Истребитель-перехватчик 九州 震電 (Kyushu J7W Shinden). Япония

Данный материал выкладывается на сайт в продолжение темы, поднятой в статье «Гонка за призраком скорости. Среди «Сверхболидов»«. 

В 1943 году IJN выдало спецификацию 18-shi, которая включала требования к новому пере­хват­чику. Японские самолеты, которым была поручена роль перехватчиков, к тому времени начали уступать новейшим истребителями союзников, и IJN стремился обеспечить сохранение своего преимущества. Три компании представили свои проекты, и проект Кюсю был самым радикальным из них: J7W Shinden.

Человеком, стоявшим за Shinden-ом («Magnificent Lightning» — Величественная молния), был капитан Масайоши Цуруно, член технического штаба IJN. Цуруно задумал перехватчик, который использовал конфигурацию, редко встречавшуюся в его проектных работах – схема «утка» с ПГО. «Утка» не являлась новой концепцией даже в 1943 году. Она наблюдалась еще в 1910 году в конструкциях Габриэля и Шарля Вуазенов, а затем использовалась в самолете Блерио. (Оба самолета использовали термин «Canard», который с французского переводится как «утка» — в 1910 году Canard Voisin и в 1911 году Bleriot Canard.) «Утки» спорадически появлялись среди экспериментальных самолетов вплоть до Второй Мировой войны, примерами чему могут быть Raab-Katzenstein Rakate 1929 года, Focke-Wulf Ente 1931 года и Beltrame Colibri 1937 года. Цуруно чувствовал, что «утка» может дать ряд преимуществ, таких как снижение возможности срыва, улучшение управляемости и маневренности и облегчение некоторых конструктивных проблем, таких как установка двигателя и расположение механизмов управления.

Масайоши Цуруно во время войны…

…и в преклонные годы

Помимо «утки» Цуруно ввел в Shinden еще одну особенность, что было, конечно, новым для японцев — использование в качестве силовой установки турбореактивного двигателя. Конечно, Цуруно понимал, что должен быть использован более обычный поршневой двигатель, до тех пор, пока не будет доступен турбореактивный. Однако турбореактивный двигатель был включен в перво­началь­ный проект для того, чтобы переход не представлял никаких трудностей. В это время Shinden был известен как X-18.

К тому времени – к концу 1943 года, когда первоначальный макет Цуруно для Shinden-а был завершен, IJN выпустил свои спецификации 18-shi для трех самолетов. Первым из них был истребитель завоевания превосходства в воздухе (18-shi Ko), вторым был перехватчик (18-shi Otsu), третьим – ночной истребитель (18-shi Hei). В борьбе за победу в спецификации 18-shi Otsu Накадзима и Каваниши представили проекты: одномоторного J6K1 Jinpu («Шквал») и двухмоторного J5N1 Tenrai («Небесный Гром») соответственно. Эти проекты были основаны на довольно редких требованиях спецификации, которая требовала максимальной скорости 665 км/ч, подъема на высоту 8000 метров за 9 минут и способности нести по крайней мере две 30-мм пушки. Вместе с этими двумя проектами капитаном Цуруно императорскому флоту был представлен Shinden в качестве третьего конкурента.

Несмотря на некоторое противостояние проектов IJN был достаточно заинтригован, чтобы принять предложение Shinden. Однако проект должен был показать перспективность, и конфигурации «утка» необходимо было это доказать, прежде чем IJN разрешит дальнейшее его развитие. Таким образом, Цуруно разработал основанный на концепции Shinden планер в качестве средства для проверки свойств конфигурации «утка» и её управляемости. Фирма Кугишо получила заказ на строительство трех планеров, которые получили название MXY6. Первоначальные положительные результаты, достигнутые MXY6, убедили IJN продолжить развитие проекта Shinden и еще до завершения испытаний планера разрешить изготовление двух прототипов J7W1.

Схема J7W1

IJN передал проект Shinden в Kyushu Hikoki K.K., хотя Кюсю не имела опыта работы с самолетами, обладавшими высокими летно-технические характеристиками, не говоря уже о таких, как Shinden. Однако в отличие от других крупных производителей исследовательские центры, персонал и производственные мощности Кюсю не были загружены нуждами японской военной машины. Чтобы помочь Кюсю, IJN подключил команду из Dai-Ichi Kaigun Koku Gijutsu-sho, а также Цуруно, передав их в распоряжение инженеров и менеджеров Кюсю для усиления их возможностей в работе над программой.

Вариант окраски J7W1

В таком положении в июне 1944 года начались работы над первым прототипом. Сердцем J7W1 был оснащенный нагнетателем 18-цилиндровый радиальный двигатель Mitsubishi MK9D ([Ha-43]) 12. Хотя Цуруно хотел использовать реактивный двигатель, он отверг Ne 12B (TR-12), как недостаточ­ный с точки зрения тяговых характеристик. И поскольку дальнейшие турбореактивные опытно-конструкторские разработки проектировались, для получения улучшенных характеристик, то Shinden использовал этот радиальный двигатель до тех пор, пока не было подходящего турбо­реактив­ного. Двигатель Мицубиси с нагнетателем был установлен в задней части фюзеляжа. Шестилопастный толкающий металлический винт переменного шага Sumitomo был связан с двигателем через удлиненный вал. В случае аварийного покидания самолета винт мог быть отброшен. На каждой стороне фюзеляжа были воздухозаборники для охлаждения двигателя. Крыло имело стреловидность и на каждой консоли, примерно на середине размаха, находился киль. Пилот сидел в кабине в центре фюзеляжа, в то время как в носовой части было ПГО. На самолете использовалось трехопорное шасси с носовым колесом, имевшим размеры 550×150 мм, и двумя основными колесами с размерами 725×200 мм.

J7W1

Shinden должен был иметь четыре 30-мм пушки Type 5. Более тяжелые, чем более ранние Type 2, они обладали более высоким темпом стрельбы в 500 выстрелов в минуту и имели более высокую начальную скорость снаряда. Каждая пушка должна была иметь боезапас в 66 снарядов. Одного залпа с длительностью менее чем восемь секунд было достаточно, чтобы повредить и уничтожить истребитель или бомбардировщик, поэтому был малый боезапас 30-мм выстрелов, приходящихся на орудие. Поэтому по обе стороны от кинопулемета были размещены два 7,92-мм пулемета Type 1. Целью этих пулеметов была не атака, а служба в качестве пристрелки для пушек. При наведении на цель пилот должен был стрелять короткой очередью из пулемета. Если пули поражали цель, то пилот должен был стрелять очередью из пушек и быть достаточно уверенным в попадании, сохраняя тем самым драгоценные боеприпасы. Каждый пулемет Type 1 снабжался 75 патронами в двойном магазине барабанного типа. Следует отметить, что источники часто причисляют два пулемета Type 1 в качестве оружия для учебных целей, т.е. для практики и артиллерийского обучения, а не пристрелки пушек. Хотя, конечно, возможно, что наведение пушек представляется более правдоподобной версией благодаря быстрому потреблению боеприпасов пушек Type 5 и в обучении не было никакой реальной причины, поэтому пулеметы могли быть использованы в качестве замены пушек. Полезная нагрузка Shinden-а была небольшой и составляла 120 кг бомб.

J7W1

По состоянию на сентябрь 1944 года модель Shinden-а была испытана в аэродинамической трубе с целью оценки аэродинамических качеств ее профиля и горизонтальных проекций. С результатами, считающимися приемлемыми, первый металл для прототипа был раскроен на расположенном в городе Фукуока заводе Кюсю Харуда. По состоянию на май 1945 года Shinden был почти собран, хотя ему не хватало фонаря, гондол шасси, большей части крыла и других компонентов. Так как MK9D ([Ha-43]) 12 был уже установлен, то началась испытания силовой установки, и они показали, что проблемы существовали с охлаждением, вероятно, отчасти потому, что во время статических испытаний воздух не попадал в двигатель.

В июне 1945 года первый прототип был закончен, но вооружение не было установлено. Вместо этого в носу был установлен балласт, компенсирующий вес пушек Type 5. Летные испытания должны были начаться сразу, хотя проблема с охлаждением двигателя задержала первый полет до 3 июля. Цуруно поднял Shinden в первый полет. Самолет должен был взлететь из аэропорта Муширода в городе Фукуока. Двигатель был запущен и Цуруно забрался в кабину. При отпускании тормоза и начала пробежки Shinden показал неожиданно большой реактивный момент, разворачивающий самолет вправо. Удивленный Цуруно был не в состоянии остановить самолет, сворачивающий со взлетно-посадочной полосы, где пропеллер несколько раз коснулся земли, изогнув несколько лопастей примерно на 28 см. Кроме того, также была повреждена часть вертикального стабилизатора правой консоли крыла. Авария привела к задержке летных испытаний почти на месяц, в течение которого был выполнен ремонт. Для предотвращения ударов винта о землю на нижней части вертикальных стабилизаторов были установлены хвостовые колеса от Kyushu K11W Shiragiku.

J7W1

3 августа 1945 года Shinden был подготовлен к полету. Самолет был заправлен только 38 литрами топлива и 80 литрами масла. В самолете остался весовой компенсатор пушек Type 5. Полет был выполнен пилотом фирмы Кюсю Йошитака Мияиши. Проблема с реактивным моментом теперь была известна, Мияиши смог его компенсировать, и Shinden впервые успешно поднялся в воздух. Продолжительность полета была небольшой, и самолет не поднимался выше 400 метров. После посадки Мияиши сообщил, что взлет был относительно легким, но подъем руля был испытан на скорости 185 км/ч, а отрыв от поверхности состоялся на 193 км/ч. Пока он ускорялся до 222 км/ч, был очень заметен вызванный реактивным моментом разворот вправо. После выравнивания на высоте 400 метров и на максимальной скорости 259 км/ч тяга вправо оставалась проблемой. Мияиши также обнаружил, что посадка будет сложным процессом. У Shinden-а была обнаружена сравнительно высокая посадочная скорость в 240 км/ч, и из-за тяги реактивного момента и угла наклона носа посадка Shinden-а была не простой задачей.

Кабина пилота J7W1

Второй полет под управлением Мияиши был выполнен 6 августа. Хотя самолет был поднят на высоту 491 м, основное внимание было уделено маневренности. Пилот обнаружил, что во время набора высоты нос самолета стремился опуститься. Опять же, тяга вправо присутствовала и во время посадки, в случае небольшого подъема руля нос приподымался перед приземлением. Было также обнаружено, что во время полета поднялась температура масла, и решение этой проблемы должно было быть найдено.

8 августа 1945 года состоялся третий и последний полет Shinden под управлением Мияиши. На скорости 193 км/ч носовое колесо оторвалось от взлетно-посадочной полосы, и на скорости 203 км/ч самолет взлетел. Мияиши отметил, что тенденция к опусканию носа не зависела от того, насколько быстро или медленно набирал обороты двигатель. Он также обнаружил, что даже с опущенным носом Shinden еще летел горизонтально при незначительном отклонении руля. Посадочная скорость снова была 240 км/ч.

J7W2 в полете (современный рисунок)

В целом первый Shinden находился в воздухе от 30 до 45 минут. В дополнение к уже отмеченным проблемам Мияиши жаловался на сильные вибрации в фюзеляже, отчасти из-за реактивного момента двигателя и от удлинённого вала, связывавшего винт и мотор. С получением результатов полетов инженеры Кюсю приступили к процессу решения проблем реактивного момента, вибрации и охлаждения двигателя.

Тем не менее, еще до начала полетов Shinden-а IJN отчаянно нуждался в перехватчиках с высокими характеристиками. Kawanishi J6K1 Jinpu не показал улучшения характеристик по сравнению с Kawanishi N1K2-J Shiden-Kai (Shiden – фиолетовая молния, кодовое обозначение союзников George), а  Nakajima J5N1 Tenrai показал во время летных испытаний, начавшихся в июле 1944 года, разочаровывающие результаты. С неудачей этих двух заявок на участие в спецификации 18-shi в мае 1944 года IJN заказал производство J7W1 Shinden, тем самым сделав его единственным самолетом конфигурации «утка», запущенным в серию в годы Второй Мировой войны. По состоянию на сентябрь 1944 года производственные планы были составлены с заводом Кюсю Zasshonokuma: ожидался выпуск 30 Shinden-ов в месяц, в то время как завод Накадзимы Ханда должен был производить 120 Shinden-ов каждый месяц. В свете военной ситуации такие объемы производства было бы очень трудно обеспечить. Как бы то ни было, война закончилась прежде, чем удалось развернуть производство.

Пара J7W1 в полете (современный рисунок)

В дополнение к первому прототипу вторая машина также была изготовлена, но до конца военных действий не летала. Конец войны означал, что изменения, необходимые для устранения проблем, выявленных в ходе наземных и летных испытаний, так и не были сделаны. В качестве примечания, почти четыре десятилетия спустя полковник Боб Такер построил радиоуправляемую летающую модель Shinden-а. Его первый прототип, потерпевший две аварии и каждый раз требовавший полного восстановления модели, показал такие же проблемы с тягой, как и у оригинального Shinden-а. Чтобы решить эту проблему, Такер установил положительный угол атаки ПГО в 7,5°, скорректировал центр тяжести и отклонил удлиненный вал винта от нулевой линии тяги на 3° вправо и 4,5° вниз. Этими корректировками проблема тяги была успешно решена, и инженеры Кюсю, возможно, нашли бы то же решение, если бы они имели время для его реализации.

Shinden не был простым в управлении самолетом. Учитывая конфигурацию самолета, для примене­ния в бою он потребовал бы умелого пилота, однако ко времени ввода Shinden-а в эксплуатацию японские силы располагали малоопытными летчиками. Та же проблема досаждала немцам, когда их турбореактивные истребители с высокими характеристиками входили в эксплуатацию.

Вариант окраски J7W2

Конец войны также означал конец J7W2 Shinden-Kai – версии Shinden, оборудованной турбо­реактивным двигателем. Применение радиального двигателя было временным решением до появления подходящего турбореактивного. Ne 12B был отклонен, так как его мощность считалась слишком низкой, чтобы обеспечить самолет требуемыми характеристиками. В любом случае к этому времени велись работы над турбореактивным двигателем Kugisho Ne 20, в основе которого лежал немецкий двигатель BMW 003A, а единственным построенным японским турбореактивным самолетом был Nakajima Kitsuka (Kikka). J7W2 должен был использовать разрабатываемый Ishikawajima-Shibaura турбореак­тив­ный двигатель Ne 130, также базировавшийся на BMW 003A. Ne 130 имел тягу в два раза бóльшую, чем у Ne 20, однако он не был готов к концу войны, и как таковой J7W2 остался на чертежных досках. Существует предположение относительно того, как выглядел бы J7W2. Одним из предложений является то, что J7W2 был бы тем же J7W1 с заменой радиального двигателя Mitsubishi MK9D на турбореактивный. Второе предложение связано с тем, что без необходимости обеспечения безопасного зазора между винтом и землёй Shinden мог обойтись без высоких шасси, тем самым снижая высоту самолета. Наряду с изменением шасси также требовали корректировки вертикальное оперение, фюзеляж и форма фонаря. Вполне вероятно, что развитие J7W2 началось бы с появлением Ne 130: планер J7W1 был бы адаптирован для установки двигателя и проведения на нем испытаний, с последующим внедрением других изменений для стандарти­зации производства J7W2.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Современники: Curtiss-Wright XP-55 Ascender (США), Henschel P.75 (Германия), Gotha Go P.50/1 (Германия), Henschel P.87 (Германия), Messerschmitl P.1110 Ente (Германия), Miles M.35 и M.39B Libellula (Великобритания), Микоян-Гуревич МиГ-8 Утка (СССР), Ambrosini SS.4 (Италия).

Характеристики, указанные в скобках, принадлежат J7W2 Shinden-Kai, который должен был исполь­зовать стандартный планер J7W1.

Тип: перехватчик

Экипаж: 1 человек

Силовая установка: один Mitsubishi MK9D (|Ha-43|) 12 – 18-цилиндровый радиальный двигатель воздушного охлаждения, развивающий 2130 л.с. на взлете, 2020 л.с. на высоте 1180 м, 1160 л.с. на высоте 8700 м, приводящий в движение шестилопастный винт переменного шага (один турбо­реактивный двигатель с осевым компрессором Ne 130, развивавший тягу 900 кг)

Размеры:

размах крыла 11,09 м (11,09 м)
длина 9,63 м (9,63 м)
высота 3,90 м (3,90 м)
площадь крыла 20,49 м² (20,49 м²)
Удельная нагрузка на крыло: 216,29 кг/м² (240,21 кг/м²)
Удельная нагрузка на мощность: 2,35 кг/л.с. (5.44 кг/кгс)

Вес:

пустого 3525 кг (3465 кг)
с полной нагрузкой 4950 кг (4930 кг)
максимальный 5272 кг
полезной нагрузки 1425 кг

Летные характеристики:

максимальная скорость 750 км/ч на высоте 8700 м (800 км/ч на высоте 10 000 м)
крейсерская скорость 424 км/ч на высоте 4000 м (449 км/ч на высоте 6000 м)
крейсерская скорость 240 км/ч
длина разбега 560 м
длина пробега 580 м
дальность 851 км
продолжительность полета 2,5 часа
время подъема на высоту 8000 м – 10 мин 40 сек
практический потолок 12 000 м

Вооружение: четыре 30-мм пушки Type 5 с боезапасом 66 снарядов на ствол, два 7,92-мм пулемета Type 1 с боезапасом 75 патронов на ствол, возможность установки двух 60-кг или четырех 30-кг бомб

Развитие: нет. Два 7W1 Shinden были изготовлены. Хотя самолет был заказан в производство, до конца войны ни один экземпляр не был построен. J7W2 остался только проектом.

Уцелевшие:

Kyushu J7W1 Shinden (FE-326)

Это был второй прототип Shinden, захваченный на главном заводе Кюсю. Он был включен в опубликованный 10 марта 1946 года перечень доклада авиационной промышленности и к 1 августа 1946 года прошел восстановление в МАМА. В сентябре 1946 года FE-326 был отправлен в Парк-Ридж. Следует отметить, Shinden был предоставлен с условием, что он может быть быстро удален из хранилища, если двигатель и другие детали будут получены для доведения самолета до летного состояния.

J7W1 на аэродроме Wright Field

J7W1 на аэродроме Wright Field

Остатки J7W1 в музее авиатехники

Этого никогда не произошло, но Shinden посчастливилось избежать газового резака и он был отправлен в музей авиатехники Пола Гербера (Paul E. Garber), где в настоящее время он остается разобранным на части и невосстановленным.

источник: Edwin M Dyer «JAPANESE SECRET PROJECTS. EXPERIMENTAL AIRCRAFT OF THE IJA AND IJN 1939-1945»