Nakajima Ki-43 Hayabusa ch.1
Akeno Aviation School Ki-43-II, 1943. Makikita mo ang mga tipikal na katangian ng tinatawag na pre-production na Ki-43-II - isang annular oil cooler sa air intake ng engine at isang maliit na case ng karagdagang oil cooler sa ilalim ang fuselage.
Ang Ki-43, na pinangalanang "Oscar" ng mga Allies, ay ang pinakamaraming mandirigma ng Imperial Japanese Army sa kasaysayan nito. Ito ay binuo noong huling bahagi ng 30s bilang kahalili ng Ki-27. Siya ay nakikilala sa pamamagitan ng mahusay na kakayahang magamit, ngunit sa maraming aspeto ay mas mababa siya sa kanyang mga kalaban. Ang mga pagsisikap na pahusayin ang pagganap at palakasin ang mga armas sa panahon ng produksyon ay gumawa ng maliit na pagkakaiba, dahil ang Allies ay nagpakilala rin ng mga bago, mas advanced na uri ng mga mandirigma sa serbisyo. Sa kabila ng mga pagkukulang at kahinaan nito, ang Ki-43 ay nanatiling isa sa mga simbolo ng hukbong Hapones.
Noong Disyembre 1937, sa pag-ampon ng Ki-27 (Type 97) fighter ng Imperial Japanese Army (Dai Nippon Teikoku Rikugun), inatasan ng Army General Aviation Administration (Rikugun Kōkū Honbu) si Nakajima na magsimulang magtrabaho sa disenyo ng kanyang kahalili. . Ang Ki-27 ang naging unang all-metal self-supporting low-wing aircraft na may sakop na sabungan upang pumasok sa serbisyo sa Army Air Forces. Sa bagong manlalaban, napagpasyahan na gumamit ng isa pang bagong bagay - isang maaaring iurong landing gear. Sa mga tuntunin ng pagganap, ang Koku Honbu ay nangangailangan ng pinakamataas na bilis na hindi bababa sa 500 km/h sa 4000 m, isang oras ng pag-akyat sa 5000 m na mas mababa sa 5 minuto, at isang operating range na 300 km na may gasolina para sa 30 minuto ng dogfight o 600 km na walang power reserve. . Ang kakayahang magamit ng bagong manlalaban ay dapat na hindi mas masahol kaysa sa Ki-27. Ang armament ay binubuo ng dalawang magkasabay na 89-mm machine gun na Type 89 (7,7-shiki), na inilagay sa fuselage sa pagitan ng makina at ng sabungan at nagpaputok sa pamamagitan ng screw disk. Ito ang karaniwang armament ng mga mandirigma ng hukbo mula nang mabuo ito.
Sa lalong madaling panahon, ang mga kinakailangan para sa susunod na programa sa pagpapaunlad ng mga sandata ng aviation (Koku Heiki Kenkyu Hoshin) ay nagsimulang mabuo sa Koku Honbu, kung saan ang mga bagong henerasyong manlalaban, bombero at reconnaissance na sasakyang panghimpapawid ay nilikha, na idinisenyo upang palitan ang mga makina na papasok pa lamang sa serbisyo. ilang taon. Napagpasyahan na lumikha ng dalawang kategorya ng single-engine, single-seat fighters - magaan at mabigat. Hindi ito ang masa ng sasakyang panghimpapawid, ngunit ang kanilang armament. Isang magaan na single-seat fighter (kei tanza sentōki; dinaglat bilang keisen), armado ng dalawang 7,7 mm machine gun, ang gagamitin laban sa mga mandirigma ng kaaway. Upang gawin ito, kailangan niyang makilala, higit sa lahat, sa pamamagitan ng mahusay na kakayahang magamit. Ang mataas na pinakamataas na bilis at saklaw ay pangalawang kahalagahan. Ang mabigat na single-seat fighter (jū tanza sentōki; jūsen) ay dapat armado ng dalawang 7,7 mm machine gun at isa o dalawang "cannon", ibig sabihin, mabibigat na machine gun1. Ito ay nilikha upang labanan ang mga bombero, kaya kailangan itong magkaroon ng isang mataas na pinakamataas na bilis at rate ng pag-akyat, kahit na sa kapinsalaan ng saklaw at kakayahang magamit.
Ang programa ay inaprubahan ng Ministry of the Army (Rikugunsho) noong Hulyo 1, 1938. Sa mga sumunod na buwan, binalangkas ni Koku Honbu ang mga kinakailangan sa pagganap para sa mga indibidwal na kategorya ng sasakyang panghimpapawid at ibinigay ang mga ito sa mga piling tagagawa ng sasakyang panghimpapawid. Sa maraming mga kaso, ang prototype na pormula ng kumpetisyon na ginamit dati ay inabandona, na ang mga kontratista ay pinili nang random para sa mga indibidwal na uri ng sasakyang panghimpapawid. Ang bagong Nakajima fighter, na nilayon upang palitan ang Ki-27, ay inuri bilang "liwanag". Binigyan ito ng military designation na Ki-43.
Ang ikatlong prototype ng Ki-43 (serial number 4303) ay itinayo noong Marso 1939. Sa panahon ng mga pagsubok, ang sasakyang panghimpapawid ay binago upang maging katulad ng mga pang-eksperimentong makina (ang tinatawag na karagdagang mga prototype).
Pagpapatupad ng proyekto
Ang Ki-43 fighter project ay nilikha ng isang team na pinamumunuan ng engineer na si Yasushi Koyama, na siya ring nag-alaga ng power plant. Ang project manager na responsable sa pagtatayo ng airframe ay si Minoru Ota. Si Kunihiro Aoki ang namamahala sa mga kalkulasyon ng lakas, habang si Tetsuo Ichimaru ang namamahala sa disenyo ng pakpak. Ang pangkalahatang pamamahala ng proyekto ay isinagawa ni Dr. Eng. Hideo Itokawa, punong aerodynamicist sa Nakajima at pinuno ng disenyo ng sasakyang panghimpapawid ng militar (rikugun sekkei-bu).
Alinsunod sa pilosopiya ng disenyo ng manlalaban na ipinapatupad sa Japan noong panahong iyon, ang Ki-43 ay idinisenyo upang maging magaan hangga't maaari. Hindi ginamit ang armor ng upuan ng piloto o mga seal ng tangke ng gasolina. Upang mapabilis ang trabaho, maraming mga teknikal na solusyon na nasubok sa Ki-27 ang ginamit. Ang tanging makabuluhang bagong bagay ay isang magaan, single-leg na pangunahing landing gear, hydraulically retractable at retractable. Ang disenyo nito ay naobserbahan sa American Vought V-143 fighter na binili ng Japan noong Hulyo 1937. Tulad ng orihinal, ang mga binti lamang ang natatakpan pagkatapos ng paglilinis, habang ang mga gulong mismo ay nanatiling hindi protektado. Naiwan ang tail skid sa ilalim ng rear fuselage.
Ang sabungan ng piloto ay natatakpan ng isang tatlong-section na casing, na binubuo ng isang nakapirming windscreen, isang sliding rear limousine at isang fixed rear part, na bumubuo ng isang "hump" ng sheet metal sa fuselage, na may dalawang bintana sa mga gilid. Ito ay kagiliw-giliw na kapag sinimulan ang limousine "pinagsama" sa ilalim ng "umbok". Ang buong supply ng gasolina, dalawang beses na mas malaki kaysa sa Ki-27, ay inilagay sa apat na tangke sa mga pakpak. Samakatuwid, ang tangke ay hindi naka-install sa kaso. Ang sasakyang panghimpapawid ay nilagyan ng Type 96 Model 2 transceiver na may mast na sumusuporta sa isang antenna cable na naka-mount sa isang umbok. Ang piloto ay may isang planta ng oxygen sa kanyang pagtatapon. Ang tip ay isang karaniwang Type 89 optical sight, ang tubo nito ay dumaan sa isang butas sa windshield.
Sa yugto ng disenyo, ipinapalagay na dahil sa mas malaking sukat ng airframe at ang maximum na supply ng gasolina, pati na rin ang paggamit ng mekanismo ng pagbawi at landing gear, kasama ang hydraulic system, ang Ki-43 ay magiging mga 25 % mas mabigat kaysa sa Ki. -27. Samakatuwid, ang isang mas malakas na makina ay kinakailangan upang makamit ang nakaplanong pagganap. Pinili ni Koyama ang Nakajima Ha-14 25-cylinder two-star engine na may take-off power na 980 hp, na may single-stage, single-speed compressor. Ang Ha-25 (factory designation NAM) ay batay sa disenyo ng French Gnome-Rhône 14M, ngunit gumagamit ng mga solusyon mula sa Ha-20 engine (British license Bristol Mercury VIII) at sariling mga ideya. Ang resulta ay isang napaka-matagumpay na yunit ng kuryente - mayroon itong isang compact na disenyo, maliit na sukat at timbang, ay madaling patakbuhin, maaasahan at sa parehong oras ay maaaring gumana sa isang sandalan na pinaghalong para sa isang mahabang panahon, na nabawasan ang pagkonsumo ng gasolina. pagkonsumo at sa gayon ay pinahihintulutan na mapataas ang hanay ng sasakyang panghimpapawid. Noong 1939, ang Ha-25 ay tinanggap ng hukbo sa serial production sa ilalim ng deskriptibong pangalan na Type 99 na may lakas na 950 hp. (99-shiki, 950-bariki) 2. Sa Ki-43, ang makina ay nagmaneho ng isang nakapirming kahoy na may dalawang talim na propeller na may diameter na 2,90 m na walang takip.
Noong tagsibol ng 1938, positibong sinuri ng isang komisyon ng mga espesyalista mula sa Koku Honbu at Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (Army Experimental Institute of Aviation Technology, dinaglat bilang Kogiken o Giken) ang draft na disenyo ng Ki-43 fighter at inaprubahan ang layout nito. . Pagkatapos nito, iniutos ni Koku Honbu ang pagtatayo ng tatlong prototype (shisakuki) mula sa Nakajima, at nagsimulang bumuo ang mga designer ng detalyadong teknikal na dokumentasyon.
Mga Prototype
Ang unang Ki-43 prototype (serial number 4301 seizō bangō) ay umalis sa Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha No. 1 (Dai-1 Seizōshō) assembly plant sa Ota, Gunma Prefecture noong unang bahagi ng Disyembre 1938, isang taon lamang pagkatapos matanggap ang order. Ang kanyang paglipad ay naganap noong Disyembre 12 mula sa paliparan ng pabrika ng Ojima. Noong Enero 1939, lumipad ang sasakyang panghimpapawid patungong Tachikawa para sa detalyadong pagsubok sa paglipad sa Kogiken Research Department. Dinaluhan din sila ng mga piloto ng instruktor mula sa Akeno Army Aviation School (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), na noon ay karagdagang pasilidad ng pagsubok para sa mga mandirigma ng Army Aviation. Dalawang iba pang mga prototype (4302 at 4303), na natapos noong Pebrero at Marso 1939, ay napunta rin sa Kogiken. Naiiba sila sa unang prototype lamang sa lining ng taksi - ang "umbok" ay ganap na makintab, at ang limousine ay may mas kaunting mga reinforcing frame.
Ang mga detalye ng flight test ay hindi alam, ngunit ang feedback ng pilot ay kilala na negatibo. Ang mga prototype ng Ki-43 ay walang mas mahusay na pagganap kaysa sa serial Ki-27, at sa parehong oras ay makabuluhang mas masahol na mga katangian ng paglipad, lalo na ang kakayahang magamit. Sila ay tamad at mabagal na tumugon sa mga pagpapalihis ng timon at aileron, at ang mga oras ng pagliko at radius ay masyadong mahaba. Bilang karagdagan, ang mga katangian ng pag-alis at paglapag ay hindi kasiya-siya. Ang mga problema ay sanhi ng haydroliko na sistema ng tsasis. Ang paraan upang buksan ang takip ng taksi ay hinuhusgahan na hindi praktikal. Sa sitwasyong ito, malapit nang magdesisyon si Koku Honbu na iwanan ang karagdagang pag-unlad ng Ki-43. Ang pamumuno ni Nakajima, na hindi gustong mawalan ng potensyal na kita o malagay sa alanganin ang prestihiyo ng kumpanya, ay nagawang palawigin ng militar ang mga pagsubok at mag-order ng sampung binagong prototype (4304-4313). Ito ay inilaan para sa pagsubok ng mga bagong teknikal na solusyon, makina at armas sa kanila. Koponan ng mga inhinyero Nagsimulang magtrabaho si Koyama sa muling pagdidisenyo ng pinahusay na Ki-43 upang matugunan ang mga inaasahan ni Koku Honbu.
Ang disenyo ng sasakyang panghimpapawid ay pinasimple (na nagdulot ng malubhang problema sa lakas ng pakpak), at ang yunit ng buntot ay binago din. Ang buntot ay inilipat pabalik, at natatakpan na ng timon ang buong taas ng buntot at mga tip ng fuselage, kaya mas malaki ang lugar nito. Bilang isang resulta, tumaas ang kahusayan nito, na may positibong epekto sa kakayahang magamit ng sasakyang panghimpapawid. Ang takip ng sabungan ay ganap na muling idinisenyo at ngayon ay binubuo ng dalawang bahagi - isang nakapirming windscreen at isang ganap na glazed na patak ng luha na limousine na maaaring dumulas pabalik. Ang bagong takip ay hindi lamang mas magaan, ngunit nagbigay din ng mas mahusay na kakayahang makita sa lahat ng direksyon (lalo na sa likuran). Ang antenna mast ay inilipat sa kanang bahagi ng pasulong na fuselage, sa likod lamang ng makina. Salamat sa mga pagbabagong ito, ang silhouette ng sasakyang panghimpapawid ay naging mas payat at aerodynamically mas perpekto. Ang pagpapatakbo ng haydroliko at mga de-koryenteng sistema ay napabuti, ang radyo ay pinalitan ng mas magaan na Type 96 Model 3 Model 2, isang nakapirming tail wheel ang na-install sa halip na isang skid, at ang propeller ay nilagyan ng takip. Noong Mayo 1940, dalawang bagong pakpak ang binuo, 20 at 30 cm na mas makitid kaysa sa mga orihinal, na naging posible upang mabawasan ang wingspan ng 40 at 60 cm, ayon sa pagkakabanggit, ngunit ang kanilang paggamit ay pansamantalang inabandona.
Ang pansubok na sasakyang panghimpapawid, na tinatawag na supplementary o complementary prototypes (zōka shisakuki), ay itinayo sa pagitan ng Nobyembre 1939 at Setyembre 1940. Nilagyan sila ng mga Ha-25 engine na may dalawang-bladed na Sumitomo metal propeller na may parehong diameter at isang hydraulic blade tilt adjustment mechanism mula sa American company na Hamilton Standard. Kasabay nito, ang iba't ibang mga anggulo ng pagkahilig ng mga blades ay nasubok upang matukoy ang kanilang mga pinakamainam na halaga. Sa ilang mga kopya, ang ganap na bago, tatlong-bladed na self-adjusting propellers ay sinubukan, ngunit hindi ito napagpasyahan na gamitin ang mga ito sa produksyon ng sasakyang panghimpapawid.
Noong Hulyo 1940, ang mga prototype Nos. 4305 at 4309 ay nilagyan ng mga bagong Ha-105 engine na may take-off power na 1200 hp. Ito ay isang rebisyon ng Ha-25 na may isang single-stage two-speed compressor at isang binagong gearbox. Matapos ang isang serye ng mga pagsubok sa parehong mga makina, ang orihinal na mga makina ay naibalik. Sa kabilang banda, ang mga mas bagong Ha-4308 na makina ay susuriin sa sasakyang panghimpapawid No. 4309 at muli sa 115, ngunit dahil sa kanilang mas malaking haba at bigat, ang ideyang ito ay inabandona. Nangangailangan ito ng napakaraming pagbabago sa disenyo ng sasakyang panghimpapawid, bukod dito, sa oras na iyon ang Ha-115 engine ay hindi pa natatapos. Hindi bababa sa isang sasakyang panghimpapawid (4313) ang may cooling air louvers sa trailing edge ng engine casing na may walong hinged flaps sa bawat gilid at dalawa sa itaas. Ang screw hub ay natatakpan ng takip. Sa aircraft Nos. 4310 at 4313, ang Type 89 machine gun ay pinalitan ng bagong 103 mm No-12,7, na may reserbang 230 o 250 rounds. Lumipad ang ilang pang-eksperimentong sasakyang panghimpapawid sa panahon ng mga pagsubok nang walang mga armas, pasyalan at radyo (at kahit na binuwag ang antenna mast). Ang mga matagumpay na pagbabago na ipinakilala at nasubok sa isang sample ay kasunod na ipinatupad sa ibang mga makina.
Pagkatapos ng lahat, ang pinakamahalagang bagong bagay ay ang tinatawag na mga kalasag sa labanan (sento o kusen furappu), na binuo ni Eng. Itokawa. Ang mga flaps ay napunta sa asymmetrically na lampas sa tabas ng pakpak, i.e. sa isang mas malaking distansya mula sa fuselage kaysa sa mga aileron, na lumilikha ng isang sistema na kahawig ng mga kumalat na pakpak ng isang butterfly (kaya ang kanilang tanyag na pangalan para sa butterfly flaps - cho-gata). Sa panahon ng air combat (hanggang sa bilis na humigit-kumulang 400 km / h), maaari silang mapalawak at mapalihis ng 15 °, na radikal na pinahusay ang kakayahang magamit ng sasakyang panghimpapawid, na nagpapahintulot sa iyo na magsagawa ng mas mahigpit na mga pagliko nang hindi nawawala ang pag-angat. Ang mga kalasag ng labanan ay unang na-install sa huling tatlong pang-eksperimentong yunit (4311, 4312 at 4313). Hindi nagtagal ay naging tanda sila ng mga mandirigmang Nakajima.
