Nakajima Ki-84 «Hayate» (, Накаджіма Кі-84 «Хаяте» (Шторм)) — серійний армійський винищувач Імперської армії Японії періоду Другої світової війни. Один з найкращих японських винищувачів, який міг конкурувати з наявними винищувачами союзників, але в 1944 році, коли його прийняли на озброєння, японська армія повністю втратила перевагу в повітрі. Пізніше помітну частину винищувачів «Хаяте» перевели в резерв на Японських островах обмеживши їх використання на інших фронтах в підготовці до можливого вторгнення союзників.

В «довгій» нумерації літаків японської армії позначався Армійський винищувач Тип 4 (, йон шікі сенто: кі). Кодова назва союзників — «Френк» ().

Історія створення Концепція і побудова прототипів Після того, як в Японії було налагоджене серійне виробництво двигуна Kawasaki Ha-40 (японський варіант Daimler-Benz DB 601Aa), на фірмі Nakajima під керівництвом конструктора Торо Коями розпочались роботи над винищувачем Nakajima Ki-62, який мав стати конкурентом Kawasaki Ki-61. Але оскільки фірма Nakajima була завантажена роботами по літаках Nakajima Ki-43 та Nakajima Ki-44, а Ki-61 показав хороші результати, роботи по Ki-62 та його наступнику Ki-63 з двигуном Mitsubishi Ha-102 були припинені.

Але досвід, набутий у ході цих робіт, було вирішено використати, коли у 1942 році командування ВПС Імперської армії Японії замовило розробку наступника Ki-43. Це мав бути багатоцільовий винищувач дальньої дії. Максимальна швидкість мала становити 640—680 км/год, тривалість польоту — 90 хв., операційна дальність — 400 км. Новий літак мав боротись в основному з винищувачами противника, і на цей момент японські ВПС вже зрозуміли що маневреність не зможе зберігатись на рівні Ki-43 з такими вимогами швидкості, але все ще вимагали більшу ніж у перехоплювача Ki-44 (рекомендована площа крила — 19-21 м2, навантаження на крило — менше 170 кг/м²). На літаку планувалось встановити вісімнадцяти-циліндровий радіальний двигун Nakajima Ha-45, озброєння мало складатись з двох 12,7-мм кулеметів «Тип 1» («Ho-103») та двох 20-мм гармат «Ho-5». Обов'язковими умовами були наявність бронезахисту пілота та протектованих паливних баків.

Оскільки новий літак, який отримав позначення Ki-84, розроблявся на базі Ki-62 та Ki-63, то роботи йшли досить швидко, і у квітні 1943 року перший прототип (серійний номер 8401) піднявся у повітря з аеродрому Оджіма поруч з фабрикою в Ота. Другий прототип (серійний номер 8402) приєднався до випробувань в серпні того ж року. Це був суцільнометалевий низькоплан з гвинтом змінного кроку. Конструкція літака була міцною та технологічною, горизонтальна поверхня хвоста знаходилась значно попереду вертикальних, гармати знаходились в фюзеляжі, а кулемети — в крилах. Тестові польоти в Повітряному арсеналі Тачікава пройшли вдало і армія замовила експериментальну партію з 83 літаків, які були випущені з серпня 1943 року по березень 1944 року. Літаки цієї партії відрізнялись один від одного, оскільки в процесі була покращена технологічність фюзеляжу і форма вихлопних патрубків для полегшення виробництва. А для компенсації сильного моменту гвинта при зльоті довелось змінити форму та площу рулів висоти.

Армійські пілоти добре сприйняли літак, хоча максимальна швидкість літака становила 624 км/год, що було менше, ніж у технічному завданні, але більше ніж в усіх інших винищувачів армії, які могли почати виготовлятись. Але інші характеристики, зокрема швидкість набору висоти і операційна висота в більш ніж 12 кілометрів робили його одним з найкращих японських літаків. При пікіруванні літак розвивав швидкість до 800 км/год, при цьому він не страждав від вібрації, що було характерно для більшості японських літаків. Для покращення маневровності літак отримав закрилки. У жовтні 1943 року для перевірки літака в бойових умовах була сформована дослідна ескадрилья, яка проводила інтенсивні випробування різних літака. Зокрема на двох машинах, що експлуатувались в Маньчжурії, встановили лижне шасі яке могло прибиратись під крило. Лижі збільшили загальну масу літака, що позначилось на маневреності і зменшило максимальну швидкість на 13 км/год. За результатами цих випробувань літак був прийнятий на озброєння під назвою «Армійський винищувач Тип 4 Модель 1 Хаяте» (або Ki-84-Iа).

Серійне виробництво

В період з березня до червня 1944 року здійснювалось виробництво другої експериментальної партії, паралельно з випуском серійних машин яке почалось в квітні. На відміну від серійних, експериментальні літаки отримали індивідуальні вихлопні патрубки, що забезпечило збільшення реактивної тяги вихлопу, і збільшило швидкість на 14-16 км/год, а також замість одної центральної підвіски для додаткового паливного бака або 250-кг бомби були встановлені підкрильні — для двох 200-л баків або двох 250-кг бомб. Декілька літаків також тестувались з збільшеним розмахом і площею крила для використання літака висотним перехоплювачем (нереалізовані проєкти Ki-84N та Ki-84P).

Серійне виробництво літаків розгорнули на заводах фірми Nakajima в містах Ота (з квітня 1944 року) та Уцунамія (з травня 1944 року), а на весні 1945 року виробництво було налагоджене на заводі фірми Mansyu в Харбіні. Літак відзначався хорошою технологічністю, для його виготовлення потрібно було в 2 рази менше оснастки, ніж для виготовлення літаків Ki-43 та Ki-44 і конструкція літака була розбита на ряд великих частин, які постачались субпідрядниками. В результаті цього, незважаючи на нестачу кваліфікованих робітників, алюмінію та сталі, у грудні 1944 року було досягнуте максимальне значення випуску — 373 літаки. Проте випуск літаків стримувала нестача двигунів, особливо після бомбардування союзниками заводу двигунів Nakajima в Мусашіно. В результаті виробництво двигунів відбувалось лише в підземному заводі в Асакаві, а пізніше відкрили завод в Хамамацу. Крім того, через невисоку якість сталі часто ламались стійки шасі, були постійні проблеми з гідросистемою літака.

Спочатку на літаках встановлювали двигуни Nakajima Ha-45-11 потужністю 1 800 к. с., потім Nakajima Ha-45-12 потужністю 1 825 к. с., і зрештою Nakajima Ha-45-21 потужністю 1 900 к. с. Залежно від озброєння розрізняють варіанти Ki-84-Ia (з двома 12,7-мм кулеметами та двома 20-мм гарматами «Ho-5»), Ki-84-Ib (з чотирма 20-мм гарматами «Ho-5») та Ki-84-Ic (з двома 20-мм гарматами «Ho-5» та двома 30-мм гарматами «Ho-105»).

Спеціалізовані варіанти Передбачаючи труднощі з постачанням алюмінію, фірма Nakajima розробила варіант літака з дерев'яною хвостовою частиною. Заводське позначення було Ki-84-II, але в повітряних силах їх продовжували позначати Ki-84-Ib та Ki-84-Ic, оскільки їх озброєння було аналогічне. Дерев'яні частини літака виготовлялись на «тіньовій» фабриці в містечку Танума (в 2005 році включено в місто Сано). На цих літаках встановлювались двигуни Nakajima Ha-45-21, Nakajima Ha-45-25 і зрештою Nakajima Ha-45-23 з безпосереднім впорскуванням потужністю 2 000 к. с., внаслідок чого максимальна швидкість досягла 670 км/год.

Варіант Ki-84-III мав бути висотним літаком, оснащеним двигуном Nakajima Ha-45Ru з турбокомпресором встановленим внизу фюзеляжу, але роботи над цим проектом до закінчення війни завершені не були. Також планувалося розробити навчальну двомісну версію з спільним керуванням, але жоден не був побудований. Деякі Ki-84-I були перероблені в польових умовах: прибрано радіо-обладнання і задню броньовану стінку для встановлення другого сидіння. Оскільки спільного керування такий літак не мав, його використання було обмежене.

Окрім серійних машин випускались (або планувалось випустити) ще декілька модифікацій літака, зокрема наступні: Ki-84N та Ki-84P — варіанти висотного перехоплювача з крилом більшої площі та двигуном Nakajima Ha-45-13 потужністю 2 500 к. с. Від Ki-84P доволі швидко відмовились на користь Ki-84R. Планувався серійний випуск варіанту Ki-84N з позначенням Ki-117, але до кінця війни цей проект завершений не був. Ki-84R — варіант стандартного планера, оснащений двигуном Nakajima Ha-45-44 потужністю 2 000 к. с. з турбокомпресором. На момент закінчення війни готовність прототипу становила 80 %. Ki-106 — суцільно-дерев'яний варіант, розроблений фірмою Tachikawa. До кінця війни було виготовлено 3 літаки, оснащені двигунами Nakajima Ha-45-21. Перший прототип був озброєний чотирма 20-мм гарматами «Ho-5», але оскільки маса літака зросла на 272 кг, на другий та третій прототипи встановили тільки по дві гармати. Тестові пілоти гарно відгукувались про другий прототип, але серійне виробництво так і не було почате, оскільки міністерство озброєння вказало фірмі проводити подальші роботи із зниження маси літака. Ki-113 — проектований восени 1944 року варіант, в якому кабіна та нервюри виготовлялись з вуглецевої сталі, а обшивка зі звичайної листової. Був оснащений двигуном Nakajima Ha-45-21 та озброєний чотирма 20-мм гарматами «Ho-5». Прототип був готовий на початку 1945 року, але так і не піднявся у повітря через явне переобтяження. Ki-116 — варіант, розроблений фірмою Mansyu. На літаку, що використовував стандартний планер Ki-84-I, встановлювався радіальний двигун Mitsubishi Ha-33-62 потужністю 1 500 к. с. із трилопастним пропелером від Ki-46-III. Був збудований один прототип, який вийшов досить вдалим — його маса зменшилась на 454 кг, а маневровність зросла. Проте до кінця війни льотні випробування не були завершені.

Опис конструкції (Ki-84-Ia)

Крило Низькоплан з суцільнометалевими вільнонесучим крилом з одним опорним лонжероном і покритий обшивкою з легких сплавів. Елерони теж мали металевий каркас, але тканинне покриття і кріпилися до 14-го і 24-го ребра крила за допомогою самоцентруючих підшипників на кінцях елерона. Важіль керування елероном кріпився до центру. Дві гідравлічно керовані закрилки Фоулера з максимальним кутом відхилення в 35°. В крилі передбачалось місце на дві 20-мм гармати, два основні паливні баки, заглибини для шасі і зовнішні кріплення — по одному під кожною гарматою. Для полегшення виробництва, крило було розділено на три частини які могли виготовлятись окремо.

Фюзеляж Овальний металевий типу напів-монокок з металевою обшивкою виготовлений з трьох секцій. Передня секція містила кріплення для двигуна з капотом, що включало масляний радіатор, повітрозабірники для карбюратора і нагнітача, а також два кулемети. Середня секція містила 160 літровий бак з водо-метаноловою сумішшю між двома вогнетривкими стінками, кабіну з 65 мм броньованим склом і 13 мм броньованими спереду і позаду пілота. Ліхтар кабіни знаходився над крилом і мав відсувну середню частину. В задній частині фюзеляжу знаходився паливний бак і радіообладнання.

Хвіст Кіль з одним рулем напряму як і інші рухомі поверхні мав металеву раму і тканинну обшивку. Руль висоти і горизонтальна поверхня крила знаходилась перед вертикальними.

Шасі Дві передні стійки шасі гідравлічно прибираються вверх-до середини в середню частину крила і повністю закриваються люками. Гальма теж гідравлічно керовані. Хвостова стійка шасі не керована, але після зльоту теж прибирається в фюзеляж і приховуються за спеціальним люком.

Двигун і паливна система Один 18-ти циліндровий дворядний радіальний двигун Nakajima Ha-45-11/12. Потужність при зльоті — 1800 к.с. при 2900 об/хв, стандартна потужність — 1650 к.с. на висоті 2000 м і 1460 к.с. на 5700 м. Пізніші моделі мали двигун Nakajima Ha-45-21, з наступною таблицею потужності: 1990 к.с. при 3000 об/хв при зльоті, 1975 к.с. на висоті 1900 м і 1695 к.с на висоті 6000 м. Повітряний гвинт металевий чотирилопастний змінного кроку з електричним двигуном повороту лопатей. Чотири паливні баки розміщуються в крилах, ще один в фюзеляжі. Загальний об'єм баків згідно японської документації становив 737 літрів. Проте, тести проведені авіаторами США на захопленій машині дали приблизно 700 літрів: 217 л. в фюзеляжі, по 173 л. в ближчих до середини крила баках і 67 л. в баках на кінці крила. Додатково на зовнішніх підвісах могли кріпитись два баки по 200 літрів.

Озброєння