Nakajima Ki 84 Hayate 'Frank'
Parte I
Weapons and Warfare
Ki-84-I
El Nakajima Ki-84 Hayate (Gale) fue numéricamente el caza más importante que prestó servicio en la Fuerza Aérea del Ejército Japonés (JAAF) durante el último año de la Guerra del Pacífico, y fue probablemente el mejor avión de combate japonés que vio una operación a gran escala durante este período de la guerra. El Hayate era completamente igual incluso a los combatientes aliados más avanzados que se oponían a él y, a menudo, era superior a ellos en muchos aspectos importantes. Estaba bien armado y blindado, era rápido y muy maniobrable. Aunque en general fue superado en número por los combatientes aliados que se le opusieron, dio una buena cuenta de sí mismo en las batallas por Filipinas, Okinawa y las islas de origen japonesas. Tan desesperada era la necesidad de Ki-84 en los últimos meses de la guerra que Japón estaba construyendo fábricas subterráneas con una tasa planificada de 200 aviones por mes.
La historia del Ki-84 se remonta a poco después del comienzo de la Guerra del Pacífico entre Japón y los Estados Unidos. Solo tres semanas después de Pearl Harbor, Koku Hombu instruyó a Nakajima Hikoki KK (Nakajima Airplane Co Ltd) para comenzar el diseño de un reemplazo para el Ki-43 Hayabusa, que acababa de entrar en servicio con JAAF. La JAAF quería un caza de largo alcance de uso general que fuera superior a los que se estaban desarrollando en EE. UU. y Gran Bretaña. La especificación requería un avión con la maniobrabilidad del Ki-43 Hayabusa junto con la velocidad y ascenso del Ki-44 Shoki. Además, la aeronave debía contar con protección blindada para el piloto y debía equiparse con tanques de combustible autosellantes.
El avión debía tener una velocidad máxima de 398 a 423 mph, y debía ser capaz de operar en condiciones de combate durante 1,5 horas a distancias de hasta 250 millas de su base. La carga alar no debía exceder las 35 libras por pie cuadrado. Los requisitos de maniobrabilidad se relajaron un poco en comparación con los del Ki-43, pero superaron los del Ki-44, que había sido diseñado estrictamente como un destructor de bombarderos. El motor iba a ser el radial Nakajima Ha-45 de dieciocho cilindros y dos hileras refrigerado por aire. El armamento iba a ser dos ametralladoras Tipo 1 (Ho-103) de 12,7 mm y dos cañones Ho-5 de 20 mm.
Koyama fue nombrado ingeniero del proyecto y el trabajo en el Ki-84 comenzó a principios de 1942 en la planta Ota de Nakajima en la prefectura de Gumma. El primer prototipo estuvo listo en marzo de 1943. El avión era un monoplano de ala baja bastante convencional que tenía un parecido familiar obvio con los cazas Ki-43 y Ki-44 que lo precedieron. El motor Nakajima Ha-45 de 1800 hp que impulsaba el Ki-84 era una versión JAAF del NK9A Homare de la Armada. Los modelos experimentales del motor Homare se probaron en mayo de 1942, pero el desarrollo del Homare fue largo y difícil, y pocos Homares estuvieron disponibles hasta agosto de 1943, y la producción experimental no comenzó hasta finales de 1943 en Musashi de Najajima. fábrica de motores
Se montó un gran tubo colector de escape a cada lado del motor detrás de las branquias del capó. El fuselaje totalmente metálico siguió la práctica japonesa común de construir el ala integral con el fuselaje central para ahorrar el peso de los puntos de fijación pesados. El fuselaje era de sección ovalada, con piel estresada remachada al ras. El ala de dos mástiles llevaba alerones cubiertos de tela con estructura de metal y estaba provisto de flaps Fowler operados hidráulicamente. Se transportó un total de 220 galones estadounidenses de combustible en tanques detrás de la cabina y en las alas. El montaje del motor y la cubierta incorporaron el enfriador de aceite y las tomas para el carburador y el sobrealimentador. El dosel de tres partes tenía una sección central deslizante hacia atrás. Los tres miembros del tren de aterrizaje eran hidráulicamente retráctiles. El tren principal se retrajo hacia adentro y horizontalmente en las alas y estaba completamente cubierto con puertas que encajaban al ras. La rueda de cola no orientable se retrajo en el fuselaje y fue cubierta por una puerta empotrada. El timón era de construcción metálica pero estaba cubierto con tela.
El plano de cola se colocó muy por delante de las superficies verticales. Se montaron dos ametralladoras Ho-103 de 12,7 mm con 250 rpg en la cubierta superior, y un cañón Ho-5 de 20 mm con 150 rondas se montó en cada ala exterior de la pata del tren de aterrizaje principal. El piloto estaba protegido por un parabrisas blindado de 70 mm y por una placa de blindaje de 13 mm en la parte trasera y el piso de la cabina. Se hizo provisión debajo de la línea central del fuselaje para un solo tanque de caída.
El prototipo Ki-84 voló por primera vez desde el aeródromo de Ojima en abril de 1943. El segundo prototipo voló en junio. Los primeros prototipos fueron asignados a la JAAF para pruebas en el Tachikawa Air Arsenal bajo la dirección de pilotos con experiencia en combate, y las modificaciones recomendadas se incorporaron al cuarto prototipo. El cuarto prototipo tenía una velocidad máxima de 394 mph a 21,800 pies y podía alcanzar una velocidad de 496 mph en una inmersión.
El programa de prueba salió bien, y en agosto de 1943 se ordenó un lote de prueba de servicio de 83 máquinas. Estas fueron construidas entre agosto de 1943 y marzo de 1944. Las máquinas de preproducción diferían entre sí en detalles menores, pero los cambios de fuselaje fueron incorporado para facilitar la producción, y se aumentó el área de la aleta y el timón para mejorar el control en el despegue.
Se entregaron algunas máquinas de prueba de servicio al Arsenal Aéreo del Ejército de Tachikawa. Los pilotos de JAAF comentaron favorablemente sobre la máquina, aunque su velocidad máxima estaba por debajo del requisito. La aeronave tenía una velocidad máxima de 388 mph, podía ascender a 16,405 pies en 6 minutos y 26 segundos y tenía un techo de servicio de 40,680. Esto convirtió al Ki-84 en el avión de combate japonés de mejor rendimiento disponible para producción inmediata.
Algunos Ki-84 de prueba de servicio se equiparon experimentalmente con un tren de rodaje de esquí. Las piernas se retrajeron en los huecos de las ruedas normales, con los esquís acostados debajo de las raíces del ala. Estos aviones fueron probados en Hokkaido durante el invierno de 1943-44. La instalación de esquí aumentó el peso máximo y, por lo tanto, tuvo un efecto adverso en la maniobrabilidad y redujo la velocidad máxima en 8 mph. En consecuencia, los esquís no se incorporaron a las máquinas de producción.
El motor Ha-45 entró en producción a gran escala en abril de 1944 como Tipo 4. La producción del motor Tipo 4 se vio obstaculizada por muchos contratiempos, la mayoría de los cuales se debieron a una preparación inadecuada, con escasez de plantillas, herramientas y personal calificado. siendo problemas significativos.
Las pruebas de servicio del Ki-84 comenzaron en Japón en condiciones operativas en octubre de 1943. El tipo fue aceptado para producción como Army Type 4 Fighter Model 1A Hayate (Gale) o Ki-84-Ia.
Un segundo lote de preproducción de 42 Ki-84 se inició en abril de 1944. Estos se construyeron entre marzo y junio de 1944. Estos se construyeron en paralelo con el primer avión de producción, que comenzó a salir de las líneas de producción en abril de 1944. Ambos tipos estaban equipados con chimeneas de escape individuales, que proporcionaban cierto aumento de empuje y podían aumentar la velocidad máxima entre 9 y 10 mph.
Cada uno de los dos bastidores laterales podría llevar un tanque de caída de 44 Imp gall o una bomba de 551 libras. Algunas de las aeronaves del segundo lote de prueba de servicio se probaron con alas de mayor envergadura y área para servir como aeronaves de desarrollo para los proyectos Ki-84N y Ki-84P proyectados.
Las primeras máquinas de producción tenían los modelos 11 y 12 del motor Ha-45, con índices de despegue de 1800 hp y 1825 hp, respectivamente. Los modelos posteriores tenían la versión modelo 21 de este motor, entregando 1990 hp para el despegue. Estos motores eran bastante poco fiables y estaban sujetos a numerosas peculiaridades.
La pérdida repentina de presión de combustible fue una fuente constante de dificultades, y esto se solucionó con la adopción del Modelo 23 radial Army Type 4 ([Ha-45] 23) incluso para máquinas de producción posteriores. Este motor Modelo 23 era una modificación del motor Modelo 21 equipado con un sistema de inyección de combustible de baja presión.
El Ki-84-Ia fue seguido en la línea de producción por el Ki-84-Ib Army Type 4 Fighter Model Ib. En el Ki-84-Ib, las ametralladoras montadas en el fuselaje fueron reemplazadas por un par de cañones Ho-5 de 20 mm, lo que le dio al avión un armamento total de cuatro cañones de 20 mm.
El Ki-84-Ic era una variante especializada de destructor de bombarderos armada con dos cañones Ho-5 de 20 mm en el fuselaje y dos cañones Ho-105 de 30 mm montados en las alas. Solo se construyó una pequeña cantidad de esta versión.
En marzo de 1944, el escuadrón experimental que estaba realizando las pruebas de servicio del Ki-84 se disolvió y su personal se transfirió al 22º Sentai. Esta unidad fue reequipada con Hayates de producción y transferida a China, donde entró en combate contra la Decimocuarta Fuerza Aérea de la USAAF en agosto de 1944. El Ki-84-Ia se estableció rápidamente como un enemigo formidable que se comparó favorablemente con los mejores cazas aliados de entonces. disponible. El Hayate tenía un excelente rendimiento y velocidad de ascenso, y no tenía ninguna de las deficiencias de la generación anterior de cazas japoneses, estaba bien armado y poseía una protección de armadura adecuada para el piloto. Además de las funciones de penetración e intercepción, el avión se utilizó como cazabombardero y bombardero en picado. El 22º Sentai se trasladó más tarde a Filipinas,
Tras los encuentros con el Ki-84-Ia, la Unidad de Inteligencia Aérea Técnica Aliada (ATAIU), comandada por el Coronel Frank McCoy, asignó el nombre en clave FRANK a este caza. Este nombre en clave se había asignado previamente a un avión ficticio conocido como "Mitsubishi TK4", que se creía erróneamente que estaba en desarrollo en Japón. Cuando el TK4 no se materializó, el Coronel McCoy decidió nombrar al nuevo Ki-84-Ia en su honor.
El FRANK apareció más tarde en la batalla de Okinawa, sirviendo con el 101, 102 y 103 Hiko Sentais. Dos nuevos Sentais, el 111 y el 200 fueron activados con Hayates. Los Hayates se utilizaron para misiones de penetración de largo alcance, barridos de caza, ametralladoras, interceptación y misiones de bombardeo en picado con un éxito considerable. El Ki-84 demostró ser más rápido que el P-51D Mustang y el P-47D Thunderbolt en todas las altitudes excepto en las más altas. A altitudes medias, el FRANK era tan rápido que era esencialmente inmune a la intercepción. La tasa de ascenso fue excepcionalmente buena, se alcanzaron 16,400 pies en 5 minutos y 54 segundos, que fue superior a la de cualquier combatiente aliado opuesto.
El Ki-84 se parecía mucho al Ki-43 Hayabusa, lo que hizo que muchos pilotos de combate aliados lo confundieran con el anterior caza Nakajima durante el estrés del combate. Muchos pilotos estadounidenses, después de haber visto un caza japonés que creía que era un Ki-43 y salivando ante la perspectiva de una muerte rápida y fácil, de repente descubrieron que se habían enganchado a un pájaro completamente diferente. Al Ki-84 incluso le fue bien en el papel de cazabombardero. El 15 de abril de 1945, un vuelo de once Hayates del 100th Sentai realizó un ataque aéreo sorpresa en los aeródromos estadounidenses en Okinawa, dañando o destruyendo una cantidad sustancial de aviones en tierra. Sin embargo, ocho de los Hayate fueron destruidos en el ataque y uno hizo un aterrizaje forzoso en un pequeño islote cerca de Kyushu.
Aunque el Ki-84 estaba destinado a la función ofensiva y de penetración, a Hayates se le asignó la función defensiva sobre las islas de origen japonesas durante las últimas semanas de la guerra, operando con la 10ª División responsable de la defensa de Tokio. Las unidades asignadas a la defensa local incluían el 47, el 73, el 111 y el 112 y el 246 Sentais. Dado que el Hayate se consideraba esencial para la función de intercepción, se gastaron relativamente pocos en ataques kamikaze.
El Hayate era fácil de volar y los pilotos con un entrenamiento mínimo podían hacerlo con relativamente poca dificultad. Sin embargo, la aeronave tenía ciertas características de control deficiente a las que un piloto veterano podría acostumbrarse fácilmente pero que podrían ser mortales en manos de un piloto inexperto. El rodaje y el manejo en tierra fueron en general bastante deficientes. En el despegue, una vez levantada la cola, había que mantener una presión continua sobre el pedal del timón de estribor para contrarrestar la tendencia a girar a babor provocada por el elevado par motor. En vuelo, los controles eran lentos en comparación con los del Hayabusa y los ascensores tendían a ser pesados a todas las velocidades. Los alerones eran excelentes hasta unas 300 mph, después de lo cual se volvieron bastante pesados. El timón era blando a bajas velocidades para ángulos casi neutrales.
Sin embargo, la mayoría de los defectos del Ki-84 pueden deberse a un control de calidad deficiente durante la fabricación, especialmente durante los últimos meses de la Guerra del Pacífico. Cuando se diseñó el Ki-84, se hizo hincapié en la facilidad de producción, y la fabricación del Ki-84 requirió menos de la mitad de las herramientas necesarias para el Ki-43 y el Ki-44 que lo precedieron. Sin embargo, muchos trabajadores experimentados habían sido reclutados por las fuerzas armadas, y esta pérdida, actuando en conjunto con las tasas aceleradas de producción ordenadas por el Ministerio de Municiones japonés, resultó en una caída constante en los estándares de calidad tanto del motor como de la estructura del avión. Hayate a medida que avanzaba la guerra.
El rendimiento y la confiabilidad de las Hayates de producción rara vez fueron tan buenos como los de las máquinas de prueba de servicio. A medida que la calidad de la mano de obra se deterioró constantemente, el rendimiento del Hayate disminuyó constantemente a medida que avanzaba la producción, y las máquinas posteriores tuvieron un rendimiento y una confiabilidad mecánica cada vez más deficientes. Los sistemas hidráulicos y de presión de combustible estaban mal diseñados y estaban sujetos a fallas frecuentes. Los frenos de las ruedas eran notoriamente poco confiables, y el metal de los puntales del tren de aterrizaje a menudo no se endurecía adecuadamente durante la fabricación, lo que hacía que se rompieran en cualquier momento. Esto provocó que muchos Hayate fueran dados de baja en accidentes de aterrizaje, sin haber sufrido nunca daños en combate.
En la serie de Richard M. Bueschel sobre cazas japoneses de la Segunda Guerra Mundial (es decir, "Nakajima Ki-84 Hayate en el Servicio de la Fuerza Aérea del Ejército japonés) y "Aviones japoneses de la Guerra del Pacífico" de Rene Francillon, los autores mencionan repetidamente que los cazas japoneses de los últimos días , aunque técnicamente iguales a sus contrapartes aliadas, estaban plagados de mano de obra variable y deficiente; Bueschel escribe que el Ki-84 rara vez podría alcanzar una velocidad de nivel de 400 km por hora. Por ejemplo, la velocidad de nivel del caza Nakajima Ki-84 se calculó en 620 km por hora, pero, según se informa, la mayoría de los especímenes de producción tardía no pudieron alcanzar ni los 400 km por hora debido a la mala mano de obra del fuselaje y el motor.
Recuerdo haber leído relatos de pruebas de aviones japoneses capturados, en particular el Ki-84, que afirmaban que la instalación de bujías estadounidenses marcaba una gran diferencia en el rendimiento del avión. ¡También se encontró que la instalación de pastillas de freno de EE. UU., siempre que fuera posible, era imprescindible! La escasez de material y los problemas de calidad en áreas aparentemente menores pueden tener un efecto dramático en el rendimiento general.
La escasez de motores y los retrasos fueron un problema constante para el Hayate. Aunque el motor Ha-45 estuvo plagado de dificultades de producción a lo largo de su vida, la mayoría de los retrasos en las entregas se debieron a las frecuentes visitas de los B-29 de la 20.ª Fuerza Aérea a la planta de motores Musashi durante el último año de la guerra. Esta planta fue atacada por incursiones de B-29 en no menos de doce ocasiones entre el 24 de noviembre de 1944 y el 8 de agosto de 1945. La producción pudo continuar en la planta de Musashi hasta el 20 de abril de 1945, cuando finalmente se cerró por bien y toda la producción se paralizó.
Las operaciones se transfirieron a una planta subterránea en Asakawa. y a una nueva planta en Hamamatsu, y un goteo de motores seguía fluyendo, pero el suministro de motores nunca alcanzó el pico anterior. Debido a los retrasos en la producción y la escasez de componentes, la calidad de los motores Ha-45 entregados se deterioró constantemente a medida que pasaban los meses, y los motores posteriores eran considerablemente menos potentes y menos confiables que los entregados inicialmente. En junio de 1945, la reducción de los estándares de fabricación había reducido tanto la velocidad de ascenso del caza que el avión era prácticamente inútil en altitudes superiores a los 30.000 pies.
Se construyeron un total de 1670 Hayates durante 1944, lo que convirtió al avión numéricamente en el caza japonés más importante en producción en ese momento. Sin embargo, esto todavía estaba muy por debajo de los requisitos de JAAF. Los pedidos solo para 1944 totalizaron 2525 máquinas, casi mil más de las que realmente se entregaron. Este déficit se debió en parte a que los subcontratistas no entregaron los componentes a tiempo, pero se volvió cada vez más causado por los ataques aéreos aliados contra la industria japonesa cuando 1944 se acercaba a su fin. El 19 de febrero de 1945, la planta Ota de Nakajima fue atacada por 84 B-29, que dañaron gravemente la planta y destruyeron unos 74 Hayate en la línea de montaje. Otros ataques a la planta por parte de aviones con base en portaaviones de EE. UU. dañaron aún más la planta hasta tal punto que tuvo que llevarse a cabo un extenso programa de dispersión, con una fuerte caída acompañada de la producción.
En mayo de 1944, Nakajima abrió una segunda línea de fabricación de Hayate en su planta de Utsonomiya. Esta instalación había construido 727 cazas en julio de 1945, menos de la mitad del número programado durante este período. La construcción del Hayate también se asignó a Mansyu Hikoki Seizo KK (Compañía de fabricación de aviones de Manchuria), que comenzó la producción en la primavera de 1945 en su planta de Harbin en Manchuria. Sin embargo, solo se construyeron unos cien Hayate en Harbin antes de que el final de la guerra pusiera fin abruptamente a la producción. La producción total del Hayate por todas las fábricas fue de 3514, incluidos prototipos y aviones de prueba de servicio.
En 1946, un Hayate capturado de producción tardía fue restaurado y probado en Middletown Air Depot en Pensilvania. Con un peso de 7490 libras, la aeronave alcanzó una velocidad máxima de 427 mph a 20 000 pies, utilizando energía de emergencia de guerra. Esta velocidad excedía la del P-51D Mustand y el P-47D a esa altitud en 2 mph y 22 mph respectivamente. Estas cifras se lograron con un avión magníficamente mantenido y restaurado y con gasolina de aviación altamente refinada, y no eran típicos de los aviones operados por japoneses durante las últimas etapas de la guerra.
