Опытный самолет F-16XL

Опытный самолет F-16XL


В феврале 1980 года General Dynamics предложила использовать версию Fighting Falcon с радикально модифицированной формой крыла, первоначально предложенную для использования на сверхзвуковых авиалайнерах типа Конкорда. Проект получил название SCAMP (Supersonic Cruise and Maneuvering Program), а затем был переименован в F-16XL. Дельтовидное треугольное крыло с двойной стреловидностью по передней кромке обладало общей площадью в 58.8 квадратных метра (более чем вдвое превышая площадь стандартного крыла F-16).

Целями исследований были новаторские формы и кривизна профиля крыла для обеспечения эффективной сверхзвуковой крейсерской скорости, сохраняя при этом маневренность до звуковых истребителей. Конструкция должна была обеспечить низкое сопротивление при высоких дозвуковых или сверхзвуковых скоростях без ущерба маневренности на низких скоростях.


Опытный самолет F-16XL


Программа первоначально финансировалась заводом-изготовителем и в ней было задействовано два опытных F-16A. В конце 1980-х ВВС США и General Dynamics договорились о совместной программе испытаний, а ВВС предоставили третий и пятый опытные F-16 (бортовой номер А-3, серийный номер 75-0747 и А-5, серийный номер 75-0749) для переоборудования в прототипы F-16XL.

Фюзеляж был удлинен на 142 см до 16.5 метров посредством двух новых вставок на стыках между тремя основными узлами фюзеляжа: одна 66-и сантиметровая вставка была размещена в точке заднего сопряжения крыла (rear split point), а 76-и сантиметровая в передней. Однако задняя 66-и сантиметровая вставка не представляла из себя непрерывный сегмент от основания до вершины. Below the wing, a 26 inch segment was inserted just aft of the main landing gear, above the wing the segment was still 26 inches long, but inserted 26 inches farther aft than the segment below the wing. Под крылом эта вставка, 26 дюймов сегменте вводили непосредственно в кормовой части основного шасси, над крылом сегменте по-прежнему 26 дюймов в длину, но вставлены 26 дюймов дальше кормовой чем сегмент под крылом. В результате эта вставка была похожа на обратную "Z". Удлинения фюзеляжа позволили сделать хвостовую часть скошенной до 3 градусов, необходимых для предотвращения касания сопла двигателя взлетно-посадочной полосы во время взлета и посадки.

Опытный самолет F-16XL

По той же причине XL не имеет подфюзеляжных килей, но они ему и не нужны, так как в целом характеристики стабильность XL оказались выше, чем у F-16.

Опытный самолет F-16XL


Шестидесяти шести сантиметровая вставка повлияла на воздухозаборник двигателя своей нижней частью, потому как передняя вставка фюзеляжа была применена только к верхней части фюзеляжа. В результате воздухозаборник двигателя F-16XL оказался на 66 см длиннее, чем на стандартном F-16A.

Опытный самолет F-16XL


Форма крыла в плане была изменена на стреловидное крыло с изломом по передней кромке площадью на 120% больше, чем оригинальное крыло F-16. С целью сохранения веса нового крыла в его верхних и нижних слоях обшивки широко использовались углеродные композиционные материалы. Таким образом, экономия веса только в крыльях составила 272 килограмма. Конструкция лонжерона крыла обладает углом стреловидности от 50º до 70º и стала на 1179 килограмма тяжелее оригинального. Увеличение внутреннего объема, как за счет удлинения фюзеляжа, так и расширения крыла увеличило на 82% внутренние топливные емкости, а увеличившаяся площадь крыла позволила увеличить количество точек подвески до 27-и увеличив при этом боевую нагрузку почти в 2 раза. Несмотря на получившееся удлинение фюзеляжа, новое обозначение XL вовсе не обозначает "Extra Large" (очень большой).

Опытный самолет F-16XL


Посредством улучшения формы крыла и оптимизации кривизна профиля, окончательная конфигурация самолета обеспечила 25%-ное улучшение максимальной подъемной силы относительно F-16 на сверхзвуковых скоростях и 11%-ное улучшение на дозвуковых. Управляемость F-16XL достаточно отличалась от стандартного F-16, обеспечивая более устойчивый (гладкий) полет на высоких скоростях и малых высотах. В итоге получился очень дельный истребитель ​​с большим крылом обеспечивающим интеграцию большого количества вооружения на внешних подвесках.

Опытный самолет F-16XL


Первый из двух F-16XL (серийный номер 75-0749) подвергшихся изменению был одноместным и оснащался турбореактивным двигателем F100-PW-200. Впервые его поднял в небо 3-го июля 1982-го года Джеймс Мак-Кинни (James McKinney). Второй F-16XL (серийный номер 75-0747) первоначально оснащался турбореактивным двигателем General Electric F110-GE-100 с тягой 13 тонн. Он был переделан из 3-го опытного самолета (бортовой номер А-3), который был серьезно поврежден в аварии при посадке во время дня открытых дверей в августе 1980-го года. При взлете у самолета лопнула шина носового шасси. Было принято решение садиться не выпуская шасси. В результате самолет сильно пострадал. Когда планер прибыл в Форт-Уэрт для использования в программе XL у него отсутствовала вся передняя часть самолета. В процессе ремонта он был переоборудован в двухместный. В качестве самолета XL он в первый раз был поднят в воздух 29-го октября 1982-го года пилотируемый Алексом Вольфом (Alex Wolf) и Джимом Мак-Кинни (Jim McKinney).

Опытный самолет F-16XL


В марте 1981-го года ВВС США объявили о создании нового усовершенствованного тактического истребителя. General Dynamics предложила на конкурс истребитель F-16XL, а компания McDonnell Douglas двухместный F-15B Eagle. Благодаря увеличенным емкости топливной системы и боевой нагрузки F-16XL мог нести в два раза больше вооружения чем F-16 и обладал увеличенной на 40% дальностью полета. Повышеная боевая нагрузка могла быть размещена на 27-и узлах подвески расположенных следующим образом:

16 под крыльями по 340 кг каждая
4 для подвески ракет AMRAAM AIM-120, частично скрытых в корневой части крыла
2 на законцовках крыла
1 центральный подфюзеляжный пилон
2 под крыльями для "тяжелых" боеприпасов
2 в нижней передней части фюзеляжа для низковысотных навигационных прицельных инфракрасных систем LANTIRN

Опытный самолет F-16XL


Тем не менее, "тяжелая" подвеска на каждом крыле располагалась на том же расстоянии от центра фюзеляжа, что и две обычные подвески. Это означает, что можно было использовать либо одну "тяжелую" либо две обычные подвески, но не то и другое одновременно.

Кроме того, когда на "тяжелой" подвеске размещался дополнительный топливный бак, он физически закрывал еще одну точку подвески под крылом. Поэтому с внешними топливными баками максимальное количество точек подвески для вооружения на крыльях сокращалось до 10. С другой стороны, устройство для крепления двух бомб могло быть также размещено под фюзеляжем. Без использования дополнительных топливных баков максимальное количество боеприпасов калибра 227 кг было увеличено до 16. XL также мог нести под фюзеляжем, сбрасываемый 1100 литровый топливный бак.

Опытный самолет F-16XL


В феврале 1984-го года ВВС США объявили о предпочтении истребителя McDonnell Douglas известного как F-15E Strike Eagle. Если бы F-16XL выиграл конкурс, то были бы произведены самолеты F-16E как одноместные и F-16F как двухместные. Ведущий инженер проекта XL Джон Г. Уильямс (John G. Williams) сказал: "XL чудесный самолет, но он стал жертвой ВВС США желающих продолжить производство F-15, что вполне объяснимо. Иногда вы выигрываете эти политические игры, иногда нет. По большинству параметров XL превосходит F-15 в качестве штурмового самолета, но и F-15 достаточно хорош."

После проигрыша в конкурсе министерства обороны летом 1985-го года General Dynamics вернул оба F-16XL в Форт-Уэрт, где и разместил их на хранение. Эти самолеты совершили 437 и 361 вылетов соответственно, и хотя сверхзвуковая крейсерская скорость без форсажа была первоначальной целью программы F-16XL, самолет так ни разу и не смог её выполнить в полной мере.

В конце 1988-го года оба опытных образца были изъяты с хранения переданы NASA, где им были присвоены бортовые номера 849 (А-5, #75-0749) и 848 (А-3, #75-0747). В NASA они использовались для изучения концепции аэродинамики крыла для улучшения воздушного потока при сверхзвуковом полете.

Опытный самолет F-16XL


Опытный самолет F-16XL


Опытный самолет F-16XL


Первый F-16XL снова поднялся в воздух 9-го марта 1989-го года и перелетел в летно-исследовательский центр Эймс-Драйден на авиабазе Эдвардс. Этот самолет был модифицирован для исследования влияния движения вихревых потоков вдоль крыла. Для этого на экспериментальной титановой части левого крыла (так называемые перчатки) были проделаны лазером миллионы крошечных отверстий (около 2500 отверстий на квадратный дюйм, всего половина квадратного метра отверстий).

Целью этого устройства разработанного и построенного Rockwell International's North American Aircraft Division было удерживать (путем активного подсоса) пограничный слой воздуха, обеспечивая его ламинарное течение. Этот турбулентный слой воздуха, образующийся как правило на поверхности крыла, отрицательно влияет на летные характеристики, вызывая повышенные сопротивление и расход топлива. Удаляя турбулентный слой воздуха, ламинарный поток касается поверхности крыла создавая при этом гораздо меньше сопротивление. Исследования НАСА по улучшению ламинарного потока начались в 1926-ом году, когда предшественник организации НАСА, Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA) сфотографировал турбулентность воздушного потока в аэродинамической трубе в своем исследовательском центре Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния. В воздушный поток был введен дым и сфотографирован, демонстрируя визуальные признаки турбулентности на верхней поверхности крыла.

Опытный самолет F-16XL


Ранние исследования привели к рекомендациям об устранении источников возникновения турбулентности и ликвидации выступающих головок заклепок и других конструктивных особенностей способствующих возникновению турбулентности при высоких скоростях полета.

Первый полет с новым крылом состоялся 3-го мая 1990-го года, самолетом управлял пилот Стив Ишмаэль (Steve Ishmael). В январе 1995-го года он провел серию скоростных испытаний совместно с самолетом НАСА SR-71. Самолеты были использованы для изучения характеристик звукового удара в рамках программы создания сверхзвукового пассажирского самолета. Скорость во время этих испытательных полетов колебалась от 1.25 Маха до 1.8 Маха. Во время полетов инженеры зафиксировали как на звуковые удары влияют атмосферные условия.

Опытный самолет F-16XL


Позже борт номер один был передан НАСА в Лэнгли, штат Вирджиния, где он входил в программу летных испытаний с целью улучшения летных характеристик при взлете и снижения шума двигателя. Он был выкрашен в черный цвет с желтыми полосами и белой передней частью фюзеляжа. Самолет номер 849 вернулся на авиабазу Эдвардс в 1995-ом году где он принял участие в исследовании звуковых ударов совместно с SR-71A.

Опытный самолет F-16XL


Второй F-16XL (двух-местный) был доставлен в НАСА с экспериментальным двигателем, который необходимо было заменить до начала проведения летных испытаний. NASA приобрело двигатель General Electric F110-129 обеспечивший на удивление хорошие характеристики. Сверхзвуковая крейсерская скорость в 1.1 Мах была случайно достигнута уже в начале программы на высоте в 6000 метров. Пассивные "перчатки" (обтекатель из пены и стекловолокна) были установлены на правое крыло с целью исследования аэродинамических характеристик вдоль передней кромки на сверхзвуковой скорости, шумов и давления. На левое крыло был установлен новый активный обтекатель ​​(вдвое превышавший по размерам установленный на предыдущем самолете) изготовленный из пенопласта и стекловолокна обтекатель вокруг испытательной секции из высокотехнологичного композита с пористой обшивкой из титана. Несмотря на несимметричность крыльев, самолет оказлся легок в управлении.

Опытный самолет F-16XL


Опытный самолет F-16XL


Обтекатель имеет максимальную толщину в 63 мм и покрывает 75% поверхности крыла и 60% его передней кромки. S-образный контур крыла был продлен по левой стороне прямо вперед чтобы более точно соответствовать предлагаемой форме крыла сврхзвукового пассажирского самолета. Активный участок (средние 66% от обтекателя) имеет по крайней мере 2500 проделанных лазером отверстий и покрывает по крайней мере площадь в 0.9 квадратных метра. Отверстия ведут в 20 полостей под поверхностью крыла используемых для управления подсосом на поверхности крыла. Обтекатель приклеен к самой обшивке при помощи эпоксидных смол. После того как с самолета была удалена краска, на композитную обшивку были нанесены пару слоев стекловолокна, выступающих в качестве защиты обшивки при демонтаже обтекателя. В настоящее время этот самолет используется в качестве тестового стенда в исследовательском проекте сверхзвукового ламинарного потока.

Опытный самолет F-16XL


Летно-технические характеристики:
Экипаж: один (два на втором XL)
Длина самолета со штангой ПВД: 16.51 м
Размах крыла: 10.44 м
Высота: 5.36 м
Площадь крыла: 61.59 м²
Вес пустого самолета: 9980 кг
Максимальный взлетный вес: 21800 кг
Тип двигателя: турбореактивный Pratt & Whitney F100-PW-200, General Electric F110-GE-129 (второй самолет)
Тяга: 54.5 кН, 76.3 кН (второй самолет)
Максимальная тяга: 106.0 кН, 128.9 кН (второй самолет)
Максимальная скорость на высоте 12000м: 1.8 Маха/2027 км/ч, 2.05 Маха/2253 км/ч (второй самолет)
Крейсерская скорость: 965 км/ч
Практическая дальность: 4590 км
Практический потолок: 15 240 м
Скороподъемность: 315 м/с
Максимальная эксплуатационная перегрузка: 9
Вооружение: шестиствольная20-мм пушка General Electric M61A1 Vulcan (6000 выстрелов в минуту, 511 патронов)
Боевая нагрузка: - 6800 кг на 17-и узлах подвески
Автор: профессор


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 7
  1. Bongo 13 мая 2013 08:23
    Интересная статья! Однако стоит добавить, что эти самолеты до сих пор "на ходу", находятся в Лётно-исследовательском центре на авиабазе Эдвардс.
  2. Nayhas 13 мая 2013 09:11
    Красивая машина, хорошая статья.
    1. Vashestambid2 13 мая 2013 14:48
      В СССР в 90-х хотели запустить ударную версию МиГ-29Ш возможно с крылом типа Delta похожий на F-16XL. Думаю что в такой конфигурации МиГ-35 будет более полезней. good
      Vashestambid2
  3. OTAKE 13 мая 2013 09:19
    тоже интересный девайс
    OTAKE
  4. Mozart 13 мая 2013 09:30
    Ну и про наш Аналог будет уместно вспомнить. http://www.testpilots.ru/tp/russia/mikoyan/mig/21/i/mig21i.htm
  5. avt 13 мая 2013 09:42
    О какую древность профессор раскопал ! smile Помню его ,еще в это время они с ПГО на F-16 экспериментировали .
    avt
    1. Bongo 13 мая 2013 11:48
      С ПГО, это F-15 STOL/MTD, на нём велись исследования по повышению манёвренности и укорочения взлёта и посадки.
      1. Argon 13 мая 2013 12:12
        Был еще и F-16,ПГО у него стояло на воздухозаборнике,под некоторым углом вниз.
  6. Argon 13 мая 2013 10:38
    Так как про ЭДСУ машины не упоминается,трудно судить о характеристиках маневренности.По моему мнению она хуже оригинала,взлетно-посадочные уж точно,очевидно по этому на вооружение и не приняли,да еще и на безфорсажный сверхзвук так и не вышел.Вообще F-16 своеобразный рекордсмен по экспериментам с общими схемами;"классика",данная"безхвостка","триплан"изр
    аильский "Лави" начинался с F-16 "утка",еще была "безхвостка" с заоваленным в плане крылом
    ,странно,что для испытаний КОС использовался F-5.

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гость, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня