Накајима Ки-43 Хајабуса гл.1
Ваздухопловна школа Акено Ки-43-ИИ, 1943. Можете видети типичне карактеристике такозваног предпроизводног Ки-43-ИИ - прстенасти хладњак уља у усиснику ваздуха мотора и мало кућиште додатног хладњака уља испод. трупа.
Ки-43, познат у савезничкој шифри као „Оскар“, био је најбројнији борбени авион царске јапанске војске у њеној историји. Развијен је касних 30-их година као наследник Ки-27. Одликовао га је одлична маневарска способност, али у многим аспектима инфериоран у односу на своје противнике. Покушаји побољшања перформанси и јачања наоружања током производње нису направили малу разлику, пошто су савезници увели у употребу и нове, напредније типове ловаца. Упркос својим недостацима и слабостима, Ки-43 је остао један од симбола јапанске војске.
У децембру 1937. године, усвајањем ловца Ки-27 (Типе 97) од стране Царске јапанске војске (Даи Ниппон Теикоку Рикугун), Генерална авијацијска администрација (Рикугун Коку Хонбу) наручила је Накаџиму да започне рад на дизајну његовог наследника. . Ки-27 је постао први потпуно метални самоносиви авион са ниским крилима са покривеном кокпитом који је ушао у службу Војног ваздухопловства. У новом ловцу одлучено је да се користи још једна новина - стајни трап који се увлачи. Што се тиче перформанси, Коку Хонбу је захтевао максималну брзину од најмање 500 км/х на 4000 м, време пењања на 5000 м мање од 5 минута и радни домет од 300 км са горивом за 30 минута борбе или 600 км без резерве снаге. Управљивост новог ловца је требало да буде ништа лошија од Ки-27. Наоружање је требало да се састоји од два синхрона митраљеза 89 мм Тип 89 (7,7-шики), смештена у трупу између мотора и кокпита и пуцају кроз вијчани диск. Ово је стандардно наоружање војних бораца од његовог настанка.
Убрзо су у Коку Хонбуу почели да се развијају предуслови за следећи програм развоја ваздухопловног наоружања (Коку Хеики Кенкиу Хосхин), у оквиру којег је требало да се стварају ловци, бомбардери и извиђачки авиони нове генерације, дизајнирани да замене машине које су тек ушле у употребу у неколико година. Одлучено је да се створе две категорије једномоторних, једноседих ловаца - лаких и тешких. Није то била маса авиона, већ њихово наоружање. Лаки ловац једносед (кеи танза сентоки; скраћено кеисен), наоружан са два митраљеза калибра 7,7 мм, требало је да се употреби против непријатељских ловаца. Да би то урадио, морао је да се одликује, пре свега, одличном маневарском способношћу. Велика максимална брзина и домет били су од секундарног значаја. Тешки ловац једносед (ју танза сентоки; јусен) требало је да буде наоружан са два митраљеза калибра 7,7 мм и једним или два „топа“, односно тешким митраљезом1. Створен је за борбу против бомбардера, па је морао да има велику максималну брзину и брзину пењања, чак и науштрб домета и маневрисања.
Програм је одобрило Министарство војске (Рикугуншо) 1. јула 1938. године. У наредним месецима, Коку Хонбу је формулисао захтеве перформанси за поједине категорије авиона и предао их одабраним произвођачима авиона. У многим случајевима, формула конкуренције прототипа која је раније коришћена је напуштена, а извођачи су изабрани насумично за појединачне типове авиона. Нови ловац Накајима, намењен замени Ки-27, класификован је као „лаки”. Добио је војну ознаку Ки-43.
Трећи прототип Ки-43 (серијски број 4303) изграђен је у марту 1939. године. Током испитивања, авион је модификован тако да личи на експерименталне машине (тзв. додатни прототипови).
Реализација пројекта
Пројекат ловца Ки-43 креирао је тим на челу са инжењером Јасушијем Којамом, који је водио рачуна и о електрани. Менаџер пројекта одговоран за конструкцију авиона био је Минору Ота. Кунихиро Аоки је био задужен за прорачун снаге, док је Тецуо Ичимару био задужен за дизајн крила. Генерално руковођење пројектом извршио је др инж. Хидео Итокава, главни аеродинамичар у Накајима и шеф дизајна војних авиона (рикугун секкеи-бу).
У складу са филозофијом дизајна ловца која је била на снази у Јапану у то време, Ки-43 је дизајниран да буде што лакши. Нису коришћени ни оклоп пилотског седишта ни заптивке резервоара за гориво. Да би се рад убрзао, коришћена су многа техничка решења тестирана на Ки-27. Једина значајна новина био је лагани, једноножни главни стајни трап, хидраулички увлачећи и увлачиви. Његов дизајн је примећен у америчком ловцу Воугхт В-143 који је Јапан купио у јулу 1937. Као и оригинал, након чишћења су прекривене само ноге, док су сами точкови остали незаштићени. Реп је остављен испод репног дела трупа.
Пилотова кабина је била покривена троделним кућиштем, који се састоји од фиксног ветробранског стакла, клизне задње лимузине и фиксног задњег дела, формирајући „грбу“ од лима на трупу, са два прозора на бочним странама. Занимљиво је да се при паљењу лимузина „котрљала” испод „грбе”. Целокупна залиха горива, дупло већа од оне код Ки-27, смештена је у четири резервоара у крилима. Дакле, резервоар није уграђен у кућиште. Авион је био опремљен примопредајником типа 96 Модел 2 са јарболом који подржава антенски кабл постављен на грбу. Пилот је имао на располагању постројење за кисеоник. Врх је био стандардни оптички нишан типа 89, чија је цев пролазила кроз рупу на ветробранском стаклу.
У фази пројектовања претпостављало се да ће због веће величине оквира авиона и максималног снабдевања горивом, као и употребе механизма за увлачење и стајног трапа, заједно са хидрауличним системом, Ки-43 бити око 25 % тежи од Ки. -27. Због тога је за постизање планираних перформанси био потребан снажнији мотор. Којама је одабрао Накајима Ха-14 25-цилиндрични мотор са две звездице и полетне снаге од 980 КС, са једностепеним, једнобрзинским компресором. Ха-25 (фабричка ознака НАМ) је заснован на дизајну француског Гноме-Рхоне 14М, али користећи решења мотора Ха-20 (британска лиценца Бристол Мерцури ВИИИ) и сопствене идеје. Резултат је био веома успешан агрегат - имао је компактан дизајн, мале димензије и тежину, био је лак за руковање, поуздан и истовремено је могао дуго да ради на сиромашној мешавини, што је смањило потрошњу горива. потрошњу и тиме омогућио повећање домета авиона. Године 1939. Ха-25 је примљен од војске у серијску производњу под описним називом Тип 99 снаге 950 КС. (99-шики, 950-барики) 2. У Ки-43 мотор је покретао фиксну дрвену двокраку елису пречника 2,90 м без поклопца.
У пролеће 1938. године, комисија стручњака из Коку Хонбу и Рикугун Коку Гијутсу Кенкиусхо (Армијски експериментални институт за ваздухопловну технологију, скраћено Когикен или Гикен) је позитивно оценила нацрт пројекта ловца Ки-43 и одобрила његов изглед. . Након тога, Коку Хонбу је наручио изградњу три прототипа (схисакуки) од Накајима, а дизајнери су почели да развијају детаљну техничку документацију.
Прототипови
Први прототип Ки-43 (серијски број 4301 сеизо банго) напустио је фабрику за склапање Накајима Хикоки Кабусхики Гаисха бр. 1 (Даи-1 Сеизосхо) у Оти, префектура Гунма, почетком децембра 1938, само годину дана након што је добио наруџбу. Његов лет је обављен 12. децембра са аеродрома фабрике Ојима. У јануару 1939. авион је одлетео у Тачикаву на детаљна тестирања лета у истраживачком одељењу Когикен. Похађали су их и пилоти инструктори из Војне ваздухопловне школе Акено (Акено Рикугун Хико Гакко), која је тада била додатни објекат за тестирање ловаца Војне авијације. Два друга прототипа (4302 и 4303), завршена у фебруару и марту 1939, такође су отишла у Когикен. Од првог прототипа разликовали су се само у облоги кабине - „грба“ је била потпуно застакљена, а лимузина је имала мање оквира за ојачање.
Детаљи теста лета нису познати, али се зна да су повратне информације пилота биле негативне. Прототипови Ки-43 нису имали много боље перформансе од серијског Ки-27, а истовремено знатно лошије летне карактеристике, посебно управљивост. Били су троми и спори да реагују на отклоне кормила и елерона, а времена окретања и радијус су били предуги. Поред тога, карактеристике полетања и слетања су биле незадовољавајуће. Проблеми су изазвали хидраулични систем шасије. Начин отварања поклопца кабине је оцењен као непрактичан. У овој ситуацији, Коку Хонбу је био близу доношења одлуке да одустане од даљег развоја Ки-43. Накађимино руководство, не желећи да изгуби потенцијални профит или да угрози престиж компаније, успело је да натера војску да продужи тестове и наручи десет модификованих прототипова (4304-4313). Био је намењен тестирању нових техничких решења, мотора и наоружања у њима. Тим инжењера Којама је започео рад на редизајнирању побољшаног Ки-43 како би испунио очекивања Коку Хонбуа.
Дизајн авиона је поједностављен (што је касније изазвало озбиљне проблеме са снагом крила), а модификована је и репна јединица. Реп је померен уназад, а кормило је сада покривало целу висину репа и врхова трупа, па је његова површина била знатно већа. Као резултат тога, повећана је његова ефикасност, што је позитивно утицало на маневарску способност авиона. Поклопац кокпита је потпуно редизајниран и сада се састојао од два дела - фиксног ветробранског стакла и потпуно застакљене лимузине у облику сузе која је могла да клизи уназад. Нови поклопац не само да је био много лакши, већ је пружао и много бољу видљивост у свим правцима (нарочито назад). Антенски јарбол је померен на десну страну предњег трупа, одмах иза мотора. Захваљујући овим променама, силуета авиона је постала виткија и аеродинамички савршенија. Побољшан је рад хидрауличког и електричног система, радио је замењен упаљачима Тип 96 Модел 3 Модел 2, постављен је фиксни репни точак уместо клизача, а елиса је опремљена капом. У мају 1940. године развијена су два нова врха крила, 20 и 30 цм ужа од првобитних, што је омогућило смањење распона крила за 40, односно 60 цм, али је од њихове употребе привремено напуштено.
Тестни авиони, названи допунски или комплементарни прототипови (зока схисакуки), изграђени су између новембра 1939. и септембра 1940. године. Опремљени су моторима Ха-25 са двокраким металним елисама Сумитомо истог пречника и хидрауличним механизмом за подешавање нагиба лопатице америчке компаније Хамилтон Стандард. Истовремено су тестирани различити углови нагиба лопатица како би се утврдиле њихове оптималне вредности. На неколико примерака су тестирани потпуно нови, трокраки самоподешавајући пропелери, али није одлучено да се користе у производним авионима.
У јулу 1940. године, прототипови број 4305 и 4309 опремљени су новим моторима Ха-105 полетне снаге од 1200 КС. Била је то ревизија Ха-25 са једностепеним двобрзинским компресором и модификованим мењачем. Након серије тестова на обе машине, оригинални мотори су враћени. С друге стране, новији мотори Ха-4308 требало је да буду тестирани на авионима бр. 4309 и поново 115, али се због њихове веће дужине и тежине од ове идеје одустало. То је захтевало превише промена у дизајну авиона, штавише, у то време мотор Ха-115 још није био завршен. Најмање један авион (4313) има отворе за хлађење ваздуха на задњој ивици кућишта мотора са осам преклопних клапни на свакој страни и два на врху. Глава завртња је прекривена поклопцем. На авионима бр. 4310 и 4313 митраљези Тип 89 су замењени новим 103 мм Но-12,7, са резервом од 230 или 250 метака. Неки експериментални авиони су летели током тестова без оружја, нишана и радија (па чак и са демонтираним антенским јарболом). Успешне модификације уведене и тестиране на једном узорку су накнадно примењене на другим машинама.
Уосталом, најважнија новина су били такозвани борбени штитови (сенто или кусен фураппу), које је развио инж. Итокава. Заклопци су излазили асиметрично преко контуре крила, тј. на већој удаљености од трупа него од елерона, стварајући систем који подсећа на раширена крила лептира (отуда њихов популарни назив за закрилце лептира - чо-гата). Током ваздушне борбе (до брзине од око 400 км / х), могли су се издужити и скренути за 15 °, што је радикално побољшало управљивост авиона, омогућавајући вам да изводите чвршће окрете без губитка узгона. Борбени штитови су први пут постављени на последње три експерименталне јединице (4311, 4312 и 4313). Убрзо су постали заштитни знак бораца Накајима.
