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Nakajima Ki-44 Shoki "Tojo"

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Nakajima Ki-44 Shoki
El caza Nakajima Ki-44 Shoki
Introducción

El Ki-44 fue el único interceptor desarrollado por Japón durante la segunda guerra mundial (SGM). La aparición del Shoki supuso un notable cambio en la escuela de diseño japonesa, que abogaba por cazas ligeros y extremadamente maniobrables. Cuando apareció era el avión japonés con mayor trepada y velocidad máxima. 

Inicialmente los pilotos eran algo escépticos. Sus características de vuelo, con su elevada velocidad de aterrizaje y carga alar, distaba mucho de otros modelos. Todo esto cambió cuando los pilotos empezaron a aprovechar su trepada, armamento y velocidad en combate. 

Al final de la guerra el Ki-44 seguía siendo uno de los aviones más apreciados, y las tripulaciones del B-29 consideraban que era el enemigo más peligroso.

Ki-44-I 


El origen del Ki-44 se remonta a finales de los años 30. En esta época el principal caza de Japón era el Ki-27 Nate, uno de los cazas más maniobrables en la historia. El Ki-43 Oscar sustituyo al Nate, pero el Koku Hombú (Alto mando de la aviación) temía la aparición de bombarderos que pudiesen atacar objetivos en Japón u otros territorios. 

Nakajima Ki-44 Shoki

Por ello se ordenó a Nakajima el diseño de un avión con unas características muy diferentes a las de previos modelos. La trepada y velocidad máxima tenían la prioridad, y la maniobrabilidad quedo relegada a un segundo plano.

Las especificaciones pedían un avión capaz de llegar a 4000 metros en 5 minutos, con una velocidad máxima de 600 km/h. El armamento consistiría en 2 ametralladoras de 7.7mm y 2 de 12.7mm. Con estos requerimientos el equipo de diseño de Nakajima, al mando de T.Koyama, se puso manos a la obra.

El motor utilizado fue el Ha-41, un modelo radial de 14 cilindros instalados en 2 bloques. 

A pesar del gran diámetro se consiguió acoplarlo al fuselaje sin causar muchos problemas aerodinámicos. Las alas y timón eran relativamente pequeños, y para mejorar las prestaciones se montaron unos flaps de combate.

El primer prototipo (código 4401) voló en Agosto de 1940 en la base de Ojiva (Ota). Las primeras pruebas fueron relativamente exitosas, aunque los pilotos tenían dificultades con algunas de las características de este tipo de avión: su enorme motor afectaba la visibilidad en tierra, la elevada carga alar hacia que la velocidad de aterrizaje fuese alta. Para aumentar la maniobrabilidad se instalaron unos flaps del tipo mariposa. Rápidamente otros 2 prototipos (4402 y 4403) fueron construidos.

A pesar de todo las características en vuelo eran buenas, y la visibilidad excelente. Este primer prototipo estaba armado con 2 ametralladoras de 7.7mm y otras 2 de 12.7mm.

En la configuración final el Ki-44 sólo llegaba a 550 km/h cuando el peso era de 2550 kg,. El Shoki era un avión muy ligero si se compara a otros modelos. Nakajima tuvo que realizar una serie de modificaciones para mejorar las prestaciones. El montaje del  motor se reviso y se cambio su rigidez. La toma del aire del compresor se modifico varias veces y se mejoro la el perfil del capo al cambiar los flaps situados en este.

Estos cambios aumentaron la velocidad a 570km/h, por lo que seguía por debajo de lo requerido. Finalmente se cambio la barrera entre el motor y la cabina para mejorar la refrigeración. De esta manera se pudieron eliminar las tomas de aire situadas en el capó y reducir la resistencia. En las siguientes pruebas el prototipo alcanzó 626 km/h, pero no montaba armamento. Nakajima calculo que al montarlo se reduciría a 580 km/h.

A pesar de que la velocidad máxima no alcanzaba lo requerido la fuerza aérea japonesa estaba satisfecha, y se ordeno la producción los primeros ejemplares. En las pruebas realizadas se considero al Ki-44 superior al prototipo Ki-60, y un Bf-109E importado de Alemania.

El Ki-44 recibió la aparatosa designación “caza monoplaza del ejercito modelo 1 (Ki-44-Ia). Las tripulaciones lo apodaron “Shoki” (demonio). Los primeros 7 ejemplares de preproducción (códigos 4404-4410) fueron recibidos en Septiembre de 1941. El armamento era el mismo que el del prototipo. A este grupo también se les unieron el segundo y tercer prototipo. La primera unidad en operarlos fue la “Kawasemi Butai”, un escuadrón de pruebas. Los Ki-44 fueron asignados a la defensa aérea del ejercito en el sur de China (Canton). En Mayo de 1942 esta escuadrón fue designado como 47° Chutai.

En Septiembre de 1942 las pruebas concluyeron con éxito. Al pertenecer a la aviación del ejercito el Ki-44 operaria en Burma, China y sureste asiático, además de en Japón.  Curiosamente los primeros ejemplares comenzaron a producirse en Enero de 1942, antes de la aprobación oficial, y fueron designados Ki-44-Ia. La siguiente versión, Ki-44-Ib, tenia un armamento mas potente (4×12.7mm) y el refrigerador del aceite había sido cambiado de posición. Lo más probable es que la mejora en el armamento se hiciese a nivel de bases y no en la oficina de diseño. La versión final del Ki-44-I fue la c, casi idéntica a la b salvo por algunos cambios en la pata del tren de aterrizaje. En total solo se produjeron 40 Ki-44 de la clase I, uno fue utilizado para montar una doble hélice contra rotatoria. Las características del armamento se pueden ver en el apéndice 1.
 

Ki-44-II 


A pesar de las prestaciones el Ki-44-I era incapaz de interceptar el avión de reconocimiento Ki-46, y la JAAF quería mejorar la trepada y velocidad máxima para hacer frente a futuras amenazas.

La solución fue relativamente sencilla. Se decidió adaptar el motor Ha-109 al fuselaje, este modelo llegaba a 1520CV de potencia en tierra, y 1320CV a 5250 metros. El diámetro era idéntico al Ha-41 utilizado en el Ki-44-I, por lo que las modificaciones no fueron demasiado complicadas. Los primeros 5 prototipos fueron fabricados en Agosto de 1943, y estos fueron seguidos por 3 ejemplares de preproducción. Rápidamente el Ki-44-IIa suplanto a la I en las líneas de producción. La siguiente versión, Ki-44-IIb, seria la mas producida de todas y era idéntica a la Ic excepto en el motor y armamento, que consistía en 2 ametralladoras de 12.7mm y 2 cañones de 40mm. Para aumentar la autonomía el Ki-44 podía montar un deposito central de 130 litros de combustible.

Nakajima Ki-44 Shoki
Foto 2: Vista del monte Fuji desde una patrulla de Ki-44.
     (warbirdphotographs.com)

A medida que avanzaba la guerra los B-29 de la XX fuerza aérea lanzaban cada vez mas ataques contra Japón. Los bombarderos, que volaban a gran cota y elevadas velocidades, representaban un enemigo muy a tener en cuenta. Su resistencia y armamento defensivo eran muy eficaces a la hora de resistir ataques enemigos.

Esto planteo un problema de primera magnitud a la JAAF. Sus aparatos estaban diseñados para operar a media y baja cota. El Shoki, a pesar de haber sido diseñado como interceptor, estaba al limite de su techo operacional, y a esa altura apenas podía maniobrar, ya que en un giro podía caer y perder cientos de metros. Por si esto fuera poco en la mayoría de los casos el armamento era insuficiente para destruir las apodadas fortalezas volantes.

La JAAF tenia grandes esperanzas en el Ki-44,  que fue ampliamente utilizado en este tipo de misiones. De hecho logro uno de los grandes éxitos de la JAAF contra los B-29. El 19 de Febrero de 1945 varios Ki-44-II interceptaron 120 B-29, logrando derribar 10. El Shoki era la montura de algunos ases como Makoto o Yoshida. Al final de la guerra la situación era tal que muchos pilotos intentaban embestir a los B-29 al estilo “Taran”.

El armamento se mejoro de la misma manera que habían hecho los alemanes con el Fw-190A8. La versión Ki-44-IIc montaba 4 ametralladoras de 12.7mm, en las últimas versiones se añadió una mira reflectora.  En algunos Ki-44 se cambiaron los tubos de escape para mejorar las prestaciones, aunque no se tienen datos sobre la magnitud de estas.
 

Ki-44-III 


En 1943 Nakajima trabajaba en una tercera versión del Ki-44. El principal cambio se centraba otra vez en el motor; para mejorar las prestaciones se instalo un Ha-145 de 18 cilindros en configuración radial. La ganancia en potencia era notable: 2000CV a nivel de mar, 1880Cv a 2000 metros y 1450 a 8000. El peso aumento de manera considerable axial que se agrando la superficie de la cola y las alas, pasando en esta ultima a 19m2. De este modelo se planearon 2 variantes, una equipada con 2 cañones de 20mm y 2 ametralladoras de 12.7mm, y otra con cañones de 20 y 37mm.

El primer prototipo voló por primera vez en Junio de 1943, siendo el único producido ya que la aparición del Ki-84 dejo al Ki-44 obsoleto. De hecho a finales de la guerra solo 3 escuadrones operaban el Shiden. En total se produjeron unos 1200 Ki-44, el ultimo de ellos en Diciembre de 1944. La producción total fue de 40 Ki-44-I, y 1167 Ki-44-II y III.

Nakajima Ki-44 Shoki
Foto 3: Personal de mantenimiento instalando munición.
(warbirdphotographs.com)

Frente a sus adversarios


Cuando Japón entro en la SGM las potencias europeas llevaban 2 años enfrascadas en combates. Los británicos en esta época apenas podían destinar recursos al sureste asiático,  sobre todo aviones. En esta época la Luftwaffe estaba desplegando el Fw-190, modelo que estaba dando muchos problemas a los Spitfire de la RAF. La invasión de la URSS también obligo al envió de varios cientos de aviones e incluso tripulaciones. En general se puede decir que los aviones presentes en el teatro asiático eran modelos de segunda, como el Brewster Buffalo, o aparatos que tenían dificultades para competir con los Bf-109 y Fw-190 alemanes, como el P-40 o Hurricane.

La JAAF no operaba cazas demasiado avanzados. De hecho, su principal caza, el Ki-43 Oscar, tenia graves defectos, pero el entrenamiento de las tripulaciones compensaba de sobra. Además, los aliados operaban con líneas de logística muy largas, lo que afectaba la fiabilidad de los aparatos. La incompetencia de los aliados facilitaba mas las cosas, que pagaron caro la falta de inteligencia sobre la JAAF y su arrogancia respecto a los japoneses. En algunos casos se llegaba a decir que los nipones no veían de noche o que sus aviones estaban hechos de bambú.

Como se puede ver en los gráficos 1 y 2 el Ki-44-II es claramente superior en trepada y velocidad máxima a los cazas aliados de la zona, el Zero es también claramente inferior. Esta diferencia, junto a su buen picado, hace que el Shoki lleve ventaja al entablar un combate, sobre todo si es a velocidades medias. El P-40E por su parte es ampliamente superior en resistencia, este caza era famoso por poder aguantar decenas de impactos y seguir volando.  En cuestión de armamento el Shoki esta a un nivel comparable, y la diferencia frente a un Ki-43 Oscar es abismal. Este modelo solo iba armado con 2 ametralladoras de 12.7mm, mas comparable a un caza de la primera guerra mundial que de la segunda.

Nakajima Ki-44 Shoki
  Gráfica 1: Ki-44-II frente a cazas de 1942-43 (velocidad).
 

Nakajima Ki-44 Shoki
Gráfica 2: : Ki-44-II frente a cazas de 1942-43 (trepada).

A pesar de todo conviene recordar que en Europa los británicos operaban el Spitfire MkIX, mucho mas potente que el V. En caso de tal comparación la diferencia seria mucho mas reducida, y en muchos apartados el Shoki estaría en desventaja.

Sin embargo a medida que avanza la guerra la JAAF va perdiendo aviones, y sobre todo tripulaciones. Los aliados por su parte van desplegando modelos mas avanzados y en grandes cantidades. Las graficas 3 y 4 muestran que a gran cota el Ki-44-II esta en franca desventaja frente a los cazas americanos de 1944-45.

Nakajima Ki-44 Shoki
Gráfica 3: Ki-44-II frente a cazas de 1944-45 (velocidad).





En 1944-45 el Ki-44 se utiliza en misiones de intercepción, intentando evitar los raids de B-29. Estos a partir de 1945 van escoltados por P-51D, cuya velocidad máxima es 100 km/h superior a la del Shoki. Su potente armamento, unido a la mira giroscópica K-14 hacían del Mustang un enemigo temible. Para desgracia suya, la JAAF seguía operando aparatos diseñados a finales de los años 30, con sus deficiencias en potencia de fuego, resistencia y velocidad.

Nakajima Ki-44 Shoki
Gráfica 4: Ki-44-II frente a cazas de 1944-45 (trepada).




Las prestaciones del Ki-44 seguían siendo las mismas, y sus deficiencias quedaban mucho mas expuestas en los combates a alta cota y grandes velocidades, donde el aparato apenas maniobraba y era muy vulnerable a las ametralladoras de 12.7mm de los cazas americanos. A baja cota las cosas tampoco eran mucho mas fáciles, los P-51B con motores allison demostraron ser uno de los mejores cazas.
 

Características generales


Tabla 1: Características del Ki-44

Modelo  Ki-44-I  Ki-44-II
Tripulación 1 1
Envergadura (m)  9.45  9.45
Superficie alar (m2)  15  15
Longitud (m)  8.75  8.78
Motor (máxima potencia CV)  Ha-41 (1250CV)  Ha-109 (1520CV)
Peso (vacío kg)  1944  2106
Peso (máximo kg)  2550  2764
Velocidad máxima (km/h)  580  605
Tiempo a 5000m (min)  5.9  4.3
Techo (m)  10820  11200
Autonomía (km)  926  1295

Conclusiones 


El Ki-44 represento un notable cambio de filosofía en la JAAF, que hasta aquel entonces utilizaba modelos con menores prestaciones pero excelente maniobrabilidad (Ki-27 y Ki-43). A pesar de ser mas difícil de volar demostró ser uno de los aviones mas efectivos empleados por Japón.

Obviamente el avión también tenia algunos puntos débiles. Su protección era escasa frente a las ametralladoras de 12.7mm empleadas por los aliados, y a altas velocidades la maniobrabilidad se veía muy afectada. Sin embargo, utilizando sus puntos fuertes, como armamento, picada, trepada visibilidad, demostró ser superior a los Ki-43 Oscar.
 

Fuentes y enlaces de interés 


- http://www.csd.uwo.ca/~pettypi/elevon/baugher_other/ki44.html
- http://en.wikipedia.org/wiki/Nakajima_Ki-44
- http://www.warbirdsresourcegroup.org/IJARG/ki44shoki.html
- http://www.j-aircraft.com/
- http://www.airpages.ru/cgi-bin/epg.pl?nav=jp20&page=ki44
- http://www.spitfireperformance.com/
- http://www.allaboutwarfare.com/forums/
- http://forum.axishistory.com
- http://www.ijaafphotos.com/jbwki441.htm
- http://avia.russian.ee/air/japan/nakajima_ki-44.html
- B-29 hunters of the JAAF, de Koji Takaki y Jim Laurier
- Japanese Army Air Force Aces 1937-1945, de Henry Sakaida, Grant Race
 

Apéndice 


La ametralladora Tipo-89 era una copia mejorada de un modelo producido por la Vickers británica:

- Calibre: 7.7mm
- Munición: 7.7 × 58SR (10.5g).
- Peso: 12.7kg.
- Longitud: 1140mm.
- Velocidad de salida: 810m/s.
- Cadencia: 900 dpm.

La ametralladora pesada Ho-103 era una copia de la Browning .50, aunque sus características eran algo diferentes: era algo más ligera y disparaba un cartucho de 81mm de longitud (99mm para la americana).

- Calibre: 12.7mm.
- Munición: 12.7 x 81SR (38 g).
- Peso: 22kg.
- Velocidad de salida: 765m/s
- Cadencia: 900dpm.




 

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