Nakajima Ki-43 Hayabusa cap.1
Akeno Aviation School Ki-43-II, 1943. Puede ver las características típicas del llamado Ki-43-II de preproducción: un enfriador de aceite anular en la entrada de aire del motor y una pequeña caja de un enfriador de aceite adicional debajo el fuselaje
El Ki-43, cuyo nombre en código es "Oscar" por los Aliados, fue el caza más numeroso del Ejército Imperial Japonés en su historia. Fue desarrollado a finales de los años 30 como sucesor del Ki-27. Se distinguió por su excelente maniobrabilidad, pero en muchos aspectos era inferior a sus oponentes. Los intentos de mejorar el rendimiento y fortalecer las armas durante la producción hicieron poca diferencia, ya que los aliados también introdujeron en servicio nuevos tipos de cazas más avanzados. A pesar de sus defectos y debilidades, el Ki-43 siguió siendo uno de los símbolos del ejército japonés.
En diciembre de 1937, con la adopción del caza Ki-27 (Tipo 97) por parte del Ejército Imperial Japonés (Dai Nippon Teikoku Rikugun), la Administración de Aviación General del Ejército (Rikugun Kōkū Honbu) encargó a Nakajima que comenzara a trabajar en el diseño de su sucesor. . El Ki-27 se convirtió en el primer avión de ala baja autoportante totalmente metálico con una cabina cubierta en entrar en servicio con las Fuerzas Aéreas del Ejército. En el nuevo caza, se decidió utilizar otra novedad: un tren de aterrizaje retráctil. En términos de rendimiento, el Koku Honbu requería una velocidad máxima de al menos 500 km/h a 4000 m, un tiempo de ascenso a 5000 m de menos de 5 minutos y una autonomía de 300 km con combustible para 30 minutos de dogfight o 600 km sin reserva de marcha. . Se suponía que la maniobrabilidad del nuevo caza no era peor que la del Ki-27. El armamento consistiría en dos ametralladoras síncronas de 89 mm Tipo 89 (7,7-shiki), colocadas en el fuselaje entre el motor y la cabina y disparando a través de un disco de tornillo. Este es el armamento estándar de los combatientes del ejército desde su creación.
Pronto, los requisitos previos para el próximo programa de desarrollo de armas de aviación (Koku Heiki Kenkyu Hoshin) comenzaron a desarrollarse en Koku Honbu, bajo el cual se crearían aviones de combate, bombarderos y aviones de reconocimiento de nueva generación, diseñados para reemplazar las máquinas que acababan de entrar en servicio en unos años. Se decidió crear dos categorías de cazas monomotor y monoplaza: ligeros y pesados. No fue la masa de la aeronave, sino su armamento. Un caza ligero de un solo asiento (kei tanza sentōki; abreviado como keisen), armado con dos ametralladoras de 7,7 mm, debía usarse contra los cazas enemigos. Para ello, tenía que caracterizarse, sobre todo, por una excelente maniobrabilidad. La alta velocidad máxima y el alcance eran de importancia secundaria. El caza pesado monoplaza (jū tanza sentōki; jūsen) debía estar armado con dos ametralladoras de 7,7 mm y uno o dos "cañones", es decir, ametralladoras pesadas1. Fue creado para luchar contra los bombarderos, por lo que tenía que tener una velocidad máxima y una velocidad de ascenso altas, incluso a expensas del alcance y la maniobrabilidad.
El programa fue aprobado por el Ministerio del Ejército (Rikugunsho) el 1 de julio de 1938. En los meses siguientes, Koku Honbu formuló los requisitos de desempeño para categorías individuales de aeronaves y los entregó a fabricantes de aeronaves seleccionados. En muchos casos, se ha abandonado la fórmula de competencia de prototipos utilizada anteriormente, con contratistas seleccionados al azar para tipos individuales de aeronaves. El nuevo caza Nakajima, destinado a reemplazar al Ki-27, fue clasificado como "ligero". Se le dio la designación militar Ki-43.
El tercer prototipo del Ki-43 (número de serie 4303) se construyó en marzo de 1939. Durante las pruebas, la aeronave se modificó para parecerse a máquinas experimentales (los llamados prototipos adicionales).
Implementación del proyecto
El proyecto de caza Ki-43 fue creado por un equipo dirigido por el ingeniero Yasushi Koyama, quien también se encargó de la planta de energía. El director del proyecto responsable de la construcción del fuselaje fue Minoru Ota. Kunihiro Aoki estuvo a cargo de los cálculos de fuerza, mientras que Tetsuo Ichimaru estuvo a cargo del diseño del ala. La dirección general del proyecto estuvo a cargo del Dr. Ing. Hideo Itokawa, jefe de aerodinámica de Nakajima y jefe de diseño de aeronaves militares (rikugun sekkei-bu).
De acuerdo con la filosofía de diseño de cazas vigente en Japón en ese momento, el Ki-43 fue diseñado para ser lo más liviano posible. No se utilizaron ni la armadura del asiento del piloto ni los sellos del tanque de combustible. Para acelerar el trabajo, se utilizaron muchas soluciones técnicas probadas en el Ki-27. La única novedad significativa fue un tren de aterrizaje principal ligero, de una sola pata, hidráulicamente retráctil y retráctil. Su diseño se observó en el caza estadounidense Vought V-143 adquirido por Japón en julio de 1937. Al igual que el original, solo las patas se cubrieron después de la limpieza, mientras que las ruedas quedaron desprotegidas. El patín de cola quedó debajo del fuselaje trasero.
La cabina del piloto estaba cubierta con una carcasa de tres cuerpos, formada por un parabrisas fijo, una limusina trasera deslizante y una parte trasera fija, formando una "joroba" de chapa sobre el fuselaje, con dos ventanas a los lados. Es interesante que al arrancar la limusina "rodó" debajo de la "joroba". Todo el suministro de combustible, dos veces mayor que el del Ki-27, se colocó en cuatro tanques en las alas. Por lo tanto, el tanque no se instaló en el caso. La aeronave estaba equipada con un transceptor Tipo 96 Modelo 2 con un mástil que soportaba un cable de antena montado sobre una joroba. El piloto disponía de una planta de oxígeno. La punta era una mira óptica Tipo 89 estándar, cuyo tubo pasaba a través de un agujero en el parabrisas.
En la etapa de diseño, se asumió que debido al mayor tamaño de la estructura del avión y el suministro máximo de combustible, así como el uso del mecanismo de retracción y tren de aterrizaje, junto con el sistema hidráulico, el Ki-43 sería de aproximadamente 25 % más pesado que el Ki. -27. Por lo tanto, se requería un motor más potente para lograr el rendimiento previsto. Koyama eligió un motor Nakajima Ha-14 de 25 cilindros y dos estrellas con una potencia de despegue de 980 hp, con un compresor de una sola etapa y una sola velocidad. El Ha-25 (designación de fábrica NAM) se basó en el diseño del Gnome-Rhône 14M francés, pero utilizando soluciones del motor Ha-20 (licencia británica Bristol Mercury VIII) e ideas propias. El resultado fue una unidad de potencia muy exitosa: tenía un diseño compacto, dimensiones y peso pequeños, era fácil de operar, confiable y, al mismo tiempo, podía trabajar con una mezcla pobre durante mucho tiempo, lo que reducía el consumo de combustible. consumo y, por lo tanto, permitió aumentar el alcance de la aeronave. En 1939, el Ha-25 fue aceptado por el ejército en producción en serie bajo el nombre descriptivo Tipo 99 con una potencia de 950 hp. (99-shiki, 950-bariki) 2. En el Ki-43, el motor impulsaba una hélice fija de madera de dos palas con un diámetro de 2,90 m sin cubierta.
En la primavera de 1938, una comisión de especialistas del Koku Honbu y Rikugun Koku Gijutsu Kenkyusho (Instituto Experimental de Tecnología de Aviación del Ejército, abreviado como Kogiken o Giken) evaluó positivamente el diseño preliminar del caza Ki-43 y aprobó su diseño. . Después de eso, Koku Honbu ordenó la construcción de tres prototipos (shisakuki) de Nakajima y los diseñadores comenzaron a desarrollar una documentación técnica detallada.
Prototipos
El primer prototipo Ki-43 (número de serie 4301 seizō bangō) salió de la planta de ensamblaje Nakajima Hikōki Kabushiki Gaisha No. 1 (Dai-1 Seizōshō) en Ota, prefectura de Gunma, a principios de diciembre de 1938, solo un año después de recibir el pedido. Su vuelo tuvo lugar el 12 de diciembre desde el aeródromo de la fábrica de Ojima. En enero de 1939, el avión voló a Tachikawa para realizar pruebas de vuelo detalladas en el Departamento de Investigación de Kogiken. También asistieron pilotos instructores de la Escuela de Aviación del Ejército de Akeno (Akeno Rikugun Hikō Gakkō), que entonces era una instalación de prueba adicional para los cazas de la Aviación del Ejército. Otros dos prototipos (4302 y 4303), completados en febrero y marzo de 1939, también fueron a Kogiken. Se diferenciaban del primer prototipo solo en el revestimiento de la cabina: la "joroba" estaba completamente acristalada y la limusina tenía menos marcos de refuerzo.
Se desconocen los detalles de la prueba de vuelo, pero se sabe que los comentarios del piloto fueron negativos. Los prototipos del Ki-43 no tenían un rendimiento mucho mejor que el Ki-27 de serie y, al mismo tiempo, características de vuelo significativamente peores, especialmente la maniobrabilidad. Eran lentos y lentos para responder a las desviaciones del timón y los alerones, y los tiempos de giro y el radio eran demasiado largos. Además, las características de despegue y aterrizaje no fueron satisfactorias. Problemas causados en el sistema hidráulico del chasis. Se consideró que la forma de abrir la tapa de la cabina no era práctica. En esta situación, Koku Honbu estuvo cerca de tomar la decisión de abandonar el desarrollo del Ki-43. El liderazgo de Nakajima, no queriendo perder ganancias potenciales ni poner en peligro el prestigio de la empresa, logró que los militares extendieran las pruebas y ordenaran diez prototipos modificados (4304-4313). Estaba destinado a probar nuevas soluciones técnicas, motores y armas en ellos. equipo de ingenieros Koyama comenzó a trabajar en el rediseño del Ki-43 mejorado para cumplir con las expectativas de Koku Honbu.
Se simplificó el diseño de la aeronave (lo que posteriormente causó serios problemas con la resistencia del ala), y también se modificó la unidad de cola. La cola se movió hacia atrás y el timón ahora cubría toda la altura de la cola y las puntas del fuselaje, por lo que su área era mucho más grande. Como resultado, aumentó su eficiencia, lo que tuvo un efecto positivo en la maniobrabilidad de la aeronave. La tapa de la cabina se rediseñó por completo y ahora constaba de dos partes: un parabrisas fijo y una limusina en forma de lágrima completamente acristalada que podía deslizarse hacia atrás. La nueva cubierta no solo era mucho más liviana, sino que también brindaba una visibilidad mucho mejor en todas las direcciones (especialmente en la parte trasera). El mástil de la antena se movió al lado derecho del fuselaje delantero, justo detrás del motor. Gracias a estos cambios, la silueta del avión se ha vuelto más esbelta y aerodinámicamente más perfecta. Se mejoró el funcionamiento de los sistemas hidráulico y eléctrico, se reemplazó la radio por una Tipo 96 Model 3 Model 2 más liviana, se instaló una rueda de cola fija en lugar de un patín y la hélice está equipada con una tapa. En mayo de 1940 se desarrollaron dos nuevas puntas de ala, 20 y 30 cm más estrechas que las originales, que permitieron reducir la envergadura en 40 y 60 cm, respectivamente, pero se abandonó temporalmente su uso.
Los aviones de prueba, llamados prototipos suplementarios o complementarios (zōka shisakuki), se construyeron entre noviembre de 1939 y septiembre de 1940. Estaban equipados con motores Ha-25 con hélices metálicas Sumitomo de dos palas del mismo diámetro y un mecanismo hidráulico de ajuste de la inclinación de las palas de la empresa estadounidense Hamilton Standard. Al mismo tiempo, se probaron varios ángulos de inclinación de las palas para determinar sus valores óptimos. En varias copias, se probaron hélices autoajustables de tres palas completamente nuevas, pero no se decidió usarlas en aviones de producción.
En julio de 1940, los prototipos Nos. 4305 y 4309 fueron equipados con nuevos motores Ha-105 con una potencia de despegue de 1200 hp. Era una revisión del Ha-25 con un compresor de dos velocidades de una sola etapa y una caja de cambios modificada. Después de una serie de pruebas, se restauraron los motores originales en ambas máquinas. Por otro lado, los motores Ha-4308 más nuevos iban a ser probados en el avión No. 4309 y nuevamente en el 115, pero debido a su mayor longitud y peso, se abandonó esta idea. Esto requirió demasiados cambios en el diseño de la aeronave, además, en ese momento el motor Ha-115 aún no se había finalizado. Al menos una aeronave (4313) tiene persianas de aire de refrigeración en el borde posterior de la carcasa del motor con ocho aletas con bisagras a cada lado y dos en la parte superior. El cubo del tornillo está cubierto con una tapa. En los aviones No. 4310 y 4313, las ametralladoras Tipo 89 fueron reemplazadas por nuevas No-103 de 12,7 mm, con una reserva de 230 o 250 rondas. Algunos aviones experimentales volaron durante las pruebas sin armas, miras ni radios (e incluso con el mástil de la antena desmantelado). Las modificaciones exitosas introducidas y probadas en una muestra se implementaron posteriormente en otras máquinas.
Después de todo, la novedad más importante fueron los llamados escudos de combate (sento o kusen furappu), desarrollados por el Ing. Itokawa. Los flaps fueron asimétricamente más allá del contorno del ala, es decir. a una distancia mayor del fuselaje que de los alerones, creando un sistema que se asemeja a las alas extendidas de una mariposa (de ahí su nombre popular para las aletas de mariposa - cho-gata). Durante el combate aéreo (hasta una velocidad de unos 400 km/h), podían extenderse y desviarse 15°, lo que mejoraba radicalmente la maniobrabilidad de la aeronave, permitiéndole realizar giros más cerrados sin perder sustentación. Los escudos de combate se instalaron por primera vez en las últimas tres unidades experimentales (4311, 4312 y 4313). Pronto se convirtieron en el sello distintivo de los luchadores de Nakajima.
