Бомбардировщики. Том I
Шрифт:
Первый образец F-117 в сборочном цехе
Разведчик SR-71 имеет иссиня-черную окраску с высокой теплоизлучательной способностью, что снижает температуру обшивки в крейсерском высотном полете. Краска, изготовленная на ферритовой основе, уменьшает также радиолокационную заметность самолета за счет более равномерного распределения интенсивности отражения электромагнитных волн. ЭПР самолетов A-12/SR-71 в момент их появления была существенно меньше ЭПР самолета U-2, а разработанный позднее ДПЛА D-21 (запускавшийся с SR-71 и бомбардировщика В-52) обладал еще меньшей заметностью. В дальнейшем и U-2 в варианте U-2R/TR-1 был покрыт черной
Первый самолет F-117. Отличается симметричным расположением штанг ПВД в носу
Модель самолета F-117 для измерения ЭПР
До публичного официального признания о существовании F-117 полеты этих самолетов происходили на полигоне Тонопа только ночью и ворота ангаров открывались не ранее чем через час после захода солнца
SR-71 и U-2 обычно относят к первому поколению малозаметных самолетов. Созданию F-117 – малозаметного самолета второго поколения – предшествовали длительные НИОКР по реализации теоретических методов снижения заметности, которые проводились по контрактам с ВВС США начиная с 1965 г. В 1972-1973 гг. прошли испытания малозаметных самолетов неметаллической конструкции. Это были небольшой четырехместный гражданский поршневой самолет Уиндекер «Игл» с максимальной скоростью 340 км/ч и построенный на его основе самолет YE-5А, имевшие обшивку из стеклопластика и внутреннюю конструкцию, выполненную с применением РПМ. Испытания были успешны и в 1973 г. ВВС США и управление перспективных исследований DARPA министерства обороны США приступили к секретным углубленным проектным исследованиям реактивного малозаметного самолета. Ведущим самолетостроительным фирмам было направлено ТЗ, на который ответили Боинг, Грумман, LTV, Макдоннелл-Дуглас и Нортроп. Локхид, не попавшая в число фирм, получивших ТЗ, тем не менее представила инициативное предложение, которое наряду с проектом фирмы Нортроп было выбрано в ноябре 1975 г. для дальнейших работ по самолету XST (experimental Stealth Technology – экспериментальная техника малой заметности).
Составленное ТЗ предъявляло жесткие требования прежде всего к радиолокационной ЭПР самолета. Применением только РПМ с небольшой модификацией конфигурации обойтись уже было нельзя, требовалось принципиально новое решение. Наиболее реальный выход заключался в масштабном применении малоотражающих форм. Если ранее обводы самолета определялись, в основном, аэродинамикой, то теперь аэродинамические характеристики должны были отступить на второй план, а главенствующее положение в выработке конфигурации следовало отдать схемам с малой отражательной способностью.
F-117 готовится к ночному полету
Все щели в зонах сочленения фонаря кабины и оптических окон имеют накладки с пилообразной кромкой, причем стороны «зубцов» ориентируются в направлении кромок основных поверхностей самолета
Фонарь кабины опытного F-117, переданного в музей на авиабазе Неллис. На окантовке фонаря нанесены имена летчиков-испытателей
Сильные отражатели электромагнитной энергии уже давно известны физике. Это так называемые зеркальные (блестящие) точки, рассеивающие энергию в сторону прихода волны, а также угловые стыки, действующие как уголковые отражатели, краевые и огибающие волны, возникающие на кромках и поверхностях самолета. Таким образом,
Выше отмечалось, что впервые РПМ намечалось объединить с малоотражающей внешней поверхностью сложной кривизны на «летающем крыле» Хортен Ho.IX в 1945 г. Малая ЭПР такой компоновки была подтверждена в конце 1940-х годов, когда в США в ходе нескольких полетов «летающего крыла» Нортроп YB-49 оценили вероятность его обнаружения береговым радиолокатором американской системы ПВО, расположенным южнее Сан-Франциско. Позднее англичане отмечали сложность радиолокационного сопровождения «летающего крыла» Авро «Вулкан». Можно было предположить, что эту схему и выберут американские разработчики самолета XST, тем более, что традиционный недостаток такой компоновки – недостаточная устойчивость – устранялся появившимися к тому времени эффективными автоматами искусственной устойчивости.
Однако на ЭПР летательного аппарата кроме геометрической формы и электромагнитных свойств его поверхности, влияют соотношение размеров JIA и длины волны облучающего радиолокатора, а также ракурс облучения. Это значительно затрудняет подбор оптимальной поверхности сложной кривизны для «летающего крыла». Ограниченные возможности математического моделирования ЭПР в 1970-х годах не позволяли решить подобную задачу. Было легче определить зависимость ЭПР от ракурса для плоских поверхностей, чем для поверхностей сложной кривизны. В результате фирмы Локхид и Нортроп в своих проектах самолета XST решили применить схему, близкую к «бесхвостке» с так называемой фасеточной (многогранной) формой корпуса. Такая конфигурация не избавляет от блестящих точек, но при определенной ориентации плоских поверхностей и кромок позволяет уменьшить число максимумов ЭПР и вывести их из сектора наиболее вероятного облучения.
Низ корпуса F-117 образован плоскими поверхностями
Для гашения высокой посадочной скорости на F-117 обычно используется тормозной парашют
Проекты XST обеих фирм близки. Оба самолета имеют крыло большой стреловидности по передней кромке, корпус фасеточной формы и двухкилевое оперение с наклоненными внутрь килями (для экранирования выходных сопел двигателей). Основное отличие заключается в расположении воздухозаборников: Нортроп предложила один надфюзеляжный воздухозаборник, размещенный сразу за кабиной летчика, Локхид – два боковых воздухозаборника.
На первом этапе конкурсной программы самолета XST были созданы натурные модели для оценки их ЭПР. Испытания моделей начались в апреле 1976 г., а в середине 1976 г. Локхид вышла победителем из состязания, получив контракт стоимостью 30 млн.долл. на постройку двух экспериментальных самолетов по программе «Хэв Блю» (Have Blue). По утверждению локхидовского инженера Алана Брауна, успеху его фирмы в значительной мере способствовало использование советской технической литературы и, прежде всего, теоретических работ П.Уфимцева, сотрудника Института радиотехники и электроники (ИРЭ) Российской Академии наук. Работа этого российского физика, опубликованная в 1962 г. под названием «Метод краевых волн в физической теории дифракции», была переведена на английский язык в 1971 г. и использована фирмой Локхид при разработке программы «Эхо Код», предназначенной для расчета ЭПР тел различной конфигурации. Это позволило на 30-40% сократить затраты на разработку самолетов XST, а позднее и F-117.