F-35. Истребитель денег или серьёзное оружие?
Подробное описание конструкции и РЛЭ истребителя «Лайтнинг» станут доступны в ближайших выпусках «Моделист-Конструктор» за 2021 год. Там в приложении «Электроника для начинающих» появится схема сборки радиолокатора APG-81 из 1676 приёмо-передающих модулей. А воспоминания пилотов прояснят детали боевого применения F-35, который с момента появления получает самые противоречивые оценки.
Сегодня мы не можем доверять цифрам, относящимся к наиболее «чувствительным» характеристикам «Лайтнинга». Таким, как его заметность для отечественных средств обнаружения или заявленные возможности БРЛС APG-81. Такие детали засекречены и недоступны широкой публике.
По внешним признакам нельзя определить точные ЛТХ, но можно понять, какие приёмы используются в конструкции «Молнии», какие следуют из этого преимущества и недостатки, на основе примеров истребителей 4 поколения, в конструкции которых имелись похожие элементы.
Цель данного материала — систематизация наиболее достоверных фактов об истребителе Lockheed Martin F-35 «Лайтнинг II».
Отличительные признаки 5 поколения
Публика и эксперты придают много значения крейсерскому сверхзвуку и фантазируют о значении ЭПР у русских и американских истребителей. Забывая обратить внимание на ключевое.
Отечественные и зарубежные истребители 5-го поколения используют ромбовидное (трапециевидное) крыло.
Здесь высокие несущие свойства на дозвуковых скоростях сочетаются с высокой жёсткостью крыла. Несущие свойства напрямую связаны с маневренностью. Первостепенным качеством истребителя. Жёсткое крыло малого удлинения — признак ударного самолета. Для броска к цели с полной боевой нагрузкой и ухода на сверхзвуковой скорости от ответного удара.
По мнению экспертов от авиации, приём с ромбовидным крылом позволил согласовать взаимоисключающие требования к конструкции истребителей и бомбардировщиков. В этом значительная доля ценности 5-го поколения.
Учитывая, что истребители и созданные на их основе самолеты (Су-34, F-15E) регулярно привлекаются к выполнению ударных задач, можно понять причины растущего интереса, связанного с новым крылом. Которое позволяет продолжительный полет на околозвуковых (сверхзвуковых) скоростях. При отсутствии тенденций к возникновению сильных вибраций на высокой скорости и малых высотах — неустранимому свойству всех истребителей прошлых поколений. Чей аэродинамический облик был оптимизирован для совершения маневров на скоростях, значительно меньших одного Маха.
Планирующие бомбы GBU-39 в отсеке вооружений истребителя F-22
Развитие нового класса авиационной техники, способной эффективно атаковать наземные цели, сохраняя полный потенциал истребителя в воздушном бою. Летчики истребительных и ударных эскадрилий могут получить различную подготовку. Основной посыл – ударные и истребительные группы, состоящие из самолетов с одинаковыми летными характеристиками и идентичной конструкцией, в т.ч. прицельными комплексами (об этом — чуть ниже). Преимущества в организационных вопросах при таком построении ВВС не вызывают сомнений.
Всё сказанное имеет прямое отношение к многоцелевому истребителю F-35.
Анализ внешних деталей
А) Отсуствие наплывов в корневой части крыла.
Одной из важных инноваций, повлиявших на развитие 4-го поколения, было создание воздушных вихрей для повышения эффективности аэродинамических органов управления.
Американские истребители 5-го поколения лишены «острых» наплывов-вихрегенераторов, свойственных F-16 или семейству Су-27. Также они лишены элементов, подобных верхней «губе» воздухозаборников F-15 «Игл», служащей для той же цели.
Но «Рапторы» и «Лайтнинги» не отказывались от самого физического эффекта вихревой аэродинамики, которая обеспечивала столь высокую маневренность их предшественникам.
На снимках заметно, что за создание вихрей у F-35 отвечает кромка воздухозаборника.
Б) Наличие двух V-образно установленных килей.
При таком расположении вертикальное оперение не попадает в аэродинамическую «тень» крыла. Что позволяет сохранить управляемость и вернуть истребитель с больших углов атаки.
Единственный киль считался крупнейшим недостатком предшественника, многоцелевого и вездесущего F-16. По некоторым сведениям, тот терял путевую устойчивость и способность управляться при углах атаки немногим более 10 градусов. А проекты глубокой модернизации F-16 начинались с предложения оснастить «Фэлкон» двумя наклонными килями.
Однокилевые «Рафали», «Грипены» и «Еврофайтеры» не подвержены данной проблеме, т.к. используют иные аэродинамические схемы планера с передним горизонтальным оперением.
При наличии нормальной аэродинамической схемы и единственного киля F-16 был и остаётся худшим среди представителей 4 поколения в вопросах управляемости на больших углах атаки. Что, впрочем, не помешало ему стать «рабочим инструментом» во всех конфликтах.
Подобно «Фэлкону», планер F-35 выполнен по нормальной аэродинамической схеме. Наличие V-образного оперения означает, что данный истребитель избавился от недостатка своего предшественника.
По указанной причине F-35 не может уступать в маневренности упомянутому F-16. Вопреки популярным убеждениям, что «Лайтнинг» совершенно беспомощен в ближнем бою против истребителей 4 поколения.
Кадры, на которых представлены полеты на критических и закритических углах атаки. Фактически спиной вперёд. Конечно, это не сверхманевренный Су-35, но игнорировать возможности американского истребителя не стоит
В) Продолжая внешний осмотр планера F-35, можно отметить наличие единственного двигателя, размещённого вблизи центра масс. И заметное сокращение размеров носовой части, ввиду установки компактной БРЛС с АФАР.
Влияние данных аспектов на летные характеристики и маневренность можно оценить только как «положительное».
Г) Как и у всех представителей 5-го поколения, у «Лайтнинга» присутствует высокая степень интеграции крыла и фюзеляжа. Да, речь ведётся об интегральной компоновке.
Неизвестное широкой публике «правило площадей» и бесплодные дебаты о границах самого понятия (какая компоновка у F-15 и F-16 — полуинтегральная или неинтегральная?) мы оставим для другого случая.
Мы остановимся на самом нейтральном определении. При наличии интегральной компоновки каждый элемент настолько сильно влияет на другие элементы, что при расчётах их невозможно рассматривать изолированно друг от друга.
У «Молнии» переразмеренный широкий фюзеляж с «чистыми» поверхностями, где нельзя провести чёткую границу между крылом и фюзеляжем. Признаки интегральной компоновки.
В заключение прозвучит такая ремарка. Интегральная компоновка — безусловно положительное качество, которое улучшает ЛТХ истребителей.
Д) Фюзеляж F-35 переразмерен в области центроплана. Появление «лишних» объёмов было связано с необходимостью разместить отсеки вооружений и получить увеличенный запас топлива. У версии с вертикальным взлетом (F-35B) часть этих объёмов используется для установки подъёмного вентилятора.
Утверждения о негативном влиянии широкого фюзеляжа на скоростные качества «Лайтнинга» не вызывают большого доверия. Главным источником сопротивления в полете было и остаётся крыло. Десятки квадратных метров, установленные под углом к воздушному потоку. Вклад фюзеляжа в создание сопротивления весьма незначителен.
Подтверждением этого тезиса является один парадоксальный факт. Все скоростные рекорды начала 1930-х гг. принадлежали летающим лодкам — с огромными уродливыми поплавками. Уменьшенное крыло и возросшая посадочная скорость заставили садиться на воду. А с точки зрения воздушного сопротивления эффект от сокращения площади крыла превзошёл все остальные, не самые приятные изменения в облике самолетов-рекордсменов.
В облике современного «Лайтнинга» отсутствуют какие-либо явные признаки ущербности. Так же как и свидетельства каких-либо выдающихся ЛТХ. Нормальная аэродинамическая схема и двигатель без ОВТ. Новый тип многоцелевого истребителя США и стран НАТО, в котором были устранены основные недостатки его предшественников.
Расчёты скорости крена при различных углах атаки оставим специалистам авиационной отрасли. Автор перечислил очевидные вещи, из которых следует, что F-35 использует традиционный набор приёмов и конструктивных решений. Многократно аппробированных на других типах истребителей.
Сердце машины
Каждый знаменитый самолет появился благодаря наличию удачного двигателя. Воздушный триумф истребителей Ла-5ФН, МиГ-15 или британского «Спитфайра» начинается с историй появления моторов «АШ-82», «Климов ВК-1» и «Роллс-Ройс Мерлин». Потому что самые лучшие идеи авиаконструкторов лишены смысла без силовой установки нужных параметров. На двигатель «завязана» весовая спираль. ЛТХ при обозначенной взлетной массе и боевая нагрузка.
Технологический уровень 1960-1970-х гг. позволял создание боеспособных однодвигательных истребителей с нормальной взлетной массой 12-15 тонн. Максимальная взлетная масса таких самолетов могла достигать 17-19 тонн. Примерами служат МиГ-23, F-16 или Мираж 2000.
В начале ХХI века был создан однодвигательный F-35 с нормальной взлетной массой свыше 20 тонн.
Предпосылкой к созданию такого самолета стал двигатель Пратт&Уитни F-135, который развивает большую тягу, чем оба двигателя истребителя МиГ-35. Данное сравнение было сделано не с целью дискредитации отечественной техники, а с целью демонстрации серьёзности намерений «вероятного противника».
Здоровенный «Пингвин» появился не на пустом месте. Под рукой у конструкторов, прежде всего, имелся двигатель, позволявший поднять в воздух 20+ тонный истребитель. С возможностью обеспечить F-35 тяговооруженность на уровне ровесников.
О том, что тяговооруженность при нормальной взлетной массе лежит в принятом диапазоне для истребителей 4/5 поколений, свидетельствуют кадры с полетами на закритических углах атаки, «спиной» вперёд. Такое возможно, в первую очередь, за счёт внушительной тяги Пратт&Уитни.
До появления отечественного двигателя «второго этапа» в рамках проекта Су-57 близких аналогов F-135 в мире создано не было. Заявленные 13 тонн тяги в бесфорсажном режиме и 19 тонн на форсаже при собственной «сухой» массе 1700 кг. Значительный отрыв от характеристик предшественников. Это двигатель для истребителя нового поколения.
В качестве общего резюме. Один двигатель выгоден с точки зрения стоимости и эксплуатационных качеств.
Что касается ситуации с отказом двигателя, инциденты опровергают мнение о большей надёжности истребителей с двумя двигателями. Потеря тяги становилась критической ситуацией, лишая пилотов возможности продолжить полет. Летчики полагались не на второй, исправный двигатель, а на катапультное кресло и крепость парашютных строп.
Радар
Масса бортового радиолокатора составляет всего 1 % от взлетной массы, но именно характеристики БРЛС определяют возможности современных истребителей. Факт: за последние несколько десятилетий в воздушных боях, где применялись истребители 4-го поколения, 100 % побед было одержано с применением ракет (УРВВ) средней и большой дальности.
О радаре F-35 известно следующее. Это один из трех типов радаров для истребителей (наряду с РЛС «Раптора» и российской 0Н36 «Белка»), изначально созданный с расчётом на использование АФАР.
Радиолокационные станции RBE-2AA французских истребителей «Рафаль» и другие современные модификации БРЛС истребителей поколения 4+ используют устаревшую архитектуру и ПО, доставшиеся в наследство от их базовых версий с ПФАР. По мнению самих западных военных, такие разработки являются компромиссным решением, не способным реализовать весь потенциал активной фазированной антенны.
Надеяться, что в открытый доступ будут выложены точные сведения о характеристиках и возможностях AN/APG-81, было бы слишком наивно. В самих рекламных буклетах представлены весьма примечательные изображения местности, сделанные с помощью радара истребителя F-35. Заявленное разрешение 30 х 30 см позволяет реконструировать облик цели. Отличить грузовик от танка.
Возможности AN/APG-81 против воздушных целей, видимо, не настолько примечательны, поэтому на них акцентируют меньше внимания.
У АФАР меньшая излучаемая мощность и дальность обнаружения. Из положительных аспектов — расширенные углы обзора, одновременное сопровождение воздушных и наземных целей, большая скрытность при работе. Заявлено использование радара для связи с другими самолетами группы. В этом режиме БРЛС становится точкой доступа Wi-Fi со скоростью передачи данных в 500 раз быстрее, чем принято в стандартной натовской Link-16.
Нейтральное резюме: истребитель F-35 оснащён одним из самых современных радаров, который имеет определённые преимущества над созданными ранее БРЛС.
Вооружение
Боевой самолет — структурный элемент вооруженных сил и военно-промышленного комплекса в целом. История знает примеры, когда широкая номенклатура вооружений и конструкция самолета, совместимая с имеющимися боеприпасами, становились самой ценной характеристикой в боевых условиях. Таким, был, например Юнкерс-88. Совершенно посредственный во всём, кроме наличия 4-х метровой «дыры» в средней, самой нагруженной части фюзеляжа. Огромный бомболюк и обычный с виду отсек, объём которого рационально распределялся при загрузке стандартными бомбами люфтваффе.
Проект F-35 предусматривает использование практически всех авиационных боеприпасов НАТО для поражения воздушных, наземных и морских целей.
Среди них можно выделить, например, такие образцы, как планирующие SDB (Small-Diameter Bomb). Компактные боеприпасы со складными крыльями, наилучшим образом отвечающие требованию к подвеске во внутренних отсеках вооружений.
Малозаметность
Цели данного направления — сокращение дальности обнаружения и снижение вероятности «захвата» головками управляемого оружия. Идея получила всестороннее развитие на протяжении последних десятилетий. «Вероятный противник» всегда заявлял о приоритетности «стелс-технологий». Применение «стелсов» в боевых действиях показало спорные результаты.
Истребитель F-35 имеет широкий набор «стелс» элементов. Это параллельные кромки крыла и горизонтального оперения, S-образные каналы воздухозаборников, полностью утопленный в фюзеляж двигатель, пилообразные кромки крышек технологических отверстий, беспереплётный фонарь и «магическое» радиопоглощающее покрытие, о котором практически ничего неизвестно. В отличие от «Раптора» и В-2 «Спирит», на многоцелевом F-35 было решено отказаться от плоского сопла двигателя, что означает большую тепловую заметность.
Обозначенные технические решения, в т.ч. связанные с параллельностью кромок аэродинамических плоскостей, не являются признаком слабых летных характеристик. Схожие решения наблюдаются в конструкции отечественного Су-57, который представлен как истребитель, имеющий самые высокие ЛТХ среди ровесников.
Эпилог
По состоянию на начало августа было построено 670 единиц F-35 всех модификаций. Истребитель поступил на вооружение ВВС восьми стран мира. В процессе находится реализация контрактов в интересах ещё шести стран.
Истребитель F-35 представлен в трех версиях, появление которых видится логичным при создании «массового» боевого самолета такого класса. Пример — сообщения о перспективном Су-75 Checkmate. В которых также оценивалась возможность создания палубного варианта и СВВП.
При совокупном налете 400 000 часов в авиационных происшествиях были потеряны 4 единицы F-35, что приближает эксплуатацию самолетов данного типа к стандартам безопасности гражданской авиации.
В открытых источниках представлены многочисленные фото- и видеоматериалы о выполнении таких элементов, как дозаправка в воздухе в тёмное время суток или выполнение взлетно-посадочных операций с палуб авианесущих кораблей, в т.ч. ночью. Свидетельства того, что истребитель активно осваивается личным составом и регулярно эксплуатируется в условиях, далёких от идеальных условий испытательных центров.
С другой стороны, официальные источники не скрывают значительное число выявленных недостатков и допущенных ошибок при проектировании. У американцев уже имелся похожий опыт при создании массового многоцелевого истребителя. Который закончился не имеющей аналогов по срокам и стоимости «работой над ошибками».
Программа MSIP (Multinational Staged Improvement Program) по приведению в чувство практически небоеспособного F-16. Который поначалу не мог летать в тёмное время суток и применять оружие за пределами прямой видимости. Несмотря на такие проблемы, в истребителе имелся потенциал и его «допилили» до требуемого уровня. Летать на больших углах атаки F-16 так и не научился. Но стал непременным участником всех вооруженных конфликтов. Приключения этого «чуда-юда» заслуживают отдельного рассказа.
Информация