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Kawasaki Ki-78 KEN III

Kawasaki Ki-78 KEN III
Nicht nur Italien, Großbritannien und Deutschland lieferten sich einen erbitterten Kampf um den absoluten Geschwindigkeitsweltrekord, auch die Japaner waren fest entschlossen, den Rekord nach Japan zu holen. Die Motivation war der deutschen ähnlich, man wollte der staunenden Welt seine angebliche Luftmacht durch den Bau des weltweit schnellsten Flugzeuges demonstrieren. Das Luftfahrtforschungsinstitut der Universität Tokio erhielt vom Verkehrsministerium, das auch für die zivile Luftfahrt zuständig war, im Juni 1938 den Entwicklungsauftrag für das Weltrekordflugzeug. Die zu erreichende Geschwindigkeit war mit 850 km/h vorgeben. Die Gesamtleitung des Projektes übertrug man Dr. Shoroku Wada, dem Chefingenieur des Institutes. Unter seiner Leitung begannen mehrere Arbeitsgruppen mit der Entwicklung der einzelnen Baugruppen. Für die Entwicklung des Rumpfes und der gesamten aerodynamischen Auslegung war Mineao Yamamoto verantwortlich.
Kawasaki Ki-78 KEN III (Archiv: Eberhard Kranz)
Der Motor musste aus Deutschland eingeführt werden
Bei der Auslegung war von vornherein klar, dass die Maschine eine möglichst kleine Stirnfläche erhalten mußte, was zur Verwendung eines Reihenmotors zwang. Allerdings gab es in Japan keinen eigenen leistungsfähigen Reihenmotor, die japanischen Motorenhersteller bauten im benötigten Leistungsbereich nur luftgekühlte Sternmotoren. Also musste man ein entsprechendes Triebwerk importieren, so kaufte man in Deutschland einen flüssigkeitsgekühlten 12 Zylinder Reihenmotor Daimler Benz DB 601 A mit einer Startleistung von 1.175 PS. Zur Leistungssteigerung war der Motor mit einer Einspritzanlage für ein Methanol- Wassergemisch ausgestattet. Dadurch konnte kurzzeitig die Leistung auf 1.550 PS erhöht werden, was allerdings auf Kosten der Lebensdauer geschah. Später erwarb Japan die Lizenz zum Bau dieses Triebwerkes, das als Ha-40 für das Jagdflugzeug Kawasaki Ki 61 Hien, von dem man insgesamt 2.666 Exemplare baute, verwendet wurde.
Kawasaki Ki-78 KEN III (Archiv: Eberhard Kranz)
Konstruktionsmerkmale des Kawasaki Ki-78 KEN III
Eichino Tani war für die Auslegung des Profils und dem Aufbau der Tragflächen und des Leitwerks verantwortlich. Um die vorgegebene Geschwindigkeit realisieren zu können, entschied er sich für ein Laminarprofil. Schließlich kümmerte sich Sojiro Nomura über die Triebwerksanlage, Kühler und Fahrwerk. Mit der Verschärfung der militärischen Lage und der Fortsetzung des Krieges mit China wurde das Projekt ?Weltrekordflugzeug? Anfang 1941 von der Kaiserlich Japanischen Heeresluftwaffe übernommen und erhielt die Bezeichnung Ki-78 KEN III. Im September 1941 wurden sämtliche Unterlagen und das hölzerne Modell, das seit März 1941 fertiggestellt war, an Kawasaki Kogyo KK Kokuki in Gifu übergeben. Dort begann man dann Ende1941 mit dem Bau der vorgesehenen zwei Prototypen. Die Maschine war ein aerodynamisch sehr sorgfältig durchgearbeiteter einmotoriger Tiefdecker in Ganzmetallbauweise mit Normalleitwerk und einziehbarem Heckradfahrwerk und ähnelte der Heinkel He 110, von der Japan Ende 1939 drei Maschinen der Nullserie He 100D-0 einschließlich der Lizenz erworben hatte. Der Rumpf mit ovalem Querschnitt war als Ganzmetallkonstruktion in Halbschalenbauweise ausgeführt und mit Leichtmetallblechen verkleidet. Die Pilotenkabine war weit nach hinten gerückt, so daß der Pilot auf der Höhe der Tragflächenhinterkante saß, was zu starken Sichtbeschränkungen besonders bei start und Landung führte. Die vorderen Kabinenscheiben waren aus Plexiglas und sphärisch geformt. Hinter der Pilotenkabine waren seitlich am Rumpf die Kühler als flache Tunnelkühler angebracht, während der Ölkühler sich in der linken Tragflügelwurzel befand. Der Flüssigkeitskühler im Rumpf wurde von einem Schaufelrad, das von einer Turbine mit 60 PS angetrieben wurde, am Boden zusätzlich mit Kühlluft versehen. Das Seitenleitwerk war eine glockenförmige Ganzmetallkonstruktion, das Seitenruder war stoffbespannt und verfügte über eine am Boden verstellbare Trimmung. Das Höhenleitwerk mit ovalem Aufriß war in der Mitte des Rumpfhecks angebaut und besaß über Massenausgleichsgewichte an den stoffbespannten Ruderflächen. Die trapezförmigen Tragflächen waren eine zweiholmige Ganzmetallkonstruktion, wobei man wegen der geringen Fläche Fowlerklappen als Hochauftriebshilfen verwendet hatte. Das Fahrwerk war hydraulisch einziehbar, wobei die Hauptfahrwerkräder in der Tragflügelwurzel und im unteren Rumpf untergebracht wurden. Die Räder waren hydraulisch bremsbar. Das lenkbare Heckrad wurde in den unteren Bereich des Rumpfhecks eingezogen.
Kawasaki Ki-78 KEN III (Archiv: Eberhard Kranz)
Flugerprobung des Kawasaki Ki-78 KEN III
Anfang Dezember 1942 war der erste Prototyp fertig gestellt und die Bodenerprobung begann. Der Bau des vorgesehenen zweiten Prototyps war noch nicht begonnen worden, um eventuell notwendige Änderungen aus der Erprobung der ersten Maschine sofort einfließen lassen zu können. Am 26. Dezember 1942 startete die Maschine zu ihrem Erstflug, der erfolgreich verlief aber auch zeigte, dass die Maschine schwer zu fliegen war. Durch die kleine Flügelfläche war die Startgeschwindigkeit mit 205 km/h ungewöhnlich hoch, was zu einer Startstrecke von über 1.000 m führte. Die Landegeschwindigkeit war mit 170 km/h auch sehr hoch, außerdem mußte fast bis zum Aufsetzen mit voller Leistung geflogen werden, weil sonst die Gefahr bestand, dass die Maschine abschmierte. Durch Veränderungen und einer Vergrößerung der Landeklappen versuchte man Abhilfe zu schaffen. Bei der weiteren Erprobung zeigte sich dass bei höheren Geschwindigkeiten um die 600 km/h die Ausgleichsgewichte an den Höhenleitwerksflächen stark zu schwingen begannen. Die Schwingungen übertrugen sich auf die ganze Maschine. Auch zeigte sich, dass die angestrebte Geschwindigkeit von 850 km/h wohl nicht erreichbar war. Nach der Änderung der Ausgleichsgewichte und einer Verstärkung der Tragflächenvorderkanten erreichte die Maschine bei ihrem 31. Testflug in 3.527 m Höhe eine Geschwindigkeit von 699,60 km/h. Dies war die höchste mit der Ki-78 erreichte Geschwindigkeit. Um halbwegs in den angestrebten Bereich von 850 km/h zu gelangen, wäre ein neues, wesentlich stärkeres Triebwerk nötig gewesen, auch hätte man das ganze Flugzeug massiv umbauen müssen. Dies ließ aber die Kriegslage Anfang 1944 nicht mehr zu. Nach dem 32. Testflug am 11. Januar 1944 wurde deshalb beschlossen, das Versuchsprogramm sofort zu beenden. Insgesamt führte die Ki-78 32 Flüge mit einer Gesamtflugsdauer von 17 Stunden durch. Im Frühjahr 1945 wurde die abgestellte Maschine bei einem amerikanischen Bombenangriff auf das Kawasakiwerk in Gifu zerstört. Der zweite Prototyp ist nie gebaut worden. Damit endete der Versuch Japans, den absoluten Geschwindigkeitsrekord zu erobern.
Kawasaki Ki-78 KEN III (Archiv: Eberhard Kranz)
Technische Daten: Kawasaki Ki-78 KEN III
Verwendung: Rekordflugzeug
Triebwerk: ein flüssigkeitsgekühlter hängender 12 Zylinder V Motor Daimler Benz DB 601 A mit verstellbarem Dreiblatt-Metall-Propeller
Startleistung: 1.175 PS (864 kW)
Dauerleistung: 1.020 PS (750kW) in 4.500 m
kurzzeitige Höchstleistung: 1.550 PS (1.140 kW) bei zusätzlicher Einspritzung von einem Wasser-Methanol-Gemisch
Besatzung: 1 Mann
Erstflug: 26. Dezember 1942
Spannweite: 8,00 m
Länge: 8,10 m
größte Höhe: 3,07 m
Spannweite Höhenleitwerk: 3,10 m
Propellerdurchmesser: 2,90 m
Propellerfläche: 6,61 m²
Spurweite: 3,35 m
Flügelfläche: 11,00 m²
V-Form: +4°
Flügelstreckung: 5,81
Leermasse: 1.930 kg
Startmasse normal: 2.320 kg
Startmasse maximal: 2.400 kg
Tankinhalt: 400 Liter
Flächenbelastung: 218,18 kg/m²
Leistungsbelastung: 2,04 kg/PS (2,77 kg/kW)
Höchstgeschwindigkeit in Bodennähe: 638 km/h
Höchstgeschwindigkeit in 3.527 m: 699,60 km/h
Marschgeschwindigkeit in 4.500 m: 620 km/h
Startgeschwindigkeit: 205 km/h
Landegeschwindigkeit: 170 km/h
Gipfelhöhe: 8.000 m
Steigleistung: 16,8 m/s
Steigzeit auf 1.000 m: 1,0 min
Steigzeit auf 5.000 m: 7,5 min
Reichweite normal: 600 km
Reichweite maximal: 720 km
Flugdauer: 1 h

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