Многоцелевой истребитель YF-23 «Black Widow II» (США)

Самолёт YF-23 «Black Widow II» — макет многоцелевого истребителя 5-ого поколения, разработанный компаниями Northrop, Grumman и McDonnell Douglas в рамках программки ATF. Всего было выстроено два самолета — «Black Widow II» («Черная Вдова II») и «Gray Ghost» («Серый Призрак»). Макет YF-23 «Black Widow II» проиграл в конкурсе собственному сопернику YF-22, который в 2005 году поступил на вооружение ВВС США. Начиная с 1981 года в США велись исследования и проработки по программке ATF (улучшенный тактический истребитель). Сначало на воздушные суда, создаваемые в рамках этой программки, возлагались сначала задачки выполнения ударных операций, и в качестве вторичной функции — завоевание приемущества в воздухе. Повышенное внимание уделялось атакам наземных целей, находящихся на большенном удалении от полосы фронта.

Но в 1984 году требования к самолёту резко поменялись, он был переориентирован на решение задач завоевания приемущества в воздухе. Возникновение в СССР достойного конкурента F-15 истребителя Су-27, свойства которого, непременно, были по достоинству оценены аналитиками ВВС США, невзирая на очень халатные оценки этой машины на страничках западной авиационной печати, потребовало ускоренного сотворения подмены F-15. В число главных требований к новенькому самолёту вошли сверхзвуковая крейсерская скорость полета на нефорсажном режиме работы движков, малая заметность, возможность эксплуатации с ВПП длиной менее 915 м (сначала требовалась длина ВПП 455-610 м), завышенная маневренность на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях, высочайшая продуктивность в воздушном бою, а именно — вовне зрительного контакта с воздушным противником. В то же время «ударные» требования были на сто процентов исключены из спецификации ВВС США, которые справедливо считали, что важная задачка истребителя, ради которой можно пожертвовать остальными его функциями — завоевание и удержание господства в воздухе.

В сентябре 1983 года семь американских компаний: «Boeing», «General Dynamics», «Grumman», «Lockheed Martin», «McDonnell Douglas» и «Northrop», приступили к формированию вида самолета ATF. 31 октября 1986 года было объявлено о выборе групп компаний «Lockheed» /«Boeing» / «General Dynamics» и «Northrop» / «McDonnell Douglas» для постройки конкурирующих демо самолетов YF-22 и YF-23 (по два самолета каждой группой компаний). Головными подрядчиками выступили, соответственно, Lockheed и Northrop, с которыми были заключены договоры на сумму по 818 млн. баксов. На одном из самолётов каждой группы компаний был должен быть установлен движок General Electric YF120, на другом — Pratt & Whitney YF119 (движки также были разработаны по конкурсной программке).

1-ый полет первого из 2-ух самолётов YF-23 состоялся 27 августа 1990 года. В память о именитом двухбалочном ночном истребителе конструкции Джона Нортропа времен 2-ой мировой войны YF-23 получил личное наименование «Black Widow II» — «Черная вдова». Он отличался высочайшей степенью новизны, заложенной в конструкцию, на голову опережая по этому параметру собственного соперника - YF-22. Смелость экспериментирования при разработке новых летательных аппаратов, как мы уже знаем, всегда была характерна инженерам-разработчикам конторы «Northrop». Самолёт YF-23 «Black Widow II» смотрелся беглецом из XXI века. Видимо, конкретно новизна проекта и оказалась предпосылкой отказа от него.

В согласовании с последними достижениями аэродинамики и технологии «Стелс» YF-23 «Black Widow II» имел интегральную аэро схему с ромбовидным в плане среднерасположенным крылом со срезанными законцовками и V-образным оперением. Создатели сделали упор на улучшение сверхзвуковых черт и уменьшение радиолокационной, инфракрасной и зрительной заметности самолета. На YF-23 «Black Widow II» были использованы малоотражающие наружные формы и ради о всасывающие материалы. Самолёт имел в плане контуры, образованные прямыми линиями. В итоге число направлений пика отражения радиолокационных волн было снижено до 4, а на других ракурсах радиолокационная заметность самолёта была снижена очень существенно. Фронтальные и задние кромки цельноповоротных хвостовых V-образных поверхностей были параллельны кромкам крыла в плане. Кромки всех створок и главных панелей обшивки, включая фронтальные и задние кромки отсеков вооружения, задние кромки верхних створок сопел и хвостовой части фюзеляжа, имели извилистую форму, соединениям подвижных и недвижных частей конструкции самолёта также была придана специфичная форма для уменьшения отражения приходящего радиолокационного сигнала. С этой же целью фюзеляж-гондола, в какой располагались кабина летчика и отсек вооружения, имела шестигранное поперечное сечение. Фюзеляж, гондолы движков и крыло имели очень плавное сопряжение. Точно такое же решение было использовано на бомбардировщике-«стелсе» Нортроп B-2 «Спирит».

В конструкции обоих истребителей, создававшихся по программке ATF, были применены многообещающие конструкционные материалы, а именно, полимерные композиты, композиты с железной матрицей, алюминиево-литиевые сплавы. Более обширное применение отыскали полимерные композиты, толика которых (по массе) в конструкции планера опытнейшего самолёта YF-23 «Black Widow II» достигала 25%. Для внедрения в конструкции самолёта изучался термопластичный материал на базе полиэфир-кетонового связывающего и углеродных волокон с индексом AS-4.

Крыло имело односекционные отклоняемые носки, также элероны и закрылки, служащие также воздушными тормозами (при торможении внутренние поверхности отклонялись вниз, а наружные — ввысь). Удлинение крыла составляло 2,0, угол стреловидности по фронтальной кромке составлял 40", по задней кромке — 40", центральная хорда 12,22 м, концевая хорда — 1,01 м, сужение крыла — 12,1. От носа самолёта вдоль его бортов к корневым частям крыла шли маленькие узенькие боковые наплывы с наружной острой кромкой, при виде в плане образованной 3-мя прямыми линиями. Эти наплывы служили для генерирования вихрей при маневрировании на огромных углах атаки, с целью предупредить неуправляемое рыскание самолета. Кабина одноместная, размещалась высоко и была существенно вынесена вперед относительно крыла, что в купе с изогнутыми бортами кабины и кромкой лобового стекла обеспечивало летчику красивый обзор вперед-вниз и назад-вбок. Катапультируемое кресло Макдоннел Дуглас NACES II обеспечивало аварийное покидание самолёта на стоянке и в полете на скорости до 1150 км/ч.

Рвение получить высочайшие свойства на огромных углах атаки определило обширное разнесение поверхностей V-образного оперения, наклоненных наружу на 45", поворачивающихся полностью и обеспечивающих управление самолётом как по тангажу, так и по рысканию. Трехопорное шасси с одноколесными стойками рычажной схемы было рассчитано на посадку без выравнивания с вертикальной скоростью 3,05 м/с. Передняя стойка убиралась поворотом вперед, главные — вспять.

Два форсированных двухконтурных ТРД Pratt & Whitney YF119 с неизменной умеренной степенью двухконтурности являются предстоящим развитием ставших классикой движков семейства F100. ТРДДФ первых серий имели наивысшую статическую тягу 13 900 кгс, в предстоящем может быть ее повышение до 15 900 кгс. Движок General Electric YF120 имел еще более увлекательную конструкцию. С целью оптимизации удельного расхода горючего на различных режимах полета F120 мог поменять в полете степень двухконтурности: на дозвуке она была больше, на сверхзвуке — уменьшалась благодаря наличию створок перепуска воздуха меж трактами компрессора и вентилятора. Но невзирая на идеальную работу, по стоимостным чертам ну и по трудности конструкции движок General Electric проигрывал изделию конторы «Pratt & Whitney». Кстати, вот поэтому в предстоящем конкретно F119 был избран в качестве силовой установки для победившего в конкурсе ATF истребителя F-22.

Боковые подкрыльевые воздухопоглотители движков трапециевидного сечения имели S-образные каналы для экранирования первых ступеней компрессоров движков — самых отражающих частей конструкции хоть какого самолета от прямого облучения неприятельскими РАС. Тракты заборников были изнутри покрыты радиопоглощающим материалом. Наклон боковых стен воздухопоглотителей приблизительно соответствовал наклону поверхностей V-образного оперения. Сверху в фронтальных корневых частях крыла размещались створки перепуска воздуха для регулирования режима работы воздухопоглотителей.

Сопла движков были плоскими. Невзирая на утраты тяги от неоптимальной формы сопел, такая форма существенно снижала заметность самолёта. Системы управления вектором тяги в отличие от самолета F-22 предвидено не было: подвижной выполнили только верхнюю створку сопла. Она использовалась для регулирования площади проходного сечения сопла и для реверса тяги на посадке. Реактивные струи из сопел исходили сверху хвостовой части фюзеляжа меж консолями оперения над плоской поверхностью, подавлявшей инфракрасное излучение и дополнительно экранировавшей движки от прямого наблюдения сзади. Система управления вектором тяги, нужная построенному по традиционной аэродинамической схеме F-22, на F-23 представлялась дорогим, томным и ненадобным излишеством: схема с V-образным очень разваленным оперением, не теряющим продуктивности ни на малых скоростях, ни на огромных углах атаки, позволяла YF-23 «Black Widow II» делать насыщенные маневры и с недвижными соплами. Требовалось только создать надлежащие законы управления.

На самолёте YF-23 «Black Widow II» была установлена цифровая ЭДСУ с волоконно-оптическими линиями передачи данных и с центральной ручкой управления в кабине летчика. Архитектура бортового комплекса серийного самолета должна была включать в себя мощный неоднократно резервированный бортовой IBM-совместимый ПК, который взял бы на себя функции огромного количества бортовых систем, в том числе ЭДСУ, системы жизнеобеспечения. управления навигационным комплексом, системой связи, обнаружения и опознавания целей, управления вооружением, силовой установкой, системой постановки активных и пассивных помех и т.п. Практически летчик стопроцентно изолировался конкретно от органов управления самолетом: он только был должен давать команды бортовику, а тот — управлять самолетом по личному усмотрению. По мере совершенствования элементной базы компьютера платы и целые блоки в электрическом мозгу самолета должны заменяться на более совершенные.

Для получения данных о воздушной скорости, барометрической высоте, сносе, угле атаки и т.п. самолёт YF-23 «Black Widow II» был оборудован функциональными штангами ПВД по краям носовой части фюзеляжа. С боковой стороны и снизу носовой части имелись также несколько отверстий для невыступающих сенсоров воздушного давления. Компания «Нортроп» разработала систему, способную получать все нужные воздушные характеристики при помощи невыступающих сенсоров, даже в сверхзвуковом полете. Штанги ПВД предполагалось использовать для проверки невыступающих сенсоров и потом вообщем демонтировать для снижения заметности. Предполагалось внедрение на серийном самолете средств защиты оборудования и летчика от лазерного орудия, а именно поляризации остекления кабины.

В состав мотивированного оборудования серийного YF-23 «Black Widow II» был должен заходить мощнейший радиолокатор с бессчетными фазированными антенными решетками (ФАР), «размазанными» по кромкам фюзеляжа, крыла и оперения. В итоге самолёт имел бы радиальный радиолокационный обзор на дальностях до 70-90 км. Но применение в бою активной радиолокации очень демаскирует самолет, потому главную ставку создатели бортового комплекса YF-23 «Black Widow II» делали на пассивные сенсоры, улавливающие излучение неприятельских РЛС, также на тактическую развединформацию, поступающую в реальном масштабе времени от спутников и самолетов АВАКС и JSTARS. Таким образом, истребитель 5-ого поколения был призван стать одним из частей информационно-боевого поля, нацеленным не на одиночные деяния, а на игру «в команде». Сигналы, поступившие от пассивных сенсоров и от наружных источников, должны были обрабатываться бортовым компом и выдаваться летчику уже в виде перечня целей с отметками их местоположения, приоритетности в согласовании с полетным заданием и степенью возможной опасности, указанием типа летательного аппарата и его государственной принадлежности. Лётчик был должен только выбрать цель и выполнить по ней запуск ракеты с активным радиолокационным либо пассивным инфракрасным наведением.

Самолёт YF-23 «Black Widow II» мог нести до восьми управляемых ракет класса «воздух-воздух» AIM-120 AMRAAM средней дальности и AIM-9 «Сайдуиндер» малой дальности в разных композициях в согласовании с полетным заданием. Ракеты располагались в тандемно расположенных в фюзеляже внутренних отсеках вооружения, закрывающихся 2-мя большенными створками длиной более 5 метров. Перед запуском ракеты должны были выталкиваться из отсека при помощи гидравлических направляющих — толкателей. Планировалась также установка интегрированной пушки — варианта шестиствольной М61А1, отлично зарекомендовавшей себя в ВВС и на флоте, с удлиненным блоком стволов. Пушка на макетах не устанавливалась. Вероятные варианты её размещения предугадывали установку в нижней части носового конуса, перед кабиной летчика либо в корне левого крыла. На 4 наружных узлах подвески могло устанавливаться имеющееся вооружение либо топливные баки для перегоночных полетов. YF-23 «Black Widow II» проектировалась только как перехватчик и истребитель воздушного боя, так что подвеска бомб либо ракет класса «воздух-земля» вообщем не рассматривалась.

В процессе демонстрационно-оценочных испытаний оба макета YF-23 «Black Widow II» до конца 1990 года налетали 65 часов в 50 полетах. Были достигнуты наибольшее число М=1,8 на высоте 15 240 м и крейсерское бесфорсажное число М=1,6. Самолёт показал красивые маневренные свойства, превзойдя собственного соперника по стойкости и маневренности на огромных углах атаки и на сверхзвуке. После отказа ВВС от YF-23 «Black Widow II» программка была вполне свернута, невзирая на положительные оценки самолёта мировой авиационной прессой и некими представителями Пентагона.

Выбор макета истребителя 5-ого поколения компаний «Локхид» и «Боинг» разъясняется несколькими факторами: во-1-х, консерватизмом мышления военных, всегда предпочитавших самолёт, имеющий более обычный вид различного рода «футуризмам»; во-2-х, финансовое положение конторы «Локхид» было не в пример ужаснее, чем у «Нортропа», к моменту начала работ над YF-23 «Black Widow II» уже имевшего в собственном ранце очень дорогостоящий договор на разработку стратегического бомбовоза B-2. И, в конце концов, в-3-х, YF-23 «Black Widow II» как самолёт с еще более высочайшим коэффициентом новизны, невзирая на свою явную перспективность, добивался на свою доработку до серии еще огромных денежных издержек. Оба опытнейших самолёта после отказа от программки были переданы НАСА для исследовательских работ калибровки нагрузок. В текущее время оба они находятся в авиационных музеях в лётнопригодном состоянии. YF-23A «Black Widow II» в текущее время выставлен в Государственном музее ВВС США в Дейтоне, штат Огайо. 2-ой макет YF-23 «Gray Ghost» в 2004 году был передан в аренду музею «Western Museum of Flight» и употребляется в демо целях.

Тактико-технические свойства Northrop/McDonnell Douglas YF-23 Экипаж: 1 человек Размах крыла: 13,29 м Длина самолета: 20,54 м Высота самолета: 4,24 м Площадь крыла: 87,80 м Масса: БРЭО: 858 кг Пустого: 14970 кг Обычная взлетная: 26516 кг (100% горючего) Боевая: 23327 кг (52% горючего) Наибольшая взлетная: 29000 кг Нагрузка: Обычная: 1116 кг (6+2 УР) Наибольшая: 10370 кг Горючее: 8600 кг ПТБ: 8000 кг Нагрузка на крыло: боевая (6+2 УР, 52% горючего): 266 кг/м при обычной взлётной массе: 302 кг/м при наибольшей взлётной массе: 387 кг/м Тип мотора: «Black Widow II»: 2 x ТРДДФ Pratt & Whitney YF119 Статическая форсированная тяга: 13900 кгс (15876 кгс на серийном F119) «Gray Ghost»: 2 x ТРДДФ General Electric YF120 Тяговооруженность: боевая (6+2 УР, 52% горючего): 1,19 (на серийном 1,36) при обычной взлетной массе: 1,05 (на серийном 1,20) при наибольшей взлетной массе: 0,96 (на серийном 1,09) Наибольшая скорость: 2300 км/ч (2,2 М) Наибольшая бесфорсажная скорость: 1700 км/ч (1,6 М) Крейсерская скорость: 950 км/ч (0,9 М) Боевой радиус: 1300—1500 км Практический потолок: 20000 м Наибольшая эксп. перегрузка: +6 G Надобная длина ВПП: 915 м Вооружение Пушечное: 1 x 20-мм авиационная пушка M61 Vulcan Ракетное: УРВВ 4-6 x AIM-120 AMRAAM либо AIM-7 Sparrow УРВВ 4 x AIM-9 Sidewinder