Истребитель F-22 «Раптор». Продукт «холодной войны» и «жертва перестройки»

В октябре 1986 года программа истребителя пятого поколения вступила в фазу демонстрации и оценки (Demonstration and Validation, Dem/Val): рабочее проектирование и строительство прототипов. Проект «Локхид» получил официальное обозначение YF-22A, а «Нортроп» — YF-23A.

Продукт «холодной войны»  

Министерство обороны (МО) США выдвинуло жесткие требования к стандартизации, например, проектирование от мелких деталей до увязки всего самолета должно было вестись только с использованием САПР CATIA. Кстати, F-22 и F-23 должны были стать первыми летательными аппаратами, вся конструкторско-технологическая документация на которые выполнялась бы только в электронном виде без бумажных носителей, но цеха все еще работают с бумажными копиями чертежей, техпроцессов и т.п., что лишило эту прогрессивную идею смысла.

К середине 80-х был сертифицирован большой пакет компьютерных программных комплексов для расчета передаточных коэффициентов СДУ на всех скоростях, высотах и перегрузках, динамики закритических режимов, устойчивости в спутной струе самолета-заправщика, работы двигателя в момент пуска ракеты, радиолокационной и тепловой сигнатуры, но и с ними обойтись без натурных экспериментов не удалось.

Кроме продувок «живых» самолетов в аэродинамических трубах NASA в Лэнгли (в т.ч. в вертикальной «штопорной» трубе), статических и ресурсных испытаний, проводились замеры ЭПР и ИК-сигнатуры прототипов на пилонных стендах, отработки силовой установки, вооружения и оборудования на земле. Были построены стенды динамических режимов ЭДСУ, совместимости систем, боевой живучести и многое другое. Наконец, был создан целый ряд летающих лабораторий (FTB, Flying Test Bed). Особое место среди них заняли комплексные ЛЛ системы электродистанционного управления и искусственной устойчивости, прицельно-навигационного оборудования и вооружения. Базой таких ЛЛ стали пассажирские самолеты — ВАС-111 для YF-23A, а управление и вооружение YF-22A отрабатывалось на Боинге-757.

После переоборудования эта классически красивая машина приобрела настолько необычный вид, что получила прозвище «Catfish» — каракатица. На ней смонтировали нос YF-22 с основной антенной РЛС, сразу за ним сделали объемистые наплывы, в которых установили боковые решетки и другие сенсоры системы, различные антенны, имитаторы головок ракет и т.п., воздухозаборники систем кондиционирования испытуемой аппаратуры разбросали по всему фюзеляжу.

Наверху фюзеляжа сразу за кабиной установили макет крыла с имитаторами флаперонов. Весь пассажирский салон заняли компьютеризированные места инженеров-испытателей, в том числе макет кабины истребителя с органами индикации и управления.   Результаты экспериментов на этой ЛЛ и на наземных стендах настолько отличались от расчетных данных, что в июле 1987 года руководство «Локхида» неожиданно решило перечеркнуть почти все, что было сделано с 1985 года, и начать с чистого листа.

Теперь надо было не только объяснить, куда делись гигантские деньги, выделявшиеся фирме, но и доказать, что в изменениях нуждается не только проект, но и согласованное ТЗ.     Это позволило «Нортропу» раньше завершить сборку первого прототипа ATF. Он не имел РЛС, а ракетное вооружение было макетным и не соответствовало ТЗ — лишь один отсек под 4 AIM-120. Система управления не обеспечивала заданного диапазона маневрирования (правда, была гарантия NASA выхода из любого вида штопора как с закрытым, так и с открытым отсеком). В 1989 году сборку YF-23A №1 с двигателями YF119-PW завершили. В конце 1989 года его перевезли на базу Летно-испытательного центра ВВС США Эдвардс, и 27 августа 1990 года летчик-испытатель Пол Метц поднял первый истребитель V поколения в воздух.

Хотя уже в этом 20-минутном полете был отказ (одна основная стойка шасси не встала на замок убранного положения), испытания YF-23A шли энергично. За первых 5 полетов самолет успел преодолеть звуковой барьер как на форсаже, так и без него, начать проверку устойчивости и управляемости на маневре и дозаправиться от танкера КС135. За три месяца первого этапа испытаний самолет совершил 74 полета.

29 сентября 1990 года шеф-пилот «Локхида» Дэйв Фергюссон начал испытания YF-22A. Через месяц он впервые преодолел звук, еще через месяц дошел без форсажа до числа М=1,58 и М=2,0 на форсаже (прототип «Нортропа» достиг только М=1,43 вместо расчетных 1,8). В ноябре 1990 года YF-22 показал замкнутые виражи с перегрузкой 7-9 на углах атаки до 60 градусов. YF-23A был легче, но рассчитывался на перегрузку +7 и углы атаки до 25 градусов , что уже было маловато — в СССР начались испытания сверхманевренных МиГ-29М и Су-27М. Наконец, в том же месяце YF-22A выполнил пуски ракет AIM-120 и AIM-9, правда, без наведения — РЛС еще не было.

YF-23A №2 совершил первый полет 26 ноября 1990 года. Он имел двигатели YF120-GE, которые были мощнее опытных YF119-PW, и фирма рассчитывала выйти с ними на М=1,8 на «максимале» и на М=2,0+ на форсаже. Хуже всего было то, что YF-23 в принципе не был рассчитан на режимы сверхманевренности как по аэродинамике и системе управления, так и по прочности.

Второй прототип YF-22 впервые взлетел 30 октября 1990 года, несколько обогнав YF-23 №2. Он получил двигатели YF119-PW-100, более надежные, да еще имевшие резервы повышения тяги, высотности и экономичности.   К рождеству 1990 года этап Dem/Val завершился, но победителем «Локхид» был назван только 23 апреля 1991 года.

Оба YF-23 были сданы на консервацию на авиабазу Эдвардс, результаты их испытаний засекретили, хотя летные данные YF-22 обсуждались широко.   В описываемое время происходили кардинальные изменения в мировом раскладе сил, однако программа ATF этого просто не могла учесть. Самолеты YF-22 и YF-23 были типичным продуктом «холодной войны», чьим главным назначением было противоборство с СССР не в настоящей войне, а в гонке вооружений. Этим не замедлили воспользоваться и некоторые силы в США, которые считали, что теперь настало время других методов борьбы и такое дорогое оружие теперь ни к чему.

«Жертва перестройки»

В конце 1990 года началось создание серийной конструкторской документации и подготовка производства (Engineering and Manufacturing Development, EMD). По результатам этапа Dem/Val в конструкцию F-22 вносилось множество изменений: сделали новые крыло и оперение, переделали кабину, укоротили воздухозаборник, улучшив обзор, отказались от трехантенной РЛС, зато в единую ФАР APG-77 «затрамбовали» аж 1500 элементов, для чего, правда, пришлось уширить нос. Было обеспечено сопровождение до 20 целей на проходе на дальности до 200 км и обстрел 6 из них с 50-км рубежа. Многое было сделано по требованиям технологов, например, упростили пилообразные кромки люков, отступив от требований «стелс», а с другой стороны были освоены новые радиопоглощающие материалы, с лихвой компенсировав потери.

В августе 1991 года «Локхиду» заказали 9 предсерийных самолетов F-22A «Раптор». Все шло хорошо, но 18 августа в Москве начался путч, развал СССР стала юридическим фактом, воспользовавшись этим, лобби банковских и нефтяных монополий в Конгрессе добилось резкого сокращения заказа на новую авиатехнику. Больше всех пострадали В-2 и F-22.

Сначала планировалось иметь 1000 «Рапторов», затем 750, 648, 339, 295 и, наконец, 237 самолетов, сроки начала эксплуатационных испытаний F-22A были сорваны. Первый предсерийный F-22 надо было сдать в августе 1995 года, а фактически он был облетан лишь 7 сентября 1997-го, причем без РЭО — его место занимали макетные блоки и контрольно-записывающая аппаратура.   Из 9 машин только 2-я была передана заказчику в срок, 3-я опоздала на 10 месяцев, 4-я — на 15, 5-я — на 12 и т.д.

Самым трудным был 1999 год. ВВС в очередной раз переписали требования к самолету, отразив в них реалии… года 2001-го. Новый президент России Путин стремился завоевать симпатии сограждан жестким внешнеполитическим курсом и повышенным вниманием к армии и «оборонке». Запахло возвращением гонки вооружений, что не было вовремя понято в США. В июне 1999 года Конгресс изъял из бюджета-2000 все 1,8 миллиарда долларов на программу ATF. Это не только срывало готовый контракт, но грозило развалом системы кооперации сотен больших и малых фирм, которую с таким трудом создавали почти 10 лет.

Появление суперконцерна по выпуску F-22 совершило в свое время настоящую революцию в американском авиапроме. Главным подрядчиком выступил «Локхид-Мартин». На купленном у GD заводе в городе Форт-Уорт развернулась агрегатная сборка средней части фюзеляжа, а также основных систем — управления, гидравлики и т.д.

Сам «Дженерал Дэйнемикс» тоже в доле, поставляя отдельные компоненты вооружения, например, пушку М61А-2. Консоли крыла и хвостовую часть фюзеляжа делает «Боинг», за ним же совместная отработка боевых систем и тренажерный комплекс. Двигатели F119 изготавливает «Пратт-Уитни». Радар APG-77 собирает «Нортроп-Грумман» из комплектующих «Рэтейона» на производственных площадях, купленных у специализированных фирм «Вестингауз» и «Тексас Инструментс». «Ретейон» же выпускает разработанные «Интелом» процессоры для бортовых ЭВМ, для этого он купил завод у «Хьюза», которого к этой части программы не привлекли.

Прицельный индикатор на фоне лобового стекла — продукция фирмы «Коллинз-Кайзер», она же будет делать и всю оптику, которую получит F-22 в ходе модернизации. Интегрированную радиосистему связи, навигации и опознавания «свой-чужой» ASQ-220 поручили компании TRW. Впервые за много лет к программе такого масштаба было допущено и иностранное предприятие. Отделение авионики «Бритиш Аэроспейс» (ВАЕ) получило заказы на систему РЭБ ALR-94, станцию предупреждения о пуске ракет AAR-56, систему выброса тепловых и радиолокационных ловушек ALE-52, а также святая святых-электродистанционную систему основного управления самолета и оборудование для контроля состояния планера и бортовых систем.

Но все это по контракту должно делаться в США и ВАЕ «прикупил» в Америке сразу несколько предприятий: заводы фирм «Сандерс», «Трейкор» и «Лир Астроникс».     И, наконец, старый авиазавод в городе Мариетта, когда-то базовое предприятие «Мартина», а теперь совместная собственность с «Локхидом», получил самый дорогой сегмент контракта — окончательную сборку, регулировку и отработку всего самолета под током и давлением. Там же делается носовой отсек фюзеляжа.   Лишь к концу 1999 года, когда бюджет уже приняли, пришли к компромиссу. Заказ был увеличен до 339-и самолетов, но по цене 295-и.

Возвращение финансирования позволило решить главную проблему: «железо» было готово, задержка была за «софтом». 15 ноября полетел борт 4004, первый с комплектной аппаратной частью БРЭО, 21 сентября состоялся первый пуск ракеты AIM-120 AMRAAM с наведением. Наконец, 6 февраля 2002 года «Локхид-Мартин» получил «боевую» версию 3.1 программного обеспечения, и после ее отладки на машине в апреле 2003 года наступил решающий момент — начались приемосдаточные испытания начального этапа и оценка самолета (Dedicated Initial Operational Test and Evaluation, DIOT&E).

В это время в западной печати появилось множество публикаций об F-22, авторы их не скупились на эпитеты, расхваливая самолет. Попробуем разобраться с объективными показателями.   То, что F-22 и его силовая установка оптимизированы именно для сверхзвукового полета, а не для дозвуковых режимов, как на самолетах IV поколения, — сыграло свою положительную роль.

Самолет имеет самый большой среди себе подобных сверхзвуковой радиус действия и наименьшее подлетное время — 750 км за 30 минут. Однако малое время реакции современной ПВО не дает ему гарантий безнаказанности, и проблему противодействия ПВО противника удалось решить лишь благодаря технологии «стелс».     Снижение ЭПР позволило больше не прятаться от радаров противника на малых высотах и идти к цели на высоте 12000 м, оптимальной по расходу топлива при M>1. При высотном перехвате, когда время ограничено, набор высоты до 11 км самолет F-15 выполняет по сложной программе, изменяя число М от 0,6 до 0,98, и только выше 11 км набирая высоту при М>1,0.

F-22 лучше всего набирает высоту при постоянном числе М=1,5 и за счет этого имеет больший рубеж перехвата. Его разгонные данные на «максимале» такие же, как у F-15C на полном форсаже, а включение форсажа дает новому истребителю превосходство в разгоне над F-15 в 1,25…1,5 раза. Но и без этого вступление в воздушный бой на большей скорости по сравнению с обычным самолетом расширяет зоны возможных маневров и дает возможность первому занять позицию для стрельбы.

Если F-15 сохраняет устойчивость при углах атаки от +30 до -10 градусов, то «Раптор» уверенно себя чувствует в диапазоне +60 …-40 градусов .   В ходе этапа DIOT&E имитировались воздушные бои со всеми американскими боевыми самолетами, и везде F-22 показал убедительное превосходство.

На сегодняшний день истребитель «Раптор» можно с уверенностью назвать одним из лучших в мире истребителей завоевания господства в воздухе, который по маневренности не уступает советским/российским сверхманевренным истребителям, а по крейсерской скорости и малозаметности на много их превосходит. Благодаря технологии «стелс» истребитель F-22 может сбивать истребители советского/российского производства оставаясь «невидимым» для их радаров и других систем обнаружения.

ЛТХ:

Автор:Сергей Мороз

Отредактировано и дополнено ЕНОТОМ

Источники:

https://naukatehnika.com/

http://www.airwar.ru/