川崎Ki100/陆军五式战斗机小传

原作：川崎五郎

从液冷到空冷

从服役伊始，发动机（Ha40）的可靠性方面就不那么令人放心的三式战斗机（Ki61），随着战争的升级，在产量不断提升的同时产品质量的管理标准开始逐渐放宽，发生故障的频率亦随之陡然上升。随着1944年9月，搭载“Ha140”发动机的三式战斗机Ⅱ型开始投入量产，状况发生了进一步恶化，大量机体即使装配完成也没有质量合格的发动机可供使用，生产陷入停滞，导致川崎航空机岐阜工厂内到处挤满了没有安装发动机的三式战斗机的机体。

这些所谓的“无头机”的积压情况具体如下，9月—27架、10月—68架、11月—139架、12月达到了最高峰值—208架，为了完成预定的生产计划，一直对换装其他型号发动机一事不甚积极的军需省与陆军方面也改变了主意，于10月下达了三式战Ⅱ型更换发动机的指示，同时决定将换发后的该机重新命名为Ki100。

虽然理想上，更换相同输出功率的液冷发动机是最佳的解决方案，但符合这一条件的液冷发动机在当时实际上只有海军“彗星”舰载俯冲轰炸机上搭载的“热田”32型可用。然而，同样是由DB601发展而来的热田32型此时也同Ha140也一样，因生产质量的低劣而饱受故障的困扰，为此，海军方面已经抢先一步决定用空冷的三菱“金星”61/62型发动机对其进行更换，无奈之下，这一方案只得放弃。由于除此之外再无其他符合条件的液冷发动机，于是选择空冷发动机就成为了必然的选择。然而，即便如此可供选择的范围也并不宽广，与Ha140功率不相上下，可靠性高，且生产数量上也能够保证充足，能够满足上述条件的实际上只有百式司令部侦察机Ⅲ型所搭载的三菱“Ha112-Ⅱ”（起飞功率1500马力）一种。而Ha112-Ⅱ与海军的金星61/62型仅存在名称上的区别，实际上是同一款发动机，冥冥之中，与海军的彗星走向了相同的命运。

日本海军研发的“热田”系列液冷发动机同样存在严重的质量问题

艰难的换装工程

虽然为Ki61Ⅱ换装Ha112-Ⅱ空冷发动机的方案获得了批准，但接下来的工作更加困难。为什么这么说，因为三式战斗机为了最大限度的减小空气阻力，搭配体积小巧的Ha40/Ha140液冷发动机，机身宽度最大值仅为84厘米，这样狭窄的的机身与直径达121.8厘米的Ha112-Ⅱ气冷发动机进行结合，再算上覆盖在外的发动机整流罩的宽度，机首部分与机身左右两侧的结合部会出现至少20厘米以上的间隙，如下图①所示，这样的大的间隙在飞行过程中会产生大量的涡流增加空气阻力，恶化飞机的操纵性能，甚至还有可能导致共振现象的发生。

于是，如上图②所示，考虑参照九七式战斗机的设计在发动机整流罩后方设置一个剧烈的收缩段。通过简单的模型进行风洞测试后，发现这种程度的处置手段并不能够阻止涡流的产生，理论上，如上图③所示，根据机首的尺寸为机身追加大型导流板让机身的线条保持流畅是最佳选择，可是，这样做基本上就等同于要在现有的三式战机体上再增加一层蒙皮，包括内部结构骨架的变化，也会增加相当的重量，三式战斗机通过缩减机体尺寸才好不容易获得的视野上的优点也将失去。考虑到无论选择哪种方案最终都要在发动机整流罩的后方设置风门，而风门在使用时多多少少都会产生一点涡流，于是又拿出了介于图②与图③之间的折中方案，如上图④所示，在发动机整流罩后方设置中等规模的导流板，尝试用对机身外形进行局部调整的方法解决问题，最终这一方案获得了采纳。

虽然排气管到底采用集合式还是推力单排气式，以及排气管开口位置的选择都是非常令人头疼的技术问题，但幸运的是有一架德国进口的福克伍尔夫Fw190A-5可供详细参考，参考该机的设计，在发动机整流罩后方两侧机身上设置了凹槽，每侧凹槽内布置6根推力式单排气管。充分利用了发动机整流罩与机身之间的间隙，而且推力式排气管排出的废气还具有吹除涡流的效果，是一石二鸟的解决方案。（具体结构参见下图）

Ha112-Ⅱ型发动机的安装，正如后来土井武夫技师长回忆中所说的那样，是“老天保佑”，位于发动机后方的辅机类设备基本未作大的改动，直接将防火隔壁以前的原Ha140发动机支撑架切掉，再将Ha112-Ⅱ的钢管式支撑架与构成机身框架的主纵通梁直接接驳即可。

后部机身基本上原封不动地沿用了三式战Ⅱ型的设计，由于Ha112-Ⅱ的重量要比Ha140轻50千克以上，为了不改变飞机的重心，就Ha112-Ⅱ发动机的安装位置进行了慎重的探讨。幸运的是在将机身后部的冷却器及相关配套设备以及配重铅块撤去以后，问题得到了顺利的解决，机首反而比三式战还短了23.15厘米，改善了前下方的视野。（具体结构参见下图）

三式战上已被整合进机腹下方主冷却器内部的滑油冷却器，在Ki100上回归传统，被重新布置在了机首下方，虽然为了尽可能的减少空气阻力，采用了半埋设计，但暴露的部分体积依然偏大，超出了当初的预计，占据了空气阻力中的相当比例。虽然当时负责发动机舾装设计的小口富夫技师在战后回忆时提到过，关于润滑油冷却器的安装位置和方法，曾经希望上边再多给他一些时间进行考虑，但因战局的紧迫，所以也没有找到特别好的解决方法。至于三式战原有的主冷却器撤除以后机身下部出现的凹陷，通过在新滑油冷却器的后方追加三块蒙皮的方法进行了遮蔽。（参见下图深色为追加部分）

以上设计工作，全部是在全体技术人员以厂为家，不眠不休，连续奋战的条件下进行的，是名副其实的突击作业。由土井武夫技师亲自拍板，未等风洞试验结果出来便直接从图纸设计转入了细部结构设计。由于一旦风洞试验结果不好，全部设计就要推到重来，所以这个决定基本等同于一场赌博。

不过，也包含技术人员努力的因素在内，设计工作整体上而言波澜不惊，并没有出现太大的技术问题进展飞速，1944年12末完成全部设计工作，翌年1945年1月，试作1号原型机即告完成。在此期间最令人感到胆颤心惊的是12月发生的东海大地震，位于名古屋的三菱和爱知的工厂都受到了相当程度的破坏。幸运的是川崎岐阜工厂基本上没有受到太大的影响躲过了一劫，即将进行组装的1号机也安然无恙。如果在此时原型机遭地震破坏，那么很有可能直到战争结束该机都无法顺利服役了。

于1945年2月10日完成首飞的Ki100试作1号原型机虽然因空气阻力的增加，580千米/小时的最大平飞速相较三式战斗机Ⅱ型有所降低（降低约30千米/小时），不过与此同时机体自重也减轻了约330千克，因此飞机的早期爬升性能显著提高，盘旋性能也有了不小的改善。这是废除三式战斗机的尾部配重后（三式战机首部分重量较大，为了保持重心平衡在机尾设置了配重用的铅块），全机重量分配更为均匀的结果。尤为值得一提的是，三式战斗机饱受困扰的发动机故障问题基本上得到了解决，妥善率方面具有不可比拟的优势。说的夸张一点，只要有润滑油和燃料补给随时都可以飞行，恢复了其一线作战飞机该有的本来面貌。而这对于以前的三式战斗机而言是无法想象的。

装备服役

连川崎技术团队自己都没想到Ki100会取得这样的成功，就更何况陆军方面了。于是立即决定Ki100以陆军五式战斗机的名义正式装备，继3架试作原型机之后，利用“无头”三式战旧机体改装而来的五式战斗机于3月开始陆续出厂，与此同时生产全新五式战斗机的准备工作也开始全面铺开。

英国博物馆收藏的川崎Ki100-1/五式战斗机Ⅰ型乙实物 与甲的主要区别是驾驶舱风挡改为了水滴型设计

在明野教导飞行师团举行的与一式战斗机Ⅲ型、三式战斗机Ⅱ型、以及四式战斗机的对抗模拟空战结果证明，无论是在高位或是低位，在各种想定的空战环境中五式战斗机都能占据优势地位，令军方对该机的期待进一步高涨。

战争末期主要用于本土防御的日本各型战斗机性能对比表，其中四式战斗机因发动机气缸过热等故障问题基本无法发挥出纸面的性能，在高空性能方面不是五式战斗机的对手

于是川崎航空机全力以赴开始对五式战斗机实施紧急量产，以月产200架为目标，2月生产1架、3月生产36架、4月生产89架、5月生产131架，产量不断稳步提升，除岐阜工厂以外，在九州的都城市也开辟了生产线，5月开始陆续有全新的五式战斗机下线。

可是，6月22日、26日川崎岐阜工厂连续遭到两次美军B-29轰炸机的大规模轰炸，生产设施大半被毁，虽然加上之前生产的数量6月的产量依然达到了88架，但在随后五式战斗机的产量锐减，7月出厂数量降至23架，到了8月仅有10架飞机下线，实质上已经陷入了停产的境地，呜呼、万事休矣。生产数量方面，源自三式战的改造机275架，全新生产机103架合计378架，算上都城工厂生产的12架，总产量390架。

配备废气涡轮增压机，加强了高空作战性能的Ki100-Ⅱ即五式战斗机Ⅱ型只制造了3架试作原型机计划即告终止。

五式战斗机作为日本陆军最后的制式战斗机，是除最大平飞速度以外其余各项性能都超出了预期的高性能机。正如飞行244战队战队长小林照彦大尉在手记中所记载的那样“有了Ki100在手，即使处于低空亦可立于不败之地，占据高位则绝对必胜”，可见当时的飞行员对于该机的信赖程度是相当高的。

隶属飞行第五战队的五式战斗机Ⅰ型甲

可是，如果冷静下来思索一番，就会从五式战这架所谓日本陆军最后的战斗机上，深切感受到日本航空技术发展水平的瓶颈。毋须多言，在该机正式服役的1945年初，最大平飞速度700-750千米/小时已经成为欧美单座战斗机的标配，包括各种装备品在内的综合性能更是令五式战斗机黯然失色。

特别是发动机输出功率方面应该绝对占优的四式战斗机，结果性能还不如五式战斗机就太不像话了。从这个角度来讲，五式战斗机可称得上是一款象征着日本航空技术真实水平的悲剧性机体。