Прототипы тяжелого истребителя Kawasaki Ki-45 (01-03,07). Япония

Данный материал выкладывается на сайт как в продолжение темы тяжелых истребителей, так и в продолжение статьи «Семейство неудачников. Опытный бомбардировщик Nakajima Ki-19 (中島 キ19). Япония» уважаемого коллеги redstar72.

Состоявший во время Второй Мировой войны на вооружении воздушных сил Императорской японской армии и получивший от воздушного штаба наименование Toryu (屠龍 — драконоборец) двухмоторный двухместный истребитель Kawasaki Ki-45 kai был наиболее успешным типом тяжелого перехватчика на Дальнем Востоке и Тихоокеанском ТВД. В переносном смысле этими драконами для японцев стали вражеские бомбардировщики, особенно после того как Boeing B-29 Superfortress стали наносить разрушительные удары по густой промышленной застройке.

Путь к успешному тяжелому истребителю не был простым и гладким, равно как и с рядом машин этого типа, разрабатывавшихся другими участниками войны. Первую попыткк компании Кавасаки создать тяжелый многоцелевой истребитель следует отнести к марту 1937 года — времени, когда технический отдел воздушного штаба Императорской японской армии выдал соответствующее задание. Наиболее прославившиеся в 1939-45 годах самолеты создавали в мирное время, хотя в данном случае этот тезис не является верным, поскольку с 1937 года Япония вела широкомасштабные военные действия в Китае. Указывается, что возможно выданное техническим отделом задание было вдохновлено характеристиками немецкого (Bf 110), французского (Potez 63), американского (Bell YFM-1 Airacuda) и, например, голландского (Fokker G.1) и требовало мощного двухмоторного многоцелевого истребителя с экипажем из двух человек (пилота и стрелка-радиста) с высокими характеристиками, в первую очередь скорости и продолжительности полета.

Японская машина должна была оснащаться двумя 750-сильными рядными двигателями водяного охлаждения Kawasaki Ha-9 и иметь цельнометаллический дюралюминиевый планер. Задание было выдано компаниям Накадзима, Кавасаки и Мицубиси, машинами которых были присвоены обозначения Ki-37, Ki-38 и Ki-39 соответственно. В то время компании Накадзима и Мицубиси были настолько загружены другими не менее важными программами, что отказались от участия в конкурсе, в котором выступила только Кавасаки со своим Ki-38. Но еще до завершения основного этапа разработки «тридцатьвосьмого» технический отдел воздушного штаба пришел к необходимости изменений технических и эксплуатационных требований: на новый истребитель должны были быть установлены два звездообразных девятицилиндровых двигателя Nakajima Ha-20 Otsu, ведущих свое происхождение от британских Bristol Mercury и развивавших 831 л.с. (611 кВт). С этой силовой установкой самолет на высоте 3500 метров должен был развивать максимальную скорости 540 км/ч. Вооружение должно было состоять из стреляющих вперед одной 20-мм пушки Ho-3 и двух 7,7-мм пулеметов Type 89, для самообороны машина должна была оснащаться одним подвижным 7,7-мм пулеметом Te-1 (планировался на стадии проектирования, во время испытаний был установлен Te-4). Боевая высота полета должна была составлять 5000 метров, а продолжительность полета 4,5 часа.

В январе 1938 года главным конструктором нового самолета, получившего обозначение Ki-45, был назначен Исаму Имаши. Меньше чем за год была почти завершена разработка конструкторско-технологической документации первого прототипа (заводской номер 4501). Еще до завершения проектных работ руководство работами взял на себя амбициозный Такео Дои, и его получившая небольшие изменения машина стала прочным низкопланом с однолонжеронным крылом, имевшим полуэллиптические кромки и выдвижные закрылки, довольно массивным корпусом и хвостовым оперением с  элегантными эллиптическими поверхностями. Каждая из основных стоек шасси была оборудована одним колесом и убиралась назад в мотогондолу. Пилот сидел в «закрытой» истребительной кабине, расположенной в районе передней кромки крыла. Застекленная задняя кабина со стрелком-радистом размещалась на уровне задней кромки крыла. В январе 1939 года первый прототип 4501 собран и в следующем месяце совершил свой первый полет с аэродрома Гифу.

первый прототип Ki-45 (4501) перед летными испытаниями в Гифу

Созданные в годы Второй Мировой войны японские самолеты характеризовались тщательным аэродинамическим и эстетическим закапотированием радиальных двигателей с элекантными обтекателями винтов, однако во время работы над первой версией Ki-45 инженеры еще только учились оптимальному капотированию «круглых» двигателей. Ki-45 № 4501 имел не оченьхорошо обтекаемый капот типа NACA без жалюзей охлаждающих створок и без обтекателей винтов. Начальные летные испытания показали, что капоты являются источником значительного сопротивления, вследствие чего прототип не может развить требуемых характеристик. Кроме того у двигателей  были проблемы с охлаждением: они или перегревались, или наоборот охлаждение было избыточным. Также следует сказать, что винты, вращавшиеся двигателями, были фиксированного шага.

вариант окраски первого прототипа Ki-45 (4501). На первый прототип Ki-45 (4501) был нанесен камуфляж старого типа с большими полосами темно-зеленого и коричнево-красного цветов на верхней поверхности крыла и на верхней и боковых поверхностях фюзеляжа и оперения, нижние поверхности окрашивались светлой серо-зеленой краской. Опознавательные знаки без окантовки были нанесены только на крыло, наклонная полоса на фюзеляже указывала на первый прототип. Точно так же прототипы окрашены прототипы 4502 и 4503. Все поверхности 4507 были полностью окрашены серо-зеленой краской

На втором прототипе (зав. номер 4502) Такео Дои приступил к активному изменению капотировки двигателей. Капоты получили меньший диаметр и охватывает коромысла клапанов на головках цилиндров были спрятаны под выступающими каплеобразными обтекателями. Также на задней кромке были добавлены регулируемые жалюзи системы охлаждения и конические обтекатели трехлопастных вонтов регулируемого шага. В таком виде 4502 летал осенью 1939 года. Характеристики улучшились, но по-прежнему оставались ниже требуемых.

схемы первых прототипов Ki-45

схемы Ki-45 (4502)

Дальнейшей модификацией была машина с заводским номером 4503 — на ней капоты были вытянуты вперед, а винты оснащались большими обтекателями. Охлаждающий воздух поступал к цилиндрам вентилятором, выпуская нагретый через отверстия на верхней части крыла. Но даже это сложный метод не принесло ожидаемого эффекта. На испытаниях максимальная скорость горизонтального полета не превышала 480 км/ч.

прототип Ki-45 (4502)

Тем не менее прототипы 4502 и 4503 были переданы расположенной в Акено летной школе для испытаний пилотами-инструкторами. Их оценка самолетов была резко негативной: мало того, что летные характеристики были ниже требуемых, но поведение во время рулежки на земле было неподходящим, пилотирование было сложным, а установленные на самолете системы были сложны в эксплуатации. 

прототип Ki-45 (4502) в полете (современный рисунок)

Строительство других заказанных экземпляров Ki-45 (заводские номера 4504-4509) было приостановлено приказом воздушного штаба. Компания Кавасаки находившиеся в стадии строительства части самолетов отправила на слом. Исключением стал самый перспективный 4507, который получил новые двухрядные четырнадцатицилиндровые радиальные двигатели Nakajima Ha-25 меньшего диаметра, развивавшие 745 кВт (1014 л.с.), спрятанные в простые аэродинамически чистые капоты и вращавшие трехлопастные винты переменного шага с небольшими коническими обтекателями.

прототип Ki-45 (4507)

Затем в 1940 году Такео Дои «привил» новую моторную установку на переработанный планер с технологически более простым крылом большего размаха, тонким фюзеляжем и модифицированным хвостовым оперением с более высоким килем.     Новый Ki-45 kai с заметно сниженным лобовым сопротивлением на испытаниях весной 1941 года подтвердил, что даже с тяжелым вооружением летные характеристики соответствуют первоначальным требованиям спецификации и что уже ничего не мешает массовому производству и постепенному вводу в эксплуатацию. Toryu, наконец, уже мог соответствовать своему имени. Однако kai имел общее со своим предшественником лишь в общей концепции и по своим очертаниям был уже фактически новым самолетом, которому союзники присвоили кодовое обозначение «Nick».  

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: тяжелый истребитель

Экипаж: 2 человека

Силовая установка: два 831-сильных радиальных девятицилиндровых двигателя Nakajima Ha-20 Otsu 

Размеры:

размах крыла 14,50 м
длина 10,26 м
высота 3,57 м
площадь крыла 29,03 м²

Вес:

пустого 2510 кг
взлетный 3755 кг

Летные характеристики:

максимальная скорость 480 км/ч
время подъема на высоту 5000 метров 10 мин 15 сек
потолок 7200 м
дальность полета 1750 км

Производитель: Kawasaki Kokuki Kogyo K.K. (川崎航空工機業株式会社 — Kawasaki Aircraft Engineering Co Ltd.), Кагамигахара/Гифу

Производство: построено 4 прототипа

источник: MIROSLAV BALOUS «Kawasaki Ki-45 (01-03,07)» «Letectvi+Kosmonautika» 01-2010