Накаджима Ки-43 Хаябуса гл.1
Авиационно училище Akeno Ki-43-II, 1943 г. Можете да видите типичните характеристики на така наречения предпроизводствен Ki-43-II - пръстеновиден маслен охладител във въздухозаборника на двигателя и малък корпус на допълнителен маслен охладител под фюзелажа.
Ki-43, наречен "Оскар" от съюзниците, е най-многобройният изтребител на японската имперска армия в своята история. Той е разработен в края на 30-те години като наследник на Ki-27. Той се отличаваше с отлична маневреност, но в много отношения беше по-нисък от опонентите си. Опитите да се подобри производителността и да се укрепят оръжията по време на производството не направиха голяма разлика, тъй като съюзниците също въведоха в експлоатация нови, по-модерни типове изтребители. Въпреки своите недостатъци и слабости Ки-43 остава един от символите на японската армия.
През декември 1937 г., с приемането на изтребител Ki-27 (Тип 97) от Имперската японска армия (Dai Nippon Teikoku Rikugun), Главната армейска авиационна администрация (Rikugun Kōkū Honbu) възлага на Накаджима да започне работа по дизайна на неговия наследник . Ki-27 стана първият изцяло метален самоносещ самолет с ниско крило и покрита пилотска кабина, който влезе на въоръжение в армейските военновъздушни сили. В новия боец беше решено да се използва друга новост - прибиращ се колесник. По отношение на производителността, Koku Honbu изисква максимална скорост от най-малко 500 км/ч на 4000 м, време за изкачване до 5000 м за по-малко от 5 минути и оперативен обхват от 300 км с гориво за 30 минути бой или 600 км без пробег. Маневреността на новия изтребител трябваше да бъде не по-лоша от Ki-27. Въоръжението трябваше да се състои от две синхронни 89-мм картечници тип 89 (7,7-шики), разположени във фюзелажа между двигателя и пилотската кабина и стрелящи през винтов диск. Това е стандартното въоръжение на армейските бойци от самото й създаване.
Скоро в Коку Хонбу започнаха да се разработват предпоставки за следващата програма за развитие на авиационни оръжия (Koku Heiki Kenkyu Hoshin), в рамките на която трябваше да бъдат създадени изтребители, бомбардировачи и разузнавателни самолети от ново поколение, предназначени да заменят машини, които току-що бяха влезли в експлоатация в няколко години. Беше решено да се създадат две категории еднодвигателни едноместни изтребители - леки и тежки. Не беше масата на самолетите, а тяхното въоръжение. Лек едноместен изтребител (kei tanza sentōki; съкратено keisen), въоръжен с две 7,7 mm картечници, трябваше да бъде използван срещу вражески изтребители. За да направи това, той трябваше да се характеризира преди всичко с отлична маневреност. Високата максимална скорост и обхват бяха от второстепенно значение. Тежкият едноместен изтребител (jū tanza sentōki; jūsen) трябваше да бъде въоръжен с две 7,7 mm картечници и едно или две „оръдия“, т.е. тежки картечници1. Създаден е за борба с бомбардировачи, така че трябваше да има висока максимална скорост и скорост на изкачване, дори за сметка на обхвата и маневреността.
Програмата е одобрена от Министерството на армията (Rikugunsho) на 1 юли 1938 г. През следващите месеци Koku Honbu формулира изискванията за характеристиките на отделните категории самолети и ги предаде на избрани производители на самолети. В много случаи формулата за конкуренция на прототипи, използвана преди, е изоставена, като изпълнителите са избрани на случаен принцип за отделните типове самолети. Новият изтребител Nakajima, предназначен да замени Ki-27, беше класифициран като "лек". Дадено му е военното обозначение Ki-43.
Третият прототип на Ki-43 (сериен номер 4303) е построен през март 1939 г. По време на тестовете самолетът е модифициран така, че да прилича на експериментални машини (т.нар. допълнителни прототипи).
Изпълнение на проекта
Проектът за изтребител Ki-43 е създаден от екип, ръководен от инженер Ясуши Кояма, който се е погрижил и за електроцентралата. Ръководителят на проекта, отговорен за конструкцията на самолета, беше Минору Ота. Kunihiro Aoki отговаряше за изчисленията на силата, докато Tetsuo Ichimaru отговаряше за дизайна на крилото. Общото ръководство на проекта се осъществяваше от д-р инж. Хидео Итокава, главен аеродинамик в Nakajima и ръководител на дизайна на военни самолети (rikugun sekkei-bu).
В съответствие с философията за проектиране на изтребители, действаща в Япония по това време, Ki-43 е проектиран да бъде възможно най-лек. Не са използвани нито броня на седалката на пилота, нито уплътнения на резервоара за гориво. За да се ускори работата, бяха използвани много технически решения, тествани на Ki-27. Единствената значителна новост беше лек, еднокрак основен колесник, хидравлично прибиращ се и прибиращ се. Неговият дизайн е наблюдаван в американския изтребител Vought V-143, закупен от Япония през юли 1937 г. Подобно на оригинала, само краката бяха покрити след почистване, докато самите колела останаха незащитени. Опашката е оставена под задната част на фюзелажа.
Пилотската кабина беше покрита с трисекционна обвивка, състояща се от неподвижно предно стъкло, плъзгаща се задна лимузина и неподвижна задна част, образуваща "гърбица" от ламарина на фюзелажа, с два прозореца отстрани. Интересно е, че при стартиране лимузината се "търкаля" под "гърбицата". Целият запас от гориво, два пъти по-голям от този на Ki-27, беше поставен в четири резервоара в крилата. Следователно резервоарът не е монтиран в кутията. Самолетът е оборудван с приемо-предавател тип 96 модел 2 с мачта, поддържаща антенен кабел, монтиран на гърбица. Пилотът имаше на разположение кислородна инсталация. Върхът беше стандартен оптичен мерник тип 89, чиято тръба минаваше през отвор в предното стъкло.
На етапа на проектиране се предполагаше, че поради по-големия размер на корпуса и максималния запас от гориво, както и използването на механизма за прибиране и колесник, заедно с хидравличната система, Ki-43 ще бъде около 25 % по-тежък от Ki. -27. Следователно е необходим по-мощен двигател за постигане на планираната производителност. Кояма избра 14-цилиндров двузвезден двигател Nakajima Ha-25 с излетна мощност 980 к.с., с едностепенен, едноскоростен компресор. Ha-25 (заводско обозначение NAM) се основава на дизайна на френския Gnome-Rhône 14M, но използвайки решения от двигателя Ha-20 (британски лиценз Bristol Mercury VIII) и собствени идеи. Резултатът беше много успешен двигател - той имаше компактен дизайн, малки размери и тегло, беше лесен за работа, надежден и в същото време можеше да работи върху бедна смес за дълго време, което намали разхода на гориво. консумация и по този начин позволи увеличаване на обхвата на самолета. През 1939 г. Ha-25 е приет от армията в серийно производство под описателното име Type 99 с мощност 950 к.с. (99-shiki, 950-bariki) 2. В Ki-43 двигателят задвижваше фиксирано дървено двулопатно витло с диаметър 2,90 m без капак.
През пролетта на 1938 г. комисия от специалисти от Koku Honbu и Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (Армейски експериментален институт за авиационни технологии, съкратено Kogiken или Giken) оцени положително проекта на изтребителя Ki-43 и одобри неговото оформление. . След това Koku Honbu поръча изграждането на три прототипа (shisakuki) от Nakajima и дизайнерите започнаха да разработват подробна техническа документация.
Прототипи
Първият прототип Ki-43 (сериен номер 4301 seizō bangō) напуска завода за сглобяване на Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha No. 1 (Dai-1 Seizōshō) в Ота, префектура Гунма в началото на декември 1938 г., само една година след получаване на поръчката. Полетът му е извършен на 12 декември от летището на завода Ojima. През януари 1939 г. самолетът лети до Тачикава за подробни летателни изпитания в изследователския отдел Kogiken. На тях присъстваха и пилоти-инструктори от училището за армейска авиация Акено (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), което тогава беше допълнително съоръжение за тестване на изтребителите на армейската авиация. Два други прототипа (4302 и 4303), завършени през февруари и март 1939 г., също отиват в Kogiken. Те се различаваха от първия прототип само в облицовката на кабината - „гърбицата“ беше напълно остъклена, а лимузината имаше по-малко подсилващи рамки.
Подробностите за теста на полета са неизвестни, но се знае, че отзивите на пилота са били отрицателни. Прототипите на Ki-43 нямаха много по-добри характеристики от серийния Ki-27 и в същото време значително по-лоши летателни характеристики, особено маневреност. Те бяха мудни и бавни, за да реагират на отклонения на руля и елерона, а времето за завой и радиусът бяха твърде дълги. Освен това характеристиките при излитане и кацане бяха незадоволителни. Проблеми, причинени от хидравличната система на шасито. Начинът за отваряне на капака на кабината беше оценен като непрактичен. В тази ситуация Коку Хонбу беше близо до вземането на решение да се откаже от по-нататъшното развитие на Ki-43. Ръководството на Nakajima, без да иска да загуби потенциални печалби или да застраши престижа на компанията, успя да накара военните да разширят тестовете и да поръчат десет модифицирани прототипа (4304-4313). Предназначен е за тестване на нови технически решения, двигатели и оръжия в тях. Екип от инженери Кояма започна работа по редизайна на подобрения Ki-43, за да отговори на очакванията на Koku Honbu.
Дизайнът на самолета беше опростен (което впоследствие причини сериозни проблеми със здравината на крилото), а опашката също беше модифицирана. Опашката беше преместена назад и кормилото сега покриваше цялата височина на опашката и върховете на фюзелажа, така че площта му беше много по-голяма. В резултат на това ефективността му се увеличи, което имаше положителен ефект върху маневреността на самолета. Капакът на пилотската кабина беше напълно преработен и сега се състоеше от две части - фиксирано предно стъкло и напълно остъклена капковидна лимузина, която можеше да се плъзга назад. Новото покритие беше не само много по-леко, но и осигури много по-добра видимост във всички посоки (особено отзад). Мачтата на антената беше преместена от дясната страна на предния фюзелаж, точно зад двигателя. Благодарение на тези промени силуетът на самолета стана по-тънък и аеродинамично по-съвършен. Подобрена е работата на хидравличната и електрическата система, радиостанцията е заменена с по-лека Type 96 Model 3 Model 2, монтирано е фиксирано задно колело вместо плъзгач, а витлото е оборудвано с капачка. През май 1940 г. са разработени два нови края на крилата, с 20 и 30 cm по-тесни от оригиналните, което позволява намаляване на размаха на крилата съответно с 40 и 60 cm, но използването им е временно изоставено.
Тестовите самолети, наречени допълнителни или допълнителни прототипи (zōka shisakuki), са построени между ноември 1939 г. и септември 1940 г. Те бяха оборудвани с двигатели Ha-25 с метални двулопатни витла Sumitomo със същия диаметър, хидравличен механизъм за регулиране на наклона на лопатките на американската компания Hamilton Standard. В същото време бяха тествани различни ъгли на наклон на лопатките, за да се определят техните оптимални стойности. На няколко екземпляра бяха тествани напълно нови, трилопатни самонастройващи се витла, но не беше решено да се използват в производствени самолети.
През юли 1940 г. прототипи No 4305 и 4309 са оборудвани с нови двигатели Ха-105 с излетна мощност 1200 к.с. Това беше ревизия на Ha-25 с едностепенен двускоростен компресор и модифицирана скоростна кутия. След серия от тестове, оригиналните двигатели са възстановени и на двете машини. От друга страна, по-новите двигатели Ha-4308 трябваше да бъдат тествани на самолети No 4309 и отново 115, но поради по-голямата им дължина и тегло тази идея беше изоставена. Това изискваше твърде много промени в дизайна на самолета, освен това по това време двигателят Ha-115 все още не беше завършен. Най-малко един самолет (4313) има жалузи за охлаждащ въздух на задния ръб на корпуса на двигателя с осем шарнирни клапи от всяка страна и две отгоре. Винтовата главина е покрита с капачка. На самолети No 4310 и 4313 картечниците Type 89 са заменени с нови 103 mm No-12,7, с резерв от 230 или 250 патрона. Някои експериментални самолети летяха по време на тестовете без оръжия, мерници и радиостанции (и дори с демонтирана мачта на антената). Успешните модификации, въведени и тествани на една проба, впоследствие бяха внедрени на други машини.
В крайна сметка най-важната новост бяха така наречените бойни щитове (sento или kusen furappu), разработени от инж. Итокава. Закрилките излизаха асиметрично извън контура на крилото, т.е. на по-голямо разстояние от фюзелажа, отколкото от елероните, създавайки система, която наподобява разперените крила на пеперуда (откъдето идва и популярното им наименование на клапите на пеперудата - чо-гата). По време на въздушен бой (до скорост от около 400 km / h) те могат да бъдат удължени и отклонени с 15 °, което радикално подобри маневреността на самолета, което ви позволява да извършвате по-тесни завои, без да губите повдигане. Бойните щитове бяха инсталирани за първи път на последните три експериментални единици (4311, 4312 и 4313). Скоро те се превърнаха в отличителен белег на бойците на Накаджима.
