Nakajima Ki-43 Hayabusa ch.1
Akeno Aviation School Ki-43-II, 1943. Podes ver as características típicas do chamado Ki-43-II de preprodución: un enfriador de aceite anular na entrada de aire do motor e unha pequena caixa dun enfriador de aceite adicional baixo a fuselaxe.
O Ki-43, nomeado en código "Oscar" polos aliados, foi o caza do Exército Imperial Xaponés máis numeroso da súa historia. Desenvolveuse a finais dos anos 30 como sucesor do Ki-27. Distinguíase por unha excelente manobrabilidade, pero en moitos aspectos era inferior aos seus opoñentes. Os intentos de mellorar o rendemento e reforzar as armas durante a produción fixeron pouca diferenza, xa que os aliados tamén introduciron novos tipos de loitadores máis avanzados ao servizo. A pesar das súas deficiencias e debilidades, o Ki-43 seguía sendo un dos símbolos do exército xaponés.
En decembro de 1937, coa adopción do caza Ki-27 (Tipo 97) polo Exército Imperial Xaponés (Dai Nippon Teikoku Rikugun), a Administración Xeral de Aviación do Exército (Rikugun Kōkū Honbu) encargou a Nakajima que comezase a traballar no deseño do seu sucesor. . O Ki-27 converteuse no primeiro avión de á baixa autoportante totalmente metálico cunha cabina cuberta en entrar en servizo nas Forzas Aéreas do Exército. No novo loitador, decidiuse usar outra novidade: un tren de aterraxe retráctil. En termos de rendemento, o Koku Honbu requiría unha velocidade máxima de polo menos 500 km/h a 4000 m, un tempo de ascenso ata os 5000 m de menos de 5 minutos e unha autonomía de 300 km con combustible para 30 minutos de combate aéreo. 600 km sen reserva de marcha. . A manobrabilidade do novo caza non debía ser peor que o Ki-27. O armamento debía consistir en dúas ametralladoras síncronas de 89 mm Tipo 89 (7,7-shiki), colocadas na fuselaxe entre o motor e a cabina e disparando a través dun disco parafuso. Este é o armamento estándar dos combatentes do exército desde o seu inicio.
Pronto, comezaron a desenvolverse en Koku Honbu os requisitos previos para o próximo programa de desenvolvemento de armas de aviación (Koku Heiki Kenkyu Hoshin), baixo o cal se crearían cazas, bombardeiros e avións de recoñecemento de nova xeración, deseñados para substituír máquinas que acababan de entrar en servizo en uns anos. Decidiuse crear dúas categorías de cazas dun só motor e dun só asento: lixeiros e pesados. Non era a masa do avión, senón o seu armamento. Un caza lixeiro dun só asento (kei tanza sentōki; abreviado como keisen), armado con dúas ametralladoras de 7,7 mm, ía ser usado contra cazas inimigos. Para iso, tivo que caracterizarse, sobre todo, por unha excelente maniobrabilidade. A alta velocidade máxima e o alcance eran de importancia secundaria. O pesado caza dun só asento (jū tanza sentōki; jūsen) debía estar armado con dúas metralladoras de 7,7 mm e un ou dous "canóns", é dicir, metralladoras pesadas1. Foi creado para loitar contra os bombardeiros, polo que tiña que ter unha velocidade máxima e unha velocidade de ascenso elevadas, mesmo a costa do alcance e a súa manobrabilidade.
O programa foi aprobado polo Ministerio do Exército (Rikugunsho) o 1 de xullo de 1938. Nos meses seguintes, Koku Honbu formulou os requisitos de rendemento para categorías individuais de aeronaves e entregoullos a fabricantes de aeronaves seleccionados. En moitos casos, abandonouse a fórmula de competición prototipo utilizada anteriormente, sendo os contratistas seleccionados aleatoriamente para tipos individuais de aeronaves. O novo caza Nakajima, destinado a substituír ao Ki-27, foi clasificado como "lixeiro". Recibiu a designación militar Ki-43.
O terceiro prototipo do Ki-43 (número de serie 4303) foi construído en marzo de 1939. Durante as probas, o avión foi modificado para parecerse a máquinas experimentais (os chamados prototipos adicionais).
Implementación do proxecto
O proxecto de caza Ki-43 foi creado por un equipo dirixido polo enxeñeiro Yasushi Koyama, quen tamén se encargou da central eléctrica. O director do proxecto responsable da construción da célula foi Minoru Ota. Kunihiro Aoki encargouse dos cálculos de forza, mentres que Tetsuo Ichimaru encargouse do deseño das ás. A dirección xeral do proxecto correu a cargo do doutor Ing. Hideo Itokawa, aerodinámico xefe de Nakajima e xefe de deseño de avións militares (rikugun sekkei-bu).
De acordo coa filosofía de deseño de cazas vixente no Xapón naquel momento, o Ki-43 foi deseñado para ser o máis lixeiro posible. Non se utilizaron a armadura do asento do piloto nin os selos do tanque de combustible. Para axilizar o traballo, utilizáronse moitas solucións técnicas probadas no Ki-27. A única novidade significativa foi un tren de aterraxe principal lixeiro dunha soa pata, retráctil e retráctil hidráulicamente. O seu deseño foi observado no caza estadounidense Vought V-143 comprado por Xapón en xullo de 1937. Do mesmo xeito que o orixinal, só se cubrían as patas despois da limpeza, mentres que as propias rodas permaneceron desprotexidas. O patin da cola quedou debaixo da fuselaxe traseira.
O habitáculo do piloto estaba cuberto cunha carcasa de tres seccións, formada por un parabrisas fixo, unha limusina traseira corrediza e unha parte traseira fixa, formando unha "joba" de chapa na fuselaxe, con dúas ventás nos laterais. É interesante que ao iniciar a limusina "rodouse" baixo a "xoba". Todo o abastecemento de combustible, o dobre que o do Ki-27, colocábase en catro tanques nas ás. Polo tanto, o depósito non foi instalado no caso. A aeronave estaba equipada cun transceptor Tipo 96 Modelo 2 cun mastro que soportaba un cable de antena montado nunha joroba. O piloto tiña unha planta de osíxeno á súa disposición. A punta era unha mira óptica estándar Tipo 89, cuxo tubo pasaba por un orificio no parabrisas.
Na fase de deseño, asumiuse que debido ao maior tamaño do fuselaje e ao máximo suministro de combustible, así como ao uso do mecanismo de retracción e tren de aterraxe, xunto co sistema hidráulico, o Ki-43 sería duns 25. % máis pesado que o Ki. -27. Polo tanto, foi necesario un motor máis potente para acadar o rendemento previsto. Koyama escolleu un motor Nakajima Ha-14 de 25 cilindros de dúas estrelas cunha potencia de despegue de 980 CV, cun compresor dunha soa etapa e dunha soa velocidade. O Ha-25 (denominación de fábrica NAM) baseouse no deseño do francés Gnome-Rhône 14M, pero utilizando solucións do motor Ha-20 (licenza británica Bristol Mercury VIII) e ideas propias. O resultado foi unha unidade de enerxía moi exitosa: tiña un deseño compacto, pequenas dimensións e peso, era fácil de operar, fiable e, ao mesmo tempo, podía traballar nunha mestura magra durante moito tempo, o que reduciu o consumo de combustible. consumo e, polo tanto, permitiu aumentar o alcance da aeronave. En 1939, o exército aceptou o Ha-25 para a produción en serie baixo o nome descritivo Type 99 cunha potencia de 950 hp. (99-shiki, 950-bariki) 2. No Ki-43, o motor impulsaba unha hélice de madeira fixa de dúas palas cun diámetro de 2,90 m sen tapa.
Na primavera de 1938, unha comisión de especialistas do Koku Honbu e Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (Instituto Experimental de Tecnoloxía da Aviación do Exército, abreviado como Kogiken ou Giken) avaliou positivamente o proxecto de deseño do caza Ki-43 e aprobou o seu deseño. . Despois diso, Koku Honbu encargou a construción de tres prototipos (shisakuki) de Nakajima, e os deseñadores comezaron a desenvolver documentación técnica detallada.
Prototipos
O primeiro prototipo de Ki-43 (número de serie 4301 seizō bangō) saíu da planta de montaxe número 1 de Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha (Dai-1 Seizōshō) en Ota, Prefectura de Gunma a principios de decembro de 1938, só un ano despois de recibir o pedido. O seu voo tivo lugar o 12 de decembro desde o aeródromo da fábrica de Ojima. En xaneiro de 1939, o avión voou a Tachikawa para realizar probas detalladas de voo no Departamento de Investigación de Kogiken. Tamén asistiron pilotos instrutores da Escola de Aviación do Exército de Akeno (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), que entón era un centro de probas adicional para cazas da Aviación do Exército. Outros dous prototipos (4302 e 4303), rematados en febreiro e marzo de 1939, tamén foron a Kogiken. Diferían do primeiro prototipo só no revestimento da cabina: a "joba" estaba completamente acristalada e a limusina tiña menos marcos de reforzo.
Descoñécense os detalles das probas de voo, pero sábese que os comentarios dos pilotos foron negativos. Os prototipos do Ki-43 non tiñan un rendemento moito mellor que o Ki-27 en serie, e ao mesmo tempo características de voo significativamente peores, especialmente a súa maniobrabilidade. Eran lentos e lentos para responder aos desvíos do temón e dos aleróns, e os tempos de viraxe e o radio eran demasiado longos. Ademais, as características de despegue e aterraxe foron insatisfactorias. Problemas causados no sistema hidráulico do chasis. O xeito de abrir a tapa da cabina considerouse impracticable. Nesta situación, Koku Honbu estivo preto de tomar a decisión de abandonar o desenvolvemento do Ki-43. A dirección de Nakajima, non querendo perder potenciais beneficios nin poñer en perigo o prestixio da empresa, conseguiu que os militares ampliaran as probas e encargasen dez prototipos modificados (4304-4313). Foi destinado a probar novas solucións técnicas, motores e armas nelas. Equipo de enxeñeiros Koyama comezou a traballar no redeseño do Ki-43 mellorado para cumprir as expectativas de Koku Honbu.
Simplificouse o deseño da aeronave (o que posteriormente causou serios problemas coa forza da á) e tamén se modificou a unidade de cola. A cola foi movida cara atrás e o temón cubría agora toda a altura da cola e as puntas da fuselaxe, polo que a súa área era moito maior. Como resultado, a súa eficiencia aumentou, o que tivo un efecto positivo na manobrabilidade da aeronave. A tapa do habitáculo foi completamente redeseñado e agora constaba de dúas partes: un parabrisas fixo e unha limusina en forma de bágoa totalmente acristalada que podía deslizarse cara atrás. A nova cuberta non só era moito máis lixeira, senón que tamén proporcionaba unha visibilidade moito mellor en todas as direccións (especialmente na parte traseira). O mastro da antena moveuse cara ao lado dereito da fuselaxe dianteira, xusto detrás do motor. Grazas a estes cambios, a silueta do avión fíxose máis delgada e aerodinámicamente máis perfecta. Mellorouse o funcionamento dos sistemas hidráulico e eléctrico, substituíuse a radio por un tipo 96 modelo 3 modelo 2 máis lixeiro, instalouse unha roda de cola fixa en lugar dun patin e a hélice está equipada cunha tapa. En maio de 1940 desenvolvéronse dúas novas puntas de ás, 20 e 30 cm máis estreitas que as orixinais, o que permitiu reducir a envergadura das ás en 40 e 60 cm, respectivamente, pero o seu uso quedou temporalmente abandonado.
Os avións de proba, chamados prototipos suplementarios ou complementarios (zōka shisakuki), foron construídos entre novembro de 1939 e setembro de 1940. Estaban equipados con motores Ha-25 con hélices metálicas Sumitomo de dúas palas do mesmo diámetro, mecanismo hidráulico de axuste de inclinación da pala da empresa estadounidense Hamilton Standard. Ao mesmo tempo, probáronse varios ángulos de inclinación das láminas para determinar os seus valores óptimos. En varias copias probáronse hélices autoaxustables de tres palas completamente novas, pero non se decidiu usalas en avións de produción.
En xullo de 1940, os prototipos números 4305 e 4309 foron equipados con novos motores Ha-105 cunha potencia de despegue de 1200 CV. Foi unha revisión do Ha-25 cun compresor de dúas velocidades dunha soa etapa e unha caixa de cambios modificada. Despois dunha serie de probas, os motores orixinais foron restaurados en ambas as máquinas. Por outra banda, os motores Ha-4308 máis novos debían ser probados no avión no 4309 e de novo no 115, pero debido á súa maior lonxitude e peso, esta idea foi abandonada. Isto requiriu demasiados cambios no deseño da aeronave, ademais, naquel momento o motor Ha-115 aínda non estaba finalizado. Polo menos unha aeronave (4313) ten rejillas de aire de refrixeración no bordo posterior da carcasa do motor con oito aletas articuladas a cada lado e dúas na parte superior. O cubo de parafuso está cuberto cunha tapa. Nas aeronaves 4310 e 4313, as ametralladoras Tipo 89 foron substituídas por novas 103 mm No-12,7, cunha reserva de 230 ou 250 cartuchos. Algúns avións experimentais voaron durante as probas sen armas, miras e radios (e mesmo co mástil da antena desmontado). As modificacións exitosas introducidas e probadas nunha mostra foron posteriormente implementadas noutras máquinas.
Despois de todo, a novidade máis importante foron os chamados escudos de combate (sento ou kusen furappu), desenvolvidos polo Eng. Itokawa. As solapas foron asimétricamente máis aló do contorno da á, é dicir. a maior distancia da fuselaxe que dos alerones, creando un sistema que se asemella ás ás extendidas dunha bolboreta (de aí o seu nome popular para as solapas de bolboreta - cho-gata). Durante o combate aéreo (ata unha velocidade duns 400 km / h), podían estenderse e desviarse 15 °, o que mellorou radicalmente a manobrabilidade da aeronave, permitíndolle realizar xiros máis cerrados sen perder sustentación. Os escudos de combate instaláronse por primeira vez nas últimas tres unidades experimentais (4311, 4312 e 4313). Pronto se converteron no selo distintivo dos loitadores de Nakajima.
