Накадзима Ха5

Nakajima Ha5 — двухрядный 14-цилиндровый радиальный авиационный двигатель воздушного охлаждения, разработанный японской компанией Nakajima Aircraft Company . Двигатель является развитием более ранних однорядных японских двигателей Kotobuki и Hikari , которые объединяли в себе черты конструкций Bristol Jupiter и Pratt & Whitney R-1340 Wasp .

Впервые представленный в прототипе мощностью 1000 л.с. в 1933 году, во время Второй мировой войны было построено около 7000 гражданских и 5500 военных Ha-5 . Ha-5 имел отдельные кулачковые диски для переднего и заднего рядов цилиндров, как американские модели, вместо использования одного, установленного спереди кулачкового диска с длинными и короткими толкателями для управления обоими рядами клапанов цилиндров.

Ha-5 был двухрядным развитием Nakajima Hikari , который, в свою очередь, был развитием Nakajima Kotobuki . Он породил несколько улучшенных вариантов, а именно Ha-41 с одноступенчатым нагнетателем и Ha-109, который отличался двухскоростным одноступенчатым нагнетателем. Более поздний Ha-219 был основан на той же конструкции цилиндра, но был увеличен в размере до 18 цилиндров.

В 1917 году Чикухей Накадзима основал «Институт самолетов» в городе Одзима в префектуре Гумма . В 1918 году они построили свой первый самолет — «Nakajima Type 1» с двигателем, произведенным в США. ^[1] В 1920 году компания отправила Кимихея Накаджиму во Францию ​​для изучения европейских достижений, а в 1922 году открыла собственный завод по производству двигателей в Токио. Это привело к производству двигателей на основе двухцилиндрового горизонтально-оппозитного двигателя воздушного охлаждения Lawrance A-3 .

В то время Lawrance был диковинкой. Большинство двигателей с воздушным охлаждением в то время были роторными двигателями , в которых цилиндры вращались вместе с пропеллером с фиксированным коленчатым валом, чтобы улучшить охлаждение, но Кимихей случайно услышал, что в Англии разрабатывается двигатель с хорошей охлаждающей способностью и неподвижными цилиндрами: радиальный двигатель . Он наблюдал за английским истребителем Gloster Gamecock с его двигателем Bristol Jupiter , который был передовой конструкцией для той эпохи с автоматическим регулировочным устройством для зазора толкателя , спиральным впускным трубопроводом для равномерного распределения наддувочного воздуха и четырехклапанной системой впуска и выпуска. Он приобрел лицензию на производство Jupiter в 1925 году. ^[2] В 1927 году, после приглашения двух инструкторов-инженеров по производству из компании Bristol, на заводе Nakajima были запущены в производство Jupiter Type 6 мощностью 420 л. с. и Type 7 мощностью 450 л. с. с нагнетателем.

После изучения 9-цилиндрового радиального двигателя Pratt & Whitney Wasp Накадзима попытался объединить хорошие стороны конструкции Jupiter с рациональной конструкцией Wasp. Затем Накадзима выпустил серию типов двигателей, названных «AA», «AB», «AC» и «AD», в качестве инженерных упражнений. ^[1] Следующая конструкция двигателя, «AE», была инновационной, с диаметром цилиндра 160 мм и ходом поршня 170 мм.

Были изготовлены прототипы и проведены эксплуатационные испытания, но этот двигатель не был принят из-за его очень сложной конструкции. Накадзима продолжил испытания различных конструкций цилиндров. В 1929 году была завершена конструкция «AH» с диаметром цилиндра и ходом поршня 146 × 160 мм и общим рабочим объемом 24,1 л. Это должна была быть окончательная версия этой базовой конструкции двигателя. ^[1]

В июне 1930 года первый прототип был завершен, и он прошел испытание на прочность для утверждения типа летом. Затем начались летные испытания с использованием самолета-носителя Nakajima A2N . Nakajima успешно спроектировала первый оригинальный японский 9-цилиндровый двигатель с воздушным охлаждением, 450 л. с. " Kotobuki ", который со временем был развит в Ha-5 и его преемниках. В декабре 1931 года этот двигатель был одобрен и принят ВМС для истребителя-носителя Navy Type 96. Двигатель был назван, в связи с двигателем Jupiter, "Kotobuki". ^[1]

Двигатель «Kotobuki» был усовершенствован и преобразован в двигатель « Hikari (легкий)» с увеличенным до предела диаметром и ходом поршня цилиндра (160 × 180 мм для рабочего объема 32,6 л), а мощность была увеличена до 720 л. с . «Hikari» использовался в истребителях-носителях Type 95 и штурмовиках-носителях Type 96. ^[1]

Накадзима знал, что понадобятся двигатели большей мощности, и начал работу над Ha-5, новой 14-цилиндровой двухрядной конструкцией, которая была основана на цилиндре 160 × 180 мм Hikari. Прототип двигателя Ha-5 был завершен в 1933 году, его мощность составляла 1000 л. с. Улучшенный Ha-5 был разработан как двигатель мощностью 1500 л. с. Всего для военных было произведено около 5500 двигателей Ha-5. ^[1]

Позже, по мере того, как вес самолетов рос и требовались более высокие скорости, Накадзима продолжил совершенствовать конструкцию Ha-5, создав «Ha-41» и «Ha-109», которые имели тот же диаметр цилиндра и ход поршня 146 мм x 160 мм, что и Ha-5, но мощность была увеличена с 950 л. с. у Ha5 до 1260 л. с. и 1440 л. с. соответственно. Единый код для Ha-41 был «Ha-34». Позже двигатель был разработан в 18-цилиндровый двухрядный двигатель под названием «Ha-219», но он так и не попал в фазу массовой разработки до окончания войны, всего было построено 10 двигателей. Все эти двигатели использовали по сути одинаковые головки цилиндров, различия заключались в системах наддува и максимальных оборотах двигателя в минуту.

Ha-5 и Ha-41 весили одинаково — 630 кг, в то время как Ha-109 весил 720 кг из-за своей более крупной двухступенчатой ​​системы нагнетателя. Ha-41 был основным двигателем ранних вариантов бомбардировщика Nakajima Ki-49 «Helen» и истребителя Nakajima Ki-44 «Tojo», более поздние версии обоих самолетов использовали более мощный двигатель Ha-109. Ранние версии Mitsubishi Ki-21 «Sally» использовали Ha-5. Ha-41 был бы идеальной силовой установкой для самолетов, использующих Mitsubishi Kasei , имея меньшие размеры и рабочий объем, но при этом обеспечивая эквивалентные уровни мощности. Девять двигателей Ha-219 были переданы эскадрилье Kitai для использования на новом Ki-84N. По словам двух выживших механиков IJAAF в 1987 году, Ki-84N имел зарегистрированную скорость 448–450 миль в час на высоте 42 254 фута при использовании аварийного питания. Двигатель требовал много обслуживания для поддержания работы и перегревался при полете на низких скоростях. ^[3]

Ха5

634 кВт (850 л.с.), базовая конструкция (используется на армейском тяжелом бомбардировщике Mitsubishi Ki-21 Type 97) ^[4]

Ha5-KAI

634 кВт (850 л.с.), (используется на Mitsubishi Ki-30 ) ^[5]

Ха5

660 кВт (890 л.с.) (используется на Накадзима Ки-19 ) ^[6]

Ha5-KAI

708 кВт (950 л.с.), (используется на Mitsubishi Ki-57 и Ki-57-I Army Type 100 Transport Model 1) ^[7]

Ha5-KAI

708 кВт (950 л.с.) взлетная, 805 кВт (960 л.с.) на высоте 3000 м (11810 футов), (использовался на Mitsubishi Ki-30 и на первом прототипе Nakajima Ki-49 Donryu) ^[8]

Ha5-KAI

708 кВт (950 л.с.) взлетная, 805 кВт (1080 л.с.) на высоте 4000 м (13 125 футов), (используется на Mitsubishi Ki-21-I армейский тяжелый бомбардировщик Тип 97 модель 1 и Ki-21-Ia, армейский тяжелый бомбардировщик Тип 97 модель 1A) ^[4]

Ха41

1260 л.с. при 2500 об/мин на взлете, 1260 л.с. при 2450 об/мин на высоте 3700 м

Ха109

1500 л.с. при 2650 об/мин на взлете, 1440 л.с. при 2600 об/мин на высоте 5200 м

Ха219

1895 кВт (2541 л.с.) (10 построенных экземпляров использовались на прототипах Tachikawa Ki-94-2, Ki-87 и Ki-84-N конца войны, большинство из которых были уничтожены после войны вместе с документами).

Двигатель Ha5 использовался для питания:

• Мицубиси Ки-21 "Салли"
• Мицубиси Ки-30
• Мицубиси Ки-57

Двигатель Ha41 использовался для питания:

• Накадзима Ки-49 -И Донрю («Хелен»)
• Накадзима Ки-44 -И Сёки («Тодзё»)

Двигатель Ha109 использовался для питания:

• Накадзима Ки-49 -II
• Накадзима Ки-44 -II

Данные из книги «Разработка двигателей в Накадзиме 1923–1945», «История двигателей компании Nakajima Aircraft» . ^[9]

• Тип: 14-цилиндровый, двухрядный радиально-поршневой двигатель с воздушным охлаждением
• Диаметр : 146 мм (5,75 дюйма)
• Ход поршня : 160 мм (6,3 дюйма)
• Рабочий объем : 37,5 л (2288 дюймов ³ )
• Диаметр: 1260 мм (49,6 дюйма)
• Сухой вес : 625 кг (1378 фунтов) (720 кг Ha109)

• Клапанный механизм : четырехклапанная впускная и выпускная система с верхним расположением клапанов, управляемая толкателем
• Нагнетатель : центробежный, рабочее колесо 280 мм с передаточным отношением 8,39:1 (Ha-5 и Ha-41), 6,55:1 и 8,55:1 для Ha-109 (двухступенчатый нагнетатель)
• Система охлаждения: Воздушное охлаждение
• Редуктор : 0,6875:1 (11/16)

• Выходная мощность:
  
• 890 л.с. (663,7 кВт) при 2200 об/мин на высоте 4700 м (15 490 футов) с наддувом -50 мм (номинальная мощность)
• 950 л.с. (708,4 кВт) при 2200 об/мин с наддувом +50 мм (взлетная мощность)
• Удельная мощность : (до) 0,58 л.с./дюйм ³ до 1,02 л.с./дюйм ³
• Степень сжатия : 6,7:1

Сопутствующее развитие

• Альфа Ромео 125
• Бристоль Меркьюри
• Бристоль Пегас
• Накадзима Котобуки
• Накадзима Ха219
• Сименс-Гальске Ш 22

Сравнимые двигатели

• Wright R-2600 Циклон 14 / Двойной Циклон
• Гном-Рона 14N
• Pratt & Whitney R-1830 Твин Уосп
• Бристоль Геркулес

Связанные списки

• Список авиационных двигателей

• Франсильон, Р. Японские самолеты Тихоокеанской войны . Аннаполис: Патнэм, 1970. SBN 370 00033 1
• Goodwin, Mike & Starkings, Peter (2017). Японские авиационные двигатели 1910-1945 . Сандомир, Польша: MMPBooks. ISBN 978-83-65281-32-6.
• Ганстон, Билл. Всемирная энциклопедия авиационных двигателей. Кембридж, Англия. Patrick Stephens Limited, 1989. ISBN 1-85260-163-9 
• Микеш, Роберт С. и Абэ, Шорзо. Японские самолеты 1910–1941 . Naval Institute Press, 1990. ISBN 978-1-55750-563-7 

• История компании Nakajima Aircraft Industries
• Онлайн-энциклопедия Тихоокеанской войны