Nakajima Ki-43 Hayabusa ch.1
Akeno Aviation School Ki-43-II, 1943. Du kan se de typiska egenskaperna hos den så kallade förproduktionen Ki-43-II - en ringformig oljekylare i motorns luftintag och en liten låda med en extra oljekylare under flygkroppen.
Ki-43, känd i allierad kod som "Oscar", var den kejserliga japanska arméns mest talrika stridsflygplan i dess historia. Den utvecklades i slutet av 30-talet som en efterföljare till Ki-27. Han kännetecknades av utmärkt manövrerbarhet, men i många avseenden underlägsen sina motståndare. Försök att förbättra prestandan och stärka vapen under produktionen gjorde liten skillnad, eftersom de allierade också introducerade nya, mer avancerade typer av jaktplan i tjänst. Trots sina brister och svagheter förblev Ki-43 en av symbolerna för den japanska armén.
I december 1937, med adoptionen av Ki-27 (typ 97) av den kejserliga japanska armén (Dai Nippon Teikoku Rikugun), gav Army General Aviation Administration (Rikugun Kōkū Honbu) Nakajima i uppdrag att börja arbeta med designen av sin efterträdare . Ki-27 blev det första självbärande lågvingade flygplanet i helt metall med en täckt cockpit som gick i tjänst hos Army Air Forces. I den nya fightern beslöts det att använda en annan nyhet - ett infällbart landningsställ. När det gäller prestanda krävde Koku Honbu en maxhastighet på minst 500 km/h vid 4000 5000 m, en stigningstid till 5 300 m på mindre än 30 minuter och en räckvidd på 600 km med bränsle för 27 minuters luftkamp eller 89 km utan kraftreserv. . Manövrerbarheten för den nya jaktplanen skulle inte vara sämre än Ki-89. Beväpningen skulle bestå av två synkrona 7,7 mm maskingevär Typ XNUMX (XNUMX-shiki), placerade i flygkroppen mellan motorn och sittbrunnen och avfyrade genom en skruvskiva. Detta är standardbeväpningen för armékämparna sedan starten.
Snart började förutsättningarna för nästa flygvapenutvecklingsprogram (Koku Heiki Kenkyu Hoshin) utvecklas i Koku Honbu, under vilket en ny generation stridsflygplan, bombplan och spaningsflygplan skulle skapas, designade för att ersätta maskiner som just hade tagits i bruk i några år. Det beslutades att skapa två kategorier av enmotoriga, ensitsiga fighters - lätta och tunga. Det var inte flygplanets massa, utan deras beväpning. Ett lätt ensitsigt jaktplan (kei tanza sentōki; förkortat keisen), beväpnat med två 7,7 mm maskingevär, skulle användas mot fiendens jaktplan. För att göra detta måste han framför allt kännetecknas av utmärkt manövrerbarhet. Hög maxhastighet och räckvidd var av underordnad betydelse. Den tunga ensitsiga jaktplanen (jū tanza sentōki; jūsen) skulle beväpnas med två 7,7 mm kulsprutor och en eller två "kanoner", det vill säga tunga kulsprutor1. Den skapades för att bekämpa bombplan, så den var tvungen att ha en hög maximal hastighet och stigningshastighet, även på bekostnad av räckvidd och manövrerbarhet.
Programmet godkändes av ministeriet för armén (Rikugunsho) den 1 juli 1938. Under de följande månaderna formulerade Koku Honbu prestandakraven för enskilda flygplanskategorier och överlämnade dem till utvalda flygplanstillverkare. I många fall har den prototyptävling som användes tidigare övergetts, med entreprenörer som valts ut slumpmässigt för enskilda flygplanstyper. Det nya Nakajima-jaktplanet, tänkt att ersätta Ki-27, klassades som "lätt". Han fick den militära beteckningen Ki-43.
Den tredje prototypen av Ki-43 (serienummer 4303) byggdes i mars 1939. Under testerna modifierades flygplanet för att likna experimentella maskiner (de så kallade tilläggsprototyperna).
Projektimplementering
Ki-43-jaktplansprojektet skapades av ett team ledd av ingenjören Yasushi Koyama, som också tog hand om kraftverket. Den projektledare som ansvarade för konstruktionen av flygplanet var Minoru Ota. Kunihiro Aoki var ansvarig för hållfasthetsberäkningarna, medan Tetsuo Ichimaru var ansvarig för vingdesignen. Den allmänna ledningen av projektet utfördes av Dr. Eng. Hideo Itokawa, chef för aerodynamiker på Nakajima och chef för militärflygplansdesign (rikugun sekkei-bu).
I enlighet med stridsplanens designfilosofi som gällde i Japan vid den tiden, designades Ki-43 för att vara så lätt som möjligt. Varken pilotsätespansar eller bränsletanktätningar användes. För att påskynda arbetet användes många tekniska lösningar som testats på Ki-27. Den enda betydande nyheten var ett lätt, enbens huvudlandningsställ, hydrauliskt infällbart och infällbart. Dess design observerades i det amerikanska jaktplanet Vought V-143 som köptes av Japan i juli 1937. Precis som originalet täcktes bara benen efter rengöring, medan själva hjulen förblev oskyddade. Stjärtsliden lämnades under den bakre flygkroppen.
Pilotens cockpit var täckt med ett tredelat hölje, bestående av en fast vindruta, en glidande bakre limousine och en fast bakre del, bildade en "puckel" av plåt på flygkroppen, med två fönster på sidorna. Det är intressant att när man startar limousinen "rullade" under "puckeln". Hela bränsletillförseln, dubbelt så stor som Ki-27:ans, placerades i fyra tankar i vingarna. Därför var tanken inte installerad i fallet. Flygplanet var utrustat med en typ 96 Model 2 transceiver med en mast som stödde en antennkabel monterad på en puckel. Piloten hade en syrgasanläggning till sitt förfogande. Spetsen var ett standard optiskt sikte av typ 89, vars rör gick genom ett hål i vindrutan.
På designstadiet antogs det att på grund av den större storleken på flygplanet och den maximala bränsletillförseln, såväl som användningen av mekanismen för indragning och landningsställ, tillsammans med hydraulsystemet, skulle Ki-43 vara cirka 25 % tyngre än Ki. -27. Därför krävdes en kraftfullare motor för att uppnå den planerade prestandan. Koyama valde en Nakajima Ha-14 25-cylindrig tvåstjärnig motor med en starteffekt på 980 hk, med en enstegs enhastighetskompressor. Ha-25 (fabriksbeteckning NAM) baserades på designen av den franska Gnome-Rhône 14M, men med lösningar från Ha-20-motorn (brittisk licens Bristol Mercury VIII) och egna idéer. Resultatet blev en mycket framgångsrik kraftenhet - den hade en kompakt design, små dimensioner och vikt, var lättmanövrerad, pålitlig och kunde samtidigt arbeta på en mager blandning under lång tid, vilket minskade bränsleförbrukningen. konsumtion och därigenom tillåts öka flygplanets räckvidd. 1939 accepterades Ha-25 av armén för serieproduktion under det beskrivande namnet Type 99 med en effekt på 950 hk. (99-shiki, 950-bariki) 2. I Ki-43:an drev motorn en fast tvåbladig träpropeller med en diameter på 2,90 m utan lock.
Våren 1938 utvärderade en kommission av specialister från Koku Honbu och Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (Army Experimental Institute of Aviation Technology, förkortat Kogiken eller Giken) positivt utkastet till designen av Ki-43-jaktplanet och godkände dess layout. . Efter det beställde Koku Honbu byggandet av tre prototyper (shisakuki) från Nakajima, och formgivarna började utveckla detaljerad teknisk dokumentation.
prototyper
Den första Ki-43-prototypen (serienummer 4301 seizō bangō) lämnade Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha No. 1 (Dai-1 Seizōshō) monteringsfabrik i Ota, Gunma Prefecture i början av december 1938, bara ett år efter att ha mottagit beställningen. Hans flygning ägde rum den 12 december från Ojima-fabrikens flygfält. I januari 1939 flög flygplanet till Tachikawa för detaljerade flygprovningar vid Kogiken Research Department. De deltog också av instruktörspiloter från Akeno Army Aviation School (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), som då var en ytterligare testanläggning för Army Aviation-jaktplanen. Två andra prototyper (4302 och 4303), färdigställda i februari och mars 1939, gick också till Kogiken. De skilde sig från den första prototypen endast i hyttfodret - "puckeln" var helt glaserad och limousinen hade färre förstärkningsramar.
Flygtestdetaljer är okända, men pilotens feedback är känd för att ha varit negativ. Prototyperna av Ki-43 hade inte mycket bättre prestanda än den seriella Ki-27, och samtidigt betydligt sämre flygegenskaper, särskilt manövrerbarhet. De var tröga och långsamma att svara på roder och skevroder, och svängtiderna och radien var för långa. Dessutom var start- och landningsegenskaperna otillfredsställande. Problem orsakade chassits hydraulsystem. Sättet att öppna hyttlocket bedömdes vara opraktiskt. I den här situationen var Koku Honbu nära att fatta beslutet att överge ytterligare utveckling av Ki-43. Nakajimas ledarskap, som inte ville förlora potentiella vinster eller äventyra företagets prestige, lyckades få militären att utöka testerna och beställa tio modifierade prototyper (4304-4313). Den var avsedd för att testa nya tekniska lösningar, motorer och vapen i dem. Team av ingenjörer Koyama började arbeta med att göra om den förbättrade Ki-43 för att möta Koku Honbus förväntningar.
Flygplanets design förenklades (vilket senare orsakade allvarliga problem med vingens styrka), och svansenheten modifierades också. Stjärten flyttades tillbaka, och rodret täckte nu hela höjden av stjärten och flygkroppsspetsarna, så dess yta var mycket större. Som ett resultat ökade dess effektivitet, vilket hade en positiv effekt på flygplanets manövrerbarhet. Sittbrunnslocket gjordes om helt och bestod nu av två delar – en fast vindruta och en helglasad droppvis limousine som kunde glida bakåt. Det nya locket var inte bara mycket lättare, utan gav också mycket bättre sikt åt alla håll (särskilt bakåt). Antennmasten flyttades till höger sida av den främre flygkroppen, precis bakom motorn. Tack vare dessa förändringar har silhuetten av flygplanet blivit slankare och aerodynamiskt mer perfekt. Driften av de hydrauliska och elektriska systemen har förbättrats, radion har ersatts med en lättare Typ 96 Model 3 Model 2, ett fast bakhjul har installerats istället för en sladd och propellern är försedd med ett lock. I maj 1940 utvecklades två nya vingspetsar, 20 och 30 cm smalare än de ursprungliga, vilket gjorde det möjligt att minska vingbredden med 40 respektive 60 cm, men användningen av dem övergavs tillfälligt.
Testflygplan, kallade kompletterande eller kompletterande prototyper (zōka shisakuki), byggdes mellan november 1939 och september 1940. De var utrustade med Ha-25-motorer med tvåbladiga Sumitomo-metallpropellrar med samma diameter och en hydraulisk bladlutningsjusteringsmekanism från det amerikanska företaget Hamilton Standard. Samtidigt testades olika lutningsvinklar för bladen för att fastställa deras optimala värden. På flera exemplar testades helt nya, trebladiga självjusterande propellrar, men man beslutade inte att använda dem i produktionsflygplan.
I juli 1940 försågs prototyperna nr 4305 och 4309 med nya Ha-105-motorer med en starteffekt på 1200 hk. Det var en revidering av Ha-25 med en enstegs tvåväxlad kompressor och en modifierad växellåda. Efter en serie tester återställdes originalmotorerna på båda maskinerna. Å andra sidan skulle de nyare Ha-4308-motorerna testas på flygplan nr 4309 och återigen 115, men på grund av deras större längd och vikt övergavs denna idé. Detta krävde för många förändringar i designen av flygplanet, dessutom var Ha-115-motorn ännu inte färdigställd. Minst ett flygplan (4313) har kylluftsgaller på bakkanten av motorhuset med åtta gångjärnsklaffar på varje sida och två ovanpå. Skruvnavet är täckt med ett lock. På flygplan nr 4310 och 4313 ersattes maskingevär av typ 89 med nya 103 mm No-12,7, med en reserv på 230 eller 250 skott. Vissa experimentflygplan flög under tester utan vapen, sikte och radioapparater (och till och med med antennmasten demonterad). Framgångsrika modifieringar som införts och testats på ett prov implementerades sedan på andra maskiner.
När allt kommer omkring var den viktigaste nyheten de så kallade stridssköldarna (sento eller kusen furappu), utvecklade av Eng. Itokawa. Flikarna gick asymmetriskt utanför vingens kontur, d.v.s. på ett större avstånd från flygkroppen än från skevroder, vilket skapar ett system som liknar en fjärils utbredda vingar (därav deras populära namn för fjärilsflikar - cho-gata). Under luftstrid (upp till en hastighet av cirka 400 km / h) kunde de förlängas och avböjas med 15 °, vilket radikalt förbättrade flygplanets manövrerbarhet, vilket gör att du kan utföra snävare svängar utan att förlora lyftkraften. Stridssköldar installerades först på de tre sista experimentenheterna (4311, 4312 och 4313). De blev snart Nakajima-kämparnas kännetecken.
