Сделать невозможное возможным

Когда я получил техническое задание на проектирование «Прототипа 12», новости о действиях истребителей «Тип 96» появлялись в газетах почти ежедневно. Безусловно, причина, по которой «Тип 96» был лучшим истребителем тех времён, заключалась в том, что при его создании использовались самые передовые технологии проектирования. Работая на пределе своих возможностей при проектировании «Типа 96», я отчётливо видел, насколько жёсткими были требования к «Прототипу 12». Позже мне предстояло ещё много раз размышлять о том, что именно составляет хорошие характеристики истребителя.

К тому времени мы успешно завершили проектирование двух новых самолётов, разработка каждого из которых в начале проектов казалась очень сложной. Я добился успеха в своём стремлении разработать эти самолёты независимо от иностранных технологий, хотя для японских авиаконструкторов всегда было привычным отставать от передовых стран на несколько лет. Я подумал, что, возможно, мы сможем создать совершенно новый истребитель, который возглавит мировой прогресс, если я действительно полностью отдамся работе и задействую весь свой интеллект. Подобными мыслями я подбадривал себя.

Из-за переутомления я запустил своё здоровье и заболел. Это вынудило меня отсутствовать на работе в течение некоторого времени в тот важный период, который наступил сразу после получения технического задания. К счастью, я поправился, избежав серьёзных осложнений, но осознал, насколько важно быть здоровым, а мой начальник дал мне строгий, но дельный совет: беречь здоровье и продолжать работу над проектом.

Вскоре после этого начался настоящий этап проектирования истребителя «Прототип 12». В то время мы были заняты множеством мелких работ по модификации истребителя «Тип 96» по результатам боевого применения, полученным в ходе Второй японо-китайской войны. Помимо усилий по созданию «Прототипа 12», нам всё ещё приходилось заниматься его предшественником «Тип 96». Я благодарен, даже сегодня, всем членам конструкторской группы, которые неизменно поддерживали друг друга, а также своего не самого здорового руководителя.

Чтобы справиться с этим сложным проектом, я предполагал, что нам придётся отойти от устоявшихся традиций и от того, что часто называют «здравым смыслом». Хотя для конструктора это был нетрадиционный образ мышления, я считал необходимым по-новому взглянуть на нашу конструкторскую практику и технические условия. Ничего не следовало принимать слепо, каким бы традиционным оно ни было. Когда мы работали над «Тип 96», мы смогли придать ему форму, совершенно отличную от прежних истребителей. Разве нельзя было сделать что-то и в этот раз в какой-то малоизвестной области, которая ещё не была полностью изучена?

Я начал работать над выбором двигателя и сделал предварительную оценку веса. Ни один тип самолётов так не зависит от выбора двигателя, как истребители. Только после того, как двигатель выбран, конструктор может разработать эскизный проект планера. В случае с «Прототипом 12», как уже указывалось ранее, в качестве кандидатов рассматривались двигатели «Мицубиси» «Кинсэй» Тип 46 и «Дзуйсэй» Тип 13, причём «Кинсэй» был более мощным. Если бы мы использовали «Кинсэй», мы могли бы сразу получить самолёт с высокими лётно-техническими характеристиками и высокой скоростью. Именно по этой причине я считал, что следует выбрать его. Это соответствовало моей философии, согласно которой лучше спроектировать высокоэффективный истребитель одним большим скачком, чем пытаться в конечном итоге достичь этой цели путём многочисленных мелких улучшений менее совершенного самолёта на протяжении всего срока его службы.

Но на пути использования двигателя «Кинсэй» стояло серьёзное препятствие: он требовал большего планера. «Кинсэй» был мощнее, чем «Дзуйсэй», но он также был крупнее, тяжелее и расходовал больше топлива. * Из-за этого планер стал бы больше, чем при использовании меньшего двигателя, а вес топлива – значительнее. Чтобы нести возросший вес, крыло должно было иметь большую площадь, а фюзеляж и хвостовое оперение также должны были стать крупнее. Это, в свою очередь, потребовало бы более прочного шасси и привело бы к очередному увеличению размеров планера.

Быстрая оценка веса показала, что масса самолёта составит около 3000 кг. Это было приемлемо для самолёта наземного базирования, но пилоты, привыкшие летать на небольших истребителях «Тип 96» массой 1600 кг, не сразу приняли бы настолько потяжелевший самолёт. А это означало бы потерю контракта на «Прототип 12». Напротив, при использовании двигателя «Дзуйсэй» вес машины оценивался примерно в 2300 кг; размах крыла находился бы в районе двенадцати метров с площадью крыла, совместимой с хорошими лётно-техническими характеристиками истребителя. Я подумал, что это примерно максимальный вес, который согласятся принять пилоты. Вместо того чтобы размышлять о будущем этого самолёта, нашей непосредственной задачей было получить контракт. Я и решил: «Ладно, начинаем». Когда я доложил о своём решении использовать «Дзуйсэй» господину Хаттори, он его одобрил.

Обтекаемость и прочность

Как только двигатель был выбран, следующей задачей стало набросать эскиз планера с установленным двигателем. Предстояло решить ещё много проблем, но к этому времени в моей голове уже сложился примерный набросок планера. Он должен был выглядеть как вылизанный «Тип 96» с более лаконичными и плавными поверхностями и линиями. Я сделал примерный эскиз в трёх проекциях на листе бумаги.

Сначала появился вид сбоку. Я провёл линии фюзеляжа так, чтобы они соответствовали капоту двигателя, форма которого уже была определена при выборе силовой установки. Размеры вертикального оперения и кабины пилота были определены приблизительно на основе опыта. Топливный бак был размещён между двигателем и кабиной, и после приблизительного определения центра тяжести фюзеляжа я нарисовал крыло. Затем ориентировочно выбрал длину стоек шасси, используя диаметр воздушного винта в качестве определяющего фактора, и, наконец, помня об обзоре вперёд и назад, а также о малом аэродинамическом сопротивлении, набросал фонарь кабины.

Следующим стал вид сверху. Аэродинамически чистые обводы вида сбоку использовались для определения формы фюзеляжа в плане. Одной из проблем, которую требовалось решить, была форма крыла в плане. Я уже думал о более продвинутом стиле по сравнению с тем, что использовался на «Тип 96». В те дни преобладала близкая к эллиптической форма крыла моноплана в плане, как у «Тип 96», но для «Прототипа 12» я твёрдо решил использовать прямое сужение с узкой законцовкой крыла. Обводы нового самолёта начали обретать форму, когда я скомпоновал крыло и нарисовал соответствующее ему горизонтальное оперение.

Затем я приблизительно определил требования к внутреннему пространству крыла для уборки шасси, поскольку планировал использовать убирающееся шасси. Эти ниши шасси были показаны пунктирными линиями. Сразу за стойками шасси было предусмотрено место для 20-мм пушек, которые по тем временам были очень мощным вооружением. У меня также были соображения относительно размеров и расположения крыльевых топливных баков. Последним стал вид спереди. На этом начальный этап работы был завершён. Новый самолёт, казалось, обладал и скоростью, и мощью, подходящими для того, чтобы стать самым современным и сильным истребителем в мире.

После этого наступил этап детального чертежа в трёх проекциях на основе уже более точных расчётов. Большая часть нашего времени уходила на определение размеров и формы крыла. Сначала нам нужно было начертить и определить детали убирающегося шасси и 20-мм пушек. Затем мы могли перейти к вопросу о форме крыла в плане и его толщине. Я попросил господ Като, Сонэ и Хатакэнака, которые были ключевыми членами моей конструкторской группы, подойти к моему столу. Господин Като отвечал за проектирование шасси для флотских самолётов; господин Сонэ в совершенстве освоил искусство проектирования конструкций, когда отвечал за прочностные расчёты для «Типа 96»; господин Хатакэнака был ветераном в вопросах установки вооружения.

Все они были превосходными инженерами-конструкторами, моей коллективной правой рукой. Мне не нужно было много им говорить – мы понимали друг друга с полуслова. «Для начала будем отталкиваться вот от этого», – сказал я и показал им свой чертёж в трёх проекциях. Затем попросил господина Като поработать над узлами крепления шасси и механизмом его уборки, господина Хатакэнака – спроектировать детали для установки пушек, а господина Сонэ – предложить соображения по размерам и конструкции крыла, с учётом размещения в нём шасси и вооружения. Некоторое время спустя форма и толщина крыла должны были быть определены нашими совместными усилиями.

По мере продвижения работы мы создавали чертежи обтекаемого фюзеляжа, который правильно сопрягался с двигателем и кокпитом. Также были сделаны чертежи хвостового оперения, соответствующего общему облику. Я повторил с уже большей детализацией свой расчёт веса и центровки. Так и создавался истребитель «Прототип 12».

Исходная компоновка истребителя «Прототип 12», в дальнейшем многое изменится, но основные черты уже узнаваемы (доработанная иллюстрация из оригинала).

Признаки зимы подкрадывались к окружающему миру, но мы их не замечали. Всё ещё думая, что поля полны зелёной травы, я был удивлён в один из дней, когда сидел в столовой и увидел, что зелень снаружи сменилась желтизной, пока я целеустремлённо вынашивал идеи для «Прототипа 12».

Болезненный этап рождения

Обводы «Прототипа 12» были определены инженерами, другими членами конструкторской группы и мной, но вскоре мы перешли к более трудной задаче. От нас требовались максимальные усилия, чтобы заложить в нашу компоновку все те лётно-технические характеристики, что требовал заказчик. Чем больше я думал о том, каким образом удовлетворить запросы ВМС, тем очевиднее становилась их жёсткость. Я ежедневно стонал за своим столом. Во время обеденного перерыва разговоры обычно состояли из сплетен о привычках флотских пилотов, но время от времени пункты технических требований всплывали в моей голове. «Насколько бы всё стало проще, – думал я, – если бы они отозвали хотя бы одно из своих требований».

Тем временем наступил 1938 год, и совместное заседание представителей правительства и промышленности по техническому заданию на проектирование истребителя «Прототип 12» было запланировано на 17 января, после сезона праздников. Как обычно, встреча проходила в конференц-зале Лётно-технического института морской авиации в Йокосуке. Четверо из нас от компании «Мицубиси», включая господина Хаттори, прибыли в институт холодным утром с поднятыми воротниками пальто, чтобы согреться. По дороге все были поглощены своими мыслями, и только тишина сопровождала белые облака нашего дыхания в морозном воздухе.

Императорский флот представляли контр-адмирал Мисао Вада, начальник технического отдела Управления морской авиации, и вице-адмирал Коити Ханадзима, директор Лётно-технического института. Присутствовали и другие флотские офицеры, всего около двадцати человек. Среди них был и капитан 3-го ранга Минору Гэнда, который всего несколько дней назад находился на японо-китайском фронте и буквально излучал боевой дух. Промышленность была представлена пятью сотрудниками от компании «Накадзима» и нашей четвёркой от «Мицубиси».

В ходе заседания адмирал Вада и адмирал Ханадзима говорили о будущем войны на китайском направлении, а также об острой международной напряжённости, существовавшей в то время. Они подчёркивали важность истребителя «Прототип 12». Затем выступил капитан 3-го ранга Гэнда. Он живо описал воздушные бои истребителей «Тип 95» и «Тип 96», основываясь на своём боевом опыте офицера штаба 2-го объединённого авиакорпуса. В частности, он подчеркнул важность характеристик в манёвренном ближнем бою и дальности полёта для нового экспериментального истребителя.

После этого у нас состоялось официальное обсуждение лётно-технического задания. Представители промышленности, как правило, помалкивали. Дискуссии в основном сводились к обоснованию причин столь жёстких требований, и казалось маловероятным, что ВМС откажется хотя бы от одного из них. Но наконец председатель поинтересовался нашим мнением: «Кстати, а что думают конструкторы?»

Я решительно встал и, несмотря на уверенность, что моё мнение будет проигнорировано, сказал: «Я считаю, что целевые уровни лётно-технических характеристик для нового истребителя слишком высоки, даже с учётом самого передового мирового опыта. Не будет ли чрезмерной просьбой отменить хотя бы один или, возможно, два пункта?» На мгновение атмосфера в комнате стала напряжённой. Представители промышленности, включая господина Хаттори, ничего не говорили, но молча кивали головами. Сидевшие напротив нас флотские начали шептаться между собой по поводу неожиданного вопроса. Но в конце концов их ответ был вполне ожидаемым: «Нет, мы не можем ничего отменить». Предвидя такой ответ, я больше не давал никаких комментариев. И слушая последующие дискуссии, понял, что раз ничего не поделаешь, то придётся просто навалиться на решение поставленных перед нами задаче с удвоенными силами.

Поздней капитан 3-го ранга Гэнда поделился своими впечатлениями о той конференции. Он сказал: «Я понимаю, что даже для отличного инженера должно быть крайне сложно спроектировать самолёт, который удовлетворял бы этим невыполнимым и несовместимым требованиям, сохраняя при этом столь высокие лётно-технические характеристике». Крайне верное утверждение. И настоящие «родовые муки» по созданию истребителя «Зеро» по-настоящему начались именно в тот момент.

Формирование конструкторской группы

Как только мы вернулись в Нагою, я и другие инженеры-конструкторы собрались вместе с господином Хаттори и обсудили, как нам теперь вести этот проект. Все выглядели мрачно. После совещания в Лётно-техническом институте стало ясно, что заказчик не отменит ни единого пункта лётно-технических требований. Необходимо было немедленно сделать две вещи. Во-первых, определиться с твёрдой концепцией проектирования, чтобы мы могли превратить идеи в законченный проект; во-вторых, организовать конструкторскую группу.

Конструкторская группа была разделена на пять подгрупп: расчётная, прочностная, силовых установок, вооружения и шасси. Большинство подгрупп состояло из трёх-пяти человек, включая тех, кто присоединился к нам позже. Структура организации была следующей:

Начальник отдела: Дзёдзи Хаттори;

Главный конструктор: Дзиро Хорикоси;

Расчётная подгруппа: Ёситоси Сонэ (руководитель), Тэруо Тодзё, Такэси Накамура, позже, в 1940 году Садао Кобаяси и Масао Кавабэ заменили Тодзё и Накамура;

Прочностная подгруппа: Ёситоси Сонэ (руководитель), Ёсио Ёсикава, Садао Дои, Тосихико Нарахара, Сэйити Мидзогути, Сигэо Судзумура, Сёкити Томита, Дзёдзи Кавамура, Масао Томояма;

Подгруппа силовых установок: Дэн-итиро Иноуэ (руководитель), Сётаро Танака (ведущий специалист), Киитиро Фудзивара, Кэн-итиро Убута, Кадзуя Ясуэ, Тадами Ямада;

Подгруппа вооружения: Ёсими Хатакэнака (руководитель), Ёити Охаси, Хидэо Кода, Наоити Такэда, Мицуёси Эгути, Сёдзо Сибаяма, Масахико Морикава;

Подгруппа шасси: Садахико Като (руководитель), Такэёси Мори, Кэйдзиро Накао;

Также было много других временных помощников. Основные участники каждой подгруппы работали в моей команде ещё со времён проектирования «Типа 96», и все хорошо знали друг друга. Невозможно переоценить, насколько сильно это помогло в выполнении стоявшей перед нами сложной задачи.

Дзиро Хорикоси (третий слева в первом ряду) и основные сотрудники его команды. Авиазавод «Мицубиси» в Нагое, 1935 год.

Кроме того, наш руководитель и начальник, господин Хаттори, мудро направлял своих молодых подчинённых и поощрял конструкторов экспериментировать с новыми концепциями и идеями. Авиастроительное подразделение «Мицубиси» во многом обязано этому человеку за то, что он сделал возможным непрерывное создание оригинальных конструкций, благодаря чему наша компания в конечном итоге стала национальным лидером в период, когда авиационные технологии Японии обрели независимость.

Выработка концепции

Вторым вопросом, который нам требовалось немедленно решить, была выработка концепции проекта. Конструкторская работа в авиации всегда начинается с зарождения идеи в голове главного конструктора. Затем на основе прошлых проектов делается предварительный расчёт веса, после чего выполняется оценка площади крыла. Как только это сделано, можно оценить лётно-технические характеристики. Далее готовится эскизный чертёж в трёх проекциях, с помощью которого главный конструктор может изложить концепцию для критического разбора руководителями подгрупп. Этот разбор включает в себя обсуждение весовых лимитов и расчётных лётно-технических характеристик.

Мы уже достигли этапа критического разбора перед конференцией 17 января, и каждая подгруппа была готова проектировать основные узлы, за которые она отвечала, одновременно поддерживая тесную координацию с другими подгруппами. На данном этапе требовалась чёткая и точная концепция проекта.

Помимо прочих обязанностей, главный конструктор должен повышать точность расчётов целевой массы, лётно-технических характеристик и геометрических размеров по мере дальнейшей проработки своей концепции. По мере поступления дополнительной информации он вносит изменения в общий проект, оперативно передавая эти корректировки руководителям других подгрупп. Он также получает отчёты от каждого руководителя подгруппы и при необходимости консультируется с ними.

Более двух месяцев я продолжал обдумывать концепцию проекта под самыми разными углами. На данном этапе я иногда обсуждал детали с руководителями подгрупп, но обычно специфика моей работы не позволяла мне консультироваться с кем-либо ещё. В каком-то смысле это была очень одинокая работа.

На работе мне было легко оставаться погружённым в текущие задачи, но так как этот проект занимал главное место в моих мыслях, я порой оставался поглощён им и во время поездок в переполненных пригородных поездах, и дома. Временами я просыпался посреди ночи и думал о новом истребителе, всматриваясь в темноту. Иногда я вообще не мог уснуть, хотя ложился спать поздно ночью. Мне говорили, что рюмка спиртного перед сном поможет, но я с рождения не умел пить.

Ближе к концу 1937 года в моей голове сформировались четыре главные конструкторские проблемы: 1. Выбор двигателя; 2. Выбор воздушного винта; 3. Программа снижения веса; 4. Аэродинамическое проектирование, то есть создание конструкции, которая одновременно снизит лобовое сопротивление и обеспечит идеальные характеристики устойчивости и управляемости. Что касается двигателя, я уже решил использовать «Дзуйсэй», и это решение было подтверждено на конференции 17 января.

Следующим на очереди был выбор воздушного винта. Нам предстояло использовать новый тип винта, известный как винт изменяемого шага (автоматический винт), который был указан в требованиях ВМС. Воздушные винты, использовавшиеся на наших истребителях ранее, были винтами фиксированного шага с лопастями, жёстко закреплёнными на втулке. Они рассчитывались на работу при полных оборотах и позволяли использовать всю мощность двигателя только во время полёта на максимальной скорости. Из-за этого, когда самолёт летел со скоростью, отличной от максимальной – например, во время набора высоты или взлёта – на винт действовала повышенная нагрузка, обороты двигателя снижались, и оптимальное использование доступной мощности становилось невозможным.

Как работает пропеллер с автоматически изменяемым шагом (иллюстрация из оригинала).

Это аналогично автомобилю, у которого есть только высшая передача: при трогании с места или подъёме по склону на малой скорости он не может эффективно использовать мощность своего двигателя из-за снижения его оборотов. В отличие от этого, винт изменяемого шага уменьшает угол установки лопастей (их угол атаки) на малых скоростях и увеличивает его на высоких скоростях, изменяя таким образом шаг автоматически в зависимости от скорости самолёта. Максимальная мощность может быть получена за счёт поддержания максимальных оборотов двигателя во всём диапазоне скоростей самолёта.

Скорость истребителя меняется бесчисленное количество раз от набора высоты до пикирования, особенно во время манёвренного боя, и если истребитель очень быстр, то винт изменяемого шага становится ещё более эффективным, поскольку приводимый им в движение самолёт обладает широким диапазоном скоростей. Решение задать этот тип винта для «Прототипа 12» было вполне понятным, и ВМС также оказывали давление на промышленность с целью импорта технических ноу-хау из Соединённых Штатов. Программы разработки и модификации двигателей и воздушных винтов находились вне нашего контроля, и мы, конструкторы планера, были бессильны помочь в решении этих проблем, независимо от того, насколько сильно они нас волновали.

Самая большая проблема – снижение веса

Самой большой проблемой, с которой мы столкнулись, было снижение веса. Значительного снижения веса невозможно было достичь с помощью обычных методов проектирования. Каждый должен был постоянно прилагать активные усилия для снижения массы. Мы следовали тому, что можно назвать базовым подходом к весовому контролю. Это было то, о чём мы думали ещё в период выбора двигателя; концепция, позже ставшая известной как «весовая спираль» (фактор лавинного роста веса). Если вес самолёта необдуманно увеличивался на один килограмм, мы должны были увеличить прочность различных деталей, чтобы выдержать этот возросший вес, а это означало дополнительный прирост массы, который в случае с истребителем также равнялся примерно одному килограмму. По меньшей мере, первоначальное увеличение на один килограмм приводило в итоге к увеличению на два килограмма. Поскольку эти изменения приводили к дальнейшему увеличению веса, поддерживаемого крылом, площадь крыла также должна была стать больше, что означало очередной прирост массы ещё на несколько сотен граммов.

Это снизило бы лётно-технические характеристики, если бы мы не использовали более мощный двигатель. Даже без нового двигателя неблагоприятные условия множились бы одно за другим: если конечный вес увеличится, то лобовое сопротивление возрастёт из-за большего крыла, а также возникнут проблемы с материалами и производством. Поэтому мы должны были проявлять крайнюю осторожность для поддержания весового контроля, и я постоянно напоминал себе и другим членам конструкторской группы об этом важнейшем факте. Я был уверен, что этой концепции необходимо придерживаться строже, чем когда-либо прежде. Кроме того, должны были материализоваться некоторые новые идеи.

На ранней стадии проработки концепции «Прототипа 12» я знал, что мы должны сделать ещё один шаг вперёд и попытаться пролить луч света туда, где сейчас была лишь тьма. Этого можно было достичь только путём отхода от традиционных обычаев и технических условий. Я чувствовал, что на данном этапе проекта подобная философия была необходима.

К 1932 году был установлен новый стандарт под названием «Сводные требования к проектированию самолётов», которого необходимо было придерживаться при конструировании авиационной техники. Он содержал правило, требовавшее применения коэффициента безопасности (запаса прочности), предписывающего прочность силовых элементов конструкции. Этот коэффициент безопасности определялся как отношение разрушающей нагрузки самолёта к максимальной нагрузке, которой он, как ожидалось, будет подвергаться во время эксплуатации. Согласно регламенту, этот коэффициент должен составлять 1,8 независимо от типа самолёта, направления приложения силы или характеристик материала.

Иными словами, правило требовало, чтобы самолёт не разрушался при нагрузках, меньших, чем 1,8-кратная максимальная нагрузка, испытываемая в полёте. Для истребителей максимальная нагрузка была установлена равной семикратной силе тяжести, или 7G. Таким образом, при применении коэффициента 1,8 все элементы конструкции самолёта должны быть способны выдерживать нагрузку в 12,6G. Даже когда самолёт выполнял манёвр с перегрузкой 7G, что являлось максимальной нагрузкой, которой он подвергался, прочность всех деталей должна была иметь дополнительный запас, равный примерно 5,6G.

Из своего прошлого опыта присутствия на прочностных испытаниях конструкций я знал, что разные материалы разрушаются по-разному. Если надавить на концы длинной стойки или тонкой пластины, можно заметить, что деталь прогибается сильнее по мере увеличения прилагаемого усилия. Вначале, когда нагрузка мала, деталь возвращается к своей нормальной форме после снятия нагрузки. Но если вы продолжите увеличивать усилие, деталь сломается на некотором критическом пределе, за которым она больше не сможет нести нагрузку. Важно заметить, что конструкция такого типа способна восстанавливать свою первоначальную форму почти до самого момента разрушения.

Различия в механике деформации и разрушения у деталей различной формы (доработанная иллюстрация из оригинала).

Это означает, что максимальная нагрузка, которую такая деталь может выдержать без разрушения, близка к разрушающей нагрузке. С другой стороны, растягиваемые детали, предназначенные для восприятия осевых растягивающих нагрузок, или короткие толстые сжимаемые элементы будут необратимо деформироваться при уровнях нагрузки, которые заметно ниже пределов их разрушающей нагрузки. В таких случаях допускаемая повторяющаяся максимальная сила и близко не приближается к разрушающей силе.

Эти две различных механики разрушения подсказали мне способ снижения веса «Прототипа 12». Давайте предположим, что мы изготавливаем два разных типа деталей, обе из которых сломаются под воздействием силы в 10G. Длинная тонкая деталь может нести нагрузку около 9G, что очень близко к пределу в 10G, сохраняя при этом способность восстанавливать свою первоначальную форму. Напротив, растягиваемые детали или толстые сжимаемые детали могут выдержать нагрузку лишь около 6 или 7G до того, как возникнет необратимое повреждение. Это означает, что, если мы используем эти две детали в самолёте, который будет подвергаться максимальной нагрузке в 6 или 7G, длинная тонкая деталь будет иметь избыточную прочность.

«Вот оно!» – понял я, – «Я могу снизить коэффициент безопасности для деталей, имеющих такую избыточную прочность». Когда я обдумал суть дела, мне показалось неразумным требовать единого коэффициента безопасности 1,8 для тонких длинных деталей только потому, что 1,8 требовался для толстых сжимаемых деталей или растягиваемых деталей. Вес самолёта можно было бы снизить, если бы концепция единого коэффициента безопасности была пересмотрена. Поскольку в самолёте много тонких длинных деталей, я пришёл к выводу, что коэффициент безопасности около 1,6 был бы для них вполне удовлетворительным.

После войны коэффициент безопасности был снижен до 1,5 по всему миру, что фактически подтвердило правильность моих наблюдений. К сожалению, в то время у нас не было времени оспаривать или обсуждать существующие общемировые требования. Для тонких длинных деталей на «Прототипе 12» мы ввели умеренную практику использования коэффициента безопасности чуть ниже 1,8. И, хотя я не мог рассчитать общее снижение веса планера в результате этого шага, я был уверен, что удастся сэкономить значительную массу. С этим прорывом я почувствовал, что появилась надежда на достижение целей, поставленных перед «Прототипом 12».

Разумеется, наши усилия по снижению веса предпринимались во всех областях. Например, несколько ранее мы рассматривали возможность проектирования крыла «Прототипа 9» в виде единой конструкции от корня до законцовки, вместо разделения на центроплан и отъёмные консоли. Этот метод позволил бы избавиться от необходимости использования тяжёлых стыковочных узлов на плоскостях. Хотя на «Прототипе 9» эта идея так и не была реализована, мы решили применить её для «Прототипа 12». Тем более, что компания «Накадзима» уже внедрила данную технологию на своём армейском истребителе «Тип 97».

Нужны более лёгкие материалы

В нашей программе снижения веса для «Прототипа 12» тип используемого материала являлся важнейшим фактором. Каких улучшений можно было достичь, чтобы увеличить прочность существующего дюралюминия? Возможно, существовал более лёгкий и качественный материал, который мы могли бы применить? Эти вопросы постоянно крутились в моей голове. Затем ко мне как-то заглянул господин Кимура, инженер по закупкам материалов. «Господин Хорикоси, – сказал он, – я слышал, что компания «Сумитомо» близка к завершению разработки очень прочного алюминиевого сплава». * По его словам, «Сумитомо» находилась на стадии запуска опытного производства, создав материал повышенной прочности путём незначительного изменения химического состава существующего дюралюминия.

Я был окрылён этой информацией и запросил у компании подробности. Представитель «Сумитомо», руководивший проектом, рассказал мне о нём и пригласил посетить завод. Я поспешил в Осаку и изучил новый материал. Слушая объяснения инженеров «Сумитомо», я понял, что мы сможем использовать этот новый сплав. Я также спросил их, на какие проблемы нам следует обратить внимание при его применении.

Предположив, что материал будет использован хотя бы только в лонжеронах крыла, я сделал грубую оценку, согласно которой удалось бы сэкономить около тридцати килограммов веса! Мы запросили разрешение на использование нового сплава у Управления морской авиации. ВМС, судя по всему, уже знали об этом материале и собирались разрешить его использование, так что наш запрос был оперативно одобрен.

Помимо крупномасштабного снижения веса, я не пренебрегал ни единым граммом даже в мелких деталях. К примеру, однажды молодой инженер закончил чертёж узла крепления, предназначенного для поддержки механизма управления элеронами. Вместо того чтобы утвердить его чертёж, я написал подробные инструкции на полях, велев ему переделать работу, поскольку посчитал, что мы можем сэкономить 40 процентов веса, если используем деталь из алюминиевого сплава вместо стальной. Я сказал «40 процентов», но это составляло всего около 75 граммов, или 1/30 000 от конечного веса самолёта. Тем не менее, наша концепция заключалась в контроле любого элемента, который весил более 1/100 000 от конечной массы.

Следующее не относится к весу, но я помню, как в одном из чертежей, представленных молодым, неопытным помощником из прочностной подгруппы, я обнаружил, что кронштейн ролика проводки тяг управления был прикреплён непосредственно к внешней обшивке фюзеляжа. А основное правило конструирования требует крепить подобные элементы непосредственно к шпангоуту фюзеляжа, иначе «это всё равно что вешать картину на занавеску».

Количество чертежей, требовавшихся для производства планера «Прототипа 12», превышало три тысячи, и мне приходилось изучать и проверять весь комплект чертежей. Они были выполнены примерно за десять месяцев, и в течение этого времени мне также приходилось давать подробные инструкции и вносить изменения по мере необходимости.

Совершенствование аэродинамической схемы

Параллельно с программой снижения веса мы работали над аэродинамическим проектированием, чтобы улучшить характеристики устойчивости и управляемости самолёта и по возможности снизить лобовое сопротивление. Планер был полностью переработан с точки зрения аэродинамики с целью увеличения скорости и дальности полёта, а также для улучшения характеристик в ближнем манёвренном воздушном бою.

Во-первых, я сделал фюзеляж несколько длиннее, чтобы лучше гасить отдачу 20-мм пушек, сделав тем самым самолёт более устойчивой оружейной платформой. Я использовал обтекаемый фонарь, чтобы закрыть кабину и обеспечить пилоту круговой обзор. Затем мне предстояло выбрать профиль крыла, но ещё на ранней стадии проекта я решил использовать профиль «Мицубиси» 118. Это была наша улучшенная версия профиля, применявшегося на «Типе 96»; он обладал лучшими характеристиками среди всех профилей, созданных специалистами «Мицубиси» к тому времени.

Следующим вопросом, который требовалось решить, была сложная проблема площади крыла. Выбор малого крыла для такого самолёта, как «Прототип 12», от которого требовалось нести большие нагрузки – огромные запасы топлива, 20-мм пушки, убирающееся шасси и так далее, – был почти что табу. Выражаясь профессиональным языком, это означало бы сочетание высокой удельной нагрузки на крыло с высокой удельной нагрузкой на мощность. Такой самолёт обладал бы плохими характеристиками скороподъёмности, и ему требовались бы длинные взлётно-посадочные полосы для взлёта и посадки. Он также не смог бы совершать резкие манёвры, что сделало бы его неэффективным в ближнем бою. Кроме того, он не смог бы взлетать с авианосца средних размеров.

Поэтому я решил обеспечить достаточную площадь крыла при размахе почти в двенадцать метров – это был максимум, допускаемый как нашим опытом, так и зарубежными данными. Это позволило мне выполнить требования Флота в отношении манёвренности, радиуса виража, посадочных и взлётных характеристик, но снизило возможности самолёта при пикировании, скорость в горизонтальном полёте и поперечную манёвренность из-за повышенного лобового сопротивления и веса более крупного крыла. В конечном счёте я решил придерживаться этого плана, поскольку радиус виража и взлётные характеристики имели более высокий приоритет. Кроме того, большая площадь крыла и удлинённый фюзеляж обеспечивали большую устойчивость при стрельбе из 20-мм пушек. Я планировал повысить скорость самолёта за счёт снижения лобового сопротивления – то есть за счёт «облагораживания» планера в аэродинамическом отношении, а не за счёт ставки на малую площадь крыла.

Форма крыла была окончательно определена только после того, как мы разработали механизм уборки шасси, установку 20-мм пушек, топливные баки и другое оборудование. После того как эти элементы были утверждены, внешняя форма крыла в плане была оставлена на усмотрение конструкторского вкуса. Для крыла «Типа 96» я использовал близкую к эллиптической скруглённую форму, но на этот раз я создал более спрямлённый силуэт, применив прямое сужение по передней и задней кромкам, одновременно выбрав изящные параболы для законцовок крыла вместо простой дуги.

Ещё один элемент, о котором я не могу не упомянуть, – это «аэродинамическая крутка» законцовки крыла. Эта особенность использовалась на «Типе 96» для повышения его боевых качеств, и я был поражён её эффективностью. Аэродинамическая крутка обеспечивается за счёт такого закручивания крыла, при котором угол атаки уменьшается по мере продвижения к законцовке. Поскольку у сужающегося крыла сваливание начинается с законцовки, выгодно гарантировать, что эта часть крыла не сорвётся в штопор первой; благодаря этому пилот сохраняет эффективность элеронов даже на больших углах атаки, что улучшает характеристики в ближнем бою.

Аэродинамическая крутка крыла. По сечениям хорошо видно, как меняется угол атаки ближе к законцовкам (доработанная иллюстрация из оригинала).

Так что я применил крутку крыла и на истребителе «Прототип 12». Величина крутки была столь мала, что её невозможно было заметить, просто взглянув на готовое крыло. После того как мы убедились в её эффективности, мы время от времени шутили, что если бы в «Мицубиси» помалкивали о крутке крыла, никто в отрасли не узнал бы секрет наших улучшенных характеристик в ближнем воздушном бою.

Я спроектировал горизонтальное и вертикальное оперение так, чтобы удовлетворить требованиям к устойчивости и управляемости, и был очень недоволен их дополнительным весом и лобовым сопротивлением. Но они находились там с определённой целью, и обойтись без них было нельзя. Крупное горизонтальное оперение увеличивает продольную устойчивость, в то время как крупное вертикальное оперение увеличивает путевую устойчивость. Повышение путевой устойчивости должно помогать пилоту при ведении огня по цели, равно как и более длинный фюзеляж и больший размах крыла. Памятуя об этом, мы определили площадь оперения и придали его обводам форму, дополняющую крыло.

Проблема реакции самолёта на действия пилота всё ещё не решена

Пока мы решали проблемы устойчивости и управляемости, оставался ещё один вопрос, на который требовалось ответить. Он заключался в том, как справиться с проблемой реакции самолёта на действия пилота – то есть как отрегулировать задержку времени между действием пилота и реакцией самолёта. Первой целью пилота, само собой разумеется, является уничтожение врага. Самолёт должен лететь точно так, как он желает, чтобы пилот мог поймать противника в перекрестие трасс. По мере роста скорости самолёта, если он будет сопротивляться воле пилота хотя бы мгновение, тот может потерять свой шанс на победу или даже оказаться в невыгодном положении.

Я уже сталкивался с этой проблемой на истребителе «Тип 96» – пилоты сообщали, что «Тип 96» был намного быстрее любых предыдущих истребителей и вёл себя как надо на малых и средних скоростях, но на высокой скорости рули высоты становились слишком чувствительными, и пилоту приходилось дозировать движения ручки управления, чтобы избежать избыточного управления или «переуправления». Решением в то время стало уменьшение размеров рулей высоты, чтобы сделать их как можно меньше без ущерба для посадочных характеристик, которые, разумеется, проявлялись на более низких скоростях. На высоких скоростях уменьшенные рули высоты устранили эту проблему для «Типа 96» и для самолётов с аналогичными характеристиками.

Позже, когда у меня появилось больше времени, я придумал устройство, известное как механизм переменной передачи в проводке управления, которое по воле пилота изменяло соотношение между ходом ручки управления и реакцией, а также величиной отклонения руля высоты. Оно было эффективным, но не подходило для истребителей. В бою внимание пилота-истребителя занято каждую секунду, и он не мог менять передаточное число всякий раз, когда менялась его скорость. Такое устройство не требовалось для «Типа 96», но для «Прототипа 12» мне пришлось придумать совершенно новый способ снижения чувствительности рулей высоты на высоких скоростях. Однако потребовался ещё один год, чтобы решение озарило мой разум.

В дополнение к этому было реализовано множество других новых идей. Например, для увеличения дальности полёта мы использовали существовавшую концепцию отделяемого вспомогательного топливного бака. Бак был спроектирован с малым лобовым сопротивлением и мог быть легко сброшен. Он использовался на первом этапе полёта и сбрасывался перед началом ближнего воздушного боя. Этот подвесной сбрасываемый бак, имевший расчётную ёмкость и обтекаемые контуры, был первым в своём роде в мире. *

Придумывать эти идеи было тяжёлой работой, но было также приятно видеть наши достижения. Проектирование продвигалось шаг за шагом. Наш конкурент, компания «Накадзима», отказался от продолжения участия в конкурсе, в то время как мы были глубоко погружены в наши исследования. Я был полностью осведомлён о проблемах, с которыми столкнулись их конструкторы. Несмотря на наши максимальные усилия, мы не были полностью уверены, что сможем удовлетворить требования к лётно-техническим характеристикам. На данный момент в качестве силовой установки был выбран двигатель «Дзуйсэй», пусть даже его характеристики ещё не были доведены до совершенства. Кроме того, не ожидалось скорого доведения до идеала и винта с автоматически изменяемым шагом, хотя изготовитель отчаянно пытался разработать необходимую технологию. Коротко говоря, характеристики двигателя не оправдывали наших надежд, а автоматический винт отсутствовал!

Казалось, мы не сможем удовлетворить вообще никакие лётно-технические требования, если продолжим наши попытки довести каждую категорию характеристик до уровня, запрошенного заказчиком. На мой взгляд, нас всё ещё преследовали те же проблемы, которые вызвали такие трудности и отчаяние на ранних стадиях проектирования. Требования экстремальной манёвренности, скорости и дальности полёта были просто несовместимы, и мне отчаянно нужно было знать, какой из этих пунктов для ВМС важнее.

Чертежи один за другим

Проектные работы по «Прототипу 12» продвигались через установленную последовательность этапов, несмотря на проблемы, с которыми мы сталкивались, и вызванные ими изменения. Судя по условиям разраставшейся войны с Китаем, было крайне необходимо довести до совершенства новый истребитель в самый кратчайший срок. В аэродинамической трубе компании «Мицубиси» были завершены испытания с использованием модели в масштабе 1:8, изготовленной на основе ранее законченных чертежей в трёх проекциях. Результаты испытаний были заложены в проект и отражены уже в рабочих чертежах, по которым в конечном итоге должны были строиться серийные самолёты.

Эти рабочие чертежи передавались из конструкторской группы в группы планирования и технического контроля. Естественно, в сборке самолёта существует своя последовательность. Конструкторская группа выпускает чертежи в соответствии с технологической последовательностью сборки и временными интервалами, необходимыми для сборки деталей. Группа планирования сначала направляет запрос в конструкторскую группу с указанием очерёдности, в которой должны отправляться чертежи. Планировщики также ведут учёт чертежей после их получения, и в конечном счёте направляют их в соответствующие производственные цеха. Каждый производственный цех изготавливает детали самолёта путём механической обработки, сверления, прессования или гибки в соответствии с чертежами. Затем детали поступают на сборочный завод опытного производства, где происходит окончательная сборка.

Часть даже не рабочего, а пока теоретического чертежа крыла «Прототипа 12». Хорошо видно уменьшение угла атаки к концевым нервюрам – та самая аэродинамическая крутка крыла.

Помимо этой работы, сотрудники группы технического контроля выступают в роли судей, следя за тем, чтобы сборка узлов выполнялась в точном соответствии с чертежами, полученными от конструкторской группы. Ранней весной, в марте 1938 года, чертёж главного лонжерона крыла, который был необходим на начальном этапе постройки, был передан в группу планирования под номером 1.

В дальнейшем было создано ещё больше чертежей, и между различными специалистами часто проводились совещания по поводу графика их выпуска. Практическим руководителем сборочного завода опытного производства был господин Наокадзу Юи, который пришёл в «Мицубиси» одновременно со мной. Он пытался выкроить любой возможный запас времени в производственном графике, в то же время подгоняя нас с выпуском чертежей, которые, как и следовало ожидать, время от времени задерживались. Порой мы передавали чертежи, которые не были проверены до конца, поскольку сборочному заводу опытного производства требовался конкретный чертёж раньше остальных. Разумеется, в те напряжённые дни наши головы и руки были заняты до предела.

Манёвренность, скорость или дальность?

Пока мы были заняты проектом, время продолжало незаметно идти, и внезапно наступил апрель 1938 года. У нас совершенно не было времени, чтобы заметить цветение и опадение сакуры. 13 апреля в Лётно-техническом институте морской авиации в Йокосуке состоялось заседание, названное «Совет по проекту истребителя Прототип 12». Именно этот институт проводил изучение и испытания как отечественных прототипов, так и импортных самолётов, включая их вооружение. Собственно эксплуатационные испытания по запросу Лётно-технического института проводил авиакорпус в Йокосуке. Сводные отчёты и мнения этих двух организаций использовались для формирования официальной военной оценки, а руководителем лётных испытаний для этих двух групп был назначен человек, выбранный из числа множества лучших лётчиков-испытателей.

Перед этим заседанием описание проекта истребителя «Прототип 12» было представлено нашей компанией ВМС, а первый абзац документа о нашей концепции проектирования был отдельно разослан господином Хаттори заинтересованным группам. Я лично написал этот абзац после долгих размышлений. В нём я указал, что, учитывая нынешний уровень наших авиационных технологий, необходимы усилия и образ мышления, выходящие за рамки существующего «здравого смысла», чтобы достичь целей по снижению веса и спроектировать истребитель, который удовлетворял бы требованиям по лётно-техническим характеристикам. Мы также обратились к ВМС с просьбой пересмотреть метод ценообразования самолёта – перейти от оценки, основанной только на размерах и весе, к системе, учитывающей полезность и лётную ценность машины.

Пилоты были представлены на заседании капитаном 3-го ранга Такэо Сибата, членом группы специалистов по истребителям; помощником капитан-лейтенантом Киёдзи Сакакибара из Лётно-технического института; командиром истребительной эскадрильи капитаном 3-го ранга Минору Гэнда; командиром эскадрильи старшим лейтенантом Сигэру Итая; командиром эскадрильи палубных бомбардировщиков капитан-лейтенантом Масатакэ Окумия из авиакорпуса ВМС в Йокосуке и другими. После объяснения деталей конструкции я изложил проблемы, которые с самого начала были моей головной болью.

«Как вы можете видеть, без винта с автоматически изменяемым шагом и без улучшения характеристик двигателя, если мы попытаемся приблизиться к средним значениям запрошенных лётно-технических характеристик, мы неизбежно снизим скорость примерно на 15 км/ч по сравнению с тем, что требовалось. А манёвренность будет хуже, чем у истребителя «Тип 96» Модель 21. Другое дело, если удастся улучшить характеристики двигателя и надёжность автоматического винта». К этому я добавил: «Я хотел бы услышать ваши мнения о приоритетах важности между дальностью полёта, скоростью и манёвренностью».

Выслушав моё выступление, капитан 3-го ранга Гэнда, который слушал меня очень внимательно, сделал большой глоток чая, а затем встал, чтобы высказать своё мнение. Твёрдым и чётким голосом он произнёс: «Истребитель «Тип 96» способен побеждать в ближних воздушных боях в основном благодаря своей манёвренности. Конечно, требования обязательно должны быть выполнены, но, если мне нужно ответить на вопрос господина Хорикоси, я думаю, что мы должны поставить на первое место манёвренность. Я считаю, что при необходимости мы должны пожертвовать частью дальности полёта и скорости ради получения манёвренности». Я воспринял это как выражение его доверия к моему суждению. Но прозвучало и противоположное мнение. Капитан 3-го ранга Сибата из Лётно-технического института встал и произнёс: «Возражаю!»

Шестью годами ранее, когда я пришёл в Лётно-технический институт по какому-то другому делу, капитан Сибата сказал мне, что, по его мнению, низкоплан не подходит для манёвренных ближних воздушных боёв, что делало сомнительным его использование в качестве истребителя. Но три года спустя, когда я встретил его на испытаниях «Тип 96», он подошёл и извинился, сказав: «Ранее я был очень невежлив просто из-за своего невежества; я хочу извиниться». Он выглядел решительным, но непреклонным – уникальный лётчик-истребитель и в то же время типичный искренний солдат.

Теперь капитан Сибата говорил следующее: «Как вы можете видеть из боевых донесений о японо-китайской войне, ущерб, нанесённый нашим бомбардировщикам вражескими истребителями, оказался больше, чем ожидалось. Мы должны защищать бомбардировщики с помощью истребителей большой дальности. Кроме того, чтобы догнать убегающего противника, мы должны летать немного быстрее. Я думаю, что недостатки манёвренности могут быть компенсированы лучшим управлением самолётом – иными словами, тренировками. Но даже пилот с боевым духом и отличными навыками не может заставить свой самолёт лететь быстрее его максимальной расчётной скорости. Тем более ему будет трудно лететь дальше максимальной расчётной дальности полёта. Поэтому я считаю, что мы должны сделать упор на скорость и дальность, а не на манёвренность».

Затем встал капитан Гэнда, и между ними двумя вспыхнули жаркие споры. Никто на заседании не мог объявить победителя в этих спорах, и ни один из них не хотел идти на компромисс. Слушая их, я думал: «Мнения этих двоих субъективно верны – следовательно, эта дискуссия может продолжаться бесконечно. Чтобы прекратить подобный безрезультатный спор, не остаётся ничего другого, кроме как создать машину, удовлетворяющую всем требованиям». Что касается меня, то придётся пересмотреть требования к снижению веса и аэродинамике, которые вытекали из ранее принятой концепции проектирования, и я должен попытаться ускорить разработку как винта с переменным шагом, так и улучшенных характеристик двигателя». Я решил, что это единственный выход – других вариантов не было.

Большой, но выглядит отлично

Вскоре после заседания, 27 апреля, на сборочном заводе опытного производства компании Mitsubishi состоялся технический осмотр полноразмерного макета. Начиная с этого момента, нашему «Прототипу 12» предстояло пройти множество проверок и испытаний со всех сторон вплоть до его первого полёта. Его должны были обучить, чтобы он стал прекрасным молодым воином.

Полноразмерный макет, построенный к этому дню, представлял собой модель, в точности повторявшую форму и размеры готового самолёта. Его собрали в углу завода ещё до начала производства реального прототипа. Для постройки этого высоко детализированного макета использовалось в основном дерево, также были установлены габаритно-весовые макеты двигателя и вооружения.

Цель постройки макета заключалась в том, чтобы предоставить инструмент, с помощью которого при необходимости можно было проводить осмотры и выдавать инструкции по модификации, чтобы заказчик остался доволен конечным продуктом. Рассматривались такие элементы, как внешние обводы, кабина, подкапотное пространство двигателя, установленное оборудование, приборная панель, шасси, системы управления (включая детали узлов и связанную с ними структуру элементов проводки), прочность и расположение смотровых лючков, обзор пилота, а также удобство в эксплуатации, осмотре и техническом обслуживании.

В этот день среди визитёров от Флота были капитан 3-го ранга Кира, начальник отдела лётных испытаний Лётно-технического института, и ещё около десяти человек, включая старшего лейтенанта Итая из авиакорпуса Йокосука и капитана 3-го ранга Сибата. Поскольку «Прототип 12» вызывал такие жаркие споры день за днём, представителям ВМС, должно быть, очень хотелось увидеть полноразмерный макет как можно скорее. Я также с нетерпением ждал возможности услышать первые впечатления пилотов о новой конструкции.

Пилоты направились на сборочный завод опытного производства сразу же по прибытии, не тратя много времени на приветствия. Как только они вошли в здание, все чуть не хором сказали: «Какой-то он здоровый». В целом лётчики-истребители беспокоятся о размерах своего самолёта, и легко понять, почему «Прототип 12» показался им большим, ведь его размах был на один метр больше, а фюзеляж – на полтора метра длиннее, чем у истребителей «Тип 96», к полётам на которых пилоты только-только начали привыкать. Я вспомнил о своём верном, хоть во многом и интуитивном решении шестимесячной давности – тогда не оставалось иного выбора, кроме как использовать меньший двигатель.

Даже с этим небольшим мотором самолёт был значительно крупнее «Типа 96». Но если бы я использовал более крупную силовую установку, самолёт стал бы ещё на один габарит больше, чем сейчас. Обойдя вокруг макета, пилоты отметили: «Но выглядит симпатично». Вглядываясь в макет, который, казалось, был наполнен ощущением скорости и динамики, я посмотрел на господина Хаттори, и мы улыбнулись друг другу. Нам было приятно слышать эти типично прямолинейные замечания пилотов.

После короткого внешнего осмотра капитан 3-го ранга Сибата забрался в кокпит. Он проверил расположение ручки управления и различных других рычагов управления, приборов и пулемётов на предмет удобства использования пилотом. Затем наступила очередь старшего лейтенанта Итая. Перешёптываясь друг с другом по важным пунктам, они записывали замечания на специально подготовленной для этого доске.

Осмотр занял около двух часов, и к его завершению набралось более ста предписаний по улучшению, включая изменение расположения некоторых второстепенных деталей. Сто пунктов могут показаться большим числом, но это было обычным делом для осмотра макета. Таким образом, конструктор и пилоты, которым предстояло непосредственно эксплуатировать самолёт, время от времени консультировались друг с другом – это был единственный способ создать действительно удобный и простой в управлении самолёт. Стоит ли говорить, что мы начали вносить эти предложенные изменения в тот же день.

Начало работы над прототипом

К тому времени комфортное начало лета сменилось в Нагое удушающей жарой. Проектные работы были в самом разгаре, выпуск чертежей и производство деталей продвигались успешно. Я до сих пор помню, как мне приходилось постоянно вытирать вспотевшие руки, когда я проверял различные чертежи. Во время обеденного перерыва я любил наблюдать за байдарками и академическими судами-одиночками в судоходном канале, примыкавшем к южной окраине завода. Наконец, началась реальная сборка «Прототипа 12». Она началась осенью, когда океанский бриз со стороны залива Исе начал приносить долгожданную прохладу.

Ранее опытное производство размещалось во временном помещении серийного завода, но для «Прототипа 12» в качестве цеха сборки прототипов было задействовано большое здание, расположенное через поле от главного корпуса, в котором находилось конструкторское бюро. Перед началом сборки на полу были надёжно закреплены каркасные конструкции, называемые стапелями, и в них собирались три основных крупных узла: крыло, носовая часть фюзеляжа и хвостовая часть фюзеляжа. Что касается крыла, три лонжерона, проходящие по всей его длине, устанавливались в стапель, а профилированные поперечные элементы, называемые нервюрами, размещались перпендикулярно лонжеронам и жёстко фиксировались на месте, формируя таким образом контур крыла. На завершение каждого узла уходило несколько месяцев. В течение этого времени стапель должен был удерживать каждый элемент в строго определённом положении, поэтому их изготавливались из толстостенных стальных труб.

Сборка лётного «Прототипа 12», авиазавод «Мицубиси» в Нагое, 1939 год.

Как-то раз, когда было выпущено уже около трети от запланированного объёма чертежей, я посетил цех опытного производства и застал производственный персонал за проверкой точности стапелей. Для проверки прямолинейности и горизонтальности линий они использовали прибор, похожий на те теодолиты, что применяются в геодезии. Положение каждого элемента проверялось и регулировался по мере необходимости. После завершения этих кропотливых подготовительных работ в стапель были заложены три главных лонжерона, а затем установлены нервюры. Когда я проследил взглядом за контуром, образованным небольшими нервюрами, расположенными на расстоянии около двадцати пяти сантиметров друг от друга, перед глазами и вправду возникли те самые очертания крыла, которые мы создали на чертежах.

Тем временем чуть поодаль на полу были смонтированы стапели для фюзеляжа, причём носовая и хвостовая секции строились раздельно. На этих стапелях было аккуратно расставлено по ранжиру множество шпангоутов, похожих на поперечные срезы фюзеляжа и напоминавших рёбра скелета какого-то древнего животного. В дополнение к изготовлению этого первого лётного прототипа велась постройка экспериментального самолёта для проведения вибрационных и прочностных испытаний специалистами ВМС. Заводской коллектив также готовился к сборке стапелей для второго прототипа.

Флотские разногласия

В цеху опытного производства к крылу первого прототипа крепились шасси, которые должны были убираться после взлёта и укладываться в крыло, а также узлы для установки 20-мм пушек. Также началась клёпка обшивки крыла, продвигавшаяся от законцовок к корню. На заводе грохот клёпки стоял настолько сильный, что нам приходилось кричать, чтобы вести разговор. Что касается фюзеляжа, собиравшегося отдельно от крыла, его шпангоуты уже находились в стапелях, а продольные элементы силового набора (стрингеры и лонжероны) ожидали установки листов внешней обшивки. Стапели для сборки элеронов, хвостового оперения и закрылков были почти готовы и располагались в углу цеха.

Я не могу забыть неожиданное изменение планов Императорского флота, которое едва не положило конец чётко отлаженному процессу проектирования и производства по этому проекту. Оно сводилось к принципиальному возражению против концепции проектирования «Прототипа 12» и исходило из недр самих ВМС. Несколькими месяцами ранее они начали заново исследовать все предыдущие типы самолётов, а также новые разрабатываемые модели. Это расследование вытекало из донесений о различных проблемах с разными типами самолётов, а также с методами воздушного боя и штурмовых ударов. Исследование основывалось на экспертных знаниях и опыте японских вооружённых сил на начальных этапах Второй японо-китайской войны.

Авиакорпус Йокосука и 12-й авиакорпус, дислоцированные на передовой в Китае, попросили представить их соображения флотскому руководству. Некоторые из предложений, вытекавших из этих мнений, были хороши и казались выполнимыми, но я особенно заметил широкое противодействие фронтового военного персонала самой концепции «Прототипа 12». Поскольку это мнение было высказано самым мощным и прославленным авиакорпусом ВМС, имевшим огромное влияние, для меня как для главного конструктора это стало шоком. Например, были представлены следующие предложения:

«Мы должны выпускать истребители, специализированные для местной противовоздушной обороны (перехватчики ПВО). Мы должны сконцентрироваться на манёвренности, а не на дальности полёта для истребителей, базирующихся в тылу. А для дальнего сопровождения нам нужны двухдвигательные истребители. Мы должны спроектировать самолёт, оснащённый пулемётами, ведущими огонь во всех направлениях, с единственной задачей сопровождения дальних бомбардировщиков берегового базирования».

Среди этих предложений идея специализированного перехватчика ПВО была верной, но концепция одновременного использования палубных и двухдвигательных истребителей размыла бы те лётно-технические характеристики, которые мы пытались заложить в «Прототип 12». Что касается концепции дальних истребителей сопровождения, то она была настолько нелепой, что я подумал: тот, кто её предложил, должно быть, считает скорость и манёвренность самолёта примерно такими же, как у линкора. Звучала и другая критика.

По мнению 12-го авиакорпуса, «20-мм пушки, установленные в крыле, имеют только недостатки и никаких преимуществ». Это мнение заставило меня чувствовать себя особенно неловко, поскольку я не имел опыта в выборе вооружения. Кроме того, если бы руководство ВМС сочло эти различные мнения важными и предприняло какие-либо действия для изменения наших планов по «Прототипу 12», все наши предыдущие усилия оказались бы напрасными, а наш флот понёс бы огромные потери. Моё искреннее внутреннее ощущение заключалось в том, что они просто не могли так поступить с нами сейчас.

В середине октября, вскоре после того, как я узнал о настроениях руководстве ВМС, я отправился на встречу с капитаном 3-го ранга Эйити Ивая, который отвечал за истребительную авиацию в Управлении морской авиации в Токио. Я хотел обменяться с ним мнениями о новой программе истребителей, которая последует за «Прототипом 12». Когда я высказал свои взгляды на предложения авиакорпуса Йокосука и 12-го авиакорпуса, капитан Ивая отнёсся к моим замечаниям вполне благосклонно. Я почувствовал облегчение, когда он сказал, что я могу проигнорировать мнение 12-го авиакорпуса относительно 20-мм пушек. Но он попросил меня быть справедливым и составить оценку лётно-технических характеристик палубного истребителя, спроектированного исключительно в расчёте на манёвренность, как того требовали предложения 12-го авиакорпуса.

Вернувшись в Нагою, где я продолжал конструкторскую работу, мне удалось составить оценку характеристик, как и просил капитан Ивая. Я исключил 20-мм пушки, уменьшил дальность полёта, соответственно уменьшил размах и площадь крыла и обнаружил, что вес можно снизить примерно на 15 процентов, тем самым улучшив манёвренность. Такой самолёт, безусловно, с самого начала был бы принят большинством пилотов как преемник «Типа 96», но я не мог избавиться от мысли, что его жизнь окажется недолгой. Кроме того, у такого самолёта оставался бы крайне малый запас для улучшения лётно-технических характеристик в будущем путём замены его двигателя на более мощную силовую установку.

С другой стороны, «Прототип 12» с его 20-мм пушками, чрезвычайно большой дальностью полёта и другими высокими показателями мог бы использоваться в течение некоторого времени как превосходный истребитель, самолёт сопровождения и штурмовик. Тем временем мы могли бы выиграть время для разработки более специализированного истребителя для локальных боевых задач. Я считал это гораздо более реалистичным образом мыслей и, кроме того, твёрдо как никогда верил, что единственный способ одерживать военные победы в условиях нехватки ресурсов и рабочей силы – это сосредоточиться на создании небольших, но высококлассных вооружённых сил.

Я сказал себе: «Ладно, если флотское руководство захочет, чтобы я изменил проект, я без колебаний изложу то, во что искренне верю. Если они это не примут, тогда и буду беспокоиться». Это помогло мне немного успокоиться. Когда я поговорил с господином Хаттори, который в то время возглавлял инженерную службу и одновременно являлся начальником первого конструкторского отдела, он выслушал меня и молча улыбнулся, словно говоря: «Не беспокойся об этом». Это придало мне мужества. Я не стал никому рассказывать об этом в конструкторской группе, за исключением Сонэ и Хатакэнаки, так как опасался, что результатом станет падение боевого духа нашей команды.

В то время мы находились в самом разгаре расчётов на прочность, подготовки чертежей и прочностных испытаний деталей. После завершения обработки предварительных результатов испытаний в аэродинамической трубе неясности в проекте устранялись один за другим, и это нас подбадривало. Наше состояние напоминало чувства альпиниста, перед которым на близком расстоянии внезапно открывается вершина горы, скрытая облаками в начале подъёма. Соответственно, я постепенно начал ощущать, что цели, к которым мы так упорно стремились, теперь находятся в пределах нашей досягаемости.

После этого, как и следовало ожидать, Управление морской авиации больше не вносило никаких изменений в исходные требования. Но каким-то образом я чувствовал, что энтузиазм ВМС по отношению к истребителю «Прототип 12» остывает. Однако, имея перед собой готовый продукт, можно было на практике определить правоту или ошибочность концепции его проектирования. Тем из нас, кто живёт в мире технологий, не следует принимать близко к сердцу череду быстро сменяющих друг друга радостей и огорчений, вызванных полушутливой критикой или необоснованными догадками. Я работал изо всех сил, предостерегая себя от неверной оценки того, что было необходимо для долгосрочного прогресса.