Konstrukcje lotnicze - Mitsubishi A5M (Claude)
Pierwszy samolot prototypowy Ka-14 ukończono w styczniu 1935 roku, tj. w ciągu jedenastu miesięcy od wydania założeń 9 Shi. Problem masy samolotu, na który zwracano szczególną uwagę podczas projektowania, na gotowej konstrukcji okazał się mniejszy niż się spodziewano. Natomiast brak doświadczenia w nitowaniu nitami o łbach wpuszczanych spowodował pewne pofalowania pokrycia, a także dało się zauważyć małe otworki wokół nitów, w związku z tym cały samolot poszpachlowano i wypolerowano. Wkrótce potem samolot Ka-14 przetransportowano do bazy w Kagamigahara, około 24 kilometrów na północ od Nagoi, celem przeprowadzenia pierwszych prób w locie. 4 lutego 1935 roku odbył się pierwszy lot przeprowadzony przez pilota fabrycznego firmy Mitsubishi, Kajima. Masa startowa samolotu Ka-14 wynosiła 1373 kg, która jak na japońskie warunki dawała dość wysokie obciążenie jednostkowe powierzchni skrzydle), wynoszące około 77,2 kg/m2.
Wyniki pierwszych prób w locie samolotu prototypowego Ka-14 spełniły oczekiwania konstruktora, inż. Horikoshi i jego zespołu, a zatem stało się jasne, że założenia 9 Shi zostały zrealizowane z nadwyżką. Pilot Kajima po pierwszym locie relacjonował, że stabilność i zwrotność samolotu są doskonałe, a głównymi niedociągnięciami były drgania podłużne samolotu przy dużych kątach natarcia i pojawiająca się tendencja do przechylania podczas lądowania. W ciągu dalszych badań zanotowano prędkość maksymalną 444 km/h na wysokości 3200 m, czyli osiągi w które w japońskim lotnictwie morskim trudno było uwierzyć.
Komandor porucznik Yoshio Kobayashi z zarządu Lotnictwa Marynarki (później Centrum Badań i Rozwoju Lotnictwa Marynarki) skierowany został do prowadzenia badań nowego samolotu w imieniu Kaigun Koku Hom-bu. Zamieszkał on w Hotelu Nagarahawa w mieście Gifu, niedaleko lotniska w Kaga-migahara, gdzie opracowywał program prób w locie dla Yokosuka Kotutai, lotniczej jednostki doświadczalnej, testującej nowe samoloty dla lotnictwa morskiego. Początkowo planowano, że próby będą prowadzone w bazie Oppama, ale kiedy zauważono, że kąt szybowania i kołysanie samolotu Ka-14 może być niebezpieczne dla prototypu stwierdzono, że lotnisko w Oppama jest zbyt małe i w związku z tym powrócono do pierwotnej koncepcji prowadzenia prób w locie na lotnisku Kamigahara pod nadzorem przedstawicieli lotnictwa morskiego, głównie komandora porucznika Yoshio Kobayashi.
Fotografia 3. Samolot myśliwski Mitsubishi A5M2 w czasie przeglądu technicznego.
On to na samolocie prototypowym Ka-14 wykonał pewną ilość karkołomnych lotów prędkościowych na wysokości 2150 m z zarejestrowaną prędkością 397 km/h, a prędkość 449 km/h uzyskał na wysokości 3200 m. Przy pomiarach czasu wznoszenia, osiągnął on wysokość 5000 m w ciągu 5,9 minuty. Yoshio Kobayashi potwierdził doskonałą stabilność prototypu oraz jego zwrotność, a w celu określenia przydatności w walce prototyp Ka-14 skierowano do "Cyrku Gendy" z Yokosuka Kokutai w Jokosuka. Jednostka ta dowodzona przez porucznika Minoru Genda składała się z najlepszych pilotów Marynarki, których zadaniem było sprawdzenie prototypowego samolotu Ka-14 i porównaniu w "walce" z innymi samolotami myśliwskimi. Loty, do których został włączony również drugi samolot prototypowy Ka-14, przeprowadzone zostały na jesieni 1935 roku. Były one prowadzone w niekorzystnych dla Ka-14 warunkach, a mianowicie pod naciskiem starych nawyków wszystkich pilotów Marynarki stawiano zwrotność samolotu ponad wszystko. Zwrotność była bowiem uważana za pierwszoplanową cechę samolotu myśliwskiego. Samolot Ka-14, jako jednopłat okazał się nadzwyczaj zwrotny, ale w konwencjonalnej walce kołowej był gorszy od znacznie lżejszego i bardzo zwrotnego dwupłatowego samolotu Nakajima A4N1. Po lotach na obu samolotach w symulowanej walce powietrznej, jeden przeciwko drugiemu, Minoru Genda uznał za lepszy samolot A4N1 w uzyskiwaniu lokalnej przewagi powietrznej. Jego zastępca, dowódca "Cyrku Gendy", porucznik Ryosuke Nomura podtrzymał opinię Gendy, jak też i inni piloci marynarki, którzy brali udział w lotach porównawczych. Ich przekonanie w wyższość samolotu A4N1 podczas symulowanej walki była niezachwiana, aż do zmiany taktyki walki powietrznej - wznoszenie i atak. Ta zmiana taktyki zmieniła również wnioski z poprzednich prób, a także przekonała pilotów marynarki do samolotu Ka-14. Nawet Minoru Genda, zagorzały zwolennik samolotów dwupłatowych, stał się później entuzjastycznym zwolennikiem jednopłatowego samolotu firmy Mitsubishi.
Fotografia 4. Myśliwce A5M2 na lotnisku polowym.
Drugi prototyp samolotu Ka-14, który został włączony do prób w locie późną wiosną 1937 roku, różnił się od swojego poprzednika pod wieloma względami. Najważniejszą zmianą była rezygnacja ze skrzydła typu "W". W końcowym etapie konstruowania drugiego prototypu zdecydowano się na dodanie klap w centralnej części skrzydeł, które były wzorowane na klapach montowanych na samolocie Northrop 2E, importowanym do Japonii. Ich zabudowa miała na celu poprawienia charakterystyki lądowania samolotu Ka-14. W konstrukcji skrzydła została wprowadzona zmiana powodująca wzrost opływu linearnego na końcówce co zwiększało stabilność na dużych kątach natarcia. Zmiany te kosztowały spadek prędkości tylko o 2,75 km/h. Mała stabilność na dużych kątach przejawiała się ślizgiem na skrzydło, a udoskonalona została przez przedłużenie oprofilowania spod oparcia głowy wzdłuż całego kadłuba, jako dodatkową płetwę ustateczniającą. Problem z niezbyt dobrym reduktorem silnika Kotobuki 5 został rozwiązany przez zmianę silnika na Kotobuki 3 bez reduktora, z bezpośrednim napędem dwułopatowego śmigła.
Silnik ten osiągał moc startową 640 kM i 715 kM na wysokości 2800 m. Próby w locie drugiego prototypu Ka-14 pokazały, że pomimo wzrostu masy do 1470 kg, osiągi praktycznie nie uległy zmianie, tylko 5 sekund zostało dodane do czasu wznoszenia na 5000 m. Wszystkie niedogodności w sterowaniu zostały wyeliminowane, polepszona została sterowność i zwrotność. Kaigun Koku Hombu zamówiła cztery następne prototypy w celu przetestowania ich z innymi silnikami gwiazdowymi, takimi jak: Nakajima Hikari 1 i Mitsubishi Kinsei A8 i A-9, a także w celu zoptymalizowania powierzchni sterowych, odpowiednio ukierunkowanych na osiągnięcie optimum powierzchni steru poziomego, co osiągnięto przy 26,5% powierzchni statecznika poziomego. W międzyczasie rozpoczęto realizację programu badań samolotu Ka-14 w celu zmniejszenia oporu czołowego silnika. Szeroki pierścień Townenda zastąpiono dopasowaną osłoną zachodzącą na przód kadłuba.
Zamykała ona popychacze poszczególnych cylindrów w małych pojedynczych owiewkach, a poza tym każdy cylinder został wyposażony w indywidualną rurę wydechową. Nie dało to jednak spodziewanych rezultatów i dlatego szeroka osłona pierścieniowa została przyjęta jako standard. Po tych badaniach pierwszy prototyp samolotu Ka-14 przeznaczono do badań statycznych, niszczących.
Pod koniec jesieni 1936 roku samolot Ka-14 przeszedł wszystkie próby przewidziane programem, po zakończeniu których oficjalnie zaakceptowano nowy samolot do produkcji seryjnej dla Lotnictwa Cesarskiej Marynarki Wojennej pod oznaczeniem "Pokładowy samolot myśliwski Typ 96 Model 1" (A5M1). Samoloty seryjne A5M1 w zasadzie były podobne do drugiego prototypu samolotu Ka-14, oprócz przeprojektowanej osłony silnika, zwiększonej pojemności zbiorników wewnętrznych w celu podniesienia zasięgu i kilku okienek bocznych osłony kabiny oraz tyłu kadłuba. Samolot A5M1 napędzany był silnikiem Kotobuki 2 Kai-Ko, który osiągał moc startową 580 kM i 630 kM na wysokości 1500 m. Pojemność wewnętrznych zbiorników paliwa wzrosła do 330 litrów w porównaniu z 200 litrami w samolocie prototypowym przez dodanie dwóch 68 litrowych zbiorników w zewnętrznych częściach skrzydeł.
Fotografia 5. Wersja A5M2b Model 2-2 z Hyakurigahara Kokutai. Zwraca uwagę nielubiana przez pilotów frontowych zakryta kabina pilota.
Uzbrojenie składało się z dwóch 7,7 mm karabinów maszynowych Typ 89 zamontowanych w górnej części kadłuba nad silnikiem z 500 pociskami na karabin. Masa całkowita samolotu wzrosła do 1500 kg, co spowodowało wzrost obciążenia jednostkowego powierzchni do 84,2 kg/m2. W związku z tym osiągi uległy nieco pogorszeniu, a to głównie na skutek zastosowania silnika o mniejszej mocy, dodatkowego wyposażenia i zwiększonego zapasu paliwa. Prędkość maksymalna wynosiła 406 km/h na wysokości 2100 m, a pułap 5000 metrów był osiągany w ciągu 8,5 minuty. Zanim zespół konstrukcyjny zaczął działać w celu odtworzenia osiągów uzyskanych przez samoloty prototypowe, do jednostek lotniczych dostarczonych zostało już 75 seryjnych samolotów A5M1. Jeden z tych pierwszych samolotów seryjnych został wykonany jako A5M1a, na którym w celach doświadczalnych zamontowano dwa 20 mm działek Oerlikon FF.
Konstruktorzy w celu uzyskania wymaganych parametrów do napędu zastosowali ulepszony silnik Kotobuki 2 Kai 3a z dłuższą osłoną, który zapewniał moc startową 610 kM i 690 kM na wysokości 3900 m oraz napędzał trój-łopatowe śmigło o średnicy 2,980 m w zamian za dotychczas stosowane śmigło dwułopatowe o średnicy 2,690 m. Rury wydechowe zostały skrócone, a wlot powietrza do gaźnika został rozdzielony na Mitsubishi A5M2b
dwa oddzielne wloty, które przeniesiony na lewą i prawą stronę z przodu kabiny, nieco ograniczając widoczność do przodu. Płetwa grzbietowa została zmieniona i nieco pogłębiona w celu zachowania środka ciężkości, a rama silnika została skrócona o 165 mm. Po tych zmianach samoloty seryjne otrzymały oznaczenie A5M2a Model 2-1. Wersja ta rozpoczęła opuszczanie linii produkcyjnej pod koniec wiosny 1937 roku. Prędkość maksymalna wzrosła do 426 km/h na wysokości 3090 m a wysokość 5000 m osiągano w ciągu 7,98 minuty, ale masa całkowita zwiększyła się do 1608 kg, a jednostkowe obciążenie powierzchni skrzydła do 89,9 kg/m2. Wzrost tych parametrów odbił się niekorzystnie na zwrotności samolotu.
Podczas gdy pokładowe samoloty myśliwskie A5M japońskiego lotnictwa morskiego krwawo walczyły nad Chinami, firma Mitsubishi aktywnie pracowała nad dalszym jego rozwojem, wprowadzając na linię montażową nową wersję A5M2b Model 2-2. W nowej wersji powrócono do silnika Kobuki 3, który był montowany na drugim prototypie samolotu Ka-14. Tym razem został osłonięty nową szeroką osłoną typu NACA, posiadającą żaluzje i spłaszczenie w górnej części co spowodowało polepszenie widzialności. Wlot do gaźnika został przesunięty, a także zostały wprowadzone różne drobne zmiany wynikłe z doświadczeń w walkach nad Chinami. Wprowadzono m.in. wyrzutniki i niezbędną instalację dla dwóch bomb po 30 kg, ale największą zmianą było wprowadzenie kadłuba o większej średnicy i całkowicie zakrytej kabiny z odsuwaną do tyłu osłoną, a także zwiększoną płetwą na kadłubie, większym wiatrochronem i większymi osłonami podwozia, podobnymi do tych jakie zostały zamontowane na samolocie KM8 dla lotnictwa lądowego. Przy tych
zmianach nastąpił bardzo niewielki przyrost masy, która dla pustego samolotu wynosiła 1204 kg, a masa startowa wzrosła do 1659 kg.
Wersja A5M2b lub inaczej określana jako "Pokładowy samolot myśliwski Typ 96 Model 2-2", nie wnosiła większego postępu w stosunku do poprzednich wariantów. Tym razem piloci nadal skarżyli się na uzyskiwane przez samolot osiągi. Poza tym byli oni całkowicie przeciwni zakrytej kabinie, po raz pierwszy wprowadzonej na samolocie japońskim, która jak twierdzili, poważnie ograniczyła im widoczność w walce, i dlatego była często demontowana przez jednostki operacyjne, a następnie już na linii produkcyjnej. W zakładzie w Nagoi wyprodukowano 108 samolotów w wersji A5M2b z zakrytą kabiną, a dalszych 16 tych samolotów zmontowanych zostało przez Dai-Nijuichi Kaigun Kokusho (21 Arsenał Lotniczy Marynarki) w Omura, który stał się dodatkowym zakładem lotniczym uzupełniającym produkcję zakładu w Nagoji. Samoloty z zakrytą kabiną produkowane były w Omura już po zakończeniu produkcji w Nagoji. Aby przyśpieszyć dostawy samolotów na front produkcja wersji A5M2b, ale już z otwartą kabiną, kontynuowana była później jednocześnie na obu liniach montażowych.