Вторая мировая
Поиск по сайту

Home Оружейная экзотика Авиация Многоцелевой истребитель YF-23 «Black Widow II» (США)

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


Многоцелевой истребитель YF-23 Black Widow II Самолёт YF-23 «Black Widow II» — прототип многоцелевого истребителя пятого поколения, разработанный компаниями Northrop, Grumman и McDonnell Douglas в рамках программы ATF. Всего было построено два самолета — «Black Widow II» («Черная Вдова II») и «Gray Ghost» («Серый Призрак»). Прототип YF-23 «Black Widow II» проиграл в конкурсе своему конкуренту YF-22, который в 2005 году поступил на вооружение ВВС США. Начиная с 1981 года в США велись исследования и проработки по программе ATF (усовершенствованный тактический истребитель). Первоначально на самолеты, создаваемые в рамках этой программы, возлагались в первую очередь задачи выполнения ударных операций, и в качестве вторичной функции — завоевание превосходства в воздухе. Особое внимание уделялось атакам наземных целей, находящихся на большом удалении от линии фронта.


Однако в 1984 году требования к самолёту резко изменились, он был переориентирован на решение задач завоевания превосходства в воздухе. Появление в СССР достойного соперника F-15 истребителя Су-27, характеристики которого, безусловно, были по достоинству оценены аналитиками ВВС США, несмотря на весьма пренебрежительные оценки этой машины на страницах западной авиационной печати, потребовало ускоренного создания замены F-15. В число основных требований к новому самолёту вошли сверхзвуковая крейсерская скорость полета на нефорсажном режиме работы двигателей, малая заметность, возможность эксплуатации с ВПП длиной не более 915 м (вначале требовалась длина ВПП 455-610 м), повышенная маневренность на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях, высокая эффективность в воздушном бою, в частности — вне визуального контакта с воздушным противником. В то же время «ударные» требования были полностью исключены из спецификации ВВС США, которые справедливо считали, что важнейшая задача истребителя, ради которой можно пожертвовать остальными его функциями — завоевание и удержание господства в воздухе.

Многоцелевой истребитель YF-23 Black Widow II

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

Первый полет первого из двух самолётов YF-23 состоялся 27 августа 1990 года. В память о знаменитом двухбалочном ночном истребителе конструкции Джона Нортропа времен Второй мировой войны YF-23 получил собственное наименование «Black Widow II» — «Черная вдова». Он отличался высокой степенью новизны, заложенной в конструкцию, на голову опережая по этому параметру своего конкурента - YF-22. Смелость экспериментирования при создании новых летательных аппаратов, как мы уже знаем, всегда была свойственна инженерам-разработчикам фирмы «Northrop». Самолёт YF-23 «Black Widow II» выглядел беглецом из XXI века. Видимо, именно новизна проекта и оказалась причиной отказа от него.

Многоцелевой истребитель YF-23 Black Widow II

В соответствии с последними достижениями аэродинамики и технологии «Стелс» YF-23 «Black Widow II» имел интегральную аэродинамическую схему с ромбовидным в плане среднерасположенным крылом со срезанными законцовками и V-образным оперением. Разработчики сделали упор на улучшение сверхзвуковых характеристик и уменьшение радиолокационной, инфракрасной и визуальной заметности самолета. На YF-23 «Black Widow II» были применены малоотражающие внешние формы и ради о поглощающие материалы. Самолёт имел в плане контуры, образованные прямыми линиями. В результате число направлений пика отражения радиолокационных волн было снижено до четырех, а на других ракурсах радиолокационная заметность самолёта была снижена весьма значительно.
Передние и задние кромки цельноповоротных хвостовых V-образных поверхностей были параллельны кромкам крыла в плане. Кромки всех створок и основных панелей обшивки, включая передние и задние кромки отсеков вооружения, задние кромки верхних створок сопел и хвостовой части фюзеляжа, имели зигзагообразную форму, соединениям подвижных и неподвижных элементов конструкции самолёта также была придана специфическая форма для уменьшения отражения приходящего радиолокационного сигнала. С этой же целью фюзеляж-гондола, в которой размещались кабина летчика и отсек вооружения, имела шестигранное поперечное сечение. Фюзеляж, гондолы двигателей и крыло имели очень плавное сопряжение. Точно такое же решение было применено на бомбардировщике-«стелсе» Нортроп B-2 «Спирит».

В конструкции обоих истребителей, создававшихся по программе ATF, были использованы перспективные конструкционные материалы, в частности, полимерные композиты, композиты с металлической матрицей, алюминиево-литиевые сплавы. Наиболее широкое применение нашли полимерные композиты, доля которых (по массе) в конструкции планера опытного самолёта YF-23 «Black Widow II» достигала 25%. Для применения в конструкции самолёта изучался термопластичный материал на основе полиэфир-кетонового связующего и углеродных волокон с индексом AS-4.

Многоцелевой истребитель YF-23 Black Widow II

Крыло имело односекционные отклоняемые носки, а также элероны и закрылки, служащие также воздушными тормозами (при торможении внутренние поверхности отклонялись вниз, а внешние — вверх). Удлинение крыла составляло 2,0, угол стреловидности по передней 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 небольшие узкие боковые наплывы с внешней острой кромкой, при виде в плане образованной тремя прямыми линиями. Эти наплывы служили для генерирования вихрей при маневрировании на больших углах атаки, с целью предотвратить неуправляемое рыскание самолета. Кабина одноместная, располагалась высоко и была значительно вынесена вперед относительно крыла, что в сочетании с изогнутыми бортами кабины и кромкой лобового стекла обеспечивало летчику прекрасный 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.

Стремление получить высокие характеристики на больших углах атаки обусловило широкое разнесение поверхностей V-образного оперения, наклоненных наружу на 45", поворачивающихся целиком 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, основные — назад.

Многоцелевой истребитель YF-23 Black Widow II

Два форсированных двухконтурных ТРД Pratt & Whitney YF119 с постоянной умеренной степенью двухконтурности являются дальнейшим развитием ставших классикой двигателей семейства F100. ТРДДФ первых серий имели максимальную статическую тягу 13 900 кгс, в дальнейшем возможно ее увеличение до 15 900 кгс. Двигатель General Electric YF120 имел гораздо более интересную конструкцию. С целью оптимизации удельного расхода топлива на разных режимах полета F120 мог менять в полете степень двухконтурности: на дозвуке она была больше, на сверхзвуке — уменьшалась благодаря наличию створок перепуска воздуха между трактами компрессора и вентилятора. Но несмотря на безупречную работу, по стоимостным характеристикам да и по сложности конструкции двигатель General Electric проигрывал изделию фирмы «Pratt & Whitney». Кстати, именно поэтому в дальнейшем именно F119 был выбран в качестве силовой установки для победившего в конкурсе ATF истребителя F-22.

Боковые подкрыльевые воздухозаборники двигателей трапециевидного сечения имели S-образные каналы для экранирования первых ступеней компрессоров двигателей — самых отражающих элементов конструкции любого самолета от прямого облучения вражескими РАС. Тракты заборников были изнутри покрыты радиопоглощающим материалом. Наклон боковых стенок воздухозаборников примерно соответствовал наклону поверхностей V-образного оперения. Сверху в передних корневых частях крыла располагались створки перепуска воздуха для регулирования режима работы воздухозаборников.

Многоцелевой истребитель YF-23 Black Widow II

Сопла двигателей были плоскими. Несмотря на потери тяги от неоптимальной формы сопел, такая форма значительно снижала заметность самолёта. Системы управления вектором тяги в отличие от самолета F-22 предусмотрено не было: подвижной выполнили лишь верхнюю створку сопла. Она использовалась для регулирования площади проходного сечения сопла и для реверса тяги на посадке. Реактивные струи из сопел истекали сверху хвостовой части фюзеляжа между консолями оперения над плоской поверхностью, подавлявшей инфракрасное излучение и дополнительно экранировавшей двигатели от прямого наблюдения сзади. Система управления вектором тяги, необходимая построенному по классической аэродинамической схеме F-22, на F-23 представлялась дорогим, тяжелым и ненужным излишеством: схема с V-образным сильно разваленным оперением, не теряющим эффективности ни на малых скоростях, ни на больших углах атаки, позволяла YF-23 «Black Widow II» выполнять интенсивные маневры и с неподвижными соплами. Требовалось лишь разработать соответствующие 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 мощнейший многократно резервированный бортовой IBM-совместимый компьютер, который взял бы на себя функции множества 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. Фактически летчик полностью изолировался непосредственно от органов управления самолетом: он лишь должен был давать команды бортовому компьютеру, а тот — управлять самолетом по собственному усмотрению. По мере совершенствования элементной базы компьютера платы и целые блоки в электронном 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 многофункциональными штангами ПВД по бокам носовой части фюзеляжа. Сбоку и снизу носовой части имелись также несколько отверстий для невыступающих датчиков воздушного давления. Фирма «Нортроп» разработала систему, способную получать все необходимые воздушные параметры с помощью невыступающих датчиков, даже в сверхзвуковом полете. Штанги ПВД предполагалось использовать для проверки невыступающих датчиков и затем вообще демонтировать для понижения заметности. Предполагалось использование на серийном самолете средств защиты оборудования и летчика от лазерного оружия, в частности поляризации остекления кабины.

В состав целевого оборудования серийного YF-23 «Black Widow II» должен был входить мощный радиолокатор с многочисленными фазированными антенными решетками (ФАР), «размазанными» по кромкам фюзеляжа, крыла и оперения. В результате самолёт имел бы круговой радиолокационный обзор на дальностях до 70-90 км. Но применение в бою активной радиолокации сильно демаскирует самолет, поэтому основную ставку создатели бортового комплекса YF-23 «Black Widow II» делали на пассивные датчики, улавливающие излучение вражеских РЛС, а также на тактическую развединформацию, поступающую в реальном масштабе времени от спутников и самолетов АВАКС и JSTARS. Таким образом, истребитель пятого поколения был призван стать одним из элементов информационно-боевого поля, ориентированным не на одиночные действия, а на игру «в команде». Сигналы, поступившие от пассивных датчиков и от внешних источников, должны были обрабатываться бортовым компьютером и выдаваться летчику уже в виде списка целей с отметками их местоположения, приоритетности в соответствии с полетным заданием и степенью потенциальной угрозы, указанием типа летательного аппарата и его национальной принадлежности. Лётчик должен был лишь выбрать цель и осуществить по ней пуск ракеты с активным радиолокационным или 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 различных комбинациях в соответствии с полетным заданием. Ракеты размещались в тандемно расположенных в фюзеляже внутренних отсеках вооружения, закрывающихся двумя большими створками длиной более 5 метров. Перед пуском ракеты должны были выталкиваться из отсека с помощью гидравлических направляющих — толкателей. Планировалась также установка встроенной пушки — варианта шестиствольной М61А1, хорошо зарекомендовавшей себя в ВВС и на флоте, с удлиненным блоком стволов. Пушка на прототипах не устанавливалась. Возможные варианты её размещения предусматривали установку в нижней части носового конуса, перед кабиной летчика либо в корне левого крыла. На четырех внешних узлах подвески могло устанавливаться существующее вооружение или топливные баки для перегоночных полетов. YF-23 «Black Widow II» проектировалась исключительно как перехватчик и истребитель воздушного боя, так что подвеска бомб или ракет класса «воздух-земля» вообще не рассматривалась.

В процессе демонстрационно-оценочных испытаний оба прототипа YF-23 «Black Widow II» до конца 1990 года налетали 65 часов в 50 полетах. Были достигнуты максимальное число М=1,8 на высоте 15 240 м и крейсерское бесфорсажное число М=1,6. Самолёт показал прекрасные маневренные характеристики, превзойдя своего конкурента по устойчивости и управляемости на больших углах атаки и на сверхзвуке. После отказа ВВС от YF-23 «Black Widow II» программа была полностью свернута, несмотря на положительные оценки самолёта мировой авиационной прессой и некоторыми представителями Пентагона.

Выбор прототипа истребителя пятого поколения фирм «Локхид» и «Боинг» объясняется несколькими факторами: во-первых, консерватизмом мышления военных, всегда предпочитавших самолёт, имеющий более привычный вид разного рода «футуризмам»; во-вторых, финансовое положение фирмы «Локхид» было не в пример хуже, чем у «Нортропа», к моменту начала работ над YF-23 «Black Widow II» уже имевшего в своем портфеле весьма дорогостоящий контракт на разработку стратегического бомбардировщика B-2. И, наконец, в-третьих, YF-23 «Black Widow II» как самолёт с гораздо более высоким коэффициентом новизны, несмотря на свою очевидную перспективность, требовал на свою доработку до серии гораздо больших финансовых затрат. Оба опытных самолёта после отказа от программы были переданы НАСА для исследований калибровки нагрузок. В настоящее время оба они находятся в авиационных музеях в лётнопригодном состоянии. YF-23A «Black Widow II» в настоящее время выставлен в Национальном музее ВВС США в Дейтоне, штат Огайо. Второй прототип YF-23 «Gray Ghost» в 2004 году был передан в аренду музею «Western Museum of Flight» и используется в демонстрационных целях.

Тактико-технические характеристики 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
Нормальная взлетная: 26516 кг (100% топлива)
Боевая: 23327 кг (52% топлива)
Максимальная взлетная: 29000 кг
Нагрузка:
Нормальная: 1116 кг (6+2 УР)
Максимальная: 10370 кг
Топливо: 8600 кг
ПТБ: 8000 кг
Нагрузка на крыло:
боевая (6+2 УР, 52% топлива): 266 кг/м
при нормальной взлётной массе: 302 кг/м
при максимальной взлётной массе: 387 кг/м
Тип двигателя:
«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% топлива): 1,19 (на серийном 1,36)
при нормальной взлетной массе: 1,05 (на серийном 1,20)
при максимальной взлетной массе: 0,96 (на серийном 1,09)
Максимальная скорость: 2300 км/ч (2,2 М)
Максимальная 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
Максимальная эксп. перегрузка: +6 G
Потребная длина ВПП: 915 м
Вооружение
Пушечное: 1 x 20-мм авиационная пушка M61 Vulcan
Ракетное:
УРВВ 4-6 x AIM-120 AMRAAM или AIM-7 Sparrow
УРВВ 4 x AIM-9 Sidewinder

 
Кто на сайте
Сейчас 351 гостей онлайн

Наш канал на YouTube - подпишись!

Помощь проекту
<br>Вы можете указать любую сумму для перевода! <br>Спасибо!<br><br>

Вы можете указать любую сумму для перевода!
Спасибо!

руб.
счёт 410013068691119.

Рейтинг@Mail.ru