Nakajima Ki-43 Hayabusa pogl.1
Letalska šola Akeno Ki-43-II, 1943. Ogledate si lahko tipične značilnosti tako imenovanega predprodukcijskega Ki-43-II - obročasti hladilnik olja v dovodu zraka motorja in majhno ohišje dodatnega hladilnika olja pod trup.
Ki-43, ki so ga zavezniki poimenovali "Oscar", je bil najštevilčnejši lovec japonske cesarske vojske v svoji zgodovini. Razvit je bil v poznih 30-ih kot naslednik Ki-27. Odlikoval se je z odlično manevrsko sposobnostjo, vendar je bil v mnogih pogledih slabši od svojih nasprotnikov. Poskusi izboljšanja zmogljivosti in krepitve orožja med proizvodnjo so bili majhni, saj so zavezniki v uporabo uvedli tudi nove, naprednejše tipe lovcev. Kljub svojim pomanjkljivostim in slabostim je Ki-43 ostal eden od simbolov japonske vojske.
Decembra 1937, ko je cesarska japonska vojska (Dai Nippon Teikoku Rikugun) sprejela lovca Ki-27 (Type 97), je generalna uprava vojske (Rikugun Kōkū Honbu) naročila Nakadžimi, da začne delati na zasnovi njegovega naslednika. . Ki-27 je postal prvo v celoti kovinsko samonosno nizkokrilno letalo s pokrito pilotsko kabino, ki je vstopilo v vojaške letalske sile. V novem lovcu so se odločili uporabiti še eno novost - zložljivo podvozje. Kar zadeva zmogljivost, je Koku Honbu zahteval najvišjo hitrost najmanj 500 km/h na 4000 m, čas vzpona na 5000 m manj kot 5 minut in operativni doseg 300 km z gorivom za 30 minut zračnega boja oz. 600 km brez rezerve.. Manevriranje novega lovca naj ne bi bilo nič slabše od Ki-27. Oborožitev naj bi bila sestavljena iz dveh sinhronih 89-mm mitraljezov tipa 89 (7,7-shiki), nameščenih v trupu med motorjem in pilotsko kabino in streljajočih skozi vijačni disk. To je standardna oborožitev lovcev vojske od njene ustanovitve.
Kmalu so se v Koku Honbuju začeli razvijati predpogoji za naslednji razvojni program letalskega orožja (Koku Heiki Kenkyu Hoshin), v okviru katerega naj bi se ustvarili lovci, bombniki in izvidniška letala nove generacije, ki naj bi nadomestili stroje, ki so pravkar vstopili v uporabo v nekaj let. Odločeno je bilo ustvariti dve kategoriji enomotornih enosedežnih lovcev - lahkih in težkih. Ni šlo za maso letal, ampak za njihovo oborožitev. Lahki enosedežni lovec (kei tanza sentōki; skrajšano keisen), oborožen z dvema mitraljezoma kalibra 7,7 mm, je bil namenjen uporabi proti sovražnim lovcem. Da bi to dosegel, se je moral odlikovati predvsem z odlično manevrsko sposobnostjo. Visoka največja hitrost in doseg sta bila drugotnega pomena. Težki enosedi lovec (jū tanza sentōki; jūsen) naj bi bil oborožen z dvema mitraljezoma 7,7 mm in enim ali dvema »topoma«, to je težkima mitraljezom1. Ustvarjen je bil za boj proti bombnikom, zato je moral imeti visoko največjo hitrost in hitrost vzpenjanja, tudi na račun dosega in manevriranja.
Program je odobrilo ministrstvo za vojsko (Rikugunsho) 1. julija 1938. Koku Honbu je v naslednjih mesecih oblikoval zahteve glede zmogljivosti za posamezne kategorije letal in jih predal izbranim proizvajalcem letal. V mnogih primerih je bila prej uporabljena formula tekmovanja za prototipe opuščena, izvajalci pa so bili izbrani naključno za posamezne tipe letal. Novi lovec Nakajima, ki naj bi nadomestil Ki-27, je bil razvrščen kot "lahki". Dobil je vojaško oznako Ki-43.
Tretji prototip Ki-43 (serijska številka 4303) je bil izdelan marca 1939. Med preizkusi je bilo letalo predelano tako, da je bilo podobno poskusnim strojem (tako imenovani dodatni prototipi).
Izvedba projekta
Projekt lovca Ki-43 je ustvarila ekipa pod vodstvom inženirja Yasushija Koyame, ki je poskrbel tudi za elektrarno. Vodja projekta, odgovoren za konstrukcijo letala, je bil Minoru Ota. Kunihiro Aoki je bil zadolžen za izračune moči, Tetsuo Ichimaru pa za oblikovanje krila. Splošno vodstvo projekta je izvajal dr. inž. Hideo Itokawa, glavni aerodinamik pri Nakajima in vodja oblikovanja vojaških letal (rikugun sekkei-bu).
V skladu s filozofijo oblikovanja lovca, ki je takrat veljala na Japonskem, je bil Ki-43 zasnovan tako, da je čim lažji. Uporabljen ni bil niti oklep pilotskega sedeža niti tesnila rezervoarja za gorivo. Da bi pospešili delo, so uporabili številne tehnične rešitve, preizkušene na Ki-27. Edina bistvena novost je bil lahek, enokraki glavni podvozje, hidravlično pomično in izvlečno. Njegovo zasnovo so opazili pri ameriškem lovcu Vought V-143, ki ga je Japonska kupila julija 1937. Tako kot original so bile po čiščenju pokrite le noge, sama kolesa pa so ostala nezaščitena. Repni del je ostal pod zadnjim delom trupa.
Pilotska kabina je bila pokrita s tridelnim ohišjem, sestavljenim iz fiksnega vetrobranskega stekla, drsnega zadnjega dela limuzine in fiksnega zadnjega dela, ki je na trupu oblikoval "grbo" iz pločevine, z dvema okencema na straneh. Zanimivo je, da se je limuzina ob speljevanju "zakotalila" pod "grbo". Celotna zaloga goriva, dvakrat večja od tiste pri Ki-27, je bila nameščena v štirih rezervoarjih v krilih. Zato rezervoar ni bil nameščen v ohišju. Letalo je bilo opremljeno z oddajnikom-sprejemnikom tipa 96 Model 2 z jamborom, ki podpira antenski kabel, nameščen na grbini. Pilot je imel na voljo kisikarno. Konica je bila standardni optični ciljnik tipa 89, katerega cev je šla skozi luknjo v vetrobranskem steklu.
V fazi načrtovanja je bilo predvideno, da bo Ki-43 zaradi večje velikosti ogrodja in največje zaloge goriva ter uporabe mehanizma za umik in podvozje skupaj s hidravličnim sistemom dosegel približno 25 let. % težji od Ki. -27. Zato je bil za dosego načrtovane zmogljivosti potreben močnejši motor. Koyama je izbral Nakajima Ha-14 25-valjni motor z dvema zvezdicama in vzletno močjo 980 KM z enostopenjskim enostopenjskim kompresorjem. Ha-25 (tovarniška oznaka NAM) je temeljil na zasnovi francoskega Gnome-Rhône 14M, vendar z uporabo rešitev iz motorja Ha-20 (britanska licenca Bristol Mercury VIII) in lastnih idej. Rezultat je bila zelo uspešna pogonska enota - imela je kompaktno zasnovo, majhne dimenzije in težo, bila je enostavna za upravljanje, zanesljiva in hkrati je lahko dolgo delovala na revni mešanici, kar je zmanjšalo porabo goriva. porabo in s tem omogočili povečanje dosega letala. Leta 1939 je vojska Ha-25 sprejela v serijsko proizvodnjo pod opisnim imenom Type 99 z močjo 950 KM. (99-shiki, 950-bariki) 2. Pri Ki-43 je motor poganjal pritrjen lesen dvokraki propeler s premerom 2,90 m brez pokrova.
Spomladi 1938 je komisija strokovnjakov Koku Honbu in Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (Armajski eksperimentalni inštitut za letalsko tehnologijo, skrajšano Kogiken ali Giken) pozitivno ocenila osnutek načrta lovca Ki-43 in odobrila njegovo postavitev. . Po tem je Koku Honbu pri Nakajima naročil izdelavo treh prototipov (shisakuki), oblikovalci pa so začeli razvijati podrobno tehnično dokumentacijo.
Prototipi
Prvi prototip Ki-43 (serijska številka 4301 seizō bangō) je zapustil montažno tovarno Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha št. 1 (Dai-1 Seizōshō) v Ota, prefektura Gunma v začetku decembra 1938, le eno leto po prejemu naročila. Njegov let je potekal 12. decembra z letališča tovarne Ojima. Januarja 1939 je letalo odletelo v Tachikawo na podrobno testiranje letenja na raziskovalnem oddelku Kogiken. Udeležili so se jih tudi piloti inštruktorji iz šole vojaškega letalstva Akeno (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), ki je bila takrat dodatni testni center za lovce vojaškega letalstva. Dva druga prototipa (4302 in 4303), dokončana februarja in marca 1939, sta prav tako odšla v Kogiken. Od prvega prototipa so se razlikovali le po oblogi kabine - "grba" je bila popolnoma zastekljena, limuzina pa je imela manj ojačitvenih okvirjev.
Podrobnosti preizkusa letenja niso znane, vendar je znano, da so bile povratne informacije pilota negativne. Prototipi Ki-43 niso imeli veliko boljših zmogljivosti od serijskega Ki-27, hkrati pa bistveno slabše letalne lastnosti, predvsem manevrske sposobnosti. Bili so počasni in so se počasi odzivali na odklone krmila in krilc, časi obratov in radij pa so bili predolgi. Poleg tega so bile lastnosti vzleta in pristanka nezadovoljive. Težave je povzročil hidravlični sistem podvozja. Način odpiranja pokrova kabine je bil ocenjen kot nepraktičen. V tej situaciji je bil Koku Honbu blizu odločitve o opustitvi nadaljnjega razvoja Ki-43. Vodstvo Nakajima, ki ni želelo izgubiti potencialnih dobičkov ali ogroziti prestiža podjetja, je doseglo, da je vojska podaljšala teste in naročila deset modificiranih prototipov (4304-4313). Namenjen je bil preizkušanju novih tehničnih rešitev, motorjev in orožij v njih. Ekipa inženirjev Koyama je začel delati na preoblikovanju izboljšanega Ki-43, da bi izpolnil pričakovanja Kokuja Honbuja.
Zasnova letala je bila poenostavljena (kar je kasneje povzročilo resne težave s trdnostjo krila), spremenjena pa je bila tudi repna enota. Rep je bil premaknjen nazaj, krmilo pa je zdaj pokrivalo celotno višino repa in konic trupa, zato je bila njegova površina veliko večja. Posledično se je povečala njegova učinkovitost, kar je pozitivno vplivalo na manevriranje letala. Pokrov kokpita je bil popolnoma preoblikovan in je zdaj sestavljen iz dveh delov – fiksnega vetrobranskega stekla in popolnoma zastekljene limuzine v obliki solze, ki je lahko drsela nazaj. Nova prevleka ni bila le veliko lažja, temveč je omogočala tudi veliko boljšo vidljivost v vse smeri (predvsem nazaj). Antenski drog je bil premaknjen na desno stran prednjega dela trupa, tik za motorjem. Zahvaljujoč tem spremembam je postala silhueta letala bolj vitka in aerodinamično popolnejša. Izboljšano je delovanje hidravličnega in električnega sistema, radio je zamenjan z lažjim Type 96 Model 3 Model 2, nameščeno je fiksno repno kolo namesto drsnika, propeler pa je opremljen s pokrovom. Maja 1940 so razvili dve novi konici kril, 20 in 30 cm ožji od prvotnih, ki sta omogočili zmanjšanje razpona kril za 40 oziroma 60 cm, vendar so njuno uporabo začasno opustili.
Testna letala, imenovana dodatni ali komplementarni prototipi (zōka shisakuki), so bila izdelana med novembrom 1939 in septembrom 1940. Opremljeni so bili z motorji Ha-25 s kovinskimi dvokrakimi propelerji Sumitomo enakega premera, hidravličnim mehanizmom za prilagajanje nagiba lopatic ameriškega podjetja Hamilton Standard. Hkrati so bili testirani različni koti naklona lopatic, da bi se določile njihove optimalne vrednosti. Na več primerkih so testirali popolnoma nove, trikrake samonastavljive propelerje, vendar se niso odločili za njihovo uporabo v serijskih letalih.
Julija 1940 sta bila prototipa št. 4305 in 4309 opremljena z novimi motorji Ha-105 z vzletno močjo 1200 KM. Šlo je za revizijo Ha-25 z enostopenjskim dvostopenjskim kompresorjem in spremenjenim menjalnikom. Po seriji testov so na obeh strojih obnovili originalne motorje. Po drugi strani pa naj bi novejše motorje Ha-4308 testirali na letalih št. 4309 in ponovno 115, a so zaradi večje dolžine in teže to idejo opustili. To je zahtevalo preveč sprememb v zasnovi letala, poleg tega motor Ha-115 takrat še ni bil dokončan. Najmanj eno letalo (4313) ima reže za hladilni zrak na zadnjem robu ohišja motorja z osmimi zgibnimi loputami na vsaki strani in dvema na vrhu. Pesto vijaka je pokrito s pokrovčkom. Na letalih št. 4310 in 4313 so mitraljeze Type 89 zamenjali z novimi 103 mm No-12,7, z rezervo 230 ali 250 nabojev. Nekatera poskusna letala so med testiranjem letela brez orožja, nameril in radijskih naprav (in celo z razstavljenim antenskim stebrom). Uspešne modifikacije, uvedene in preizkušene na enem vzorcu, so bile nato implementirane na druge stroje.
Navsezadnje so najpomembnejša novost tako imenovani bojni ščiti (sento ali kusen furappu), ki jih je razvil inž. Itokawa. Zavihki so asimetrično presegali konturo krila, tj. na večji razdalji od trupa kot od krilc, kar ustvarja sistem, ki spominja na razprta krila metulja (od tod tudi njihovo priljubljeno ime za metuljeve lopute - čo-gata). Med zračnim bojem (do hitrosti približno 400 km / h) jih je bilo mogoče razširiti in odkloniti za 15 °, kar je radikalno izboljšalo manevriranje letala, kar vam je omogočilo ostrejše zavoje brez izgube vzgona. Bojne ščite so najprej namestili na zadnje tri poskusne enote (4311, 4312 in 4313). Kmalu so postali zaščitni znak borcev Nakajima.
