Kawanishi N1K Shiden/Shiden Kai


Caza japonés
Japanese fighter


DATOS TÉCNICOS
(N1K1-J Shiden)
TECHNICAL DATA
(N1K1-J Shiden)
TIPO:Caza interceptor monoplaza con base en tierra. TYPE:Single-seat land-based interceptor fighter.
TRIPULANTES:1 CREW:1
ENVERGADURA:12 m. SPAN:39.4 ft.
LONGITUD:8’88 m. LENGTH:29.1 ft.
ALTURA:4’06 m. HEIGHT:13.3 ft.
SUPERFICIE ALAR:23.5 m². WING AREA:252.951 ft².
PESO EN VACÍO:2.897 kg. EMPTY WEIGHT:6,387 lb.
MOTOR:Un motor radial de dieciocho cilindros Nakajima NK9H Homare 21 de 1.990 CV al despegue con hélice metálica de cuatro palas. ENGINE:One Nakajima NK9H Homare 21 eighteen-cylinder air-cooled radial, rated at 1,990 hp at take-off driving a four-blade metal propeller.
ARMAMENTO:

  • Dos ametralladoras Tipo 97 de 7’7 mm. en el fuselaje.
  • Dos cañones Tipo 99 Modelo 2 de 20 mm. en las alas.
  • Dos cañones Tipo 99 Modelo 2 de 20 mm. en góndolas subalares.

ARMAMENT:

  • Two fuselage-mounted 7.7mm Type 97 machine-guns.
  • Two wing-mounted 20mm Type 99 Model 2 cannon.
  • Two 20mm Type 99 Model 2 cannon in wing gondolas.
VELOCIDAD MÁX.:315 km/h. MAX. SPEED:363 mph.
TECHO:12.500 m. CEILING:41,010 ft.
ALCANCE:2.544 km. RANGE:1,581 ml.
PRIMER VUELO:27 de diciembre de 1942. FIRST FLIGHT:December 27, 1942.
VERSIONES:11 VERSIONS:11
CONSTRUIDOS:1.435 (Shiden y Shiden Kai). BUILT:1,435 (Shiden and Shiden Kai).

En diciembre de 1941, mientras el diseño del hidroavión N1K1 estaba aún en desarrollo, el equipo de ingenieros de Kawanishi presentó a la dirección una propuesta para desarrollar una versión del hidroavión con base en tierra. Las prestaciones estimadas a este caza resultaron lo bastante atractivas para justificar su desarrollo y Kawanishi decidió impulsar el proyecto por su cuenta. En principio se planearon escasas modificaciones, salvo la sustitución del flotador ventral y los flotadores menores bajo las alas por un tren de aterrizaje completo. Sin embargo, pronto se decidió reemplazar el motor Kasei de catorce cilindros del N1K1 Kyofu por el radial Nakajima Homare de dieciocho cilindros del que se esperaban hasta 2.000 CV permitiendo un gran salto cualitativo en las prestaciones del avión. Para aprovechar al máximo la potencia disponible se escogió una hélice de cuatro palas con un diámetro de 3’3 m. El gran diámetro de la hélice junto con la situación de las alas en mitad del fuselaje, supuso la adopción de patas más alargadas para el tren de aterrizaje principal, que podían contraerse al plegarse en los pozos. Se realizaron también cambios en el sistema de los flaps de combate que, en lugar de manualmente como en el Kyofu, se controlaban automáticamente en el caza con base en tierra. Pese a los problemas encontrados con el tren de aterrizaje, la fabricación del prototipo avanzó con rapidez en la planta de Kawanishi en Naruo y fue completado en diciembre de 1942.

El 27 de diciembre de 1942, tras apenas siete meses y tres semanas desde el primer vuelo del N1K1, el prototipo del caza terrestre realizó su primer vuelo en el aeropuerto de Itami. Designado por el fabricante como Caza Experimental con Base en Tierra Modelo X-1, incorporaba un motor radial Nakajima Homare 11 de 1.820 CV y estaba armado con dos ametralladoras Tipo 97 de 7’7 mm. en el fuselaje y dos cañones de 20 mm. Tipo 99 Modelo 2 suspendidos en góndolas bajo las alas. Desde el inicio el programa de pruebas de vuelo estuvo plagado de problemas debidos al motor y a dificultades persistentes con el tren de aterrizaje, además el motor Homare inicial no llegó a dar la potencia prevista. El piloto de pruebas de la compañía también se quejó de la escasa visibilidad durante las maniobras en pista debido al tren de aterrizaje extremadamente largo, así como de la excesiva torsión de la hélice durante el despegue. Sin embargo, el avión en vuelo poseía buenas características de manejo y resultaba casi tan maniobrable como el Mitsubishi Reisen.

En julio de 1943 ya se habían fabricado cuatro prototipos y uno de ellos fue cedido a la Marina. El personal de la Marina, prejuicioso por el hecho de que el avión hubiese sido desarrollado por iniciativa privada, se mostró inicialmente muy crítico y los propios ingenieros navales insistieron en que el diseño dejaba mucho que desear. Las prestaciones resultaron igualmente decepcionantes al alcanzar tan sólo 574 km/h, mientras que su velocidad punta prevista se había estimado en 648 km/h. Esta velocidad, sin embargo, era superior a la del A6M5, resultando el caza de Kawanishi también más maniobrable y con mayor alcance que el ligeramente más veloz Mitsubishi J2M2. Por ello la Marina, que por entonces tenía la urgente necesidad de poseer un caza capaz de afrontar a los Hellcat y Corsair de la Marina norteamericana en igualdad de condiciones, decidió ordenar a Kawanishi suspender el desarrollo de sus cazas basados en tierra J3K1 y J6K1, que se había diseñado siguiendo las especificaciones para el desarrollo de un Caza Interceptor Experimental de la Marina 17-Shi and 18-Shi respectivamente, y, con la ayuda de sus propios ingenieros y técnicos, concentrarse en la mejora de la versión terrestre del N1K1. Junto con esta decisión, también se hizo oficial el nombre del avión como Caza Interceptor N1K1-J Shiden (Rayo Violeta).

Los prototipos adicionales y los aviones de pruebas de la Marina, fabricados a lo largo de 1943 en las instalaciones de Kawanishi en Naruo, fueron dotados del motor Nakajima NK9H Homare 21 de 1.990 CV dentro de un carenado modificado con toma de aire adicional, escapes individuales y un refrigerador de aceite externo en el lado derecho del cubremotor por detrás de las aletas de refrigeración. Estos aparatos fueron armados con dos cañones adicionales Tipo 99 Modelo 2 de 20 mm. en las alas por fuera de las góndolas externas de los cañones. A fines de 1943 se habían construido setenta N1K1-J en Naruo, también la fábrica Himeji había entregado un primer avión de este modelo y se había autorizado la fabricación en serie con la denominación Caza Interceptor de la Marina Shiden Modelo 11.

El entrenamieno y la familiarización de los pilotos se llevó a cabo en Japón, pero las pruebas se vieron dificultadas por el mal funcionamiento del tren de aterrizaje y problemas recurrentes en el motor. Sin embargo, cuando se esperaban los desembarcos estadounidenses en las Filipinas, el 201º Kokutai llevó sus Shiden a Cebú donde algunos resultaron destruidos en tierra en ataques de cazas navales enemigos previos al desembarco, y la disponibilidad de aparatos se vió reducida por la escasez de personal de mantenimiento y los problemas logísticos. En combate, sin embargo, el Shiden resultó un caza muy destacable y fue considerado por los Aliados, que lo denominaron George en código, uno de los mejores cazas japoneses.

El desarrollo del Shiden fue continuado activamente en Japón y se construyeron cuatro versiones principales, todas con motor Homare 21. El N1K1-J Shiden Modelo 11, la variante original armada con dos ametralladoras Tipo 97 de 7’7 mm. montadas en el fuselaje, dos cañones Tipo 99 de 20 mm. en las alas y dos cañones Tipo 99 Modelo 2 de 20 mm. en góndolas bajo las alas, fue fabricado en mayor número que los otros modelos. El N1K1-Ja Modelo 11A llevaba cuatro cañones de 20 mm. en las alas y carecía de las ametralladoras en el fuselaje. El N1K1-Jb Modelo 11B iba armado con cuatro cañones mejorados de 20 mm. en las alas, estaba equipado con dos soportes subalares de bombas de hasta 250 kg. y poseía superficies horizontales de cola de puntas cuadradas. Finalmente se fabricó una versión específica de cazabombardero con cuatro soportes de bombas subalares pero en lo demás idéntico al N1K1-Jb que se denominó N1K1-Jc Shiden Modelo 11C. Entre las versiones experimentales destacan un interceptor N1K1-J Kai impulsado por cohete de propelente sólido situado en la parte inferior trasera del fuselaje. Al acercarse el final de la guerra, un cierto número de Shiden iniciales fueron modificados para ser empleados en la defensa de Japón como bombarderos en picado contra la esperada flota de invasión Aliada. Para dicho cometido se les instaló un receptáculo ventral capaz de albergar una bomba de 250 kg. y seis bombas aire-tierra sin guía dotadas de cohetes, pero esta versión nunca estuvo operativa.

En 1943, mientras la Marina japonesa evaluaba el N1K1-J, Kawanishi ya había iniciado el diseño de una versión avanzada por lo que el N1K1-J se fabricó como medida transitoria hasta disponer de la versión más moderna que fue designada N1K2-J. El principal motivo para crear esta versión fue eliminar el largo y complejo tren de aterrizaje de su antecesor, dándose a la vez prioridad a la simplificación de su montaje y mantenimiento. Para ello, las alas se cambiaron a una posición más baja respecto del fuselaje y se rediseñaron las superficies de cola. El resultado fue un aparato prácticamente nuevo que tan sólo copiaba las alas y el armamento del N1K1-Jb. El prototipo llevaba un cubremotor de líneas más limpias para el motor Homare 21 pero, por razones de normalización, fue sustituido en los aviones de serie por otro igual al del N1K1-J.

Fabricado en las instalaciones de Kawanishi en Naruo, el prototipo del N1K2-J realizó su primer vuelo el 31 de diciembre de 1943 y, tras completar con éxito las pruebas del fabricante en quince semanas, fue entregado a la Marina en abril de 1944. Pese a las contínuas dificultades con el motor Homare 21, el N1K2-J poseía todos los requisitos de un caza sobresaliente, así la Marina demostró su confianza en él al autorizar su producción en grandes cantidades sin haber terminado sus propias pruebas. En junio de 1944 ya se habían construido otros siete prototipos, y la versión final de serie, llamada Caza Interceptor de la Marina Shiden Kai (Rayo Violeta Modificado) Modelo 21, comenzó a salir de las cadenas de montaje en Naruo mientras un segundo modelo, el cazabombardero N1K2-Ja Modelo 21A dotado de soportes subalares para cuatro bombas de 250 kg. estaba en camino. Tras los informes favorables de los pilotos de pruebas de la Marina, el N1K2-J fue adoptado como caza y cazabombardero normalizado con base en tierra y se comenzó a producir también en la fábrica de Kawanishi en Himeji, en Dai-Nana Kokuki Seisakusho (Fábrica de Estructuras Aéronáuticas Nº 7) de Mitsubishi, en la planta Shinonoi de Showa, en la de Eitoku de Aichi y en los Arsenales Aeronáuticos de de la Marina situados en Hiro, Koza y Omura. Desafortunadamente, la fabricación se retrasó mucho respecto a lo previsto debido a que los bombardeos de los B-29 ocasionaron escasez tanto de motores como de equipo y, a excepción de las propias fábricas de Kawanish en Naruo e Himeji, los demás productores implicados en la producción del Shiden Kai sólo entregaron un número simbólico de aparatos. Se llegó a planear la construcción de una versión biplaza, el N1K2-K Shiden Kai Rensen (Caza Entrenador Rayo Violeta Modificado) pero tan sólo se terminaron un escaso número de ejemplares mediante la instalación de un segundo asiento tras el del piloto.

En combate el N1K2-J demostró ser un caza realmente excepcional capaz de afrontar en igualdad a los mejores cazas Aliados. Sus cualidades fueron espectacularmente demostradas por pilotos como el suboficial Kinusuke Muto de 343º Kokutai en el combate mantenido en febrero de 1945, donde atacó en solitario a doce Hellcat de la Marina norteamericana, derribando a cuatro de ellos y haciendo huir al resto. Contra los bombarderos de gran altitud como el B-29 el Shiden Kai no resultó tan eficaz ya que su trepada era insuficiente y la potencia de su motor declinaba con rapidez a gran altura.

Uno de los mayores problemas del Shiden Kai Modelo 21 radicaba en su centro de gravedad demasiado retrasado, para solucionarlo Kawanishi fabricó el N1K3-J Shiden Kai 1 Modelo 31 con el motor Homare 21 adelantado unos 15’24 cm., esta modificación proporcionaba además espacio suficiente para poder montar dos ametralladoras Tipo 3 de 13’3 mm. en el morro. Dos prototipos del N1K3-J fueron construidos en Himeji, pero ni este ni su correspondiente versión embarcada N1K3-A Shiden Kai 2 Modelo 41, fueron fabricados en serie. Tanto el N1K4-J Shiden Kai 3 Modelo 32 and the N1K4-A Shiden Kai 4 Modelo 42 incorporaban el motor radial NK9H-S Homare 23 de 2.000 CV con sistema de inyección de combustible a baja presión. Sólo llegaron a fabricarse dos prototipos del N1K4-J y uno del N1K4-A en Naruo en la primavera de 1945.

Hasta ese momento el desarrollo del Shiden y del Shiden Kai había arrojado como resultado la producción de una serie sobresaliente de cazas de uso múltiple, pero en esta etapa de la guerra la Marina japonesa necesitaba un avión con mejores prestaciones a alta cota. Para acometer esta urgencia, Kawanishi diseñó dos versiones especializadas. El N1K5-J Shiden Kai 5 Modelo 25, armado con dos ametralladoras Tipo 3 de 13’2 mm. en el fuselaje y cuatro cañones Tipo 99 de 20 mm. en las alas dotado de un motor radial de 2.200 CV Mitsubishi MK9A de dieciocho cilindros mientras que a su vez se planeaba la creación de otro modelo que emplearía el motor Homare 44 con sobrealimentador mecánico de tres etapas. Un prototipo del N1K5-J resultó destruido durante un ataque de los B-29, lo que supuso el fin de tan prometedores proyectos con el hundimiento final de Japón al final del conflicto.



In December 1941, while detailed design work on the N1K1 floatplane was still in progress, the Kawanishi engineering team put to their management a proposal to develop a land-based version of their floatplane fighter. The estimated performance of the fighter was sufficiently attractive to justify the development of the aircraft and Kawanishi decided to go ahead as a private venture. Initially, with the exception of the replacement of the ventral float and outrigger floats by a fully retractable land undercarriage, few modifications were planned. However, it was soon decided to exchange the fourteen-cylinder Kasei engine powering the N1K1 Kyofu for the new eighteen-cylinder Nakajima Homare radial which was expected to deliver 2,000 hp and thus would boost the performance of the aircraft. To take full advantage of the power available a four-blade propeller with a diameter of 3.3 m. (10.9 ft) was selected. The large diameter of the propeller, combined with the location of the wings at mid-fuselage, necessitated the adoption of lengthy main undercarriage legs which contracted as they retracted into the wing wells. Modifications were also made to the combat flap system, and, whereas flap extension was manually controlled on the Kyofu, they were operated automatically on the land-based fighter. Despite the problems found with the design of the landing gear, the construction of the prototype progressed rapidly at the Naruo plant of Kawanishi and the prototype was completed in December 1942.

On 27 December 1942, a mere seven months and three weeks after the first flight of the N1K1, the prototype of the land-based fighter made its maiden flight at Itami Airport. Designated Model X-1 Experimental Land-Based Fighter by its manufacturers, the aircraft was powered by a 1,820hp Nakajima Homare 11 radial and was armed with two fuselage-mounted 7.7mm Type 97 machine-guns and two 20mm Type 99 Model 2 cannon suspended under the wings in gondolas. From the start the flight trials programme was marred by the engine and undercarriage teething troubles and the early Homare engine failed to develop its rated power. The company test pilot also complained of poor visibility during taxiing, resulting from the exceptionally long undercarriage, and of excessive propeller torque during take-off. However, in flight the aircraft had pleasant handling characteristics and was almost as manoeuvrable as the Mitsubishi Reisen. By July 1943 four prototypes had been built and one of these was handed over to the Navy. Naval personnel, prejudiced by the fact that the aircraft had been developed as a private venture, were initially quite critical of the aircraft and Service engineers insisted that the design left much to be desired. Performance was also disappointing and the aircraft achieved a top speed of only 357 mph (574 km/h) whereas its calculated maximum speed had been estimated at 403 mph (648 km/h). This speed, however, exceeded that of the A6M5, and the Kawanishi fighter was more manoeuvrable and had longer range than the slightly faster Mitsubishi J2M2. Consequently, the Navy, which by then had a pressing need for a fighter capable of meeting the US Navy’s Hellcats and Corsairs on equal terms, decided to instruct Kawanishi to suspend the development of their J3K1 and J6K1 land-based fighters, which were designed respectively to Navy Experimental 17-Shi and 18-Shi Interceptor Fighter specifications, and, with the help of Service engineers and technicians, to concentrate on improving the land-based version of the N1K1. Concurrently, with this decision the aircraft became officially known as the N1K1-J Shiden (Vilolet Lightning) Interceptor Fighter.

Additional prototypes and Service trials aircraft, built during 1943 at Kawanishi’s Naruo Works, were fitted with the 1,990hp Nakajima NK9H Homare 21 engine enclosed in a modified cowling featuring additional lip scoop, individual exhaust stacks and an external oil cooler mounted on the port side of the cowling behind and below the cooling gills. These aircraft were also armed with two additional 20mm Type 99 Model 2 cannon mounted in the wings just outboard of the external cannon gondolas. By the end of 1943, seventy N1K1-Js had been built at Naruo Works, a first aircraft of the type had been delivered by the Himeji Works and quantity production had been authorised as the Navy Interceptor Fighter Shiden Model 11.

Pilot training and familiarization was conducted in Japan but operations were plagued by undercarriage malfunctions and engine teething troubles. However, as American landings in the Philippines were anticipated, the 201st Kokutai took their Shidens to Cebu where several were destroyed on the ground during pre-landing fighter sweeps by US Navy aircraft. Further aircraft losses resulted from persistent engine troubles and undercarriage weakness, and aircraft availability was also reduced by insufficient maintenance crews and by logistic problems. In combat, however, the Shiden was a superlative aircraft, and, under the code name George, it was considered by Allied personnel to be one of the best Japanese aircraft.

Development of the Shiden was pursued actively in Japan and four major versions, all powered by the Homare 21 engine, were built. The N1K1-J Shiden Model 11, the original variant armed with two fuselage-mounted 7.7mm Type 97 machine-guns, two wing-mounted 20mm Type 99 cannon and two 20mm Type 99 Model 2 cannon in underwing gondolas, was built in larger numbers than any other models. The N1K1-Ja Model 11A carried its four 20mm cannon inside the wings and had no fuselage-mounted machine-guns. The N1K1-Jb Model 11B was armed with four improved 20mm cannon inside the wings, was fitted with two underwing racks for bombs of up to 250 kg. (551 lb.) and featured square-tipped horizontal tail surfaces. Finally a specialised fighter-bomber version with four underwing bomb-racks but otherwise identical to the N1K1-Jb was built as the N1K1-Jc Shiden Model 11C. Experimental versions included a rocket-boosted N1K1-J Kai interceptor which was fitted with a solid-propellant rocket beneath the rear fuselage. As the war drew to its end, a number of early Shidens were modified to serve in the defence of the homeland as dive-bombers against the anticipated Allied invasion fleet. For this mission the aircraft were fitted with a ventral pannier housing a 250kg (551lb) bomb and six air-to-ground unguided rocket-powered bombs, but this version never had operational status.

In 1943, while the N1K1-J was being evaluated by the Japanese Navy, preliminary design work on an advanced version of the aircraft had already begun at Kawanishi and the N1K1-J was placed in production only as a stop-gap measure pending availability of the new version designated N1K2-J. The main reason for designing this version was to eliminate the need for the long and complex undercarriage of the earlier version, and consideration was also given to simplifying construction and maintenance. To achieve this goal, the wings were moved to the lower fuselage and tail surfaces were entirely redesigned. The result was a virtually new aircraft retaining only the wings and armament of the N1K1-Jb. In prototype form the aircraft featured a cleaner cowling for the Homare 21 engine but, to achieve production standardization, this was replaced on production aircraft by a cowling similar to that fitted to the N1K1-J.

Built at Naruo Works of Kawanishi, the prototype of the N1K2-J was flown for the first time on 31 December 1943, and successfully completed its manufacturer’s trials within fifteen weeks before being handed over to the Navy in April 1944. Despite persistent difficulties with the unreliable Homare 21 engine, the N1K2-J had all the qualities of a successful fighter aircraft and the Navy demonstrated their confidence by authorising quantity production before completion of Service trials. By June 1944 seven additional prototypes had been built, and production aircraft, designated Navy Interceptor Fighter Shiden Kai (Violet Lightning Modified) Model 21, began rolling off the assembly lines at Naruo while a second variant, the N1K2-Ja Model 21A fighter-bomber fitted with wing racks for four 250kg (551lb) bombs, was being readied. Following favourable reports from Service test pilots the N1K2-J was adopted by the Navy as their standard land-based fighter and fighter-bomber and it was also placed in production at Kawanishi’s Himeji Works, at the Dai-Nana Kokuki Seisakusho (7th Airframe Works) of Mitsubishi, at the Shinonoi plant of Showa, at the Eitoku plant of Aichi and in the Naval Air Arsenals at Hiro, Koza and Omura. Unfortunately for the Japanese, production fell considerably behind schedule as bombing by B-29 Superfortresses led to shortage of engines and equipment and, with the exception of Kawanishi’s Naruo and Himeji plants, the companies involved in the Shiden Kai production programme delivered only a token number of aircraft. Production of a two-seat version, the N1K2-K Shiden Kai Rensen (Violet Lightning Modified Fighter Trainer), was also planned but only a limited number of aircraft were produced by fitting a second seat behind the pilot’s seat of some existing N1K2-J airframes.

In operation the N1K2-J revealed itself as a truly outstanding fighter capable of meeting on equal terms the best Allied fighter aircraft. Its qualities were demonstrated spectacularly by such pilots as Warrant Officer Kinusuke Muto of the 343rd Kokutai, who, in February 1945, engaged single-handed twelve US Navy Hellcats, destroying four American fighters and forcing the others to break off combat. Against the highflying B-29s the Shiden Kai was less successful as its climbing speed was insufficient and the power of its Homare 21 fell rapidly at high altitudes.

One of the major faults of the Shiden Kai Model 21 lay in its centre of gravity being too far back and to overcome this Kawanishi produced the N1K3-J Shiden Kai 1 Model 31 on which the Homare 21 engine was moved forward six inches (15.24 cm.), this modification providing space for two fuselage-mounted 13.2mm Type 3 machine-guns. Two N1K3-J prototypes were built at Himeji but neither this model nor its carrier-borne variant, the N1K3-A Shiden Kai 2 Model 41, were put into production. The N1K4-J Shiden Kai 3 Model 32 and the N1K4-A Shiden Kai 4 Model 42 were powered by the improved 2,000hp NK9H-S Homare 23 radial fitted with low-pressure fuel-injection system, and two prototypes of the N1K4-J and one prototype of the N1K4-A were built in the spring of 1945 at Naruo.

Up to this time the development of the Shiden and Shiden Kai had resulted in production of an outstanding series of all-purpose fighter aircraft but, at this stage of the war, the Japanese Navy needed an aircraft with good high-altitude performance. To meet this pressing requirement Kawanishi designed two specialised versions. The N1K5-J Shiden Kai 5 Model 25, armed with two fuselage-mounted 13.2mm Type 3 machine-guns and four wing-mounted 20mm Type 99 cannon, was to be powered by a 2,200hp Mitsubishi MK9A eighteen-cylinder air-cooled radial while another high-altitude interceptor version was planned around the Homare 44 with mechanically-driven three-speed supercharger. A prototype of the N1K5-J was destroyed before completion during a Superfortress attack and the final Japanese collapse brought an end to their promising projects.


FUENTES Y REFERENCIA – SOURCES & REFERENCE

René J. Francillon, Japanese Aircraft of the Pacific War, Putnam & Company, 1970.

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