Проект палубного истребителя-бомбардировщика Lockheed/Boeing A/F-X. США
Винтажная статья тридцатилетней давности из журнала «Flight International» (Flight; выпуск 26 января – 1 февраля 1994 года), которая, думаю, заинтересует читателей и коллег.
ПРОЕКТ A/F-X. ЖИЗНЬ ПРОДОЛЖАЕТСЯ
Программа A/F-X, предназначенная для замены ударных самолетов ВВС США и авиации ВМС США, возможно, и была отменена, но некоторый задел данной программы все еще может быть полезен, сообщает Грэм Уорик (Graham Warwick).
Содержание:
Спустя месяц после отмены программы A/F-X по замене ударных самолетов ВВС США General Dynamics F-111 и ударных самолетов авиации ВМС США Grumman A-6 был снят покров секретности с одного из пяти претендентов – производной от истребителя завоевания превосходства в воздухе Lockheed/Boeing F-22.
В настоящий момент команда компаний Lockheed, Boeing и Pratt & Whitney работает над сохранением
«единственного политически жизнеспособного варианта, который может возникнуть на основе A/F-X»,
– сказал Том Бёрбедж (Tom Burbage), генеральный руководитель компании Lockheed по программам ВМС и бывший вице-президент программы A/F-X. Создавая конструкцию A/F-X на основе технологий F-22, три компании
«…научились использовать текущую программу для снижения рисков и затрат,»
– говорит Бёрбедж.
Хотя пока не разработано никакой программы по замене A/F-X, небольшая команда продолжает работать над производными от F-22, и Бёрбедж сказал, что данный вариант необходимо сохранить.
«Прежде чем отказаться от варианта разработки на основе технологий F-22 все должно быть хорошо продумано,»
– предупреждает Бёрбедж.
По его словам, команда выполнила поразительный объем работ в рамках двухлетней программы разработки и определения концепции A/F-X стоимостью 30 миллионов долларов – больше, чем любая другая команда. Бёрбедж утверждает, что
«Не будет необходимости в этапе дем/пров [демонстрационных испытаний и проверки технических решений] [если программа создания производной F-22 будет продолжена].»
Главный инженер программы A/F-X Джек Барнетт (Jack Barnett) считает, что что благодаря работам по разработке и определению концепции через шесть месяцев после начала этапа конструктивной доработки и изготовления опытного образца производной F-22 можно будет провести предварительный анализ проекта. Следует напомнить, что предварительный анализ проекта F-22 был проведен спустя два года после начала программы конструктивной доработки и изготовления опытного образца.
Работа, проделанная в ходе разработки и определения концепции, стала прямым результатом способности команды использовать не только технологии, но и реальное оборудование, используемое непосредственно в рамках программы F-22. Система автоматизированного проектирования (САПР) CATIA (Computer-aided three-dimensional interactive application – автоматизированная трёхмерная интерактивная система), применяемая в обоих программах, позволила команде использовать при проектировании A/F-X не только пространственные модели отдельных компонентов F-22, но и целых систем.
Модифицирование F-22 применительно к условиям боевых действий на море
Работа над палубным вариантом создававшегося для ВВС США истребителя ATF (Advanced Tactical Fighter – перспективный тактический истребитель) началась в 1981 году, за десять лет до того, как Lockheed/Boeing F-22 был выбран военно-воздушными силами США в качестве будущего истребителя завоевания превосходства в воздухе. По словам Бёрбеджа
«серьезная работа»
началась в 1986 году, когда в качестве замены Grumman F-14 начал рассматриваться палубный истребитель NATF (Naval Advanced Tactical Fighter – палубный перспективный тактический истребитель).
Конструкция NATF в значительной степени основана на конструкции F-22 с модификациями, обеспечивающими пригодность эксплуатации на авианосце – в основном в виде использования крыла с изменяемой геометрией. По словам Бёрбеджа два этапа многоэтапной программы демонстрационных испытаний и проверки технических решений NATF были завершены, когда в начале 1991 года программа создания ударного самолета A-12 была отменена
«…и ВМС были сокращены…»
McDonnell Douglas/General Dynamics A-12 был предназначен для замены A-6, но с прекращением программы создания этого самолета схемы «летающее крыло» приоритетом ВМ С США вновь стала замена A-6. Финансирование NATF было остановлено, и команда Lockheed-Boeing приостановила программу создания производной F-22 на год, пока не начался конкурс по программе A-X.
A-X должен был стать заменой A-6. Позже было добавлено требование F-111, и самолет получил новое обозначение A/F-X. Конгресс США постановил, что следует рассмотреть вариант NATF, и команда F-22 стала одним из пяти участников программы A/F-X.
По словам Бёрбеджа, когда были опубликованы предварительные эксплуатационные требования к A/F-X, стало ясно, что NAFT на базе F-22 не будет соответствовать требованиям к снижению заметности и дальности полета.
эволюция проекта компании Lockheed от F-22 через NATF и A-X к A/F-X. Схема сайта aerospaceweb.org
По его словам, требования к малозаметности для ударных самолетов отличается от требований к истребителю завоевания превосходства в воздухе. Целью F-22 было снижение заметности самолета при облучении его высокочастотным радаром другого самолета. A/F-X будет облучаться наземными радарами, работающими в широком диапазоне частот, и инфракрасными датчиками.
Бёрбедж подчеркивает необходимость минимизировать инфракрасную сигнатуру, отмечая, что в 1991 году во время операции «Буря в пустыне» все Lockheed F-117 были атакованы ракеты, выпущенные в хвостовую часть после того, как эти малозаметные истребители пролетали над противником. По его словам, на раннем этапе работ по A/F-X команда, возглавляемая Lockheed, создала полномасштабную модель предлагаемого сопла с отклоняемым вектором тяги с целью проверки, что требования к малозаметности могут быть выполнены.
Более строгие требования к снижению заметности A/F-X привели изменению конструкции плоского сужающегося-расширяющегося сопла F-22, оптимизированного для обеспечения маневренности. Соотношение сторон щели реактивного сопла было увеличено для снижения инфракрасного излучения, а створки сопла были изменены с «наружных шестигранных» (>-образных) на «внутренние шестигранные» (<-образные), чтобы переместить источник инфракрасного излучения в верхнюю часть удлиненного выходного устройства.
По словам Бёрбеджа, управление вектором тяги было сохранено из соображений обеспечения маневренности и малозаметности. В самой малозаметной конфигурации самолета – максимальный угол стреловидности крыла изменяемой геометрии – для управления по тангажу и крену будет использоваться отклоняемый вектор тяги. Этим чтобы избежать увеличения эффективной площади рассеяния из-за отклонения поверхностей управления.
Требования к малозаметности определили форму самолета, а также его размеры, поскольку вооружение должно было размещаться во внутренних отсеках. Длина отсека вооружения была задана размерами крылатой ракеты AGM-86E, предназначенной для поражения наземных целей, а ширина – размерами бомбы с лазерным наведением GBU-24. Ракеты класса «воздух-воздух» должны были размещаться в боковых отсеках по типу F-22.
схема проекта палубного ударного самолета A/F-X. Схема сайта secretprojects.co.uk
Чтобы соответствовать требованиям по дальности полета, команда перешла на PW7000 – новый, более легкий двигатель, при создании которого использовались технологии двигателя Pratt & Whitney, но с более высокой степенью двухконтурности, обеспечивающей меньший расход топлива. PW7000 на форсажном режиме развивал тягу 113 кН (25300 фунтов; 11476 кгс) по сравнению с 156 кН (34900 фунтов; 15831 кгс) у двигателя F119.
Результатом работ по приведению конструкции NATF в соответствие с предварительными эксплуатационными требованиями к A/F-X стал переход к схеме «самолет-бесхвостка». V-образное двухкилевое вертикальное оперение в большим углом раскрыва повысило устойчивость и управляемость при посадке, а вектор тяги использовался для управления по рысканию, а также по тангажу и крену. С максимальной стреловидностью крыла 71° самолет в виде сверху имел клиновидную форму, аналогичную форме F-117.
Когда был подготовлен окончательный перечень тактико-технических требований к A/F-X, требования к малозаметности были смягчены. Это позволило команде вернуть классическое хвостовое оперение для улучшения устойчивости и управления и исключить использование изменение вектора тяги для управления по рысканию. Бёрбедж говорит, что более высокая скорость самолета по сравнению с A-12 позволила пожертвовать малозаметностью в боковой плоскости ради хвостового оперения.
Смягчение требований к малозаметности также позволило Lockheed/Boeing принять форму самолета в виде сверху с вырезами в передней кромке. Первоначальная клиновидная в виде сверху форма с прямыми передними кромками демонстрировала проблемы с устойчивостью и управляемостью на больших углах атаки, вызванные внезапным появлением очень мощных вихревых потоков на передней кромке крыла. Добавление в носовой части самолета вырезов со стреловидностью 55° облегчило управление вихрями.
Хотя по словам Бёрбеджа A/F-X не обладал такими высокими маневренными характеристиками, как F-22, использование в носовой части самолета вырезов к аналогичным возможностям на очень больших углах атаки. Предложение состояло в том, чтобы A/F-X, предназначенные для ВВС США, модернизировать до того как они с первоначальной в виде сверху клиновидной формой попадут на производственную линию.
Радиолокационная заметность оригинальной конструкции с клиновидной формой была измерена во время испытаний на опорах модели, изготовленной в масштабе 1 к 2, подтвердили, что в диапазоне углов ±71° самолет не переотражает волны к источнику излучения. Вырезы в носовой части самолета увеличили радиолокационную заметность, но лишь незначительно, уменьшив свободный от переотражения диапазон до ±55°. (У F-22 все обращенные вперед кромки параллельны передней кромке крыла и расположены под углами ±42°.)
Результатом этой работы по модернизации стала окончательная конфигурация, получившая внутреннее обозначение AFX 653, представленная военно-морским силам США в ноябре 1993 года – всего за месяц до прекращения программы A/F-X. Окончательный вариант самолета был похож по размеру на F-14 и немного тяжелее F-22.
концепция палубного ударного самолета A/F-X напоминала нечто среднее между F-14 и F-22. Снимок сайта aerospaceweb.org
Влияние F-22
Бёрбидж признает, что в конечном итоге Lockheed/Boeing A/F-X не был чистой модификацией F-22, в его конструкции использовались авионика, узлы и технологии материалов F-22. Команда предложила изготовить два самолета на общей линии окончательной сборки. Фюзеляжи должны были собираться на параллельных линиях, а стыковка крыльев, установка двигателей и тестирование авионики должны были проводиться на общих стендах.
Команда Lockheed/Boeing смогла спроектировать свой самолет A/F-X с замечательной степенью проработки и во время этапа разработки и определения концепции смогла решить проблемы с установкой компонентов, которые обычно не выявлялись до начала этапа предварительного проектирования. Презентация на видеодиске, подготовленная для ВМС США, в режиме реального времени демонстрирует выполненную в САПР CATIA кинематику крыла, поверхностей управления, шасси и даже стремянки для доступа членов экипажа в кабину.
Эта презентация показывает степень детализации проектных работ: были определены диапазоны углов стреловидности консолей крыла и отклонения поверхностей управления. Так, например, при взлете и посадке стреловидность консолей должна составлять 16°, в крейсерском полете – 21°, во время маневрирования – 45°, для входа в район цели и выхода из него – 71° и 77° для стоянки на палубе авианосца.
использование в конструкции палубного ударного самолета A/F-X крыла изменяемой стреловидности отвечало требованиям скорости посадки на авианосец. Снимок сайта aerospaceweb.org
Технология видеодисков позволяет заглянуть внутрь A/F-X, где сходство с F-22 более очевидно, чем можно предположить по внешним линиям. Команда разработчиков использовала различные компоненты, начиная от отсека вооружения и приводов поверхности управления до электрических и гидравлических систем, взятых из F-22 либо с небольшими изменениями, либо практически без них.
Системы, позаимствованные у F-22, включали в себя электро-дистанционную систему управления с трехкратным резервированием, датчики данных воздушной обстановки с низким уровнем демаскирующих признаков, матричные плоскоэкранные индикаторы в кабине пилота, а также оборудование, используемое для воздушного охлаждения авионики, имеющей критическую важность для полета, и жидкостного охлаждения авионики, имеющей критическую важность для выполнения боевых задач.
Архитектура авионики F-22 была расширена для выполнения боевых задач A/F-X. Команда предложила удалить из программного обеспечения F-22 800000 строк кода, посвященные выполнению задач «воздух-воздух», и написать 400000 строк нового кода для выполнения задач «воздух-земля». Теперь F-22 получит возможность нанесения ударов по наземным целям, и как говорит Бёрбедж,
«…уже интегрировали выполнение задач «воздух-земля» в авионику.»
На A/F-X должна быть установлена РЛС с активной фазированной антенной решёткой с увеличенным наклоном вниз и программным обеспечением, обеспечивающим почти одновременное выполнение задач «воздух-воздух» и «воздух-земля», включая полёт с огибанием рельефа местности. Функции интегрированных систем связи, навигации, опознавания и радиоэлектронной борьбы F-22 должны были быть расширены для A/F-X.
Новыми в составе оборудования A/F-X стали электронно-оптический комплекс, включающий в себя навигационную инфракрасную систему переднего обзора, инфракрасные датчики поиска и слежения, размещенные в нижней части лобового стекла фонаря, а также инфракрасное устройство целеуказания в передней полусфере, установленное в обтекателе, скрытом в нижней части самолета и обеспечивающий обзор назад с целью оценки ущерба от бомб.
малозаметность не спасла программу палубного ударного самолета A/F-X от закрытия. Снимок сайта alternathistory.ru
Различия между версиями A/F-X для ВВС США и авиации ВМС США были незначительными. Для A/F-X наземного базирования был предложен надфюзеляжный конформный бак, содержащий 2135 кг топлива, чтобы самолет подобно F-111 мог выполнять задачу по нанесению ударов по объектам в глубоком тылу противника.
ПРИЛОЖЕНИЕ
источник: Graham Warwick «A/F-X Lives on» «Flight International» 26 January — 1 February, 1994, pages 26-27
перевод впервые опубликован – https://vk.com/@710541705-proekt-palubnogo-istrebitelya-bombardirovschika-lockheedboei
