中島Ha5
| ハ5 | |
|---|---|
 中島Ha109は、2速スーパーチャージャーを搭載したHa5の改良型です。 | |
| タイプ | 14気筒空冷2列星型ピストンエンジン |
| 国籍 | 日本 |
| メーカー | 中島飛行機株式会社 |
| 主な用途 | 三菱 キ21三菱 キ30三菱 キ57中島 キ49 (ハ41/ハ109) 中島 キ44 (ハ41/ハ109) |
| 開発されて | 中島ハ219 |
中島Ha5エンジンは、日本の中島飛行機株式会社が製造した双列14気筒空冷星型航空機エンジンです。このエンジンは、ブリストル・ジュピターと プラット・アンド・ホイットニーR-1340ワスプの設計 の特徴を組み合わせた、初期の日本製単列エンジン「寿」と「光」を発展させたものです。
1933年に1,000PSの試作機として初めて導入されたHa-5は、第二次世界大戦中に約7,000機の民間用と5,500機の軍用が製造されました。Ha-5は、アメリカの設計のように前後のシリンダー列にそれぞれ独立したカムディスクを備えていました。これは、長短のプッシュロッドを備えた単一の前部カムディスクで両列のシリンダーバルブを操作する方式とは異なります。
ハ5型は、中島光型（中島寿型）の2列式開発機であり、光型自体も中島寿型を発展させたものである。この機体から、単段過給機を搭載したハ41型、2速単段過給機を搭載したハ109型など、いくつかの改良型が生まれた。後継機のハ219型は、同じシリンダー設計をベースとしながらも、シリンダーサイズが18に拡大された。
設計と開発
1917年、中島知久平は群馬県尾島町に「飛行機研究所」を設立しました。1918年には、アメリカ製エンジンを搭載した最初の飛行機「中島一型」を製作しました。[ 1 ] 1920年には、ヨーロッパの先進技術を研究するため、中島公平をフランスに派遣し、1922年には東京に独自のエンジン工場を設立しました。これにより、ローレンスA-3型2気筒空冷水平対向エンジン をベースとしたエンジンの生産が開始されました。
当時としては異色の機体であった。当時の空冷エンジンは、冷却効果を高めるためクランク軸を固定し、プロペラと一体でシリンダーを回転させるロータリーエンジンが主流であったが、君平はイギリスでシリンダーを固定したまま冷却効果の高い星型エンジンが開発されていることを耳にした。彼はイギリスのグロスター・ゲームコック戦闘機に搭載されていたブリストル・ジュピターエンジンを観察した。このエンジンはタペットクリアランスの自動調整装置、均等な給気配分のための螺旋状の吸気管、4バルブ吸排気システムなど、当時としては先進的な設計であった。君平は1925年にジュピターの製造ライセンスを取得した。 [ 2 ] 1927年にはブリストル社から生産技術指導員2名を招聘し、420馬力のジュピター6型と過給機付きの450馬力の7型が中島工場で量産された。
プラット・アンド・ホイットニー・ワスプの9気筒星型エンジンを研究した後、中島はジュピターの設計の長所とワスプの合理的な設計を融合させようと試みた。そして、エンジニアリングの実践として、「AA」、「AB」、「AC」、「AD」と名付けられた一連のエンジン型式を開発した。[ 1 ]次のエンジン設計である「AE」は、ボア160mm、ストローク170mmという革新的なエンジンであった。
試作機が製作され、性能試験が行われたが、このエンジンは設計が非常に複雑であったため採用されなかった。中島は様々なシリンダー設計の試験を継続した。1929年、ボア・ストローク146mm、総排気量24.1リットルの「AH」型エンジンが完成した。これがこの基本エンジン設計の最終版となった。[ 1 ]
1930年6月に試作機が完成し、夏には型式承認のための耐久試験に合格した。その後、中島A2N艦載機を用いた飛行試験が開始された。中島は、国産初の空冷9気筒エンジン、450馬力の「寿」エンジンの開発に成功しており、このエンジンは後にハ5戦闘機やその後継機へと発展していくことになる。1931年12月、このエンジンは海軍の承認を受け、九六式艦上戦闘機に採用された。このエンジンは、ジュピターエンジンにちなんで「寿」と命名された。[ 1 ]
「寿」エンジンは改良開発され、ボア・ストロークをシリンダー限界まで拡大（160×180mm、排気量32.6L）し、出力を720PSに高めた「光」エンジンとなった。「光」は九五式艦上戦闘機や九六式艦上攻撃機に搭載された。[ 1 ]
中島はより高出力のエンジンが必要であることを認識し、「光」の160×180mmシリンダをベースとした、新型14気筒複列エンジン「ハ5」の開発に着手した。「ハ5」試作エンジンは1933年に完成し、1,000馬力を発揮した。その後、改良された「ハ5」は1,500馬力エンジンとして開発された。軍用として合計約5,500基の「ハ5」が生産された。[ 1 ]
その後、機体の重量が増加し、より高い速度が求められるようになると、中島はハ5の設計をさらに改良し、「ハ41」と「ハ109」を開発しました。これらはハ5と同じ146mm×160mmのボアとストロークを持ちながら、出力はハ5の950馬力からそれぞれ1,260馬力と1,440馬力に向上しました。ハ41の統一コードは「ハ34」でした。後にこのエンジンは18気筒2列エンジン「ハ219」へと発展しましたが、終戦までに量産段階に入ることはなく、合計10機が製造されました。これらのエンジンは基本的に同じシリンダーヘッドを使用していましたが、過給システムと最高回転数に違いがありました。
ハ-5とハ-41の重量は630kgで共通であったが、ハ-109は大型の二段式過給機を搭載していたため720kgであった。ハ-41は、中島キ-49「ヘレン」爆撃機の初期型と中島キ-44「東条」戦闘機の主力エンジンであり、後期型ではより強力なハ-109エンジンが使用された。三菱キ-21「サリー」の初期型はハ-5エンジンを搭載していた。ハ-41は、三菱化成製のエンジンを搭載した航空機にとって理想的な動力源であった。小型で排気量も小さく、同等の出力レベルを実現していたからである。ハ-219エンジン9基が北大飛行隊に配備され、新型キ-84Nに使用された。 1987年、生き残った日本陸軍航空隊の整備士2人によると、キ84Nは戦時非常用動力を使用した際、高度42,254フィート（約12,400メートル）の上昇限界で時速448～450マイル（約720～740キロ）の速度を記録した。エンジンは稼働を維持するために多くのメンテナンスを必要とし、低速飛行時にはオーバーヒートを起こした。[ 3 ]
変種
- ハ5
- 634 kW (850 hp)、基本設計、（三菱キ21陸軍九七式重爆撃機に搭載）[ 4 ]
- ハ５改
- 634 kW (850 hp)、(三菱 Ki-30で使用) [ 5 ]
- ハ5
- 660 kW (890 馬力) (中島 キ-19で使用) [ 6 ]
- ハ５改
- 708kW（950馬力）（三菱キ57およびキ57-I陸軍一〇〇式輸送機1型に搭載）[ 7 ]
- ハ５改
- 離陸時出力708kW（950馬力）、高度3,000m（11,810フィート）で805kW（960馬力）（三菱キ30と中島キ49ドンリュウ初号機に搭載）[ 8 ]
- ハ５改
- 離陸時708kW（950馬力）、高度4,000m（13,125フィート）で805kW（1,080馬力）（三菱キ21-I陸軍九七式重爆撃機1型およびキ21-Ia陸軍九七式重爆撃機1A型に搭載）[ 4 ]
- ハ41
- 離陸時2,500rpmで1,260馬力、高度3,700mで2,450rpmで1,260馬力
- ハ109
- 離陸時2,650rpmで1,500馬力、高度5,200mで2,600rpmで1,440馬力
- ハ219
- 1,895 kW (2,541 hp) ( 10 機製造、立川機工に使用、キ-94-2、キ-87、キ-84-N 後期大戦試作機、戦後ほとんどが破壊され、文書も残っている。
アプリケーション
Ha5 エンジンは以下の動力源として使用されました。
Ha41 エンジンは以下の動力源として使用されました。
Ha109エンジンは以下の動力源として使用されました。
仕様（中島ハ5）
中島飛行機のエンジンの歴史『1923-1945年におけるエンジン開発』より引用。[ 9 ]
一般的な特徴
- 型式: 14気筒、空冷式、2列ラジアルピストンエンジン
- ボア： 146 mm（5.75インチ）
- ストローク： 160 mm（6.3インチ）
- 排気量： 37.5 L（2,288 in3）
- 直径: 1,260 mm (49.6 インチ)
- 乾燥重量： 625kg（1,378ポンド）（720kg Ha109）
コンポーネント
- バルブトレイン： 4バルブ吸排気プッシュロッド式オーバーヘッドバルブシステム
- スーパーチャージャー：遠心式、280mmインペラー、減速比8.39:1（Ha-5およびHa-41）、6.55:1および8.55:1（Ha-109、2段スーパーチャージャー）
- 冷却システム：空冷式
- 減速ギア： 0.6875:1（11/16）
パフォーマンス
- 出力:
- 890hp (663.7 kW)、2,200 rpm、4,700m (15,490 ft)、-50mm ブースト時 (公称出力)
- 950hp（708.4kW）@2,200rpm、+50mmブースト（離陸出力）
- 比出力：（～）0.58 hp/in 3～1.02 hp/in 3
- 圧縮比： 6.7:1
参照
関連開発
同等のエンジン
- ライト R-2600サイクロン 14 / ツインサイクロン
- ノーム・ローヌ 14N
- プラット・アンド・ホイットニー R-1830ツインワスプ
- ブリストル・ヘラクレス
関連リスト
参考文献
注記
参考文献
- フランシロン、R. 『太平洋戦争における日本の航空機』アナポリス：パトナム社、1970年、SBN 370 00033 1
- グッドウィン、マイク＆スターキングス、ピーター（2017年）『日本の航空エンジン 1910-1945』サンドミエシュ（ポーランド）MMPBooks. ISBN 978-83-65281-32-6。
- ガンストン、ビル著『世界航空エンジン百科事典』ケンブリッジ、イギリス、パトリック・スティーブンス社、1989年、ISBN 1-85260-163-9
- ロバート・C・ミケシュ、アベ・ショルゾー著『日本の航空機 1910–1941』海軍研究所出版、1990年。ISBN 978-1-55750-563-7
外部リンク
