Dans le but de renouveler sa force aérienne, restée sans évolution notable depuis la fin de la première guerre mondiale, la Marine Impériale émit en 1933 la directive 8-Shi (de la 8ième année de l’ère Showa) relative à la réalisation d’un bombardier en piqué biplace embarqué, et adressa sa requête à trois constructeurs nationaux : Nakajima, le Kugisho de Yokosuka, et Aichi. Ces firmes n’avaient pas encore amorcé une modernisation significative de leur potentiel technique et les deux premières furent contraintes de renoncer, mais Aichi, qui avait de solides contacts avec Ernst Heinkel Flugzeugwerke A.G., sollicita de ce dernier un appui substantiel pour répondre au problème soumis. Le constructeur allemand proposa alors un modèle du monoplace He-66, un bombardier en piqué biplan issu de l’hydravion à flotteurs He-50 de 1931, qu’Aichi transforma et adapta aux standards japonais pour la production en série et l’utilisation sur porte-avions. C’est selon ce même principe que naîtra son successeur le D3A « Val », issu principalement du Heinkel He-70.
Le nouvel appareil vola pour la première fois au début de 1934 et reçut la désignation officielle de bombardier embarqué de la marine type 94, ou D1A1. (« Susie », dans le code allié). C’était un biplan de construction mixte (structure métallique et revêtement alliage léger, contreplaqué, et entoilage), à train d’atterrissage fixe renforcé pour les appontages, avec deux hommes d’équipage placés en tandem dans des habitacles ouverts. Le moteur Siemens radial de 715 Ch d’origine avait d’abord été remplacé par un Nakajima Kotobuki 2 de 560 Ch à neuf cylindres refroidi par air, puis par un Kotobuki 3 de 580 Ch. Le D1A1 était armé de deux mitrailleuses fixes de 7.7mm sur le capot, d’une troisième mobile en défense au cockpit arrière, et il pouvait emporter une bombe de 250 Kg sous le fuselage ainsi qu’une de 30 Kg sous chaque aile inférieure. Il fut produit à 162 exemplaires de 1934 à 1937 et participa activement au conflit sino-japonais, où la médiocrité de ses performances, due à sa sous-motorisation, fut mise en évidence.
Dès 1935, une nouvelle version fut équipée d’un Nakajima Hikari 1 de 730 Ch, qui s’avéra bien plus satisfaisante. Désigné D1A2, l’appareil fut produit à 428 exemplaires de 1936 à 1940 et dota les kokutais 12, 13, 14, et 15 à bord des porte-avions Akagi, Kaga, et Ryujo. L’avion connut une notoriété involontaire le 12 décembre 1937 lorsqu’il coula par erreur la canonnière américaine USS Panay sur le Yangtse, à proximité de Nanjing.
Au début de la guerre dans le Pacifique, après l’attaque de Pearl Harbor le 7 décembre 1941, le D1A fut considéré comme dépassé et incapable d’affronter la force aérienne adverse. Les 68 appareils encore en activité furent affectés à terre en seconde ligne, et utilisés dans des unités d’entraînement jusqu’à leur retrait définitif du service, en 1942.
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