Опытные истребители Northrop YF-17. США
Опытные истребители Northrop YF-17. США
Интересная винтажная статья, которая является продолжением статей о проекте истребителя Northrop P-530 Cobra и которая, думаю, заинтересует коллег.
НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ИСТРЕБИТЕЛЕЙ КОНЦЕРНА NORTHROP
Первоначальное описание прототипов легкого истребителя YF-17, предназначенных для испытаний военно-воздушными силами США
Содержание:
Если рассматривать в перспективе и в широком аспекте, то эволюция истребителей прерывается случаями, когда неизбежный рост массы, стоимости и сложности вызвал переоценку всей ситуации и попытки вернуться к фундаментальным основам. Знаменитое изречение Билла Стаута «Упростите и добавьте больше легкости» время от времени принимается близко к сердцу, и создатели истребителей пытаются начать все заново с исходных положений. Так, например, когда в первые годы Второй Мировой войны японские истребители, обладавшие малой нагрузкой на крыло, продемонстрировали свои преимущества, реакция в Соединенных Штатах была двоякой: с одной стороны была начата разработка нескольких типов очень легких истребителей (ни один из них не был запущен в серийное производство), а с другой стороны переработать конструкции уже существующих самолетов с целью снижения массы (результатом этих работ стал истребитель P-51H Mustang). Можно также утверждать, что первые легкие реактивные истребители появились в тот же период в виде ракетного перехватчика объектовой ПВО Me 163 и «защитника последнего рубежа» – оснащенного турбореактивным двигателем Heinkel He 162, хотя обоснования необходимость создания этих двух продуктов Третьего рейха были специфичными.
Десять лет спустя Александр Яковлев создал легкий реактивный истребитель Як-23, в то время как примерно в то же время У. Э. У. Поппер (W E W Petter) смог добиться большей известности благодаря своему опытному легкому реактивному истребителю Folland Fo.139 Midge (1954 года) и его серийной версии Folland Fo.141 Gnat (1955 года). Также в середине пятидесятых годов состоялся конкурс НАТО на легкий тактический истребитель; на это м конкурсе победителем стал Fiat G-91, производство которого в настоящий момент завершается.
В тот же период концерн Northrop провел серию проектных исследований в области одноместных истребителей и двухместных учебно-боевых самолетов, пригодных для эксплуатации в составе военно-воздушных сил стран НАТО и СЕАТО, которые не имеют собственной авиационной промышленности. Одним из ранних проектных исследований, которое достигло этапа изготовления полноразмерного маета, стал проект самолета нормальной схемы с треугольным крылом Northrop N-102 Fang. Однако в 1955 году в концерне Northrop приняли более традиционную компоновочную схему для относительно простого самолета, который мог бы одинаково выполнять перехват, наносить удары по наземным целям и вести разведки при минимальном наземном материально-техническом обеспечении. В основе концепции этого самолета лежало использование передовых технологий не только для достижения высоких летных характеристик, но и для упрощения конструкции самолета и обеспечения максимально возможной экономической эффективности, снижения системных затрат жизненного цикла и обеспечения долговечности обслуживания. Результатом работ стала поддержка военно-воздушными силами США двухместного учебно-тренировочного варианта T-38 Talon (в период с марта 1961 по январь 1972 года изготовлено 1187 самолетов), а затем американское правительство выбрало одноместный вариант N-156F Freedom Fighter для поставок в рамках программы военной помощи под обозначением F-5.
На сегодняшний день для программы военной помощи было построено около 700 самолетов F-5 и поставок в Иран, Тайвань, Грецию, Южную Корею, Филиппины, Турцию, Эфиопию, Марокко, Норвегию, Таиланд, Южный Вьетнам и Иорданию. Еще 800 машин были построены для продажи по прямым контрактам с Ливией, Саудовской Аравией, Малайзией, Норвегией, Марокко, Иорданией, Ираном и Тайванем. Помимо этого самолет изготавливался по лицензии в Канаде для поставок военно-воздушным силам Канады и Нидерландов, а также в Испании для испанских ВВС.
В рамках обычного совершенствования конструкции успешного продукта, в 1969 году концерном Northrop была предложена усовершенствованная версия истребителя F-5, и недавно в воздух поднялся прототип, оснащенный более совершенными двигателями и другими усовершенствованиями. Этот самолет послужил базой при создании истребителя F-5E Tiger II, который выиграл конкурс ВВС США на международный самолет-истребитель (International Fighter Aircraft – IFA) по выбору типа машины, подходящей для замены находящихся на вооружении иностранных ВВС истребителей F-84, F-86 и F-100. Параллельно с производством и дальнейшим развитием самолетов семейства F-5, а также опираясь на свой опыт работы с машинами данного типа, инженеры концерна Northrop уже несколько лет занимаются разработкой его потенциального преемника. Этим проектом является P-530 Cobra (см. «Проект истребителя Northrop P-530 Cobra. США»), который предназначается для того же международного рынка, что и F-5, и может послужить основой для вступления концерна Northrop в программу создания легкого истребителя (Light Weight Fighter – LWF) для ВВС США.
В настоящее время нет никаких обязательств со стороны ВВС США по выбору Northrop LWF или конкурирующего с ним проекта компании General Dynamics с целью производства и принятия на вооружение. Однако появление этих прототипов в то время, когда рост стоимости и сложности так называемых обычных истребителей достиг беспрецедентных темпов, представляет особый интерес и может оказаться еще одним и ко всему прочему весьма существенным примером возвращения к первоначальным принципам с целью достижения требуемых результатов с меньшими на целый порядок затратами.
Требования военно-воздушных сил
ВВС США дали старт программе LWF, выпустив 6 января 1972 года заявку о принятии предложений. Это была первая программа, которая следовала передовой концепции прототипирования Министерства обороны США. Основные принципы программе LWF были разработаны расквартированным на авиабазе ВВС Райт-Петерсон, штат Огайо, отделом авиационных систем управления макетных программ (Prototype Programs Office). Как заявляют представители ВВС США
«Прототипирование – это метод системного управления, который ВВС используют в качестве возможного метода достижения постоянного технологического превосходства в условиях жесткого финансирования».
Можно использовать три подхода к этой методике прототипирования:
- подтверждение соответствия самолета предъявляемым к нему требованиям путем всестороннего его тестирования, но без использования формального прототипа самолета или его модели;
- подтверждение соответствия реального прототипа, который существует или разрабатывается, предъявляемым к нему требованиям посредством его обширных испытаний;
- подтверждение соответствия двух или более прототипов конкурирующих компаний (в некоторых случаях со сравнительными демонстрационными полетами).
Контракт на разработку истребителя в рамках программы LWF был выдан компаниям Boeing. General Dynamics, Lockheed, LTV Aerospace и Northrop. Затем 13 апреля 1972 года было объявлено, что General Dynamics и Northrop получили контракт на создание двух прототипов для определения целесообразности разработки небольшого легкого недорогого истребителя, определения возможностей подобных самолетов и их потенциальной боевой пригодности. В рамках программы LWF не предусмотрено никаких обязательств по организации серийного производства, и ее цель состоит в предоставлении военно-воздушным силам самолетов для тестирования и оценки конструкции, технологичности и боевой эффективности для подтверждения ожидаемых потребностей ВВС. Особенностью программы LWF является минимальная концентрация на строгих эксплуатационных характеристиках, в следствие чего авиаконструкторы получили свободу действий в достижении задач проектирования взамен на принятие ответственности за решение технических задач. Общими словами LWF
«… должен демонстрировать исключительные маневренные характеристики и характеристики управляемости, использовать ограниченный состав бортового электронного оборудования для связи, навигации и управления огнем, быть вооруженным пушкой и ракетами, в конструкции иметь упор на передовые технологии, сохраняя при этом малую массу и низкую стоимость.»
Задача состояла в том, чтобы достичь максимальной маневренности в околозвуковом диапазоне скоростей при выполнении конкретных боевых задач; требуемый минимальный коэффициент запаса прочности – 6,5g. Позднее в апреле министр ВВС и министр обороны пришли к соглашению относительно средней стоимости боеготового самолета – около 3 миллионов долларов (1,25 миллиона фунтов стерлингов) в ценах 1972 года из расчета производства трехсот самолетов.
Используемая военно-воздушными силами система менеджмента программы LWF известна как «гибкое управление» – цитата подполковника Уильяма Э. Трумена (Lt Col William E Thurman) из отдела авиационных систем. Это четно организованный процесс, в котором ответственность за техническое проектирование возлагается на компанию-подрядчика, который разрабатывает чертежи и данные, необходимые для осуществления программы. Эта информация используется военно-воздушными силами для оценки того насколько хорошо компания-подрядчик достигает своих целей. При очень малом штате сотрудников – всего 24 человека руководят программами LWF и AMST (Advanced Medium STOL Transport; перспективный военно-транспортный самолет с короткими взлетом и посадкой) – и их деятельность сосредоточена на проблемах в то время как рутинные вопросы передаются на усмотрение компании-подрядчика. Это уменьшает требования к оформлению документации и данным и таким образом экономит много денег. Кроме того, было принято нечто похожее на имеющий давнюю историю британский «экспериментальный отдел», что позволяет не прибегать к избыточной секретности и элитной мистике вроде локхидовский компании Skunk Works. Таким образом, цеха внутри заводов компаний-подрядчиков были изолированы от других функций завода по изготовлению прототипов LWF.
Концепция «проектирование согласно заданной стоимости» для программы LWF представляет собой попытку ограничить её двумя способами: ограничить общий объем затраченных средств и избежать того, чтобы программа была настолько свободной, что компании-подрядчики стали бы разрабатывать технологии, результатом которых стали бы самолеты, которые ВВС США не захотели бы купить. Таким образом, подсистемы и черные ящики (boites a mystère) должны иметь цену, которая по словам помощника заместителя начальника штаба по НИОКР генерал-майора Уильяма Дж. Эванса (Maj Gen William J Evans) сделала бы LWF привлекательным
«… как если бы мы эту технологию отправили бы на низовой уровень в действующие системы …».
Таким образом, была поставлена цель в виде трех миллионов долларов за самолет, в рамках которой компании-подрядчики могли (и должны были) делать компромисс между стоимостью и летными характеристиками.
Ответ концерна Northrop
Как отмечалось ранее, концерн Northrop был привержен созданию истребителей нового поколения, и когда стала известна концепция LWF, машина концерна уже перекрывала требования ВВС и министерства обороны, как это было в случае с N-156 и T-38, а также с F-5E и требованиями конкурса IFA. Таким образом, вместо того, чтобы для конкурса LWF предложить «бумажный самолетик» концерн Northrop смог представить P-600, являющийся дальнейшим развитием существующего проекта, который воплощал в себе многолетний опыт эксплуатации самолетов аналогичного назначения в широко изменяющихся условиях по всему миру. Этот самолет – P-530 Cobra – уже был усовершенствован в результате примерно 900000 человеко-часов проектных работ и 5000 часов испытаний в аэродинамической трубе и на пилотажном тренажере. После выбора концерна Northrop для продолжения работ в рамках программы LWF, прототип YF-17 (такое обозначение получил P-600) получил дополнительные 500000 человеко-часов конструкторских работ и 5000 часов испытаний в аэродинамической трубе и на пилотажном тренажере.
модель истребителя YF-17 во время испытаний в аэродинамической трубе. Благодаря дополнительным испытаниям конфигурация YF-17 имеет преимущества перед более ранней разработкой P-530 Cobra
В середине 1966 года были начаты работы по проекту Cobra, который должен был стать преемником высокоэффективных истребителей семейства F-5; в разрабатываемой машине использовался весь опыт, накопленный при разработке более ранних самолетов, к которому были добавлены все доступные новые технологии. Этот должен был легкий тактический истребитель нового поколения, оптимизированный для ведения воздушного боя и обладающий хорошими характеристиками при выполнении задач непосредственной поддержки сухопутный войск, изоляции поля боя и перехвата воздушных целей. Следует отметить, что, хотя проект истребителя Cobra был разработан в основном для европейских стран НАТО, участие в проекте ВВС США оказало взаимноусиливающий эффект в улучшении всех характеристик базовой конструкции. Примером такого взаимного усиления являются воздухозаборники, которые на первоначальной конфигурации истребителя Cobra были с клиньями в виде полуконусов, а дальнейшее развитие к прототипу YF-17 привело к использованию на обоих самолетах воздухозаборников с плоским клином.
Наиболее характерной особенностью истребителя YF-17 является использование длинных изогнутых наплывов передней кромки корневых частей крыла; из-за характерного внешнего вида P-530 получил прозвище «египетская кобра». Данные наплывы выполняют несколько функций среди которых генерация больших вихрей, которые препятствуют смещению потока пограничного слоя крыла наружу и таким образом задерживают сваливание во время маневров при больших углах атаки, и обеспечение дестабилизирующего эффекта, когда аэродинамический центр подъемной силы перемещается назад на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях полета, тем самым уменьшая лобовое сопротивление и снижая местный угол атаки на воздухозаборниках двигателя и действуя как клинья сжатия для уменьшения числа Маха на входе воздухозаборника.
Благодаря этому последнему эффекту могут использоваться короткие воздуховоды и достигается значительная экономия массы. Воздухозаборники с плоскими клиньями установлены низко по бортам сторонам фюзеляжа. Продольные вертикальные щели в наплывах крыла выпускают воздух пограничного слоя фюзеляжа через область низкого давления в верхней части крыла прежде чем этот медленно движущийся воздух может быть втянут двигателями. Благодаря данному техническому решению обеспечиваются максимальная стабильность и эффективность подачи воздуха к двигателям на всем диапазоне режимов полета самолета. Воздухозаборники самолета оптимизированы для околозвукового и сверхзвукового режимов полета.
Крыло самолета, имеющее немного большую стреловидность по линии четвертей длин хорд и в виде сверху своей формой напоминает крыло машин семейства F-5. Действительно, сравнение видов сверху показывает, что простая трапециеобразная форма крыла первоначальных N-156 и T-38 была постепенно усовершенствована. Сначала машины модификации F-5A получили небольшие треугольные наплывы передней кромки в корневых частях крыла, затем на модификации F-5E были установлены более крупные наплывы с двумя разными углами отклонения от оси симметрии самолета и, наконец, на проекте Cobra и на прототипе YF-17 они получили бóльшую длину и изогнутую кромку, напоминая капюшон кобры. Другим конструктивным решением машин семейства F-5 (NF-5 и F-5E), которое было применено в проекте Cobra и на прототипе YF-17, стали шарнирно отклоняемые носки крыла и закрылки. Во время воздушного боя носки и закрылки управляются числом Маха и углом атаки самолета, что автоматически повышает эффективность маневрирования, оставляя пилоту возможность сосредоточиться на ведении боя.
Еще одной важной особенностью конфигурации прототипа YF-17 является конструкция хвостового оперения с двумя «вертикальными» стабилизаторами, имеющими умеренную стреловидность и отклоненными от вертикали на значительный угол (хотя и меньший, чем на первоначальном варианте проекта Cobra). Данные стабилизаторы – кили, несущие небольшие вставленные рули направления, – относительно велики, чтобы обеспечить положительную курсовую устойчивость при экстремальных углах атаки и бокового скольжения. Стабилизаторы горизонтального оперения, которые по сравнению с первоначальным вариантом проекта истребителя Cobra значительно возросли, являются цельноповоротными и имеют значительную стреловидность. С целью повышения продольной устойчивости при больших углах атаки горизонтальное оперение установлено ниже уровня крыльев.
на приведенном здесь чертеже общего вида прототипа YF-17 имеются несколько недавно введенных в конструкцию самолета изменений, среди которых боковые гребни в носовой части фюзеляжа, колоколообразная форма воздухозаборников, вертикальные и горизонтальные плоскости хвостового оперения с большим относительным удлинением, чем планировалось
Конструкция фюзеляжа не требует специального комментария и была разработана в обычном процессе эволюции, используя различные методики правила площадей. Тем не менее, метод получения минимального донного сопротивления представляет интерес: для этого на модель в аэродинамической трубе подвешивалась на законцовках крыла таким образом, чтобы горячий воздух мог проходить через сопла для имитации струй раскаленных газов без помех со стороны обычного «жала» опоры модели, и соответственно изменялась форма задней части фюзеляжа. Недавнее усовершенствование аэродинамики фюзеляжа заключается в добавлении небольших гребней по обеим сторонам носовой части фюзеляжа с целью улучшения обтекания на больших углах атаки.
показанный в разрезе опытный истребитель Northrop YF-17: 1) трубка Пито; 2) носовой обтекатель с боковыми гребнями; 3) отверстие для дула пушки; 4) воздухозаборники для охлаждения пушечного отсека; 5) пушечный отсек; 6) 20-мм скорострельная шестиствольная авиационная пушка с вращающимся блоком стволов General Electric M61A-I; 7) передний отсек электронного оборудования; 8) створка носовой стойки шасси; 9) колесо носовой стойки шасси; 10) шток для уборки носовой стойки шасси; 11) проушина для устройства буксировки; 12) убирающееся поворотом вперед колесо носовой стойки шасси; 13) вильчатая стойка носовой стойки шасси; 14) задняя створка носовой стойки шасси; 15) передняя часть обтекателя стыка крыла с фюзеляжем; 16) катапультируемое кресло пилота; 17) крышка панели приборов; 18) изогнутый односекционный ветровой козырек; 19) фонарь кабины пилота; 20) заголовник кресла пилота; 21) механизм открытия и закрытия фонаря; 22) отсек электронного оборудования; 23) основная часть обтекателя стыка крыла с фюзеляжем; 24) съемные панели отсека с оборудованием; 25) изогнутая кромка воздухозаборника; 26) канал подачи воздуха к двигателю; 27) стол между фюзеляжем обтекателем стыка крыла с фюзеляжем; 28) место соединения передней и центральной частей фюзеляжа; 29) гаргрот фюзеляжа; 30) фюзеляжные топливные баки; 31) силовой набор центральной части фюзеляжа; 32) правый обтекатель стыка крыла с фюзеляжем; 33) отклоняемый носок, расположенный по всему размаху консоли крыла; 34) система привода закрылков и элеронов; 35) пилон для подвески ракеты к законцовке правой консоли крыла; 36) ракета воздух-воздух, подвешенная к пилону, прикрепленному к правой законцовке крыла; 37) элерон; 38) внешняя секция закрылка; 39) внутренняя секция закрылка; 40) силовой шпангоут, к которому крепятся двигатели; 41) правый двигатель General Electric YJ-101 -GE-100; 42) многоболтовое крепление киля; 43) многолонжеронная конструкция киля; 44) правая килевая антенна; 45) руль направления; 46) правая консоль стабилизатора; 47) сопла двигателей; 48) левая килевая антенна; 49) левая консоль стабилизатора; 50) силовой набор стабилизатора с узлом крепления к фюзеляжу; 51) узел крепления; 52) левый киль; 53) расположенный в верхней части фюзеляжа аэродинамический тормоз (закрашен темным цветом); 54) шпангоуты задней части фюзеляжа; 55) три болтовых узла крепления консоли крыла к фюзеляжу; 56) створка ниши основной стойки шасси; 57) опора основной стойки шасси; 58) амортизатор основной стойки шасси; 59) колесо левой основной стойки шасси; 60) механизм уборки основной стойки шасси; 61) отклоняемый носок, расположенный по всему размаху консоли крыла; 62) силовой набор консоли крыла; 63) панели из графитового композиционного материала; 64) внутренняя секция закрылка; 65) внешняя секция закрылка; 66) элерон; 67) пилон для подвески ракеты к законцовке левой консоли крыла; 68) ракета воздух-воздух, подвешенная к пилону, прикрепленному к левой законцовке крыла
Значительно меньшая общая масса прототипа YF-17 по сравнению с массой полностью загруженного проекта истребителя P-530 Cobra – 21000 фунтов (9525 кг) против 40000 фунтов (18144 кг) – объясняется значительно сниженной боевой нагрузкой, которую самолет должен будет нести, а также выбором более легких и простых оборудования и систем. Как сказал генерал Эванс
«… YF-17 не самолет для выполнения специализированных задач, а носитель перспективных технологий…».
Значительная экономия массы прототипа YF-17 достигается в его ходовой части. Поскольку проект истребителя P-530 Cobra разработан для действий с неподготовленных (грунтовых) аэродромов за пределами Соединенных Штатов, то его шасси было более прочным и тяжелым в том числе и из-за больших взлетной и посадочной масс.
В соответствии с концепцией облегчения конструкции самолета встроенное вооружение прототипа YF-17 включает в себя установленную в носовой части фюзеляжа 20-мм скорострельную шестиствольную авиационную пушку с вращающимся блоком стволов General Electric M61A-I (по мнению сотрудников концерна Northrop эта пушка является единственным оружием воздух-воздух, для противодействия которому не существует эффективных мер) и ракет Sidewinder (или аналогичных ракет класса воздух-воздух с инфракрасными головками самонаведения, таких как разрабатываемая в настоящее время Agile) на пилонах на законцовках крыла. Первоначально YF-17 должен был получить две 20-мм пушки Colt-Browning M39, которыми оснащены истребители семейства F-5, но впоследствии была указана пушка с вращающимся блок стволов, используемая многими американскими военными самолетами.
В апреле концерн Northrop заключил с отделом ракетных систем компании Rockwell International на создание бортовой РЛС для действий против воздушных целей, использующей антенну с поверхностной волной (фазированная решетка) для излучения микроволновой энергии. Это было выбрано потому, что очень тонкий нос прототипа YF-17 не мог вместить обычную параболическую антенну. Ранее для нового истребителя была выбрана автономная инерциальная навигационная система Litton LN-33 (доступна для экспортных поставок в составе оборудования истребителя F-5E).
Планер самолета YF-17 в основном выполнен из алюминия с использованием титана и стали, которые используются в тех местах, которые подвержены высоким нагрузкам или нагреву. Отдавая предпочтение бору, концерн Northrop с 1967 года упорно занимается разработкой борографитных композиционных материалов с эпоксидным усилением, и в конструкции YF-17 используется около 900 фунтов (408 кг) данного материала: в передних и задних кромках консолей крыла и вертикальных стабилизаторов, в обшивке закрылков, фюзеляжа и в створках шасси. В дополнение к 30-процентной экономии массы по сравнению с аналогичной металлической конструкцией благодаря использованию композиционных материалов повышаются прочность и жесткость, а усталостная долговечность намного больше, чем у аналогичных алюминиевых компонентов.
фюзеляж первого прототипа YF-17 после снятия со сборочного приспособления и до монтажа консолей крыла
Выбор двух двигателей вместо одного – особенно для легкого истребителя, для которого выбор одномоторной компоновки является очевидным с точки зрения уменьшения массы и цены, – требует иного обоснования, чем более чем двадцатилетний опыт работ инженеров концерна Northrop с двухмоторными силовыми установками производства компании General Electric и то, что YF-17 является дальнейшим развитием проекта Cobra. Хотя можно утверждать, что боевая живучесть двухмоторного истребителя лишь немногим лучше, чем у одномоторного самолета, поскольку повреждение, которое вызывает потерю одного двигателя, вероятно, выбило бы второй двигатель. Однако это не распространяется на все остальные боевые повреждения и на попадание посторонних предметов. Кроме того, всегда существует вероятность, пусть даже очень маленькая, что один двигатель или жизненно важная часть его систем выйдет из строя во время полета. Еще один аргумент в пользу двух двигателей состоит в том, что многие выполняемые машинами задачи не являются боевыми и что в документации находящихся в эксплуатации двухмоторных самолетов – таких как, например, учебные самолеты Northrop T-38, которые сохраняют лучшие показатели безопасности среди всех сверхзвуковых самолетов ВВС США, и истребители F-5 – указывает, что пока самолет находится в эксплуатации дополнительные расходы на второй двигатель компенсируются повышенной безопасностью полета. Данной точки зрения придерживаются в компании McDonnell Douglas по результатам исчерпывающих исследований и оценок вариантов компоновок при создании истребителя завоевания превосходства в воздухе F-15 Eagle.
Легкая и мощная силовая установка
Получив в течение длительного времени столь очевидно успешный опыт с двигателями компании General Electric и эксплуатации турбореактивных двигателей J85 на самолетах семейств T-38/F-5, концерн Northrop совершенно логично продолжил эти взаимовыгодные отношения в рамках создания своего нового семейства истребителей. Таким образом, самолеты Cobra/YF-17 оснащены новыми двигателями YJ-101-GE-100. Как и в случае с самолетом двигатели оптимизированы для ведения воздушного боя, и поэтому они ориентированы на максимальную скорость самолета М = 2,0. При проектировании двигателя YJ-101 основное внимание было уделено достижению малой степени риска, низкой стоимости, высокой надежности и высокой удельной тяги.
Двигатель YJ-101 имеет удельную тягу 8:1 и максимальную тягу на форсажном режиме около 15000 фунтов (6804 кгс). Этот двигатель создан на базе уменьшенного варианта газогенератора двухконтурного двигателя F101-GE-100, разрабатываемого для сверхзвукового бомбардировщика Rockwell B-1. Минимальный риск разработки был обеспечен благодаря использованию компонентов, которые уже были успешно применены в других спонсируемых американским правительством программах компании General Electric. Стоимость двигателя была снижена благодаря использованию стали вместо титана, сплошных лопаток компрессора вместо полых, форсажной камеры из листового металла и сопла из многослойных панелей с сотовым заполнителем и литая конструкция двигателя вместо собранной из различных деталей.
Двигатель представляет собой турбореактивный двигатель с двухкаскадным компрессором, постоянным отводом воздуха и малой степенью двухконтурности. Поток от компрессора низкого давления, превышающий потребности газогенератора, перепускается через внутренний контур двигателя в канал, имеющий кольцо топливных форсунок. Таким образом, дожигание происходит в холодном потоке внешнего контура, а не в сопле горячего газогенератора. Перепад давлений в двигателе свыше 20:1. Компрессор имеет 10 ступеней, приводимых в движение двумя ступенями турбины, по одной на каждый каскад. Камера сгорания кольцевая (как в двигателях F101 и J85, ТРДДФ J79 имеет 10 трубчато-кольцевых камер сгорания). Диаметр двигателя – 32,5 дюйма (829 мм) и длина 139 дюймов (3530 мм).
В апреле 1972 года компания General Electric получила от ВВС США первоначальный контракт на сумму 10,1 миллионов долларов (4,2 миллиона фунтов стерлингов) на сертификацию прототипа двигателя YJ-101 для разрабатываемого новых истребителей завоевания превосходства в воздухе, учебных самолетов и дистанционно-управляемых летательных аппаратов на период 1975-1990 годов. Основной упор был сделан на высокой удельной тяге, простоте конструкции и низкой стоимости единицы продукции. Разработка ведется отделом авиационных систем, и сумма контракта была увеличена до 18,1 миллионов долларов (7,5 миллиона фунтов стерлингов) для покрытия расходов на изготовление шести двигателей для YF-17 и для обеспечения летных испытаний этого прототипа.
После более 100 часов работы газогенератора и 300 часов испытаний компрессора низкого давления первые испытания комплектного двигателя YJ-101 были проведены в июле 1972 года для оценки компонентов и общих характеристик двигателя, а также для переборки авиамотора. Как и в случае с другими новыми двигателями, разработка двигателя YJ-101 сопровождалась рядом проблем, в частности усталость материала в лопатках турбин высокого давления (несколько схожая проблема возникла с ТРДДФ F100-PW-100, который создается для истребителя F-15), из-за чего в графике работ возникли задержки. Однако компания General Electric на собственные средства добавила программе YF-17 два двигателя и испытательный стенд, и в поставках концерну Northrop никаких задержек не будет.
макет воздухозаборника, регулируемого клина воздухозаборника и воздуховода, через который воздух подается к двигателю, а также прилегающих поверхностей крыла и фюзеляжа. До первого полета двигатель YJ-101 был размещен в этом макете и эксплуатировался на максимальной мощности (включая работу форсажной камеры), чтобы продемонстрировать совместимость двигателя с планером
В марте 1973 года концерну Northrop был поставлен макет двигателя YJ-101 для определения соответствия формы, размеров и функциональности, что было выполнено без каких-либо заминок. В декабре 1973 года без инцидентов прошли 60-часовые предварительные летные испытания прототипа YF-17 на соответствие техническим условиям (Prototype Preliminary Flight Rating Test – P-PFRT). Что касается силовой установки, то двигатель проработал 1100 часов и дал зеленый свет поставкам в январе следующего года первых полетопригодных двигателей. Летные испытания прототипа YF-17 должны начаться в следующем месяце (апреле) после выкатки из сборочного цеха первого из двух прототипов.
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тип: Northrop YF-17
Назначение: истребитель
Статус: прототип
Экипаж: 1 чел.
Силовая установка: два ТРДДФ General Electric YJ-101-GE-100 с тягой на форсажном режиме по 15000 фунтов (6804 кгс) каждый
Размеры:
размах крыла 35 футов 0 дюймов (10,67 м)
длина, исключая трубку Пито, 55 футов 6 дюймов (16,92 м)
высота 14 футов 6 дюймов (4,42 м)
площадь крыла 350 кв. футов (32,52 м²)
Масса:
нормальная взлетная (с пушкой M61 A-l, двумя РВВ AIM-9 Sidewinder и полным внутренним запасом топлива) 21000 фунтов (9525 кг)
Летные характеристики:
максимальная скорость на высоте 40000 футов (12190 м) M = 2,0 (1320 миль в час; 2125 км/ч)
Вооружение:
стрелковое – одна 20-мм скорострельная шестиствольная авиационная пушка с вращающимся блоком стволов General Electric M61A-I
ракетное – две ракеты воздух-воздух с ИК ГСН Raytheon AIM-9 Sidewinder
источник: DAVID W H GODFREY «NORTHROP’S NEW FIGHTER GENERATION» «AIR ENTHUSIAST INTERNATIONAL» MARCH 1974, СТР.105-108, 146
