F-117A "Стелс" - от Панамы до Югославии
Су-27 - высокоманевренный самолет для завоевания превосходства в воздухе. Построено около 600 машин всех модификаций.
F-16 «Fighting Falcon» - легкий многофункциональный истребитель. Построено 4500 машин.
F-117A «Nighthawk» - дозвуковой тактический ударный самолет выполненный по технологии «стелс». Построено 59 строевых машин и 5 прототипов YF-117.
Вопрос: как самолет, построенный в столь ничтожном количестве, смог стать одним из самых ярких символов авиации конца ХХ века? «Стелс» звучит как приговор. 59 тактических бомбардировщиков превратились в жуткое пугало, самую страшную угрозу, затмившую все остальные военные средства стран НАТО.
Что это? Результат необычной внешности самолета вкупе с агрессивным пиаром? Или, действительно, революционные технические решения, примененные в Lockheed F-117, позволили создать самолет с уникальными боевыми качествами?
Технология «Stealth»
Так называется комплекс методов снижения заметности боевых машин в радиолокационном, инфракрасном и других областях спектра обнаружения посредством специально разработанных геометрических форм, радиопоглощающих материалов и покрытий, что значительно уменьшает дальность обнаружения и тем самым повышает выживаемость боевой машины.
Все новое – хорошо забытое старое. Еще 70 лет назад немцев очень огорчал британский скоростной бомбардировщик DeHavilland Mosquito. Высокая скорость была лишь половиной проблемы. Во время попыток перехвата вдруг оказалось, что цельнодеревянный «Москит» практически невидим на радарах – дерево прозрачно для радиоволн.
Подобным свойством еще в большей степени обладало немецкое «вундерваффе» Go.229, реактивный истребитель-бомбардировщик, созданный по программе 1000/1000/1000. Цельнодеревянное чудо без вертикальных килей, похожее на рыбу-ската, по-логике было вообще невидимо для британских радаров тех лет. Облик Go.229 очень напоминает современный американский «стелс»-бомбардировщик В-2 «Спирит», что дает некоторые основания полагать, что американские конструкторы любезно воспользовались идеями их коллег из Третьего Рейха.
С другой стороны, братья Хортен, создавая свой Go.229, вряд ли придавали конструкции какой-то сакральный смысл, им лишь казалась перспективной схема «летающее крыло». По условиям военного заказа, Go.229 должен был доставить одну тонну бомб на дальность 1000 км на скорости 1000 км/ч. А малозаметность – было дело десятое.
Кроме того, снижению радиолокационной заметности уделялось внимание при создании стратегического бомбардировщика Avro Vulkan (Великобритания, 1952 год) и сверхзвукового стратегического разведчика SR-71 «Black Bird» (США, 1964 год).
Первые исследования в этой области показали, что плоские формы с сужающимися сторонами имеют меньшую ЭПР («эффективная площадь рассеяния» - ключевой параметр заметности самолета). С целью снижения радиолокационной заметности вертикальное оперение было наклонено относительно плоскости самолёта, чтобы не создавать с фюзеляжем прямой угол, который является идеальным отражателем. Для «Черного дрозда» были специально разработаны многослойные ферромагнитные покрытия, поглощающие излучение радаров.
Одним словом, к моменту начала работ над секретным проектом «Сеньор Тренд» - созданием малозаметного ударного самолета – у инженеров уже имелись хорошие наработки в области снижения ЭПР летательных аппаратов.
«Ночной Ястреб»
При разработке "невидимки" впервые в истории преследовалась цель снизить все без исключения демаскирующие факторы самолета: способность отражать радиолокационное облучение, самому излучать электромагнитные волны, издавать звук, оставлять дымный и инверсионный следы, а также быть заметным в инфракрасном диапазоне.
Разумеется, на F-11A7 отсутствовала радиолокационная станция – в условиях соблюдении скрытности пользоваться таким прибором было невозможно. Во время полета в режиме "стелс" все бортовые системы радиосвязи, ответчик "свой-чужой" и радиовысотомер должны быть отключены, а прицельно-навигационный комплекс должен работать в пассивном режиме. Единственное исключение - лазерная подсветка цели, она включается после сброса корректируемой авиабомбы. Отсутствие современного БРЭО, в сочетании с проблемной аэродинамикой, а также продольной статической и путевой неустойчивостью означало большой риск при пилотировании «невидимки».
Чтобы сократить время проектирования и устранить многие технические проблемы, конструкторы использовали на F-117A ряд проверенных элементов уже существующих самолетов. Так, двигатели для «стелса» взяли от палубного истребителя-бомбардировщика F/A-18, некоторые элементы системы управления - от F-16. Также в самолете использован ряд узлов от эпичного SR-71 и учебно-тренировочного самолета T-33. Как результат – столь инновационная машина была сконструирована быстрее и дешевле, чем обычный ударный самолет. Фирма «Локхид» гордится этим фактом, намекая на использование передовых на то время САПР (систем автоматизированного проектирования). Хотя тут есть другое мнение – всего лишь благодаря секретности программа создания «невидимки» избежала стадии длительного и часто бессмысленного обсуждения в Конгрессе и других бастионах американской демократии.
Теперь стоит сделать несколько замечаний по поводу самой технологии «Стелс», реализованной именно на самолете «Nighthawk” (ведь не секрет что уменьшить радиолокационную заметность самолета можно добиться разными способами; тот же ПАК ФА реализует совсем другие принципы – параллельность кромок и «приплюснутая» форма фюзеляжа). В случае с F-117A, это был апофеоз технологии «стелс» - все было подчинено исключительно малозаметности, невзирая на пилотажные качества машины. Спустя 30 лет после создания самолета стали известны многие интересные подробности.
В теории технология «стелс» работает следующим образом: многочисленные грани, реализованные в архитектуре самолета, рассеивают излучение радара в направлении, противоположном антенны радара. С какой стороны не пытаться уставить с самолетом радиолокационный контакт – это «кривое зеркало» отразит радиолучи в другую сторону. Кроме того, внешние поверхности F-117 наклонены под углом более 30° от вертикали, т.к. обычно облучение летательного аппарата наземными РЛС происходит под пологими углами.
Если F-117 облучать с разных ракурсов и потом взглянуть на картину отражения, то окажется, что наиболее сильную «засветку» дают острые кромоки корпуса F-117 и места нарушения непрерывности обшивки. Конструкторы добились того, что их отражения сконцентрированы в нескольких узких секторах, а не распределены сравнительно равномерно, как в случае обычных самолетов. В результате при облучении радаром F-117 отраженное излучение трудноотличимо от фонового шума, а «опасные сектора» настолько узки, что РЛС не может извлечь из них достаточной информации.
Все контуры сочленения фонаря кабины и фюзеляжа, створки ниш шасси и отсека вооружения имеют пилообразные кромки, причем стороны зубцов ориентированы в направлении желаемого сектора.
На остекление фонаря кабины пилота нанесено электропроводящее покрытие, предназначенное для предотвращения облучения внутрикабинного оборудования и снаряжения летчика - микрофона, шлема, очков ночного видения. Например, отражение от шлема пилота может быть намного больше, чем от всего самолета.
Воздухозаборники F-117 прикрыты специальными решетками с размерами ячеек, близкими к половине длины волны радаров, работающих в сантиметровом диапазоне. Удельное электрическое сопротивление решеток оптимизировано для поглощения радиоволн, причем оно увеличивается по глубине решетки, чтобы предотвратить скачок сопротивления (который увеличивает отражение) на границе с воздухом.
Все внешние поверхности и внутренние металлические элементы самолета выкрашены ферромагнитной краской. Ее черный цвет не только маскирует F-117 в ночном небе, но и способствует рассеиванию тепла. В итоге ЭПР «стелса» при облучении с фронтальных и хвостовых ракурсов снижена до 0,1-0,01 м2, что примерно в 100-200 раз меньше, чем у обычного самолета аналогичных размеров.
Если учесть, что наиболее массовые ЗРК стран Варшавского договора (С-75, С-125, С-200, "Круг", "Куб"), имевшиеся на вооружении в то время, могли обстреливать цели с ЭПР не менее 1 м2, то шансы "Найтхока" безнаказанным проникнуть во вражеское воздушное пространство выглядели весьма внушительными. Отсюда и первые производственные планы: выпустить в дополнение к 5 предсерийным еще 100 серийных самолетов.
Конструкторы "Локхид" предприняли ряд мер и для снижения теплового излучения своего детища. Площадь воздухозаборников сделали больше, чем требуется для нормальной работы двигателей, а избыточный холодный воздух направили на смешение с горячими выхлопными газами, чтобы снизить их температуру. Очень узкие сопла формируют практически плоскую форму выхлопной струи, что способствует ее быстрому охлаждению.
Wobblin’ Goblin
«Хромой карлик» и не как иначе. Именно так называют F-117A в шутку сами летчики. Оптимизация формы планера по критерию уменьшения заметности настолько ухудшила аэродинамику машины, что ни о каком «высшем пилотаже» или сверхзвуке не могло идти и речи.
Когда ведущему аэродинамику фирмы Дику Кэнтреллу впервые показали желаемую конфигурацию будущего F-117A, у того случился нервный срыв. Придя в себя и осознав, что он имеет дело с необычным самолетом, при создании которого первую скрипку играют не специалисты его профиля, а какие-то электрики, он поставил перед своими подчиненными единственно возможную задачу - сделать так, чтобы этот «рояль» был в состоянии хоть как-нибудь летать.
Угловатый фюзеляж, острые передние кромки поверхностей, профиль крыла, образованный отрезками прямых, - все это плохо подходит для дозвукового полета. Несмотря на достаточно высокую тяговооруженность, "Ночной ястреб" является ограниченно маневренной машиной, обладающей невысокой скоростью, сравнительно малой дальностью и плохими взлетно-посадочными характеристиками. Его аэродинамическое качество при заходе на посадку составило всего около 4-х, что соответствует уровню космического корабля "Спейс Шаттл". С другой стороны, на высокой скорости F-117A способен уверенно маневрировать с шестикратной перегрузкой. Аэродинамик Дик Кентрелл все-таки добился своего.
26 октября 1983 г. оперативной готовности достигло первое подразделения "невидимок" – тактическая группа 4450 (4450th TG) на авиабазе Тонопа. По воспоминаниям пилотов, это означало следующее – ударный самолет в темное время суток кое-как достигал заданного района, обнаруживал точечную цель и должен был «положить» в нее высокоточную бомбу с лазерным наведением. Какого-либо другого боевого применения для F-117A не предусматривалось.
В связи с ростом численности F-117А 5 октября 1989 г. группу переформировали в 37-е тактическое истребительное крыло (37th TFW), состоящее из двух боевых и одной учебной эскадрилии + резервные машины. В составе каждой эскадрилье согласно распорядку находилось 18 «Найтхоков», но в лишь 5-6 из них могли приступить к выполнению боевого задания в любой момент времени, остальные пребывали на тяжелых формах техобслуживания.
Почти все это время вокруг "стелсов" не ослабевал строгий режим секретности. Хотя авабаза Тонопа была одной из наиболее охраняемых баз ВВС, там предпринимались дополнительные, поистине драконовские меры, чтобы скрыть правду о F-117A. При этом американские режимщики часто практиковали весьма остроумные решения. Так, чтобы отпугнуть праздных "любителей авиации" из числа персонала базы, на F-117A и сервисное оборудование наносили специальные трафареты типа "радиация", «осторожно! высокое напряжение» и другие "страшилки". На самолете с такой внешностью они вовсе не выглядели бесмысленными.
Лишь в 1988 году Пентагон решился опубликовать официальный пресс-релиз о «самолете-невидимке», предоставив общественности ретушированную фотографию F-117A. В апреле 1990 состоялась первая публичная демонстрация самолета. Конечно, вид F-117A поразил мировое авиационное сообщество. Он стал чуть ли не самым дерзким вызовом традиционным понятиям аэродинамики за всю историю полетов человека. Американцы возложили на "сто семнадцатый" ответственную роль убедительного примера технологического превосходства США над остальным миром, и для доказательства этого утверждения денег не жалели. "Найтхок" получил постоянную прописку на обложках журналов, стал крутым героем Голливуда и звездой мировых авиашоу.
Боевое применение
Что касается первого реального боевого применения F-117A, оно произошло во время свержения режима генерала Норьеги в Панаме. До сих пор идет спор, попал или нет F-117A управляемой бомбой по территории панамской военной базы. Панамские гвардейцы, разбуженные близким взрывом, в одних кальсонах разбежались по джунглям. Естественно, никакого сопротивления «стелсу» не оказывалось и самолет без потерь вернулся назад.
Гораздо более серьезным было массовое применение «Стелсов» в войне в зоне Персидского залива зимой 1991 года. Война в заливе была крупнейшим военным столкновением со времен Второй мировой войны, в конфликт было вовлечено в различной степени 35 государств (Ирак и 34 страны антииракской коалиции – многонациональные силы, МНС). С обеих сторон в конфликте принимало участие более 1,5 млн. человек, имелось более 10,5 тыс. танков, 12,5 тыс. орудий и минометов, более 3 тыс. боевых самолетов и около 200 боевых кораблей.
На вооружении ПВО Ирака имелись следующие типы ЗРК:
С-75 «Двина» (SA-2 Guideline) 20-30 батарей (100-130 ПУ);
С-125 «Нева» (SA-3 Goa) - 140 пусковых установок;
«Квадрат» (SA-6 Gainful) – 25 батарей (100 пусковых установок);
«Оса» (SA-8 Gecko) – около 50 комплексов;
«Стрела-1» (SA-9 Gaskin) – около 400 комплексов;
«Стрела-10» (SA-13 Gopher) – около 200 комплексов;
«Roland-2» – 13 самоходных и 100 стационарных комплексов;
HAWK – несколько комплексов было захвачено в Кувейте, но не были использованы.
РЛС раннего оповещения позволяли обнаружить цели на высоте 150 метров в большинстве случаев за пределами воздушного пространства Ирака (и Кувейта), а цели на высотах более 6 км обнаруживаются далеко в глубине территории Саудовской Аравии (в среднем – 150-300 км).
Развитая сеть наблюдательных пунктов, соединённых постоянными линиями связи с центрами сбора информации, позволяла достаточно эффективно обнаруживать маловысотные цели, например такие как крылатые ракеты.
Полночь с 16 на 17 января 1991 г. стала звёздным часом F-117A, когда первая группа из 10 «Найтхоков» 415-й эскадрильи, каждый из которых нес по две 907-кг корректируемые бомбы GBU-27, взлетела, чтобы нанести первые удары в новой войне. В 3.00 по местному времени «невидимки», не обнаруженные системой ПВО, атаковали два командных пункта секторов ПВО, штаб ВВС в Багдаде, объединенный центр управления и слежения в Аль Таджи, резиденция правительства и 112-метровую Багдадскую радиовышку.
F-117А всегда работали автономно, без привлечения самолетов РЭБ, так как постановка помех могла привлечь внимание противника. Вообще операции «стелсов» планировались так, чтобы ближайший самолет союзников находился от них на удалении не менее 100 миль.
Серьезную угрозу для «стелсов» представляли зенитная артиллерия и ЗРК малой дальности с оптическими системами обнаружения и прицеливания, коих у Ирака было не мало (ПЗРК Стрела-2 (SA-7 Grail), «Стрела-3» (SA-14 Gremlin), «Игла-1» (SA-16 Gimlet), а также зенитных орудий (ЗУ-23-2, ЗСУ-23-4 «Шилка», С-60, ЗСУ-57-2). Летчикам запрещалось снижаться ниже 6300 м, чтобы избежать входа в зоны поражения этих средств.
В целом за войну F-117A выполнили 1271 вылет продолжительностью 7000 часов и сбросили 2087 бомб с лазерным наведением GBU-10 и GBU-27 общей массой около 2000 т. Малозаметные ударные самолеты поразили 40% приоритетных наземных целей, при этом , по версии Пентагона, ни один из 42 «стелсов» не был потерян. Это особенно странно, учитывая, что мы имеем дело с дозвуковой маломаневренной машиной без какой-либо конструктивной защиты.
В частности, командующий ВВС многонациональных сил в зоне Персидского залива генерал-лейтенант Ч.Горнер приводит в пример два рейда против сильно защищенных иракских ядерных установок в Аль-Тувайте, к югу от Багдада. Первый рейд был выполнен днем 18 января, в нем участвовали 32 самолета F-16C, вооруженных обычными неуправляемыми бомбами, в сопровождении 16 истребителей F-15C, четырех постановщиков помех EF-111, восьми противорадиолокационных F-4G и 15 топливозаправщиков КС-135. Этой многочисленной авиационной группе не удалось выполнить поставленную задачу. Второй рейд был совершен ночью восемью F-117A в сопровождении двух топливозаправщиков. В этот раз американцы уничтожили три из четырех иракских ядерных реакторов.
В дальгейшем F-117A эпизодически появлялись в воздушном протранстве Ирака, во время операции «Лиса пустыни» (1998 г.) и второжения в Ирак (2003 г.).
Охота на «стелсы»
"Извините, мы не знали, что самолет невидимый"
Я хорошо помню тот день, 27 марта 1999 года. Канал ОРТ, вечерняя программа «Время». Прямой репортаж из Югославии, люди танцуют на обломках американского самолета. Старушка вспоминает, что именно в этом месте когда-то разбился «Мессершмитт». Следующий кадр, что-то мямлит представитель НАТО, потом снова пошли кадры с обломками черного самолета…
Югославская ПВО совершила невозможное – в районе деревни Будановцы (пригород Белграда) был сбит «стелс». Самолет-невидимка был уничтожен ЗРК С-125 3-й батареи 250-й бригады ПВО, которой командовал венгр Золтан Дани. Также существует версия, что F-117A был сбит из пушки истребителем МиГ-29, установившим с ним прямой визуальный контакт. По американской версии, «сто семнадцатый» изменил режим полета, в этот момент перед решетками воздухозаборников образовался скачок давления, демаскировавший самолет. Неуязвимый самолет был сбит на глазах у всего мира. Командир батареи Золтан Дани, наоборот, утверждает, что наводил ракету используя французский тепловизор.
Что касается пилота «стелса», то подполковник Дэйл Зелко сумел катапультироваться и всю ночь прятался на окраине Белграда, пока его радиомаяк не засек EC-130. Через несколько часов прилетели поисково-спасательные вертолеты HH-53 Pave Low и эвакуировали летчика.
Всего в ходе агрессии НАТО против Югославии, «стелсы» совершили 850 боевых вылетов.
Обломки сбитого F-117A «Night hawk» (сер. номер 82-0806) бережно хранятся в Музее авиации в Белграде, вместе с обломками самолета F-16. Эти потери официально признали США.
Также в экспозиции присутствует двигатель от штурмовика А-10 «Thunderbolt II», который был оторван выстрелом из ПЗРК, сам самолет совершил аварийную посадку в аэропорту Скопье (инцидент официально признан командованием НАТО). Местные жители нашли странную деталь и отдали военным.
Из других интерестностей – обломки ракеты «Томагавк» и легкий беспилотник RQ-1 «Предейтор» (сербы утверждают, что сбили, американцы – что приземлился сам из-за отказа двигателя).
Обломки сбитого F-16C
Обломки RQ-1 Predator в Музее авиации в Белграде
Собственно, все обломки что находится в музее – были официально признаны США, в том числе потеря двух боевых самолетов – «невидимки» F-117A и истребителя F-16. Другие заявленные Сербией многочисленные воздушные победы командование НАТО отрицает.
Что касается «неведимок», то сербы заявляют, что подбили как-минимум три F-117A, но два смогли дотянуть до авиабаз НАТО, где были по прилету списаны. Поэтому у них нет обломков. Утверждение вызывает некоторое сомнение – поврежденный F-117A не мог далеко улететь. Даже исправный "стосемнадцатый" летал весьма плохо – пилот не в силах управлять этим «летающим утюгом» без помощи электронных систем повышения устойчивости. На самолете даже отсутствует резервная механическая система управления – всеравно при отказе электроники человек не в силах справиться с F-117A. Поэтому любая неисправность для «стелса» фатальна, самолет не может летать на одном двигателе или с поврежденными плоскостями.
К слову, кроме сбитого F-117A, по официальным данным, за 30 лет эксплуатации было потеряно шесть «невидимок» над территорией США во время учебно-тренировочных полетов. Чаще всего «стелсы» бились из-за потери ориентации пилотов. Например, ночью 11 июня 1986 года, F-117A (хвостовой номер 792) врезался в гору, пилот погиб. Другой трагикомичный случай произошел 14 сентября 1997 года, когда во время авиашоу в Мерилэнде F-117A развалился в воздухе.
22 апреля 2008 года F-117A «Nighthawk» последний раз поднялся в воздух. Как показало время, сама идея узкоспециализированного самолета в конструкции которого «выделяется» какое-либо одно качество (в данном случае - малая ЭПР) в ущерб другим, оказалась малоперспективной. После исчезновения СССР, в новых условиях, на первое место стали выходить требования экономичности, простоты эксплуатации и многофункциональности авиационных комплексов. А по всем этим параметрам F-117A «Nighthawk» значительно проигрывал ударному самолету F-15E «Страйк Игл». Сейчас именно на базе F-15E создается малозаметный самолет F-15SE «Сайлент Игл».
Видео с крушением F-117A на авиашоу в Мериленде
Информация