ж на той час двигун Ха-115 ще не був доопрацьований. Принаймні, на одному літаку (4313) на задній кромці кожуха двигуна встановлені жалюзі повітря, що охолоджує, з вісьмома поворотними стулками з кожного боку і двома зверху. Ступиця гвинта закрита кришкою. На літаках №№ 4310 та 4313 кулемети Тип 89 замінено на нові 103-мм Но-12,7, із запасом 230 або 250 набоїв. Деякі експериментальні літаки літали під час випробувань без озброєння, прицілу та радіо (і навіть із демонтованою антеною щоглою). Вдалі модифікації, впроваджені та випробувані на одному зразку, згодом були реалізовані на інших машинах.

Адже найголовнішою новинкою стала так звана бойові щитки (сенто чи кусен фураппу), розроблені інж. Ітокава. Закрилки виходили контур крила асиметрично, тобто. на більшу відстань у фюзеляжу, ніж від елеронів, створюючи систему, що нагадує розправлені крила метелика (звідси їхня народна назва закрилки «метелик» – чо-гата). Під час повітряного бою (до швидкості близько 400 км/год) їх можна було висувати та відхиляти на 15°, що радикально покращувало маневреність літака, дозволяючи виконувати крутіші віражі без втрати підйомної сили. Бойові щитки вперше були встановлені на трьох останніх дослідних установках (4311, 4312 та 4313). Невдовзі вони стали візитівкою винищувачів Накадзіми.