中島 羽5

中島ハ5は、日本の中島飛行機が製造した2列14気筒の空冷 星型 航空機エンジンです。このエンジンは、ブリストル ジュピターと プラット・アンド・ホイットニー R-1340 ワスプの設計の特徴を組み合わせた、初期の日本製単列エンジン「寿」と「光」を発展させたものです。

1933 年に 1,000 PS のプロトタイプで初めて導入されたHa-5 は、第二次世界大戦中に民間用に約 7,000 機、軍用に約 5,500 機が製造されました。Ha-5には、長いプッシュロッドと短いプッシュロッドを備えた単一の前部マウント カム ディスクを使用して両列のシリンダー バルブを操作するのではなく、アメリカの設計のようにシリンダーの前列と後列に別々 のカムディスクが取り付けられていました。

ハ5型は、中島寿型を発展させた中島光の2列開発型である。この機体から、単段過給機を備えたハ41型や、2速単段過給機を備えたハ109型など、いくつかの改良型が生まれた。後のハ219型は同じシリンダー設計をベースとしていたが、シリンダーサイズが18に拡大された。

1917年、中島知久平は群馬県尾島町に「飛行機研究所」を設立した。1918年に彼らは最初の飛行機、米国製エンジンを搭載した「中島一型」を製作した。^{[1] 1920年に同社はヨーロッパの進歩を研究するために中島公平をフランスに派遣し、1922年に東京に独自のエンジン工場を設立した。これにより、}ローレンスA-3 2気筒空冷水平対向エンジンを ベースにしたエンジンの生産につながった。

当時、ローレンスは異色の存在だった。当時の空冷エンジンは、冷却効果を高めるため、クランク軸を固定し、プロペラと一体でシリンダーを回転させるロータリーエンジンが主流だったが、君平は、シリンダーを固定したまま冷却効果の高いエンジン、星型エンジンがイギリスで開発されていると耳にした。君平は、イギリスのグロスター・ゲームコック戦闘機に搭載されていたブリストル・ジュピターエンジンを観察した。このエンジンは、タペットクリアランスの自動調整装置、均等な給気配分のための螺旋状の吸気管、4バルブの吸排気システムなど、当時としては先進的な設計だった。君平は、1925年にジュピターの製造ライセンスを取得した。^[2] 1927年には、ブリストル社から生産技術指導員2名を招き、420PSのジュピター6型と、過給機付きの450PSの7型を中島工場で量産した。

プラット・アンド・ホイットニーのワスプ9気筒星型エンジンを研究した後、中島はジュピターの設計に見出された長所とワスプの合理的な設計を組み合わせようとした。その後、中島はエンジニアリングの練習として「AA」、「AB」、「AC」、「AD」と名付けられた一連のエンジンタイプを製作した。^[1]次のエンジン設計「AE」は、ボア160mm、ストローク170mmという革新的なものだった。

試作機が作られ、性能試験が行われたが、このエンジンは構造が非常に複雑であったため採用されなかった。中島はさまざまなシリンダー設計の試験を続けた。1929年に、ボアとストロークが146×160mm、総排気量が24.1Lの「AH」設計が完成した。これがこの基本エンジン設計の最終版となった。^[1]

1930年6月に最初の試作機が完成し、夏には型式承認のための耐久試験に合格した。その後、中島A2N艦載機を使用した飛行試験が開始された。中島は、日本製初の独自の空冷9気筒エンジン、450PSの「コトブキ」の設計に成功しており、これは後にハ-5とその後継機に発展することになる。1931年12月、このエンジンは海軍によって承認され、海軍の九六式艦上戦闘機に採用された。このエンジンは、ジュピターエンジンにちなんで「コトブキ」と名付けられた。^[1]

「寿」エンジンは改良開発され、ボア・ストロークをシリンダー限界まで拡大（160×180mm、排気量32.6L）し、出力を720PSに高めた「光」エンジンとなった。「光」は九五式艦上戦闘機や九六式艦上攻撃機に使用された。[ 1 ^]

中島はより高出力のエンジンが必要であることを知っていたので、光の160×180mmシリンダーをベースにした新しい14気筒2列設計のハ5の開発に着手した。ハ5試作エンジンは1933年に完成し、1,000PSを出力した。改良されたハ5は1,500PSエンジンとして開発された。軍用に合計約5,500台のハ5エンジンが生産された。^[1]

その後、機体の重量が増加し、より高速な速度が求められるようになると、中島はハ5の設計をさらに改良し、「ハ41」と「ハ109」を開発した。これらはハ5と同じ146mm×160mmのボアとストロークを共有しながら、それぞれハ5の950馬力から1,260馬力と1,440馬力に増強された。ハ41の統一コードは「ハ34」であった。後にこのエンジンは「ハ219」と呼ばれる18気筒2列エンジンに発展したが、これは戦争が終わる前に合計10機が製造されただけで、量産段階に入ることはなかった。これらのエンジンはすべて基本的に同じシリンダーヘッドを使用しており、違いは過給システムと毎分最大エンジン回転数であった。

ハ-5とハ-41の重量は630kgで同じだったが、ハ-109は大型の2段式過給機システムを搭載していたため720kgだった。ハ-41は、中島キ-49「ヘレン」爆撃機の初期型と中島キ-44「東条」戦闘機の主力エンジンで、後期型ではより強力なハ-109エンジンが使用された。三菱キ-21 「サリー」の初期型はハ-5を使用していた。ハ-41は、三菱化成を使用した航空機にとって理想的な動力装置であっただろう。寸法と排気量が小さくても同等のパワーレベルを実現したからである。9基のハ-219エンジンは、新しいキ-84Nに使用するため北大飛行隊に支給された。 1987年に生き残った日本陸軍航空隊の整備士2人によると、キ84Nは戦時非常用動力を使用した際、最高高度42,254フィートで時速448～450マイルの速度を記録した。エンジンは稼働し続けるために多くのメンテナンスを必要とし、低速飛行時には過熱した。^[3]

ハ5

634kW（850馬力）、基本設計、（三菱キ21陸軍九七式重爆撃機に搭載）^[4]

ハ5カイ

634 kW (850 hp)、(三菱 Ki-30で使用) ^[5]

ハ5

660 kW (890 馬力) (中島 Ki-19で使用) ^[6]

ハ5カイ

708kW（950馬力）、（三菱キ57およびキ57-I陸軍100型輸送機1型に搭載）^[7]

ハ5カイ

離陸時708kW（950馬力）、高度3,000m（11,810フィート）で805kW（960馬力）（三菱キ30と中島キ49ドンリュウ初号機に搭載）^[8]

ハ5カイ

離陸時708kW（950馬力）、高度4,000m（13,125フィート）で805kW（1,080馬力）、（三菱キ21-I陸軍九七式重爆撃機1型およびキ21-Ia陸軍九七式重爆撃機1A型に搭載）^[4]

ハ41

離陸時2,500rpmで1,260馬力、3,700mで2,450rpmで1,260馬力

ハ109

離陸時2,650rpmで1,500馬力、高度5,200mで2,600rpmで1,440馬力

ハ219

1,895 kW (2,541 hp) ( 10 機製造、立川機工に使用、Ki-94-2、Ki-87、Ki-84-N 後期試作機、戦後ほとんどが破壊され、文書も残っている。

Ha5 エンジンは以下の動力源として使用されました:

• 三菱キ21「サリー」
• 三菱キ30
• 三菱キ57

Ha41 エンジンは以下の動力源として使用されました:

• 中島 Ki-49 -I呑龍(「ヘレン」)
• 中島キ-44伊鍾馗（とうじょう）

Ha109 エンジンは以下の動力源として使用されました:

• 中島キ49- II
• 中島キ44 -II

中島飛行機のエンジンの歴史、1923-1945年中島飛行機におけるエンジン開発よりのデータ。^[9]

• タイプ: 14気筒、空冷式、2列ラジアルピストンエンジン
• ボア： 146 mm（5.75インチ）
• ストローク： 160 mm（6.3インチ）
• 排気量： 37.5L（ ^2,288in3）
• 直径: 1,260 mm (49.6 インチ)
• 乾燥重量： 625kg（1,378ポンド）（720kg Ha109）

• バルブトレイン: 4バルブ吸排気プッシュロッド式オーバーヘッドバルブシステム
• スーパーチャージャー：遠心式、280mmインペラー、減速比8.39:1（Ha-5およびHa-41）、Ha-109の場合は6.55:1および8.55:1（2段スーパーチャージャー）
• 冷却システム:空冷
• 減速ギア： 0.6875:1（11/16）

• 出力:
  
• 890hp (663.7 kW)、2,200 rpm、4,700m (15,490 フィート)、-50mm ブースト (公称出力)
• 950hp (708.4 kW)、2,200 rpm、+50mm ブースト (離陸出力)
• 比出力: (～) 0.58 hp/in ³～ 1.02 hp/in ³
• 圧縮比: 6.7:1

関連開発

• アルファロメオ 125
• ブリストル・マーキュリー
• ブリストル ペガサス
• 中島寿
• 中島ハ219
• シーメンスハルスケ Sh 22

同等のエンジン

• ライト R-2600 サイクロン 14 / ツインサイクロン
• ノーム・ローヌ 14N
• プラット・アンド・ホイットニー R-1830 ツインワスプ
• ブリストル ヘラクレス

関連リスト

• 航空機エンジンの一覧

• フランシロン、R.太平洋戦争における日本の航空機アナポリス：パトナム、1970年。SBN 370 00033 1
• グッドウィン、マイク & スターキングス、ピーター (2017)。『日本の航空エンジン 1910-1945』。サンドミエシュ、ポーランド: MMPBooks。ISBN 978-83-65281-32-6。
• ガンストン、ビル。世界航空エンジン百科事典。ケンブリッジ、イギリス。パトリック・スティーブンス社、1989年。ISBN 1-85260-163-9 
• ロバート C. マイクシュ、アベ ショルゾー。日本の航空機 1910-1941。海軍研究所出版、1990 年。ISBN 978-1-55750-563-7 

• 中島飛行機工業の歴史
• 太平洋戦争オンライン百科事典