20:02 Lockheed F-117 NIGHTHAWK Малозаметный ударный самолет | |
 Заместитель министра обороны США по НИОКР У.Перри (William J.Perry) в полной мере оценил преимущества техники "стелc" еще на этапе испытаний моделей XST и решил развернуть широкую программу разработки малозаметных аппаратов. Для ускорения работ он организовал в середине 1977 г. секретный "Экспериментальный комитет" (ХСоm), в состав которого вошли высшие военные руководители. Комитет был наделен большими полномочиями, что позволило избежать бюрократических проволочек и длительных процедур "демократического" обсуждений планов работ. Сам Перри стал председателем комитета и получил право единоличного решения всех вопросов. Первым крупным проектом, который санкционировал ХСоm, стала разработка на основе XST серийного тактического ударного самолета F-117 по секретной программе "Сеньор Тренд" (Senior Trend). Второй проект предусматривал создание, (также фирмой "Локхид") малозаметной крылатой ракеты по программе "Сеньор Пром" (Senior Prom). Работы по ней были прекращены Е конце 1981 г., т.к. ракета не вмещалась в отсеки вооружения бомбардировщика В-1В, а затем возобновлены, но уже на фирме "Дженерал Дайнэмикс". В итоге появилась крылатая ракета ACM (Advanced Cruise Missile). Третьей стала программа стратегического бомбардировщика АТВ (в дальнейшем - В-2), реализацией которой занялась фирма "Нортроп". Контракт на разработку F-117 МО США заключило с "Локхид" 16 ноября 1978 г. В число гарантированных фирмой характеристик были включены: дальность полета, точность бомбометания и величина ЭПР. Несколько странная для боевого самолета ВВС США индексация "невидимки" - F-117 (в самом деле, почему не F-19 или F-21?) была обусловлена все той же секретностью работ. Трехзначные индексы получали машины, о которых было не принято распространяться в печати. Так, испытывавшиеся в Америке советские истребители МиГ-17 проходили в документах Пентагона как F-113, а МиГ-21 именовались F-114. Внешне F-117 проектировался похожим на "Хэв блю", отличаясь прежде всего увеличенными размерами, крылом меньшей стреловидности и развалом вертикального оперения наружу. (Как показали полеты "Хэв блю", наклоненные внутрь кили, экранируя выходные сопла двигателей от наблюдения сверху, в то же время отражают тепловой поток вниз). Однако реальные различия между машинами оказались гораздо более существенными. Связано это было с тем, что при разработке "невидимки" впервые в истории преследовалась цель снизить все без исключения демаскирующие факторы самолета: способность отражать радиолокационное облучение, самому излучать электромагнитные волны, издавать звук, оставлять дымный и инверсионный следы, быть заметным в инфракрасном и видимом диапазонах. При этом акценты были сделаны на снижении радиолокационной и инфракрасной заметности, а также на предотвращении любых собственных излучений. Для этого во время полета в режиме "стеле" все бортовые радиосвязные устройства, ответчик "свой-чужой" и радиовысотомер должны быть отключены, а навигационная система и все оборудование для поиска цели и применения оружия - работать в пассивном режиме. Единственное исключение -лазерная подсветка цели, но она должна включаться на очень короткое время уже в ходе атаки. Все это в сочетании с проблемной аэродинамикой, а также продольной статической и путевой неустойчивостью вело к огромному техническому риску, и чтобы хоть как-то его снизить, конструкторы использовали на F-117 ряд проверенных элементов уже существующих самолетов. Так, двигатели и многое из приборного оборудования взяли от F/A-18, систему управления и элементы ряда других систем - от F-16, кое-что перекочевало на "стеле" даже с более старых машин -SR-71, Т-33, С-130 и других. Фасеточные формы, реализованные в архитектуре самолета, обеспечивают основную долю - до 90% - снижения ЭПР. Происходит это за счет отражения поверхностями планера радиолокационных лучей вверх и вниз, а не в направления на облучающую РЛС. Для этого большинство поверхностей F-117 наклонено под углом более 30° от вертикали, ведь обычно облучение летательного аппарата поисковыми РЛС происходит под пологими углами. Если F-117 облучать с разных ракурсов и взглянуть на картину отражения сверху, то окажется, что наиболее сильные "зайчики" от острых кромок корпуса F-117 и мест нарушения непрерывности обшивки сконцентрированы всего в нескольких узких секторах, а не распределены сравнительно равномерно, как в случае обычных самолетов. Провалы между этими секторами трудноотличимы от фонового шума, а сами сектора настолько узки, что РЛС не может извлечь из них достаточной информации. Ориентация основных секторов определяется положениями передней и задней кромок аэродинамических поверхностей самолета, которые являются самыми сильными отражателями. Другие компоненты планера ориентированы таким образом, чтобы отражение от них происходило строго в основных секторах. Все щели по контуру смотровых люков и оптических окон, сочленения фонаря кабины и фюзеляжа и т.д. имеют накладки с пилообразной кромкой, створки отсеков шасси, двигателей и вооружения также имеют пилообразные кромки, причем стороны зубцов ориентированы в направлении желаемого сектора. Предусмотрено, чтобы ни один из секторов интенсивного отражения не был направлен непосредственно вперед. Фонарь кабины пилота также имеет фасеточную форму. На все пять панелей его остекления нанесено многослойное электропроводящее золотосодержащее покрытие, предназначенное для предотвращения облучения внутрикабинного оборудования и снаряжения летчика -микрофона, шлема, очков ночного видения и т.д. Например, отражение от одного только шлема может быть намного больше, чем от всего самолета. Воздухозаборники "невидимки" прикрыты специальными решетками с размерами ячеек, близкими к половине длины волны радаров, работающих в сантиметровом диапазоне. Удельное электрическое сопротивление решеток оптимизировано для поглощения радиоволн, причем оно увеличивается по глубине решетки, чтобы предотвратить скачок сопротивления (который увеличивает, отражение) на границе с воздухом. Подобным образом защищены от облучения и выхлопные сопла двигателей, а особенности конструкции связаны с высокой температурой выходящих газов. Радиосвязные антенны и другие излучающие устройства на поверхности планера, например, антенны системы госопознавания, выполнены убирающимися. Весь планер покрыт радиопоглощающими материалами нескольких типов, нанесенными по "обойной" технологии - путем приклейки изготовленных из них лент и листов. Внешние поверхности и внутренние металлические элементы самолета выкрашены ферромагнитной краской. Ее черный цвет не только маскирует "стеле" в ночном небе, но и способствует рассеиванию тепла. В итоге ЭПР самолета F-117 при облучении с фронтальных и хвостовых ракурсов снижена до 0,1-0,01 м2, что примерно в 100-200 раз меньше, чем у обычного самолета близких размеров. Правда, с других ракурсов она может достигать 1 м2. Конструкторы "Локхид" предприняли ряд действенных мер и для снижения теплового излучения своего детища. Так, выхлопные сопла прикрыли щитками с боков, снизу и сзади. Площадь воздухозаборников сделали больше, чем требуется для нормальной работы двигателей, а избыточный холодный воздух направили на смешение с горячими выхлопными газами, чтобы снизить их температуру. Очень узкие сопла формируют практически плоскую форму выхлопной струи, что наилучшим образом способствует ее быстрому охлаждению. Интересно, что столь революционная машина была разработана за меньшее время, меньшим числом специалистов и с меньшими затратами, чем обычный боевой самолет близкой размерности. "Локхид" очень гордится этим фактом, туманно намекая на новейшие методы управления процессом разработки проекта, которые применило отделение "Сканк Уоркс" в этом случае. Однако со стороны причина успеха представляется гораздо проще. Она - в секретности программы. Просто списки допущенных к работам, а значит, получающих зарплату, были меньше обычных, но зато все эти люди были действительно необходимы. В обсуждении каждого решения принимало участие меньше специалистов, и совещания не были такими продолжительными. Но что абсолютно бесспорно - именно благодаря секретности программа избежала стадии длительного и дилетантского по своей сути обсуждения в конгрессе и других бастионах американской демократии. Контракт на полномасштабную разработку "невидимки" и производство установочной партии из пяти самолетов (серийные номера от 79-10780 до 79-10784) военные подписали с "Локхид" 16 ноября 1978 г. Строительство началось уже через 8 месяцев, а первую готовую машину передали на испытания 16 января 1981 г. Самолеты установочной партии стали называть F-117FSD. От последующих машин, получивших обозначение F-117A, внешне они отличались хвостовым оперением меньших размеров. Несколько позже, при постановке на вооружение, самолету присвоили наименование Nighthawk (ночной ястреб). Как нетрудно было предвидеть, оптимизация формы планера по критерию уменьшения заметности значительно ухудшила аэродинамику машины. В официальной истории "Сканк Уоркс" рассказано, что когда ведущему аэродинамику отделения Дику Кэнтрелу (Dick Cantrell) впервые показали желаемую конфигурацию будущего F-117A, того хватил удар. Придя в себя и осознав, что он имеет дело с уникальным самолетом, при создании которого первую скрипку играют не специалисты его профиля, а какие-то электрики, он поставил перед своими подчиненными единственно возможную задачу - сделать так, чтобы это чудовище было в состоянии хоть как-нибудь летать. Главные проблемы виделись в достижении достаточного аэродинамического качества в крейсерской конфигурации для обеспечения заданной дальности полета, а также приемлемого уровня искусственной устойчивости и управляемости. Угловатый фюзеляж, острые передние кромки поверхностей, профиль крыла, образованный отрезками прямых, -все это весьма плохо подходит для дозвукового полета. В итоге аэродинамическое качество F-117A при заходе на посадку составило всего около 4, что соответствует уровню самолета А.Ф.Можайского и лишь немногим выше, чем у космического корабля "Спейс Шаттл". Поскольку "Найтхок" создавался статически неустойчивым, то перед началом полетов было совершенно необходимо проверить работоспособность алгоритмов, заложенных в его системы повышения устойчивости. Лишь после серии полетов летающей лаборатории NT-33A и внесения исправлений в программы бортовых компьютеров их признали годными. Тем не менее, первый полет "стелса" решено было выполнить с отключенными системами повышения устойчивости, а чтобы самолет можно было при этом пилотировать, его на время сделали статически устойчивым в продольном канале, заложив в носовую часть фюзеляжа балласт. При этом, однако, системы были полностью работоспособны и могли быть легко включены с помощью специально установленных в кабине переключателей. В такой конфигурации 18 июня 1981 г. "Найтхок" впервые поднялся в воздух под управлением летчика-испытателя Гарольда Фэрли младшего (Harold Farley, Jr.). Это был драматический полет, едва не закончившийся катастрофой. Сразу после отрыва пилот понял, что благодаря наличию балласта продольная устойчивость самолета вполне терпима, но путевая оказалась значительно хуже, чем предполагалось. Будучи не в силах удержать машину, он вынужден был немедленно включить компьютеры, и остаток полета прошел более-менее нормально. Но дальнейшие полеты показали, что даже с работающими системами путевая устойчивость и управляемость все равно никуда не годятся, особенно при открытии створок отсеков вооружения или в случае отключения одного из двигателей. В итоге площадь килей на серийных самолетах пришлось увеличить на 50%. После снятия балласта в нескольких полетах самолет продемонстрировал полный букет неустойчивости, причем не только по отдельным каналам, но и в многочисленных вариантах их взаимосвязи. Кстати, это объясняет, почему на F-117A отсутствует резервная механическая система управления - в случае отказа электроники летчик все равно не сможет управлять самолетом. Но постепенно путем доработки программного обеспечения и наложения ряда ограничений на режимы полета отцам "стелса" удалось добиться приемлемых пилотажных характеристик, делающих его поведение на малых углах атаки похожим на реакцию обычных самолетов. Одну из самых больших трудностей при отладке автоматики доставил поиск мест установки приемников воздушных сигналов. Причем, требовалось установить 4 комплекта датчиков, поскольку система управления четырехкратно резервирована. Более 60 точек на поверхности планера были исследованы, и везде влияние элементов конструкции на показания приборов было слишком заметным. В конце концов все четыре ПВД установили в носу самолета несимметрично относительно продольной оси. Испытания принесли и множество других неожиданностей. Так, обнаружился значительный кабрирующий момент, причину которого сначала видели в образовании зоны повышенного давления на верхней поверхности задней части фюзеляжа столь необычной формы. Однако тщательные летные эксперименты показали, что устойчивость самолета нарушает поток реактивных газов, выходящий через плоские сопла и взаимодействующий с пластинами, экранирующими сопла от обзора с нижней полусферы. После выявления этого эффекта систему управления вновь пришлось доработать. В ходе испытаний потребовалось изменить и порядок выработки керосина из баков, в результате разгрузка крыла внутренним топливом уменьшилась, и полеты пришлось прервать до усиления узлов крепления крыла. В этот период особого внимания удостоились решетки воздухозаборников - их подвергали частичным разрушениям, закупорке и обледенению. Для борьбы с последним наиболее эффективным оказался старый проверенный способ, состоящий в разбрызгивании на решетки спирто-водяной смеси крепостью ровно 40% об. После того, как "сто семнадцатый" научили сносно летать, а к испытаниям подключили другие машины установочной партии, дело пошло довольно быстро. Первая дозаправка была выполнена уже 18 ноября 1981 г., первый ночной полет - 22 марта следующего года, первый сброс бомбы состоялся 7 июля, а 23 августа 1982 г. ВВС США получили свой первый "стелс" (хвостовой номер 787). Самолет прошел, причем успешно, и большую программу флаттерных испытаний. И уже после их завершения строевой пилот, выполняя один из полетов на проверку совместимости с подвесками, ввел самолет в скольжение, вызвав на левом вертикальном оперении флаттер взрывного характера. Киль мгновенно отвалился, а пилот привел самолет на базу с большими сложностями. Новый, гораздо более жесткий киль изготовили из композитов. Как это ни кажется странным, но F-117A выполнил ряд испытательных полетов на больших углах атаки, в основном, чтобы проверить установленные ограничения. Но была и вторая причина - во время продувок и полетов свободно планирующих моделей были получены противоречивые представления о штопорных свойствах самолета. Выяснение истины заняло множество полетов, в которых углы атаки повышались буквально по полградуса, и если обнаруживались малейшие отклонения от расчетного поведения самолета, тут же начинались новые продувки и эксперименты на пилотажном стенде. Историки "Сканк Уоркс" с большими подробностями описывают этот процесс - сразу видно, что они гордятся его ходом. Правда, до какого именно угла таким образом дошел "сто семнадцатый", они так и не написали - наверное, стыдно. В общем, в результате процесса "остелсивания" больше всего пострадали летные характеристики F-117A. Несмотря на относительно высокую тяговооруженность, "Найтхок" является ограниченно маневренной машиной, обладающей невысокой скоростью, сравнительно малой дальностью и плохими взлетно-посадочными характеристиками. В реальном полете он не имеет ничего общего с тем "стелсом", который побеждает всех в голливудских боевиках. Об этом свидетельствует и ироническое прозвище "хромой карлик", данное ему его же летчиками. Первая половина 1980-х гг. была периодом резкой конфронтации между СССР и США. Пожалуй, впервые после Карибского кризиса возникла реальная угроза того, что война из "холодной" может превратиться в "горячую". В этих условиях техника "стеле" рассматривалась Соединенными Штатами как один из козырей, своеобразное чудо-оружие, способное в критический момент поколебать равновесие стратегических "весов". Если учесть, что наиболее массовые ЗРК стран Варшавского договора (С-75, С-125, С-200, "Круг", "Куб"), имевшиеся на вооружении в то время, при использовании только радиолокационных средств наведения могли обстреливать цели с ЭПР не менее 1 м2, то шансы "Найтхока" безнаказанным проникнуть во вражеское воздушное пространство выглядели весьма внушительными. Отсюда и первые производственные планы: выпустить в дополнение к 5 пред-серийным еще 100 серийных самолетов. Строительство F-117A пошло с максимальным темпом 8 машин в год. Однако в это время в СССР началась горбачевская "перестройка", и вскоре политики заговорили о близком окончании "холодной войны". Разумеется, в новых условиях на первое место стали выходить требования экономичности, простоты эксплуатации и многофункциональности авиационных комплексов. А по всем этим параметрам "Найтхок" значительно проигрывал таким самолетам, как F-15E или F-16C. Кроме того, широкое развертывание в Советском Союзе ЗРК нового поколения С-ЗООВ, способных обстреливать цели с ЭПР до 0,02 м2 при вело к дальнейшему снижению интереса ВВС США к F-117A. Темп производства упал до 4, потом 3 машин, а последний серийный самолет этого типа был поставлен заказчику 12 июля 1990 г. Всего было построено 59 серийных экземпляров (хвостовые номера 785-843). Но даже в урезанном виде программа принесла фирме "Локхид" значительные финансовые, а главное, политические дивиденды. Репутация фирмы как создателя наиболее выдающихся самолетов еще более окрепла. Отделение "Сканк Уоркс" и Отделение авиационных систем ВВС США получили в 1989 г. приз Роберта Коллье "За разработку и развертывание малозаметного самолета F-117A, меняющего всю концепцию проектирования будущих военных самолетов и их боевого развертывания". Стоимость одного серийного самолета, по официальным данным на 1990 г., составила 42,6 млн. USD (примерно в такую же сумму американским налогоплательщикам обходился и F-15). На всю программу к тому времени было потрачено 6,56 млрд. USD, из них около 2 млрд. USD - на НИОКР, 4,27 млрд. USD -на закупки и 295,4 млн. USD - на создание наземной инфраструктуры. В дальнейшем (после 1992 г.) было израсходовано еще более 400 млн. USD на модернизацию оборудования состоящих на вооружении "стелсов". Весьма накладными оказались и мероприятия по обеспечению режима секретности: на их долю пришлось 10-15% общей стоимости программы. | |
|
| |
 |  |  |