Американский экспериментальный самолёт Lockheed XST Have Blue

Основным средством обнаружения самолетов со времен Второй мировой войны стал радиолокатор, который и по сей день не имеет равных по всепогодности применения и дальности действия. Практически одновременно с первыми радиолокационными станциями появились и средства радиоэлектронного противодействия, призванные создавать помехи их работе. В этот же период предпринимаются первые попытки уменьшить собственную радиолокационную заметность военной техники. Так, например, немцы в 1944 году стали покрывать шнорхели (устройство для работы под водой дизелей) и перископы своих подлодок радиопоглощающими материалами. По некоторым сообщениям, в 1945 году в Германии создали один из первых истребитель, на котором предполагалось применение радиопоглощающих материалов – реактивный «Хортен» Но.IX. На серийных образцах данного «летающего крыла» планировали использовать фанерную обшивку, которая пропитывалась специальным клеевым составом, содержащим опилки и древесный уголь. В чрезвычайную оборонную программу включили производство 20 таких истребителей, но катастрофа единственного опытного самолета и крах Третьего рейха эти работы прервали.

Редкий снимок HB 1002 в полете - хорошо видна экзотическая форма самолета и сильная прямая стреловидность передней кромки крыла. Обратите внимание на граненые элевоны, подвижные хвостовые плоскости и убираемую ножевую антенну на нижней поверхности правой плоскости крыла.



Авиация в первые годы после войны развивалась настолько быстро, что радиолокационная техника за ними не могла угнаться, и задача снижения радиолокационной заметности самолетов стала менее актуальной. Однако определенные работы в данной области все же велись. Так, например, выдающийся американский авиаконструктор Clarencel «Kelly» Jonson при проектировании высотного разведчика «Локхид» U-2 стремился минимизировать габариты машины, сделав, таким образом, ее менее заметной для радаров. В Советском Союзе проводились исследования по снижению радиолокационной заметности за счет применения специальных радиопоглощающих материалов и структур. В частности, в ОКБ Мясищева рассматривали пути снижения эффективной поверхности рассеивания стратегического бомбардировщика ЗМ.

С появлением в США и СССР в конце 1950-х годов зенитных ракетных комплексов оснащенных высотными ракетами и мощными радиолокационными станциями, вопрос уменьшения радиолокационной заметности самолетов стал вновь актуальным.

Ведь главным средством, которое позволяло избежать обнаружения локаторами противника, в то время считался уход на предельно малые высоты, а это приводило к повышению утомляемости экипажа, перерасходу топлива и общему снижению боевых возможностей. Отсюда вытекает основная идея ударного самолета имеющего малую заметность: он должен лететь над прикрытой средствами противовоздушной обороны территорией, на большой и средней высоте. Благодаря этому осведомленность экипажа об обстановке улучшается, поиск наземных целей на больших дальностях облегчается и траектория падения бомб становится более отвесной, что повышает точность и увеличивает проникающую способность бомб. Возможность полета на средних высотах повышает эффективность лазерной подсветки целей собственным управляемым средствам поражения.

Первой крупной попыткой снижения эффективной поверхности рассеивания стала программа сверхзвукового высотного разведчика «Локхид» SR-71, который также был разработан под руководством Джонсона. Компоновка данного самолета главным образом определялась аэродинамическими требованиями, однако ее особенности (форма поперечного сечения фюзеляжа, форма гондол двигателей, их сопряжение с крылом, кили с небольшим отклонением внутрь) способствовали и уменьшению эффективной поверхности рассеивания. Также компания разработала радиопоглощающую внутреннюю шиловидную конструкцию с пластиковым сотовым заполнителем. Ее применили в боковых наплывах, элевонах и носках крыла исходного варианта данного самолета, который получил обозначение А-12. На его основе был создан SR-71 (в воздух впервые поднялся 22 декабря 1964 года). Радиопоглощающий материал у него сохранили в конструкции элевонов и носков крыла. SR-71 был покрыт специальной краской имеющей высокую теплоизлучательную способность, что снижало температуру обшивки во время крейсерского высотного полета. Использование в качестве ее основы феррита, позволило уменьшить радиолокационную заметность самолета благодаря более равномерному отражению электромагнитных волн. Эффективная поверхность рассеивания самолетов SR-71 и А-12 была меньше, чем у U-2. Разработанный позднее дистанционно-пилотируемый летательный аппарат D-21 (запускавшийся с бомбардировщика В-52 и SR-71) имел еще меньшую заметность. Поздние варианты U-2 также покрывали ферритовой краской.

Как правило, U-2 и SR-71 относят к первому поколению малозаметных самолетов, F-117A считается представителем второго. Созданию данного самолета предшествовали длительные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, которые в США велись с 1965 года. Стимулом для данных работ стало появление в СССР зенитных ракетных комплексов С-75 и С-125, которые продемонстрировали во Вьетнаме и на Ближнем Востоке довольно высокую эффективность. Надежды на бортовые средства радиоэлектронного противодействия не оправдались – ракетные комплексы быстро совершенствовались, а контейнеры с аппаратурой снижали боевую нагрузку самолетов. В США в 1972-1973 годы испытали выполненный, главным образом, из пластика гражданский четырехместный поршневой самолет «Игл», созданный компанией «Уиндекер», и дальнейшее его развитие – опытный YE-5A. YE-5A имел обшивку из стеклопластика и внутреннюю конструкцию, с применением радиопоглощающих материалов. Испытания увенчались успехом, и в 1973 году военно-воздушные силы США совместно с Управлением перспективных исследований министерства обороны (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) приступили к секретным проектным исследованиям, главной целью которых было создание малозаметного реактивного боевого самолета. Ведущим авиационным концернам выдали специальное задание. На него откликнулись «Боинг», «LTV», «Грумман», «Нортроп» и «Макдоннелл-Дуглас». Фирма «Локхид» в число получивших задание не попала, так как в течение предыдущих 10 лет не занималась истребителями. Но несмотря на это она представила на рассмотрение DARPA инициативное предложение, которое в ноябре 1975 году вместе с проектом компании «Нортроп» выбрали для дальнейших работ по experimental Stealth Technology (XST, экспериментальная техника малой заметности). На фирме «Локхид» всеми дальнейшими работами по «стелсам» занималось Отделение по перспективным разработкам, расположенное в г. Палмдейл, штат Калифорния (полуофициальное называние «Сканк Уоркс»). Именно там ранее создали U-2 и SR-71.

Первый опытный самолет XST "Хэв Блю" фирмы Локхид


Техническим заданием на самолет XST предъявлялись жесткие требования, главным образом, к величине его эффективной поверхности рассеивания. Анализ показал, что применения радиопоглощающих материалов и отдельных «малозаметных» элементов конструкции будет мало, и требуются принципиально новые решения. Реальным выходом из сложившейся ситуации было широкое использование малоотражающих форм. Если до этого обводы самолета определялись, главным образом, аэродинамикой, то теперь она отодвигалась на второй план, а основное внимание уделялось выработке конфигурации планера для снижения его отражательной способности. Наиболее сильные отражатели электромагнитной энергии к тому времени были уже известны. Это так называемые блестящие (зеркальные) точки, которые отражают энергию точно в направлении, откуда пришла волна, стыки поверхностей (уголковые отражатели), и острые кромки несущих поверхностей. Малоотражающая конфигурация планера, таким образом, должна была отличаться интегральной компоновкой с отсутствием выступающих элементов и минимальным числом кромок. Для этого необходимо было обеспечить плавное сопряжение фюзеляжа и крыла. Внутри крыла необходимо было разместить двигатели и целевую нагрузку. Кроме этого, необходимо было максимально уменьшить размеры вертикальные плоские поверхности или исключить их (это самые сильные отражатели, так как облучение самолета наземными радиолокационными станциями происходит, в основном, под пологим углом). Кили, если они сохраняются, отклоняются от вертикали. Непосредственное радиолокационное облучение компрессоров двигателей предотвращается путем применения искривленных каналов воздухозаборников.

В наибольшей степени данным требованиям удовлетворяет «летающее крыло» с плавными обводами, которое, кроме малоотражающей конфигурации, имеет большой внутренний объем для установки двигателей и размещения нагрузки. В Соединенных Штатах подтверждение малой эффективной поверхности рассеивания такой компоновки впервые получили в конце 1940-х годов, когда береговым радиолокатором системы противовоздушной обороны, расположенным южнее Сан-Франциско, облучали бомбардировщик YB-49«Нортроп». Позднее во время маневров НАТО американцами была отмечена сложность радиолокационного сопровождения английского бомбардировщика «Вулкан», который не уступал по размерам В-47, однако его отраженный импульс был в несколько раз меньше.

Можно было предположить, что разработчики самолета XST выберут схему близкую «Вулкану», особенно если учесть, что традиционный недостаток данной компоновки – недостаточная продольная устойчивость – можно было устранить электродистанционными системами управления, появившимися к тому времени. Но на величину эффективной поверхности рассеивания летательного аппарата, влияют не только геометрическая форма и электромагнитные свойства его поверхности, но и соотношение размеров самолета к длине волны облучающего радиолокатора, и ракурс облучения. Это в значительной мере затрудняет определение для «летающего крыла» оптимальной формы поверхности сложной кривизны. Ограниченные возможности компьютеров 1970-х годов, а также сложности математического моделирования эффективной поверхности рассеивания не позволили в то время решить подобную задачу. Проще оказалось определить зависимость эффективной поверхности рассеивания от ракурса облучения для сочетания плоских поверхностей. В итоге компании «Нортроп» и «Локхид» в своих проектах XST приняли решение использовать близкую к «бесхвостке» схему с многогранной (фасеточной) формой корпуса. Данная конфигурация от блестящих точек не избавляет, однако при определенной ориентации кромок и плоских поверхностей дает возможность совместить ракурсы отражения от нескольких элементов конструкции, уменьшив, таким образом, их количество и выведя из сектора наиболее вероятных направлений облучения. Это обозначает, что в данных направлениях фасеточной формой обеспечивается существенное снижение уровня отраженного сигнала во всех диапазонах длин волн облучающей радиолокационной станции. То есть летательный аппарат становится практически невидимым для радаров противовоздушной обороны.

Американский экспериментальный самолёт Lockheed XST Have Blue
HB 1002 готовится к первому полету. Самолет имел все особенности самолета-"невидимки", включая радиопоглощающее покрытие, но не имел носовой штанги - как на первом самолете. Конструкция машины была выполнена преимущественно из алюминия.


Обе компании представили близкие проекты XST. Оба самолета, кроме корпуса фасеточной формы, имели крыло большой стреловидности, двухкилевое оперение с килями, наклоненными внутрь чтобы экранировать выходные сопла двигателей. Основное различие между проектами заключалось в расположении воздухозаборников: фирма «Нортроп» предложила один надфюзеляжный воздухозаборник, расположенный за кабиной летчика сразу, а фирма «Локхид» - два боковых.

На первом этапе программы XST компании для оценки эффективной поверхности рассеивания создали модели в масштабе 1:3. В 1976 году их начали испытывать в безэховых камерах. В середине того же года компания «Локхид» победила в конкурсе, получив контракт на постройку по программе Have Blue пары экспериментальных самолетов. А. Брауна, инженер «Локхид», утверждал, что успеху его компании в значительной мере поспособствовало использование советской технической литературы, в первую очередь, теоретических работ сотрудника Института радиотехники и электроники АН СССР Уфимцева. Его статья о расчетных методах определения эффективной поверхности рассеивания, опубликованная в малотиражном узковедомственном журнале в 1962 году, была в 1971 году переведена на английский язык и использовалась «Локхид» во время разработки программы «Эхо», предназначавшейся для расчета эффективной поверхности рассеивания тел различной конфигурации. Сами американцы пишут, что это дало возможность на 30-40 процентов сократить затраты на разработку XST, а потом и F-117. Проведение испытаний в камерах позволили уточнить конфигурацию самолета, которая была разработана на основе расчетов по программе «Эхо». После этого состоялись продувки в высоко- и низкоскоростных аэродинамических трубах. На них было затрачено 1920 часов. После этого компания «Локхид» изготовила полномасштабную радиолокационную модель, на которой окончательно отработали детали конструкции. В короткие сроки было построено два летных экземпляра.




Экспериментальный «Have Blue» получился небольшим (длина составляла 14,4 м, включая носовую штангу) дозвуковым одноместным летательным аппаратом. Самолет оснащался двумя двигателями J85-GE-4A «Дженерал Электрик», взятыми с учебного палубного самолета «Норт Америкэн» Т-2В практически без изменений. Угол стреловидности дельтавидного крыла по передней кромке равнялся 72,3 градуса. Ни воздушных тормозов, ни закрылков самолет не имел, поскольку их установка неизбежно повышала эффективную поверхность рассеивания. Единственные управляющие поверхности – простые элевоны и пара заваленных внутрь цельноповоротных киля. В основном планер изготавливался из алюминия, с использованием в наиболее теплонапряженных узлах стали и титана. Летчик пилотировал самолет при помощи боковой ручки и педалей. Сигналы от них воспринимала электродистанционная система управления, которая не имела механического дублирования. В ходе испытаний масса машины изменялась в пределах от 4200 до 5680 кг, из которых 1600 кг приходилось на топливо.

Впрочем, конструкция, которая позволяла уменьшить уровень отражения радиолокационного сигнала, стала причиной того что машина была непростой в управлении и техобслуживании. Прочность конструкции также оставляла желать лучшего, прототипы даже получили прозвище "Hopeless Diamond".

В конце 1980-х годов авиационное сообщество, наполненное слухами и обрывками сведений, жаждало раскрыть секреты технологии "стелс". Имеющие отношение к авиации художники рисовали эскизы и изображения таинственного самолета. Но как только F-117 рассекретили, все они - как и приведенный на этом рисунке - оказались далеки от реальности.


Первый запуск двигателя экспериментального «Have Blue» состоялся 04.11.1977 на площадке «Сканк Уоркс», которая примыкала к аэропорту г. Бэрбанк. В связи с высокой секретностью изделия самолет установили между двумя трейлерами, а сверху натянули маскировочную сеть. Гонки двигателей выполнялись исключительно ночью, после того как аэропорт закрывался. Затем самолет был разобран и на борту С-5А 16 ноября доставлен к месту летных испытаний – засекреченная база Грум Лэйк (штат Невада). 1 декабря 1977 года летчик-испытатель Билл Парк поднял в небо первый «Have Blue», который предназначался для изучения характеристик управляемости и устойчивости. Состоялось 36 полетов, однако 4 мая 1978 года во время посадки на большой вертикальной скорости самолет ударился о поверхность взлетно-посадочной полосы. В результате происшествия заклинило правую опору шасси в полуубранном положении. Пилот три раза пытался ее вытряхнуть, прикладываясь к полосе левым колесом, однако успеха не добился. Тогда Парк поднялся на высоту 3 км и катапультировался после выработки всего топлива. Второй экземпляр, изготовленный непосредственно для исследований характеристик заметности, поднялся в воздух 20 июля и в течение года выполнил 52 полета, завершив программу испытаний полностью. Финальная фаза испытаний включала «игру» с реальной противовоздушной обороной, когда самолет пытались «найти» всеми имеющимися средствами. Экспериментальный самолет «Have Blue» продемонстрировал низкую заметность в радиолокационном, акустическом и инфракрасном диапазонах, доказав возможность создания малозаметного боевого самолета.

Летно-технические характеристики:
Размах крыла – 6,86 м;
Длина самолета – 14,40 м;
Высота самолета – 2,28 м;
Площадь крыла – 105,90 м2;
Масса:
- пустого самолета – 4060 кг;
- максимальная взлетная – 5670 кг;
- топлива – 1588 кг;
Тип двигателя 2 турбореактивных двигателя General Electric J85-GE-4A;
Тяга – 2х1338 кгс;
Максимальная скорость – 966 км/ч;
Крейсерская скорость - 456 км/ч;
Продолжительность полета – 1 ч;
Практический потолок – 10200 м;
Экипаж – 1 человек.

Подготовлено по материалам:
http://www.dogswar.ru
http://www.airwar.ru
http://crimso.msk.ru
http://www.gorpom.ru
Автор:
Пётр Улякин
Ctrl Enter

Заметили ошЫбку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

17 комментариев

Объявление

Сайту «Военное обозрение» требуются авторы в новостной отдел. Требования к соискателям: грамотность, ответственность, работоспособность, неиссякаемая творческая энергия, опыт в копирайтинге или журналистике, умение быстро анализировать текст и проверять факты, писать сжато и интересно. Работа оплачивается. Обращаться: smirnovvad@gmail.com

Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо зарегистрироваться.
Уже зарегистрированы? Войти