Nakajima Ki-43 Hayabusa hfst.1
Akeno Aviation School Ki-43-II, 1943. Jy kan die tipiese kenmerke van die sogenaamde pre-produksie Ki-43-II sien - 'n ringvormige olieverkoeler in die enjin se luginlaat en 'n klein kassie van 'n bykomende olieverkoeler onder die romp.
Die Ki-43, met die kodenaam "Oscar" deur die Geallieerdes, was die mees talle keiserlike Japannese leër vegter in sy geskiedenis. Dit is in die laat 30's ontwikkel as 'n opvolger van die Ki-27. Hy is gekenmerk deur uitstekende manoeuvreerbaarheid, maar in baie opsigte was hy minderwaardig teenoor sy opponente. Pogings om werkverrigting te verbeter en wapens te versterk tydens produksie het min verskil gemaak, aangesien die Geallieerdes ook nuwe, meer gevorderde soorte vegvliegtuie in gebruik geneem het. Ten spyte van sy tekortkominge en swakhede het die Ki-43 een van die simbole van die Japannese leër gebly.
In Desember 1937, met die aanvaarding van die Ki-27 (Tipe 97) vegvliegtuig deur die Imperial Japanese Army (Dai Nippon Teikoku Rikugun), het die Army General Aviation Administration (Rikugun Kōkū Honbu) Nakajima opdrag gegee om te begin werk aan die ontwerp van sy opvolger . Die Ki-27 het die eerste volledig metaal selfonderhoudende laevlerkvliegtuig met 'n bedekte kajuit geword wat by die weermaglugmag in diens geneem is. In die nuwe vegter is besluit om nog 'n nuwigheid te gebruik - 'n intrekbare landingstuig. Wat werkverrigting betref, het die Koku Honbu 'n topspoed van minstens 500 km/h op 4000 5000 m vereis, 'n klimtyd tot 5 300 m van minder as 30 minute, en 'n bedryfsafstand van 600 km met brandstof vir 27 minute se hondegeveg of 89 km sonder kragreserwe. . Die manoeuvreerbaarheid van die nuwe vegter was veronderstel om nie erger as die Ki-89 te wees nie. Bewapening sou bestaan uit twee sinchrone 7,7 mm-masjiengewere Type XNUMX (XNUMX-shiki), wat in die romp tussen die enjin en die kajuit geplaas is en deur 'n skroefskyf geskiet het. Dit is die standaardbewapening van die weermagvegters sedert sy ontstaan.
Binnekort het voorvereistes vir die volgende lugvaartwapenontwikkelingsprogram (Koku Heiki Kenkyu Hoshin) in Koku Honbu begin ontwikkel, waarvolgens nuwe generasie vegvliegtuie, bomwerpers en verkenningsvliegtuie geskep sou word, wat ontwerp is om masjiene te vervang wat pas in diens geneem is in n paar jaar. Daar is besluit om twee kategorieë enkelmotorige enkelsitplekvegters te skep – lig en swaar. Dit was nie die massa van die vliegtuig nie, maar hul bewapening. ’n Ligte enkelsitplekvegter (kei tanza sentōki; afgekort as keisen), gewapen met twee 7,7 mm-masjiengewere, sou teen vyandelike vegters gebruik word. Om dit te kan doen, moes hy bowenal deur uitstekende manoeuvreerbaarheid gekenmerk word. Hoë maksimum spoed en reikafstand was van sekondêre belang. Die swaar enkelsitplek-vegvliegtuig (jū tanza sentōki; jūsen) sou met twee 7,7 mm-masjiengewere en een of twee "kanonne", dit wil sê swaar masjiengewere1, gewapen wees. Dit is geskep om bomwerpers te beveg, so dit moes 'n hoë maksimum spoed en klimtempo hê, selfs ten koste van reikafstand en beweegbaarheid.
Die program is op 1 Julie 1938 deur die Ministerie van die Weermag (Rikugunsho) goedgekeur. In die daaropvolgende maande het Koku Honbu die prestasievereistes vir individuele kategorieë vliegtuie geformuleer en dit aan geselekteerde vliegtuigvervaardigers oorhandig. In baie gevalle is die prototipe-kompetisieformule wat voorheen gebruik is, laat vaar, met kontrakteurs wat lukraak gekies is vir individuele tipes vliegtuie. Die nuwe Nakajima-vegvliegtuig, wat bedoel was om die Ki-27 te vervang, is as "lig" geklassifiseer. Dit het die militêre benaming Ki-43 gekry.
Die derde prototipe van die Ki-43 (reeksnommer 4303) is in Maart 1939 gebou. Tydens die toetse is die vliegtuig aangepas om soos eksperimentele masjiene (die sogenaamde addisionele prototipes) te lyk.
Projek implementering
Die Ki-43-vegvliegprojek is geskep deur 'n span onder leiding van die ingenieur Yasushi Koyama, wat ook vir die kragsentrale gesorg het. Die projekbestuurder verantwoordelik vir die konstruksie van die lugraam was Minoru Ota. Kunihiro Aoki was in beheer van die sterkteberekeninge, terwyl Tetsuo Ichimaru in beheer was van die vleuelontwerp. Die algemene bestuur van die projek is deur Dr. Eng. Hideo Itokawa, hooflugdinamikus by Nakajima en hoof van militêre vliegtuigontwerp (rikugun sekkei-bu).
In ooreenstemming met die vegterontwerpfilosofie wat destyds in Japan van krag was, is die Ki-43 ontwerp om so liggewig as moontlik te wees. Nóg vlieëniersitplekwapens nóg brandstoftenkseëls is gebruik. Om die werk te bespoedig, is baie tegniese oplossings wat op die Ki-27 getoets is, gebruik. Die enigste betekenisvolle nuwigheid was 'n liggewig, enkelbeen hooflandingsstel, hidroulies intrekbaar en terugtrekbaar. Die ontwerp daarvan is waargeneem in die Amerikaanse Vought V-143-vegvliegtuig wat in Julie 1937 deur Japan gekoop is. Soos die oorspronklike, was slegs die bene bedek na skoonmaak, terwyl die wiele self onbeskerm gebly het. Die stertgly is onder die agterste romp gelaat.
Die vlieënier se kajuit was bedek met 'n drieseksie-omhulsel, bestaande uit 'n vaste voorruit, 'n glyende agterste limousine en 'n vaste agterste deel, wat 'n "bult" van plaatmetaal op die romp vorm, met twee vensters aan die kante. Dit is interessant dat wanneer die limousine begin "gerol" onder die "bult". Die hele brandstofvoorraad, twee keer so groot as dié van die Ki-27, is in vier tenks in die vlerke geplaas. Daarom is die tenk nie in die saak geïnstalleer nie. Die vliegtuig was toegerus met 'n Tipe 96 Model 2-senderontvanger met 'n mas wat 'n antennakabel ondersteun wat op 'n bult gemonteer is. Die vlieënier het 'n suurstofaanleg tot sy beskikking gehad. Die punt was 'n standaard Tipe 89 optiese sig, waarvan die buis deur 'n gat in die voorruit gegaan het.
Op die ontwerpstadium is aanvaar dat die Ki-43 weens die groter grootte van die lugraam en die maksimum brandstoftoevoer, asook die gebruik van die terugtrek- en landingsratmeganisme, tesame met die hidrouliese stelsel, ongeveer 25 sal wees. % swaarder as die Ki. -27. Daarom was 'n kragtiger enjin nodig om die beplande werkverrigting te behaal. Koyama het 'n Nakajima Ha-14 25-silinder tweester-enjin met 'n opstygkrag van 980 pk, met 'n enkelstap, enkelspoed-kompressor gekies. Die Ha-25 (fabrieksbenaming NAM) was gebaseer op die ontwerp van die Franse Gnome-Rhône 14M, maar met behulp van oplossings van die Ha-20-enjin (Britse lisensie Bristol Mercury VIII) en eie idees. Dit het geblyk 'n baie suksesvolle krageenheid te wees - dit het 'n kompakte ontwerp, klein afmetings en gewig gehad, was maklik om te bedryf, betroubaar en kon terselfdertyd vir 'n lang tyd op 'n maer mengsel werk, wat brandstofverbruik verminder het. verbruik en daardeur toegelaat word om die reikafstand van die vliegtuig te vergroot. In 1939 is die Ha-25 deur die weermag in massaproduksie aanvaar onder die beskrywende naam Type 99 met 'n krag van 950 pk. (99-shiki, 950-bariki) 2. In die Ki-43 het die enjin 'n vaste hout-tweelemskroef met 'n deursnee van 2,90 m sonder 'n deksel aangedryf.
In die lente van 1938 het 'n kommissie van spesialiste van die Koku Honbu en Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (Army Experimental Institute of Aviation Technology, afgekort as Kogiken of Giken) die konsepontwerp van die Ki-43-vegvliegtuig positief geëvalueer en die uitleg daarvan goedgekeur. . Daarna het Koku Honbu die konstruksie van drie prototipes (shisakuki) van Nakajima bestel, en die ontwerpers het begin om gedetailleerde tegniese dokumentasie te ontwikkel.
Prototipes
Die eerste Ki-43-prototipe (reeksnommer 4301 seizō bangō) het vroeg in Desember 1 die Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha No. 1 (Dai-1938 Seizōshō) monteeraanleg in Ota, Gunma Prefektuur verlaat, net een jaar nadat die bestelling ontvang is. Sy vlug het op 12 Desember vanaf die Ojima-fabrieksvliegveld plaasgevind. In Januarie 1939 het die vliegtuig na Tachikawa gevlieg vir gedetailleerde vlugtoetsing by die Kogiken Navorsingsafdeling. Hulle is ook bygewoon deur instrukteursvlieëniers van die Akeno Army Aviation School (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), wat toe 'n bykomende toetssentrum vir Army Aviation-vegters was. Twee ander prototipes (4302 en 4303), wat in Februarie en Maart 1939 voltooi is, is ook na Kogiken. Hulle het slegs in die kajuitvoering van die eerste prototipe verskil - die "bult" was heeltemal geglasuur, en die limousine het minder versterkingsrame gehad.
Vlugtoetsbesonderhede is onbekend, maar vlieënier se terugvoer is bekend as negatief. Die prototipes van die Ki-43 het nie veel beter werkverrigting as die reeks Ki-27 gehad nie, en terselfdertyd aansienlik swakker vlugeienskappe, veral maneuvreerbaarheid. Hulle was traag en traag om op roer- en rolroerdefleksies te reageer, en die draaitye en radius was te lank. Boonop was opstyg- en landingseienskappe onbevredigend. Probleme het die hidrouliese stelsel van die onderstel veroorsaak. Die manier om die kajuitdeksel oop te maak, is as onprakties beoordeel. In hierdie situasie was Koku Honbu naby aan die besluit om verdere ontwikkeling van die Ki-43 te laat vaar. Nakajima se leierskap, wat nie potensiële winste wou verloor of die aansien van die maatskappy in gevaar wou stel nie, het daarin geslaag om die weermag te kry om die toetse uit te brei en tien gewysigde prototipes te bestel (4304-4313). Dit was bedoel om nuwe tegniese oplossings, enjins en wapens daarin te toets. Span ingenieurs Koyama het begin werk aan die herontwerp van die verbeterde Ki-43 om aan Koku Honbu se verwagtinge te voldoen.
Die ontwerp van die vliegtuig is vereenvoudig (wat later ernstige probleme met die sterkte van die vlerk veroorsaak het), en die sterteenheid is ook aangepas. Die stert is teruggeskuif, en die roer het nou die hele hoogte van die stert en romppunte bedek, so sy area was baie groter. As gevolg hiervan het die doeltreffendheid daarvan toegeneem, wat 'n positiewe uitwerking op die manoeuvreerbaarheid van die vliegtuig gehad het. Die kajuitdeksel is heeltemal herontwerp en het nou uit twee dele bestaan – ’n vaste voorruit en ’n volledig geglasuurde traanlimousine wat agteruit kon gly. Die nuwe omhulsel was nie net baie ligter nie, maar het ook baie beter sig in alle rigtings (veral na agter) gebied. Die antennamas is na die regterkant van die voorste romp geskuif, net agter die enjin. Danksy hierdie veranderinge het die silhoeët van die vliegtuig slanker en aërodinamies meer perfek geword. Die werking van die hidrouliese en elektriese stelsels is verbeter, die radio is vervang met 'n ligter Tipe 96 Model 3 Model 2, 'n vaste stertwiel is in plaas van 'n gly geïnstalleer, en die skroef is toegerus met 'n dop. In Mei 1940 is twee nuwe vlerkpunte ontwikkel, 20 en 30 cm smaller as die oorspronklike, wat dit moontlik gemaak het om die vlerkspan met onderskeidelik 40 en 60 cm te verklein, maar die gebruik daarvan is tydelik laat vaar.
Toetsvliegtuie, wat aanvullende of komplementêre prototipes (zōka shisakuki) genoem word, is tussen November 1939 en September 1940 gebou. Hulle was toegerus met Ha-25-enjins met Sumitomo-metaal-tweelem-propellers van dieselfde deursnee, hidrouliese lem kantelverstellingsmeganisme van die Amerikaanse maatskappy Hamilton Standard. Terselfdertyd is verskeie hellingshoeke van die lemme getoets om hul optimale waardes te bepaal. Op verskeie kopieë is heeltemal nuwe, drielem-selfverstellende skroewe getoets, maar daar is nie besluit om dit in produksievliegtuie te gebruik nie.
In Julie 1940 is prototipes nommers 4305 en 4309 toegerus met nuwe Ha-105-enjins met 'n opstygkrag van 1200 pk. Dit was 'n hersiening van die Ha-25 met 'n enkelstap-tweespoedkompressor en 'n aangepaste ratkas. Ná ’n reeks toetse is die oorspronklike enjins op albei masjiene herstel. Aan die ander kant sou die nuwer Ha-4308-enjins op vliegtuig nr. 4309 en weer 115 getoets word, maar weens hul groter lengte en gewig is hierdie idee laat vaar. Dit het te veel veranderinge in die ontwerp van die vliegtuig vereis, bowendien was die Ha-115-enjin op daardie stadium nog nie gefinaliseer nie. Minstens een vliegtuig (4313) het verkoelingslug-louters aan die agterkant van die enjinomhulsel met agt skarnierkleppe aan elke kant en twee bo-op. Die skroefnaaf is bedek met 'n dop. Op vliegtuie nr. 4310 en 4313 is die Tipe 89-masjiengewere vervang met nuwe 103 mm No-12,7, met 'n reserwe van 230 of 250 rondtes. Sommige eksperimentele vliegtuie het tydens toetse gevlieg sonder wapens, visiere en radio's (en selfs met die antenna-mas uitmekaar gehaal). Suksesvolle wysigings wat op een monster ingestel en getoets is, is daarna op ander masjiene geïmplementeer.
Die belangrikste nuutjie was immers die sogenaamde gevegsskilde (sento of kusen furappu), ontwikkel deur Eng. Itokawa. Die flappe het asimmetries verby die kontoer van die vlerk gegaan, d.w.s. op 'n groter afstand van die romp as van die rolroere, wat 'n stelsel skep wat soos die gespreide vlerke van 'n skoenlapper lyk (vandaar hul gewilde naam vir skoenlapperflappe - cho-gata). Tydens luggevegte (tot 'n spoed van ongeveer 400 km / h) kon hulle met 15 ° uitgebrei en gedeflekteer word, wat die manoeuvreerbaarheid van die vliegtuig radikaal verbeter het, sodat jy stywer draaie kan uitvoer sonder om hysbak te verloor. Gevegskilde is eers op die laaste drie eksperimentele eenhede (4311, 4312 en 4313) geïnstalleer. Hulle het gou die kenmerk van die Nakajima-vegters geword.
