Nakajima Ki-43 Hayabusa ptk.1
Akeno Lennukool Ki-43-II, 1943. Näete nn tootmiseelse Ki-43-II tüüpilisi omadusi - rõngakujuline õlijahuti mootori õhuvõtus ja väike lisaõlijahuti korpuse all. kere.
Ki-43, mida liitlased kandsid koodnimega "Oscar", oli oma ajaloo arvukaim Jaapani keiserliku armee hävitaja. See töötati välja 30ndate lõpus Ki-27 järglasena. Teda eristas suurepärane manööverdusvõime, kuid paljuski jäi ta vastastele alla. Katsed parandada jõudlust ja tugevdada relvi tootmise ajal ei toonud suurt tähtsust, kuna liitlased võtsid teenistusse ka uusi, arenenumat tüüpi hävitajaid. Vaatamata oma puudustele ja nõrkustele jäi Ki-43 üheks Jaapani armee sümboliks.
1937. aasta detsembris, kui Jaapani keiserlik armee (Dai Nippon Teikoku Rikugun) võttis vastu hävitaja Ki-27 (tüüp 97), andis armee üldlennundusamet (Rikugun Kōkū Honbu) Nakajimale ülesandeks alustada tööd oma järglase kavandamisega. . Ki-27-st sai esimene täielikult metallist isekandev madala tiivaga ja kaetud kokpitiga lennuk, mis asus sõjaväe õhujõudude teenistusse. Uues hävitajas otsustati kasutada teist uudsust - sissetõmmatavat telikut. Toimivuse osas nõudis Koku Honbu tippkiirust 500 m kõrgusel vähemalt 4000 km/h, tõusuaega 5000 m kõrgusele alla 5 minuti ja 300 km töökaugust kütusega, et 30 minutit võistelda. 600 km ilma jõureservita. Uue hävitaja manööverdusvõime ei pidanud olema halvem kui Ki-27-l. Relvastus pidi koosnema kahest sünkroonsest 89-mm kuulipildujast Type 89 (7,7-shiki), mis asetati mootori ja kokpiti vahele ning tulistavad läbi kruviketta. See on armee võitlejate standardrelvastus alates selle loomisest.
Peagi hakati Koku Honbus välja töötama eeldusi järgmiseks lennurelvade arendusprogrammiks (Koku Heiki Kenkyu Hoshin), mille raames loodi uue põlvkonna hävitajad, pommitajad ja luurelennukid, mis on mõeldud asendama äsja teenistusse läinud masinaid. mõned aastad. Otsustati luua kaks kategooriat ühemootorilisi üheistmelisi hävitajaid – kerged ja rasked. Asi polnud mitte lennuki massis, vaid nende relvastuses. Vaenlase hävitajate vastu pidi kasutama kerget üheistmelist hävitajat (kei tanza sentōki; lühend keisen), mis oli relvastatud kahe 7,7 mm kuulipildujaga. Selleks pidi teda iseloomustama eelkõige suurepärane manööverdusvõime. Kõrge maksimaalne kiirus ja ulatus olid teisejärgulised. Raske üheistmeline hävitaja (jū tanza sentōki; jūsen) pidi olema relvastatud kahe 7,7 mm kuulipilduja ja ühe või kahe "kahuriga", st raskekuulipildujaga1. See loodi pommitajate vastu võitlemiseks, seega pidi sellel olema suur maksimaalne kiirus ja tõusukiirus, isegi ulatuse ja manööverdusvõime arvelt.
Programm kinnitati sõjaväeministeeriumis (Rikugunsho) 1. juulil 1938. aastal. Järgnevatel kuudel sõnastas Koku Honbu üksikute lennukikategooriate jõudlusnõuded ja andis need üle valitud lennukitootjatele. Paljudel juhtudel on varem kasutatud prototüüpide võistlusvalemist loobutud, kusjuures töövõtjad valiti juhuslikult üksikute lennukitüüpide jaoks. Uus hävitaja Nakajima, mis oli mõeldud Ki-27 asendamiseks, liigitati kergeks. Sellele anti sõjaline nimetus Ki-43.
Kolmas Ki-43 prototüüp (seerianumber 4303) ehitati 1939. aasta märtsis. Katsete käigus muudeti lennukit katsemasinate (nn lisaprototüüpide) sarnaseks.
Projekti elluviimine
Hävitaja projekti Ki-43 lõi meeskond, mida juhtis insener Yasushi Koyama ja kes hoolitses ka elektrijaama eest. Lennuki kere ehituse eest vastutav projektijuht oli Minoru Ota. Kunihiro Aoki vastutas tugevusarvutuste eest, Tetsuo Ichimaru aga tiivakujunduse eest. Projekti üldjuhtimist teostas dr. Hideo Itokawa, Nakajima peamine aerodünaamik ja sõjalennukite projekteerimise juht (rikugun sekkei-bu).
Kooskõlas Jaapanis sel ajal kehtinud hävitajate disainifilosoofiaga, kavandati Ki-43 olema võimalikult kerge. Ei kasutatud piloodiistme soomust ega kütusepaagi tihendeid. Töö kiirendamiseks kasutati palju Ki-27 peal katsetatud tehnilisi lahendusi. Ainus märkimisväärne uudsus oli kerge, ühe jalaga põhitelik, hüdrauliliselt üles- ja sissetõmmatav. Selle disaini jälgiti Ameerika Vought V-143 hävitajal, mille Jaapan ostis 1937. aasta juulis. Sarnaselt originaalile olid peale puhastamist kaetud ainult jalad, samas kui rattad ise jäid kaitseta. Tagumise kere alla jäeti sabajuug.
Piloodi kokpit kattis kolmesektsiooniline korpus, mis koosnes fikseeritud tuuleklaasist, libisevast tagumisest limusiinist ja fikseeritud tagaosast, moodustades kerele plekist "küüru", mille külgedel oli kaks akent. Huvitav on see, et käivitades limusiin "veeres" "küüru" alla. Kogu kütusevaru, Ki-27 omast kaks korda suurem, paigutati nelja tiibadesse paigutatud paaki. Seetõttu paaki korpusesse ei paigaldatud. Lennuk oli varustatud Type 96 Model 2 transiiveriga, mille mast toetas küürule paigaldatud antennikaablit. Piloodi käsutuses oli hapnikutehas. Otsaks oli tavaline Type 89 optiline sihik, mille toru läbis esiklaasi augu.
Projekteerimisetapis eeldati, et lennuki kere suuremate mõõtmete ja maksimaalse kütusevaru, samuti tagasitõmbe- ja teliku mehhanismi kasutamise tõttu koos hüdrosüsteemiga on Ki-43 umbes 25 % raskem kui Ki. -27. Seetõttu oli kavandatud jõudluse saavutamiseks vaja võimsamat mootorit. Koyama valis Nakajima Ha-14 25-silindrilise kahetärnimootori stardivõimsusega 980 hj, üheastmelise ühekäigulise kompressoriga. Ha-25 (tehasetähis NAM) põhines prantsuse Gnome-Rhône 14M disainil, kuid kasutas Ha-20 mootori lahendusi (Briti litsents Bristol Mercury VIII) ja oma ideid. Tulemuseks oli väga edukas jõuallikas - see oli kompaktse disaini, väikeste mõõtmete ja kaaluga, hõlpsasti kasutatav, töökindel ja samal ajal võis töötada pikka aega lahja seguga, mis vähendas kütusekulu. tarbimist ja võimaldas seeläbi suurendada lennuki lennuulatust. 1939. aastal võttis armee Ha-25 seeriatootmisse kirjeldava nimetuse Type 99 all võimsusega 950 hj. (99-shiki, 950-bariki) 2. Ki-43-l ajas mootor fikseeritud puidust kahe labaga sõukruvi läbimõõduga 2,90 m ilma katteta.
1938. aasta kevadel hindas Koku Honbu ja Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (armee eksperimentaalne lennutehnoloogia instituut, lühendatult Kogiken või Giken) spetsialistidest koosnev komisjon hävitaja Ki-43 eskiisprojekti positiivselt ja kiitis heaks selle paigutuse. . Pärast seda tellis Koku Honbu Nakajimalt kolme prototüübi (shisakuki) ehitamise ja disainerid asusid välja töötama üksikasjalikku tehnilist dokumentatsiooni.
Prototüübid
Esimene Ki-43 prototüüp (seerianumber 4301 seizō bangō) lahkus Gunma prefektuuris Otas asuvast Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha nr 1 (Dai-1 Seizōshō) montaažitehasest 1938. aasta detsembri alguses, vaid aasta pärast tellimuse saamist. Tema lend toimus 12. detsembril Ojima tehase lennuväljalt. 1939. aasta jaanuaris lendas lennuk Tachikawasse Kogikeni uurimisosakonnas üksikasjalikuks lennukatsetuseks. Neil osalesid ka instruktorpiloodid Akeno armee lennukoolist (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), mis oli tollal armee lennunduse hävitajate täiendav katsekeskus. Kogikenile läksid ka kaks teist prototüüpi (4302 ja 4303), mis valmisid 1939. aasta veebruaris ja märtsis. Need erinesid esimesest prototüübist ainult kabiini voodri poolest - "küür" oli täielikult klaasitud ja limusiinil oli vähem tugevdusraame.
Lennutesti üksikasjad pole teada, kuid pilootide tagasiside on teadaolevalt negatiivne. Ki-43 prototüüpidel ei olnud seeria Ki-27 omast palju paremat jõudlust ja samas oluliselt kehvemaid lennuomadusi, eriti manööverdusvõimet. Nad reageerisid tüüri ja aileroni kõrvalekalletele loid ja aeglased ning pöördeajad ja raadius olid liiga pikad. Lisaks olid õhkutõusmis- ja maandumisomadused mitterahuldavad. Probleemid põhjustasid šassii hüdrosüsteemi. Kabiinikaane avamise viis hinnati ebapraktiliseks. Selles olukorras oli Koku Honbu lähedal otsusele loobuda Ki-43 edasisest arendamisest. Nakajima juhtkond, kes ei tahtnud kaotada potentsiaalset kasumit ega seada ohtu ettevõtte prestiiži, suutis panna sõjaväe pikendama katseid ja tellima kümme muudetud prototüüpi (4304-4313). See oli mõeldud uute tehniliste lahenduste, mootorite ja nendes relvade katsetamiseks. Inseneride meeskond Koyama alustas tööd täiustatud Ki-43 ümberkujundamisega, et see vastaks Koku Honbu ootustele.
Lennuki konstruktsiooni lihtsustati (mis tekitas hiljem tõsiseid probleeme tiiva tugevusega) ja muudeti ka sabaosa. Saba nihutati tagasi ja tüür kattis nüüd kogu saba kõrguse ja kereotsad, nii et selle pindala oli palju suurem. Selle tulemusena tõusis selle efektiivsus, mis avaldas positiivset mõju lennuki manööverdusvõimele. Piloodikabiini kaas kujundati täielikult ümber ja koosnes nüüd kahest osast – fikseeritud tuuleklaasist ja täielikult klaasitud pisarlimusiinist, mis võis tahapoole libiseda. Uus kate polnud mitte ainult palju kergem, vaid pakkus ka palju paremat nähtavust igas suunas (eriti taha). Antenni mast viidi eesmise kere paremale küljele, otse mootori taha. Tänu nendele muudatustele on lennuki siluett muutunud sihvakamaks ja aerodünaamiliselt täiuslikumaks. Täiustatud on hüdro- ja elektrisüsteemide tööd, raadio on asendatud kergema Type 96 Model 3 Model 2 vastu, libisemise asemel on paigaldatud fikseeritud sabaratas, sõukruvi on varustatud korgiga. 1940. aasta mais töötati välja kaks uut, esialgsetest 20 ja 30 cm kitsamat tiivaotsi, mis võimaldasid tiibade siruulatust vastavalt 40 ja 60 cm võrra vähendada, kuid nende kasutamisest ajutiselt loobuti.
Katselennukid, mida nimetatakse täiendavateks või täiendavateks prototüüpideks (zōka shisakuki), ehitati novembrist 1939 kuni septembrini 1940. Need olid varustatud Ha-25 mootoritega, millel oli sama läbimõõduga Sumitomo metallist kahe labaga sõukruvid, Ameerika ettevõtte Hamilton Standardi hüdrauliline laba kalde reguleerimise mehhanism. Samal ajal testiti labade erinevaid kaldenurki, et määrata nende optimaalsed väärtused. Mitmel eksemplaril katsetati täiesti uusi, kolme labaga isereguleeruvaid propellereid, kuid tootmislennukites neid kasutada ei otsustatud.
1940. aasta juulis varustati prototüübid nr 4305 ja 4309 uute Ha-105 mootoritega stardivõimsusega 1200 hj. See oli Ha-25 redaktsioon üheastmelise kahekäigulise kompressori ja muudetud käigukastiga. Pärast mitmeid katseid taastati mõlemal masinal algsed mootorid. Seevastu uuemaid Ha-4308 mootoreid pidi katsetama lennukitel nr 4309 ja uuesti 115, kuid nende suurema pikkuse ja kaalu tõttu sellest mõttest loobuti. See nõudis liiga palju muudatusi lennuki konstruktsioonis, pealegi polnud toona veel Ha-115 mootor lõplikult valminud. Vähemalt ühel lennukil (4313) on mootori korpuse tagumises servas jahutusõhuvõred, mille mõlemal küljel on kaheksa hingedega klapi ja kaks peal. Kruvirummu on kaetud korgiga. Lennukitel nr 4310 ja 4313 asendati Tüüp 89 kuulipildujad uute 103 mm No-12,7-ga, varuga 230 või 250 padrunit. Mõned katselennukid lendasid katsete ajal ilma relvade, sihikute ja raadioteta (ja isegi lahti võetud antennimastiga). Ühes proovis kasutusele võetud ja testitud edukad muudatused rakendati hiljem ka teistes masinates.
Olulisim uudsus oli ju nn võitluskilbid (sento või kusen furappu), mille töötas välja ingl. Itokawa. Klapid läksid asümmeetriliselt üle tiiva kontuuri, st. kerest suuremal kaugusel kui eleronidest, luues süsteemi, mis meenutab liblika laiali sirutatud tiibu (sellest ka nende rahvapärane nimetus liblika klappidele – cho-gata). Õhulahingu ajal (kiiruseni umbes 400 km / h) sai neid pikendada ja 15 ° võrra kõrvale kalduda, mis parandas radikaalselt lennuki manööverdusvõimet, võimaldades teil sooritada rangemaid pöördeid ilma tõstevõimet kaotamata. Esmalt paigaldati lahingukilbid kolmele viimasele katseüksusele (4311, 4312 ja 4313). Peagi sai neist Nakajima võitlejate tunnus.
