Опытный истребитель Mitsubishi A7M Reppu (三菱 A7M 烈風). Япония

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

В 1940 году, сразу же после принятия на вооружение японской морской авиацией нового палубного истребителя «Зеро», начались работы над истребителем следующего поколения. Результатом этой работы стали технические требования 16-Си, сформулированные в начале 1941 года. Воплощением этих требований должна была заняться фирма Мицубиси, которая отлично себя показала в работе над А6М.

Однако фирма в это время была полностью загружена заказами и не могла немедленно приступить к созданию нового самолета. Инженерно-технический потенциал Мицубиси оказался недостаточно сильным — мощностей, которых хватало в мирное время, было явно недостаточно для работы на войну.

В апреле 1942 года Штаб морской авиации снова обратилось на Мицубиси, с требованием немедленно начать работу по переработанному техническому заданию 17-Си.

Техническое задание, кроме сроков, предусматривало определенные требования к ТТХ будущего самолета. Максимальная скорость на высоте 6000 метров — не менее 640 км/ч, время набора высоты 6000 метров — не более 6 минут, продолжительность полета со скоростью 400 км/ч, — не менее 2.5 часов, резерв для получасового полета на максимальной скорости, максимальная скорость пикирования — 830 км/ч, маневренность — не хуже, чем у А6МЗ модель 32, вооружение — две пушки калибра 20 мм и два пулемета калибра 13.2 мм.

Требования к самолету в тех условиях были очень жесткими. Реализация подобных требований привела бы к появлению лучшего истребителя в мире.

Официально коллектив инженера Дзиро Хорикоси получил заказ 6 июля 1942 года. Следовательно, между окончанием работы над А6М и началом работ над А7М прошло полтора года — как в последствии выяснилось эта задержка была роковой. Новому самолету присвоили заводское обозначение М-50 и имя собственное — «Reppu».

Чтобы удовлетворить поставленным требованиям, Дзиро Хорикоси решил поставить на будущий самолет «будущий» двигатель — восемнадцатицилиндровый радиальный мотор А-20, создаваемый в это время на Мицубиси. Ожидаемые параметры двигателя А-20 могли обеспечить самолету необходимые качества. Стартовая мощность двигателя составляла 2100 л.с. (1545 кВт) при 2900 об/мин, а на высоте 2000 метров мощность равнялась 1900 л.с. (1398 кВт) при 2800 об/мин. На высоте 6000 метров двигатель развивал мощность 1760 л.с. (1295 кВт). Однако из-за технологических трудностей двигатель ожидался не ранее весны 1943 года. Поэтому, чтобы не тормозить начатую с опозданием работу, Штаб морской авиации в сентябре 1942 года поручил установить на новый самолет двигатель Накадзима Хомаре-22 (NK9H). Этот двигатель развивал на высоте 6000 метров мощность 1500 л.с. (1104 кВт).

Инженеры, работавшие на фирме Мицубиси, в это время оказались завалены работой по доводке также опоздавшего истребителя-перехватчика J2M «Райден» и модернизации начинавшего стремительно устаревать А6М, поэтому сборка первого прототипа М-50 «Reppu» началась лишь в апреле 1944 года. Новый самолет получил официальное название «17-Сики-кандзё-сентоки Reppu» — «Морской 17-Си палубный истребитель Reppu» (А7М1). На прототип установили двигатель Хомаре-22. Конструкция самолета имела несколько новых — для Японии — технических решений: самогерметизирующиеся топливные баки, бронеспинку кресла пилота, гидравлически складываемые оконечности крыльев. Складывающиеся крылья были важным элементом конструкции, поскольку самолет имел внушительные для своего класса габариты. Размах крыльев равнялся 14 метрам, а площадь — 30.86 м². Такие размеры — в полтора раза превышавшие размеры А6М — пришлось использовать, чтобы удовлетворить техническому заданию. Самолет должен был развивать высокую скорость — требовался мощный, но большой и тяжелый двигатель. Самолету необходимо держаться в воздухе 3 часа — необходимо место для топливных баков большой емкости. Маневренность нового истребителя должна быть не хуже чем у предшественника — требуется крыло большой площади.

схемы A7M2 Reppu

6 мая за штурвал прототипа сел летчик-испытатель Эйсаки Сибаяма, который и совершил первый полет на этом самолете. Во время разбега выявились недостатки шасси, но в целом машина получилась очень удачной. На протяжении следующих трех недель продолжались испытания и шло устранение замеченных недостатков. Потом самолет взяли в свои руки военные летчики. Отзывы об истребителе были положительные, особенно летчики отметили хорошую устойчивость и управляемость, а также маневренность, которая оказалась даже лучшей, чем у А6М. Хорошая маневренность достигалась за счет дополнительных закрылков, которые пилот мог выпускать во время полета, нажимая на кнопку, расположенную на штурвале. Пока пилот жал на кнопку дополнительные закрылки находились в выпущенном состоянии, но как только кнопку отпускали — закрылки автоматически убирались. Однако остальные требования к самолету не были выполнены. Поскольку двигатель Хомаре-22 на высоте 6400 метров развивал только 1620 л.с. (1192 кВт), поэтому самолет развивал максимальную скорость 555-575 км/ч, а высоту 6000 метров набирал за 10-11 минут.

Поскольку требования оказались невыполненными, 30 июля 1944 года Штаб морской авиации приказал приостановить работу над самолетом. Также приостановили сборку третьего, четвертого, пятого и шестого прототипов.

схемы A7M2 Reppu

Результаты испытаний не оказались удивительными для Дзиро Хорикоси, поскольку тот еще до первого полета говорил, что из-за недостаточно мощного двигателя самолет не разовьет требуемой скорости. Поэтому Хорикоси получил разрешение установить на шестой прототип двигатель Мицубиси МК9А. Это был более мощный, чем А-20 мотор, который развивал на старте мощность 2200 л.с.(1619 кВт). Прототип с новым двигателем получил обозначение А7М2. Диаметр МК9А составлял 1230 мм, на 50 мм больше, чем NK9. Винт оставили прежний — четырехлопастный изменяемого шага диаметром 3,60 метров.

Поскольку размеры нового двигателя были больше, пришлось переделать мотораму и переднюю часть фюзеляжа. Эта работа была закончена в начале октября 1944 года, а 13 октября новый прототип поднялся в воздух. Несмотря на то, что двигатель не показал проектной мощности самолет показал характеристики близкие к техническому заданию. Предполагалось, что после установки вооружения, самолет сможет развивать на высоте 6000 метров скорость 627 км/ч. При хорошей маневренности это давало бы японскому самолету преимущество над американскими F6F-5 Hellcat и F4U-1D Corsair, которые развивали примерно ту же скорость.

Поскольку результаты испытания оказались многообещающими, военные решили начать серийный выпуск этой машины, получившей к тому времени обозначение «Морской палубный истребитель Reppu модель 22» (А7М2). Выпуск самолетов планировали развернуть на двух заводах, принадлежавших Мицубиси: на Самолетном заводе Оэ (Нагоя) и заводе Нанкай (Осака).

Самолеты А7М2 модель 22 должны были получить два варианта вооружения: четыре 20-мм пушки Тип 99 модель 2 или две 20-мм пушки и два 13.2-мм пулемета Тип 3. Вооружение устанавливали в крыльях вне плоскости винта.

A7M2 Reppu на взлетной полосе (художественное представление)

В декабре 1944 года в Нагое произошло землятресение, а последущие налеты В-29 довершили разрушение завода. Стало ясно, что выполнить планы не удастся, тем более, что досталось и моторостроительному заводу Дайхо, выпускавшему двигатели МК9А. Неудачи продолжали преследовать японцев. В результате аварии при посадке был полностью разрушен второй прототип. Первый, третий и пятый прототипы погибли под американскими бомбами. К концу войны уцелели только два прототипа — четвертый и шестой. Третий экземпляр А7М2 был уже первой и единственной серийной машиной.

пара A7M2 Reppu в полете (художественное представление)

Тем временем Штаб морской авиации разработал техническое задание 17-Си В на истребитель-перехватчик наземного базирования, который должен был быть построен на базе А7М2. Техзадание было предложено Мицубиси в феврале 1944 года. Главный акцент у перехватчика делали на скороподъемность и большую максимальную скорость на значительной высоте. Вооружение самолета составляли четыре 30-мм пушки Тип 5, установленные в крыльях. Еще две направленные назад и вверх пушки должны были быть установлены за кабиной пилота.

Чтобы удовлетворить подобным требованиям конструкцию самолета пришлось полностью переработать. Прежде всего пришлось увеличить профиль крыла, чтобы разместить там столь мощное вооружение. Шасси было усилено — использовали колеса большего диаметра и ширины, чтобы самолет мог стартовать с полевых аэродромов. В результате увеличилась хорда крыла в районе фюзеляжа. Сам фюзеляж также усилили, и установили там крепления для пушек. Новый перехватчик получил обозначение «Морской 17-Си В опытный истребитель-перехватчик Reppu Кай модель 34» (A7M3-J «Reppu» Кай модель 34).

схема A7M3-J Reppu

На самолет планировали установить двигатель с турбонаддувом — MK9A-Ru. Предполагалось, что самолет сможет развивать на высоте 10000 метров скорость 648 км/ч, на такую высоту набирать за 15 минут.

В самые сжатые сроки была подготовлена полная документация на самолет и уже в феврале собрали макет самолета в натуральную величину, который предстал перед комиссией Штаба морской авиации. Штаб дал добро на серийный выпуск перехватчика и разработал график постройки прототипа, который должен был быть готов в октябре 1945 года. Внешне перехватчик отличался от А7М2 более длинным фюзеляжем, в котором дополнительно размещался компрессор. Компрессор расположили в нижней части фюзеляжа на высоте кресла пилота. Компрессор соединялся с системой выхлопа длинным шлангом. Воздухозаборник для компрессора располагался над двигателем и также соединялся с компрессором через длинный воздуховод. Сжатый воздух подавался к двигателю через большой радиатор, расположенный за мотором. В корпусе перед противопожарной переборкой также располагался 200-литровый бак для водо-метанольной смеси. Смесь впрыскивалась в двигатель при форсировании.

схемы A7M2 Reppu

Поскольку конструкторы предвидели трудности с доводкой турбокомпрессора — а японцы до той поры имели очень мало опыта по созданию подобных устройств — был сконструирован «заместитель» перехватчика, самолет А7МЗ модель 23. На модель 23 устанавливали двигатель МК9С с трехступенчатым компрессором, отбиравшим мощность от вала двигателя через увеличивающую передачу (мультипликатор). В отличие от A7M3-J, который был коренным образом переделан, А7МЗ модель 23 очень походил на А7М2. Среди отличий можно назвать нескладывающиеся крылья и дополнительный фюзеляжный топливный бак, как у A7M3-J. Голову пилота планировали защитить пуленепробиваемым стеклом. Вооружение А7МЗ модель 23 состояло из шести пушек Тип 99 модель 2 калибра 20 мм. Теоретические расчеты показали, что самолет на высоте 8700 метров будет развивать скорость порядка 642 км/ч. Первый прототип этого самолета планировали закончить в декабре 1945 года.

После окончания военных действий на Тихом океане — 15 августа 1945 года — оба проекта были свернуты.

недостроенный A7M2 Reppu в цеху

В конце войны Штаб морской авиации выдал техническое задание 20-Си А фирме Мицубиси на постройку истребителя А8М «Рифуку». Конструкция А8М опиралась на конструкцию A7M3-J. До конца войны этот проект не прошел стадию проектных исследований.

Техническое описание

Самолет Мицубиси А7М — одномоторный одноместный палубный истребитель цельнометаллической конструкции и полотняной обшивкой элеронов и рулей, выполненный по схеме свободнонесущего низкоплана.

Фюзеляж — состоял из двух секций: передней (моторный отсек) и задней (собственно фюзеляжа). Фюзеляж имел замкнутую конструкцию и простирался от противопожарной переборки до последнего шпангоута (No 19), который находился на уровне задней кромки стабилизатора. Каркас фюзеляжа состоял из 19 шпангоутов и 2 полушпангоутов. Основным несущим элементом фюзеляжа были 2-й и 4-й шпангоуты, образующие конструкцию к которой крепилось кресло пилота и противокапотажная рама. Оба силовых шпангоута представляли собой штампованные швеллеры с усиливающими накладками. Усиленную конструкцию также имели 8-й и 14-й шпангоуты — места технологического членения фюзеляжа. Шпангоуты соединялись стрингерами замкнутого сечения, к которым приклепывалась обшивка корпуса. Между главными стрингерами проходили вспомогательные стрингеры и дюралевые уголки, усиливающие обшивку. Противопожарная переборка изготавливалась из тонкого стального листа. Передняя часть фюзеляжа составляла с крыльями неразъемное целое. Обшивка верхней поверхности крыла внутри фюзеляжа служило полом кабины пилота. Лонжероны крыла соединялись со 2-м и 4-м шпангоутами. Обшивку приклепывали заклепками с потайной головкой к шпангоутам и стрингерам. Задняя секция фюзеляжа, начинавшаяся за 14-м шпангоутом составляла одно целое с хвостовым оперением. Последний шпангоут (No 19) одновременно играл роль главного лонжерона стабилизатора и служил точкой крепления для опорного колеса. Задняя часть фюзеляжа закрывалась обтекателем, штампованным из стального листа. Обтекатель прикреплялся к полушпангоуту 19а и к несущим элементам стабилизатора.

На 1-м шпангоуте находилось четыре узла для установки моторамы. Моторама состояла из стальных труб, в передней части рамы находилось кольцо, к которому и крепился двигатель. К кольцу были приварены четыре пары трубок, соединенных в форме буквы «V». Вершина каждой «буквы» соединялась с первым шпангоутом.

Крылья — двухлонжеронные трапециевидной формы с округлыми оконечностями, покрытые гладким дюралевым листом. Обшивка прикреплялась при помощи заклепок с потайной головкой. Максимальная хорда крыла — 3000 мм при толщине 430 мм на оси симметрии. Каждое крыло кроме двух лонжеронов состояло из 29 нервюр, расставленных на разном расстоянии друг от друга. Кроме того, нервюры связывались системой стрингеров, усиливающих обшивку. Складывалось крыло вдоль 22-й нервюры. Для складывания крыльев имелась гидравлическая система. В каждом крыле имелось место для топливного бака и вооружения. Колесная ниша находилась перед передним лонжероном. Крылья были трехсо-ставные, с горизонтальным центропланом, доходившим до 14-й нервюры и консолями, которым придавалось возвышение 4°20′. Место соединения крыла с корпусом было опрофилировано обтекателем, уменьшавшим завихрение воздушного потока.

Элероны имели металлический каркас и полотняную обшивку. Их размах — 3315 мм, максимальная хорда — 450 мм. Элероны могли отклоняться на 35° вверх и 25° вниз. При складывании крыла они переламывались примерно посередине. Подвешивались элероны на четырех петлях к заднему вспомогательному лонжерону крыла. Управляли элеронами при помощи штурвала, который мог отклоняться на 20° в обе стороны. От штурвала усилие передавалось посредством системы тяг и качалок. У каждого элерона был уравновешивающий клапан, который можно было регулировать в диапазоне ±20° во время полета при помощи винта, расположенного на стене кабины.

Закрылки — щелевые, цельнометаллические, размахом 2740 мм — располагались между 6-й и 15-й нервюрами. У кабины ширина закрылков равнялась 700 мм. Каждый закрылок крепился на трех петлях. Полностью выпущенные закрылки отклонялись вниз на 35°. Управление закрылками осуществлялось при помощи усилителя и качалок. В задней части закрылков располагались дополнительные закрылки, отклонявшиеся вниз еще на 35°. Эти закрылки выпускались при нажатой кнопке на штурвале самолета и увеличивали маневренность самолета.

Оперение — свободнонесущее металлической конструкции с полотняной обшивкой рулей -составляло единое целое с задней секцией фюзеляжа, за исключением части стабилизатора.

Стабилизатор имел двухлонжеронную конструкцию и был размахом 5.60 метров. Профиль стабилизатора — симметричный, максимальная толщина профиля — 210 мм. Стабилизатору был придан постоянный угол -1°. К заднему лонжерону стабилизатора подвешивались два уравновешенных руля высоты. На каждом руле был триммер, отклонявшийся на 20° вверх и вниз. Сами рули высоты могли отклоняться на 40° вверх и 30° вниз. Управление рулями осуществлялось при помощи штурвала, который отклонялся на 14°10′ вперед и на 24° назад (рули высоты занимали нейтральное положение при штурвале отклоненном назад на 1°).

Киль имел симметричный профиль и располагался под углом 2° на левую сторону. К его заднему лонжерону (19-му шпангоуту фюзеляжа) на трех петлях подвешивался частично уравновешенный руль направления, способный отклоняться на 40° в обе стороны. На руле направления имелся триммер, отклонявшийся на 20° в обе стороны. Триммер состоял из двух частей, одна часть регулировалась на земле, а другую можно было переставлять во время полета. Руль направления приводился в действие ножным рычагом (педалями), отклонявшимся на 30° в обе стороны.

Усилие на рули передавалось при помощи системы тяг.

Шасси — классического типа с хвостовым опорным колесом. Главное шасси было одностоечного типа с пневмо-гидравлической амортизацией. Убиралось шасси при помощи гидравлической системы. Колея — 4235 мм. Ход амортизаторов — 200 мм, из них 130 мм проседание при полной нагрузке. Колесная ниша имела четырехстворчатую крышку. Одна створка находилась в районе крепления стойки шасси, вторая и третья створки крепились непосредственно к стойке шасси, а четвертая створка располагалась на крыле ближе к фюзеляжу. Последняя створка крепилась при помощи системы рычагов, которая захлопывала створку при убранном шасси. Вторая створка прикреплялась к стойке шасси над амортизатором, а третья — под амортизатором. На второй створке была нанесена шкала, которая показывала проседание амортизаторов (третья створка наползала на шкалу). Главное шасси снабжалось гидравлическими тормозами, включаемыми кнопками на ножном рычаге в кабине пилота. Размеры колес 700×200 мм. Убранное шасси фиксировалось на замках и не требовало постоянной работы гидравлической системы.

Хвостовое колесо крепилось на вилке, которая также имела свой амортизатор. Размеры колеса — 200×75 мм. Стойкой хвостового шасси можно было управлять в диапазоне 60° в обе стороны.

Убиралось хвостовое колесо при помощи усилителя, который одновременно выполнял функцию амортизатора.

Силовая установка состояла из одного восемнадцатицилиндрового двигателя воздушного охлаждения типа «двойная звезда» Накадзима NK9A Хомаре-22 (Ха-45-22) на А7М1 или восемнадцатицилиндрового двигателя Мицубиси МК9А (Ха-43-11) на А7М2, MK9A-Ru (Ха-43-11-Ru) на A7M3-J или МК9С (Ха-43-31) на А7М3.

Двигатели NK9K, МК9А и МК9С были сблокированы с компрессорами, отбиравшими мощность у двигателя через мультипликатор. Компрессоры позволяли поднять давление в заборном коллекторе двигателя.

Двигатель МК9С оснащался двухскоростным трехступенчатым компрессором, чем отличался от двигателя МК9А, который комплектовали односкоростным компрессором. В передней части двигателя располагалась планетарная передача, передававшая крутящий момент на вал винта. Винт — четырехлопастный Сумитомо с изменяемым во врем полета шагом диаметром 3600 мм. Центральная часть винта закрывал кок диаметром 600 мм.

Топливная система состояла из бензонасоса, расположенного около двигателя, системы фильтров и вспомогательного ручного бензонасоса, расположенного в кабине около кресла пилота. В состав топливной системы также входило несколько бензобаков разной емкости, которая колебалась в зависимости от модификации самолета Все топливные баки были самогерметизирующиеся. Для увеличения времени полета самолет мог нести под крыльями подвесные баки емкостью 350 литров.

Система смазки состояла из маслобака емкостью 125 литров, расположенного в задней части силового отделения у верхней части противопожарной переборки, зубчатых насосов, расположенных возле двигателя и маслорадиатора. Маслорадиатор имел собственный воздухозаборник, расположенный в нижней части капота. Система изменения шага винта имела собственный контур и свой зубчатый насос с электроприводом.

Гидравлическая система использовалась только для работы шасси и закрылков. Давление в системе создавалось небольшим зубчатым насосом, отбиравшим мощность у двигателя и имевшим предохранительный клапан.

Кабина пилота занимала пространство между 1-м и 5-м шпангоутами. В кабине устанавливали регулируемое по высоте пилотское кресло, штампованное из дюралевого листа, и комплект пилотажно-навигационных приборов и приборов, контролирующих работу двигателя. У кабины имелся пол. Перед креслом находилась ручка управления. Для управления рулем направления пилот пользовался ножным рычагом с педалями, включавшими тормоза главного шасси.

Сверху кабину закрывал фонарь из органического стекла. Сзади за подголовником кресла находилась противокапотажная рама и бронеспинка. Внутри кабины располагался зеркальный прицел Тип 98 или Тип 4.

Также в кабине находилось кислородное оборудование для полета на больших высотах. Кислородные баллоны располагались в задней части фюзеляжа. За спинкой кресла стояла КВ-приемопередающая радиостанция, радиопеленгатор и аккумулятор.

На левом борту фюзеляжа имелась ступенька, позволявшая пилоту забираться в кабину.

Вооружение — четыре 20-мм крыльевые пушки Тип 99 модель 2.

Ленты с боепитанием к пушкам Тип 99 модель 2 модификация 4 хранились в коробчатых магазинах, доступ в которые обеспечивали люки на верхней поверхности крыльев. Эти же люки позволяли демонтировать вооружение самолета. Стреляные гильзы выбрасывались через специальные отверстия в нижней поверхности крыла.

ЛТХ:

источники:

1. Егерс «Мицубиси А7М «Peппу» — преемник, который опоздал». Статья из монографии «Мицубиси А6М»; серия «Рыцари неба»
2. таблица взята с www.airwar.ru/enc/fww2/a7m.html