3、爬升率:从海平面爬升到5000米高度所需时间小于4.5分钟。

  4、降落速度:小于Ki-44。由于Ki-44的翼载荷相对较高,必须保持较高的着陆速度,这提高了飞行员操控飞机的难度。该指标便是日本陆航对此作出的特别要求。

  5、续航力:相当于Ki-43。Ki-43一型的标准航程为1000公里,Ki-43二型的航程为1600至1900公里之间,转场航程为3000至3200公里之间。这个指标远远超出当时欧洲各国的主力战斗机,只有日本和美国才会要求单发战斗具备上千公里的超远航程,因为它们知道:未来的敌人便位于大洋彼岸,双方的空中战争必定位于无边无际的海洋上空,因而飞机的航程便成为重要的性能指标。

  6、武器系统:机身配备两挺12.7毫米机枪,机翼中安装两门20毫米机关炮。相比当时中岛公司生产线上只有两挺12.7毫米机枪的Ki-43一型丙,新飞机的强悍火力和高速度无疑是最突出的亮点。

Ha-45由来

  Ha-45是由中岛公司的Ha-115/荣式十四缸星形气冷发动机发展而来,后者是陆军Ki-43战斗机和海军零式战斗机的标准动力设备,起飞爬升功率为1100马力,可靠性已经得到验证。

  按照中岛公司的规划,Ha-45采用Ha-115相同规格的汽缸,数量上仅仅增加4个,排量提升30%,然而输出功率要从1100马力暴增几乎两倍,达到2000马力的量级!


Ha-115与Ha-45对比

  对中岛公司而言,Ha-45的设计可谓是一次难度极大的飞跃,其功率/重量比和功率/排量比均比Ha-115提升甚多。为了实现这个目标,中岛公司煞费苦心地应用了大量新技术。

  首先,Ha-45的曲轴箱以特殊的钢铸工艺生产,可以有效地减轻该部件的重量。其次,传统的气冷发动机散热片为沙模铸造,为了应对伴随输出增大而引发的热量增加,中岛公司在Ha-45上采用先以沙模铸造出粗略结构,再以车床精密切削加工出散热片造型的技术,使发动机的散热片具备数量多、尺寸薄、散热面积大的特点,散热性能出色。不过,这种方法不适合发动机的大规模生产,于是中岛公司又推出预先以薄铝板制成散热片,再将其安置在铸模内铸造出气缸的方法,较好地达到了性能和产能上的协调。再次,虽然Ha-45气缸数量增加,但中岛公司在发动机的进气口和排气口的布设上重新进行巧妙的调整,提高空间利用率,使发动机的直径仅仅比Ha-115增加3厘米,有效地减少发动机迎风面积。Ha-45还配备有注水喷射系统,能将酒精与水的混合液喷射入汽缸之内,短暂提升发动机输出功率。配合以上新技术,Ha-45能够使用高辛烷值的航空燃油,进一步将发动机进气压力和转速提升后,最终满足2000马力量级的输出功率指标。

  Ha-45的诞生,对二战时期的日本航空工业来说,是一个相当了不起的成绩。为此,中岛公司自豪地将其作为精雕细刻的艺术品看待。

  Ha-45的研发工作是在昭和14年(1938年)12月末开始的,直到昭和15年(1939年)9月末完成设计,中岛公司随即开始尝试制造Ha-45的1号发动机。在同一年年末,日本海军航空兵首先采纳了中岛公司的设计,并赋予其15试“LU”号的名称。接下来,在昭和16年(1940年)年初,陆军航空兵也加入该项目中,并订购了一台发动机进行测试。


Ha-45发动机

  Ha-45的1号发动机完成于昭和16年(1940年)3月中旬,比预计的计划提早半个月左右。测试中虽然发生了油膜轴承烧损等事故,但在军方和公司的合作下解决了诸多问题。昭和17年(1941年)9月18日,日本海航正式决定采用该型发动机,并将其命名为“誉”。接着,日本陆航也决定订制采用,陆军型被命名为“4式1900马力发动机”。

  随着发动机测试的顺利进行,日本陆航和海航都沉浸在Ha-45/誉成功的喜悦中,迫不及待地推进实施量产计划以及新机型的应用,这便是Ki-84诞生的契机。

  此外,日本陆航特别要求新飞机一定要易于生产,因为当时日军战机存在的一个通病便是制作成本高,生产周期长――二战初期,德国的梅赛施米特工厂生产一架Bf-109战斗机只需消耗6000工时,而中岛公司造出一架同属单发战斗机的Ki-44需要24000工时,生产一架Ki-43更需要25000工时之多!为此,1942年4月,航空兵本部为中岛公司的这架新飞机追加一条补充要求:单架飞机的制造时间,不得超过14000工时。


小山悌

  为了达成军方近乎苛刻的要求,中岛公司请出总设计师――Ki-27、Ki-43和Ki-44的缔造者小山悌,以他为核心成立研发团队。

  很快,在1942年春天,小山悌的研发团队提交了第一份设计稿,其进一步细化的规范如下所示:

  1、最大平飞速度:640至680公里/小时。

  2、动力系统:Ha-45。

  3、螺旋桨:全金属电动定距四叶螺旋桨。

  4、续航力:巡航高度4000米、维持1.5小时空战时间的条件下,作战半径400公里。

  5、武器系统:机体内两挺12.7毫米口径的Ho-103型机枪,机翼内两门20毫米口径的Ho-5型机关炮。配备反射瞄准镜使用。

  6、起飞重量:3250公斤。

  7、机翼面积:在原型机阶段尝试19平方米和21平方米的两种面积,根据实际效果决定。

  8、翼型:机翼横截面为中岛公司的NN2-21系列。

  9、机翼相对厚度:翼根处为16.5%,翼尖处为8%。

  10、机翼根梢比:1.82。

  11、机翼展弦比:6.08。

  12、机翼上反角:6度。

  13、机翼下扭角:2.5度。

  14、采用蝶形襟翼。

  小山悌的设计规范在1942年5月27日得到日本陆军航空兵本部的批准,开始制造一架原型机。新型战斗机的项目从这一天起正式启动,并获得了Ki-84的军方编号。


Ki-84第一个生产型:疾风甲/Ki-84a三视图

  从外观上分析,Ki-84的造型和前辈Ki-43一脉相承,均为采用气冷发动机的单发单座战斗机,采用悬臂式下单翼和气泡状座舱盖。其主要区别在于:为了容纳大马力的Ha-45发动机,Ki-84的引擎罩较长、机体尺寸加大,同时座舱的位置向后移动机身中部附近。

  与Ki-43相比 ,Ki-84尺寸相仿,机身稍长,机翼稍微短小,面积减少1平方米。为了具备更强的战斗性能,Ki-84的空机结构重量从1580公斤提升了三分之一,达到2698公斤,这使飞机的翼载荷大幅增加。不过,由于发动机功率加大到2000马力的数量级,飞机的功率/重量比随之提升。由此可见,相对传统日军战斗机,Ki-84更注重于高速性能和垂直机动性,而在水平机动性上作出了一定程度的牺牲。