Нереализованная мощь Японии. Опытный истребитель 川崎 キ64 (Kawasaki Ki-64)
Данный материал выкладывается на сайт в продолжение темы, поднятой в статье «Гонка за призраком скорости. Один мотор — хорошо, а два — лучше».
Конструкторы время от времени наслаждались свободой, чтобы свое видение разработки и направления от чертежной доски до бетонированной площадки, с которой самолет готов подняться в небо. Работавший на Кавасаки Такео Дои был именно таким конструктором. Несмотря на весьма реальные работы в разработке, испытаниях и производстве военных самолетов для IJA, Дои располагал концепцией, которую он по своему усмотрению выдвинул на передний план. Первоначально в IJA не хотели и слышать о проекте, но позднее, когда Ki-64 стал воплощаться в конкретные формы, их мнение поменялось.
В 1939 году Дои был связан с двумя программами Kawasaki: Ki-45 Toryu и Ki-60/Ki-61 Hien. Ki-45 оказался ужасно трудным самолетом: проблемы с шасси, избыточным сопротивлением, трудности с двигателями и прочие неприятности были головной болью фирмы Кавасаки. Эти проблемы, мучавшие ранний вариант Ki-45, решал Дои. В дополнение к работе с барахтающимся в проблемах Ki-45 в 1940 году он оказался связанным подготовительными работами по перехватчику Ki-60 и фронтовому истребителю Ki-61 Hein.
Даже с такими обязанностями Дои разрабатывал собственный высокоскоростной истребитель, первоначально считая это чистым экспериментом в области достижения больших скоростей. Его концепция высокоскоростного самолета включала ряд новых особенностей, которые воспринимались как довольно необычные по сравнению с традиционными с другими более традиционными типами. Так как самолет Дои был собственной разработкой, а не создававшейся для удовлетворения какой-либо спецификации, он был разочарован, когда IJA запретила Кавасаки давать какое-либо дополнительное время для проекта.
схема Ki-64
Разочарование Дои сменилось радостью, когда высокие расчетные показатели привлекли внимание военных и в октябре 1940 года IJA уполномочила Кавасаки приступить к разработке Ki-64 для удовлетворения требований к истребителю, способному летать на высоте 5000 метров с максимальной скоростью 700 км/ч и подниматься на эту высоту за 5 минут. Проект получил армейское обозначение Ki-64 и начал рассматриваться как тяжелый истребитель-перехватчик.
Компоновочная схема Ki-64
Высоких скоростей собирались достигнуть за счет большой мощности мотоустановки и минимизации аэродинамического сопротивления. Поскольку моторов мощностью порядка 2000 л.с. тогда в Японии еще не было, то для получения силовой установки для Ki-64 было решено заручиться поддержкой коллег-инженеров, работающих на моторном заводе Акаси. Было принято решение использовать двигатель Kawasaki Ha-201 ([Ha-72]). Фактически это было сочетание двух двигателей Ha-40, являвшихся лицензионной версией двигателя Daimler-Benz DB601A. Каждый Ha-40 был 12-цилиндровым двигателем жидкостного охлаждения. Поставить их собрались не на крыле, как традиционно делалось на двухмоторных машинах, а друг за другом в фюзеляже, что существенно уменьшало мидель самолета.
Компоновочная схема Ki-64
Сначала Дои хотел разместить двигатели друг за другом, как на итальянском гоночном гидросамолете Макки МС.72 и советском опытном бомбардировщике «С» конструктора В. Ф. Болховитинова, отнеся кабину пилота далеко назад. Затем он перешел к весьма оригинальной схеме, разделив моторы пилотской кабиной. Нечто подобное чуть раньше сделали французы на самолетах Арсенал VG.10 и VG.20.
Разработанный моторостроительным КБ Кавасаки Ha-201 был сформирован путем соединения двух двигателей: одного в передней части самолета перед кабиной, а второго за ней. Расположенный сзади двигатель приводил в движение первый пропеллер, имевший переменный шаг, в винте противоположного вращения. Передний двигатель приводил в движение второй винт, который имел фиксированный шаг. Оба винта были трехлопастными. Они не синхронизировались между собой и каждый из них работал независимо от другого. Считалось, что двигатель Kawasaki Ha-201 должен был развить 2350 л.с.
Ki-64
Использование Ha-201 было не самой новой особенностью Ki-64; этим отличалась система охлаждения — Ha-201 должен был охлаждаться пароконденсационной системой. С последней японские инженеры познакомились в Германии, где ее разрабатывала фирма «Хейнкель». В 1940 году из Германии доставили чертежи и опытные образцы истребителя Не 100 и скоростного разведчика Не 119. На этих самолетах стояли моторы DB601 с паровой системой охлаждения.
Баки на 15,4 галл (68,191 л) воды были установлены в каждой консоли крыла, которые совместно с закрылками служили охлаждающими поверхностями общей площадью 24 м². Левая консоль крыла обслуживала передний двигатель, в то время как правая консоль обеспечивала охлаждающей жидкостью задний двигатель. Когда охлаждающая вода превращалась в пар, она откачивалась в крыло, где пар конденсировался обратно в воду, которая в свою очередь закачивалась обратно в двигатель. Основным преимуществом этой системы было снижение сопротивления планера, поскольку необходимость в воздухозаборниках была ликвидирована или сведена к минимуму.
Ki-64
В каждой консоли ламинаризированного крыла размещались топливные баки и одна 20-мм пушка Ho-5. Один недостаток крыла был в том, что они были уплотнены системой охлаждения, сокращавшей место для топливных баков и, следовательно, эксплуатационную дальность полета Ki-64. Большая часть топлива была размещена в фюзеляже — баки располагались внутри и вокруг пространства, оставленное свободным двигателем Ha-201. Содержавший 306,7 литров основной топливный бак был расположен в передней части фюзеляжа перед кабиной. Под ним был маслобак, содержавший 79,5 литров масла для двигателей.
Маслорадиатор был общий, он стоял асимметрично, под правым крылом. Поскольку добиться хорошей герметичности системы охлаждения не удалось, то за кабиной пилота были два расширительных бачка с охлаждающей жидкостью, содержащих 83,3 и 117,4 литров соответственно. Передний двигатель заправлялся меньшим, задний — большим.
Ki-64
Эскизный проект Ki-64 был закончен в январе 1941 г., и 23 января ВВС армии заказали Кавасаки один опытный самолет. Однако дальнейшие работы затянулись из-за большой сложности и новизны конструкции, а также из-за перегрузки КБ проектированием сначала Ki-60, а затем Ki-61. В ходе постройки прототипа Такео Дои обкатывал Ha-201 и систему охлаждения. Немалой проблемой для конструкторов На-201 была тряска удлиненного вала заднего двигателя, но в конце концов от нее удалось избавиться, введя демпферы в его опоры. На стенде На-201 выдавала мощность до 2350 л.с.
В 1942 году один истребитель Ki-61 Hien был специально модифицирован для испытаний системы охлаждения; его полеты начались в октябре 1942 года и продолжались до конца 1943 года, завершившись выполнением 35 успешных полетов. Из-за этих тщательных испытаний производство Ki-64 было задержано и до декабря 1943 года так не достигло завершения. Тем не менее, Дои был удовлетворен тем, что на Ki-61 система охлаждения давала дополнительные 41 км/ч. Было сочтено, что боевые повреждения не будут существенно снижать ее эффективность и, таким образом, исчерпывающие испытания стоили затраченных на них усилий.
Взлет Ki-64
Взлет Ki-64
С завершением изготовления Ki-64 в декабре 1943 года начались летные испытания. Летные данные оказались высокими, хотя до обещанных 700 км/час не добрались. Возникли сложности с системой охлаждения — потери воды оказались существенно больше расчетных. Самолет взлетал, буквально окутанный облаком пара. Хотя четыре испытательных полета были выполнены успешно и без происшествий, в ходе пятого загорелся задний двигатель. Летчик-испытатель сумел посадить самолет и потушить огонь. Механики сняли с Ki-64 двигатель и вернули его на завод Акаши для полноценного ремонта. Сам Ki-64 был возвращен в город Гифу, бывший во время Второй Мировой войны крупным промышленным центром.
В серии предполагалось выпускать усовершенствованный вариант, Ки.64-КАИ с более мощной мотоустановкой на базе пары Ha-140, которая должна была развивать до 2800 л.с. Другим отличием являлся винт противовращения «Сумитомо», производство которого налаживалось по лицензии немецкой фирмы VDM. Передний и задний винты в этом агрегате не только регулировались по шагу, но и полностью флюгировались — устанавливались по потоку, уменьшая сопротивление при неработающем винте. Такое новшество позволяло в крейсерском полете выключать один мотор. Вооружение Ki-64 Kai предполагалось дополнить парой Но-5 над передним двигателем со сложной системой синхронизации — предстояло учитывать движение двух наборов лопастей. По расчетам этот истребитель мог достигнуть скорости 800 км/час.
Вариант окраски Ki-64
Вариант окраски Ki-64
Проектирование Ki-64 Kai продолжалось до середины 1944 года, когда воздушный штаб армии решил, что на доводку этой машины уйдет слишком много времени. Специалистов переключили на другие проекты, обещавшие более быструю отдачу. С Ki-64 также все было печально: в условиях более насущных потребностей для японской военной промышленности и более приоритетного производства более традиционных самолетов ремонтные работы ушли на второй план. В результате, программа как Ki-64, так и Ki-64 Kai была отменена. После капитуляции Японии Ha-201 был еще в Акаси, где его ремонт так и оставался незавершенным. Когда американские войска прибыли в Гифу, Ki-64 был найден, и технические команды извлекли из самолета его систему охлаждения. Затем система была упакована и отправлена в США для изучения в Райт-Филд, Дейтон, штат Огайо.
Учитывая сравнительно долгое время разработки Ki-64, американская разведка узнала о существовании проекта. Ожидалось, что Ki-64 поступит на вооружение и, таким образом, ему было присвоено кодовое обозначение Rob.
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Современники: Republic XP-69 (США), Heinkel P.1076 (Германия), Caproni Ca.183bis (Италия)
Тип: истребитель
Экипаж: 1 человек
Силовая установка: один Kawasaki Ha-201 ([Ha-72] 11) 24-цилиндровый рядный двигатель водяного охлаждения, развивающий 2350 л.с. на взлете, 2200 л.с. на высоте 1500 м, приводящий в движение два трехлопастных металлических винта противоположного вращения
Размеры:
размах крыла 13,48 м
длина 11,00 м
высота 4,24 м
площадь крыла 28 м²
Удельная нагрузка на крыло: 182,12 кг/м²
Удельная нагрузка на мощность: 2,17 кг/л.с.
Вес:
пустого 4050 кг
с полной нагрузкой 5100 кг
Летные характеристики:
максимальная скорость 690,3 км/ч на высоте 5000 метров
дальность полета 1000 км
продолжительность полета 2 часа
время подъема на высоту 5000 метров 5 мин 30 сек
практический потолок 12 000 м
Емкость топливных баков: 618 л
Вооружение: две 20-мм пушки Ho-5 в фюзеляже, две 20-мм пушки Ho-5 в крыле
Развитие: нет. Только один Ki-64 до войны был завершен и испытан в полете
источники:
- Edwin M. Dyer «JAPANESE SECRET PROJECTS. EXPERIMENTAL AIRCRAFT OF THE IJA AND IJN 1939-1945»
- www.airwar.ru/enc/fww2/ki64.html
