Основной истребитель флота

В рамках сложившегося стереотипа “Шершень” признан успешным бомбардировщиком, но весьма посредственным истребителем. То же самое относится к модернизированному F/A-18E, получившему приставку “супер”.

Одним словом, самолет с заурядными ЛТХ, который никогда не позиционировался как истребитель для завоевания превосходства в воздухе.

В глубинах военно-технических ресурсов встречается иное мнение конструкторов и специалистов в области механики жидкости и газа. Те утверждают, что конструкция “Хорнета” содержит элементы, нетипичные для самолетов той эпохи.

Развитые вихрегенераторы в корневой части крыла, V-образное вертикальное оперение, прямое крыло — для эффективного маневрирования на малых скоростях. У нового “Супер Хорнета” добавились свои дополнительные особенности. В подтверждение своих выводов спецы публикуют визуализации вихревых течений, вспоминают предысторию появления этой машины и сравнивают различные показатели: двигатель, авионику, оружие.

В результате все сходятся во мнении, что “Шершень” является достойным противником для любого современного истребителя.

“Полет шмеля”

“Дженерал Электрик” F414 — лучший из зарубежных авиационных двигателей для истребителей 4-го поколения. Тяга на форсаже (9900 кгс) при собственной массе чуть более 1 тонны. Четверть века назад, таких показателей не имел никто. А по значению удельной тяги (отношение тяги двигателя к расходу воздуха) он до сих пор остается абсолютным мировым рекордсменом (расход на форсаже 77 кг/с). Что это означает? Всего лишь один из показателей конструктивного совершенства ТРД.

GE F414 — сердце истребителя “Супер Хорнет”.

Являясь идеологическим наследником GE F404 (двигатель старого “Хорнета”), он имеет достаточно отличий, чтобы считаться полностью новым изделием. F414 больше и тяжелее предшественника на 100 кг. Степень повышения давления в его компрессоре увеличена с 25 до 30, при этом новый двигатель развивает на 30% большую тягу. Нетрудно представить, как это расширяет возможности истребителя.

В конструкции F414 использованы технологии двигателей 5-го поколения Дженерал Электрик YF120, создававшихся для перспективного истребителя YF-23 (соперника победившего в конкурсе YF-22 “Раптор”).

10 тонн бушующего огня. На его фоне двигатели европейских боевых самолетов — французского “Рафаля” (двигатель М-88), шведского “Грипена” (RM12, лицензионная версия GE F404) и “Еврофайтера” (Eurojet 2000) кажутся физически отсталыми родственниками. Слишком очевидно превосходство F414 над европейскими образцами периода 90-х гг.

Все это — веский аргумент, указывающий на неожиданно высокие ЛТХ обновленного “Шершня”. При нормальной взлетной массе в пределах 20 тонн F/A-18E будет обладать на четверть большим запасом тяги, чем любой “Рафаль”, со всеми вытекающими последствиями.

Превзойти по конструктивному совершенству F414 удалось только отечественным конструкторам. Современные образцы, например, АЛ-41Ф1С, “переходный” двигатель для истребителей поколения 4+ (так же, как и F414, использующий в своей конструкции элементы двигателей 5-го поколения) демонстрируют совершенно фантастические параметры тяги, до 14,5 тонны на форсаже. При этом, несмотря на 1,5-кратно большую тягу, двигатель для Су-35 всего на четверть тяжелее сходного по назначению “американца”.

С момента презентации (1993 г.) компания “Дженерал Электрик” поставила заказчикам свыше 1000 двигателей F414, которые к настоящему времени имеют суммарный налет более 1 млн. часов.

В целом F414, несмотря на свои показатели, уже является “вчерашним днем”. Новым эталоном и законодателем мод признан могучий F135 (двигатель F-35), способный в одиночку развивать тягу 18,5 тонны.

Однако истребитель “Супер Хорнет” слабее от этого не стал. В перспективе он проиграет битву новым конструкциям, но в ближайшие пару десятилетий F/A-18E намерен действовать в одном строю с F-35.

Бессмысленное дело — ловить осу за хвост

Семейство “Шершней” родилось от прототипа “Нортроп” YF-17. По итогам конкурса он “продул” другому участнику — YF-16 от компании “Дженерал Дайнемикс”. Объективных причин тому было две:

а) “шестнадцатый” летал на тех же двигателях, что и F-15 (“Пратт&Уитли” F100);

б) меньшая стоимость однодвигательного истребителя. Военным не требовался супергерой, им нужен был именно легкий универсальный самолет для работы в паре с тяжелым перехватчиком F-15.

YF-17 вылетел из конкурса ВВС, однако судьба оказалась благосклонна. В конце 70-х гг. ВМС искали замену сразу для нескольких моделей палубных самолетов: устаревшего многоцелевого “Фантома”, штурмовика “Корсар”, а также, в качестве разумного дополнения для крупного и дорогого перехватчика, — F-14 “Томкэт”.

Прототип фирмы “Нортроп” смог произвести впечатление за счет наличия двух двигателей и прямого крыла, обеспечивающего взлет и посадку при малых скоростях и больших углах атаки. Характеристики YF-17 наиболее соответствовали условиям корабельного базирования. Там, где особую ценность приобретали тяговооруженность и особые требования к безопасности, надежности и способности летать на скоростях, близких к скорости сваливания.




С учетом того, что YF-17 уже участвовал в конкурсах, был полностью готов и по маневренности вдвое превосходил “Фантом”, последние сомнения были развеяны.

Истребитель-бомбардировщик McDonnell-Douglas F/A-18 Hornet стал визитной карточкой авиации ВМС США.

Собственно, в чем суть этой истории? “Хорнет” должен быть маневреннее F-16.

Его конструкция в большей мере использовала все достижения аэродинамики истребителей 4-го поколения, а сам “Хорнет” был лишен основных недостатков своего знаменитого конкурента.

По имеющимся данным, однокилевой F-16 первых модификаций терял путевую устойчивость и способность управляться при углах атаки более 10°. Хвостовое оперение попадало в аэродинамическую “тень”, выхода из которой уже не просматривалось. Истребитель “зависал” в этом положении и мог быть выведен из него только применением аварийных средств (тормозного парашюта).

“Хорнет” таких проблем не имел, он мог управлялся при углах атаки до 40°. Говоря простым языком — мог лететь брюхом вперед, при этом, совершая маневры и, по желанию пилота, беспрепятственно выйти из этого состояния. При двухкилевом оперении, отклонение рулей направления в разные стороны позволяло создать пикирующий момент — истребитель опускал нос и выходил на докритические углы атаки.



“Хорнет” имеет мощную четырехвихревую динамику, преимущества которой усиливаются, за счет взаимодействия первичных вихрей с V-образным оперением самолета. Воздушные потоки достигали такой силы, что могли повредить кили. Во избежание этой проблемы пришлось установить в корневой части крыла пару дополнительных гребней, ослабляющих вихрь и принимающих часть нагрузки на себя.




Ничего подобного “шестнадцатый” не имеет. Хотя даже в такой ситуации он сохраняет боеспособность и уже одержал массу побед в воздушных боях — что говорить о более совершенном F/A-18!

Об серьезном недостатке однокилевого F-16 знали по всему миру. Наиболее радикальный вариант модернизации предложила британская Hawker Siddeley. Их концепт P.1202 представлял однодвигательный истребитель, как две капли воды похожий на F-16, главным отличием которого было... двухкилевое V-образное оперение.



Решение с V-образным расположением килей было повсеместно признано верным. Такое расположение килей впоследствии получили все современные самолеты — ПАК ФА, F-22, даже однодвигательный F-35. Что касается европейских “Рафалей” и “Тайфунов”, то они используют схему “бесхвостка” с передним горизонтальным оперением, где “затенение” управляющих плоскостей невозможно.

Развал килей на “Рапторах” и ПАК ФА выполнен не только ради снижения заметности — ведь для стелса предпочтительнее полный отказ от вертикального оперения. Такой самолет сможет выполнять боевые задачи (YB-49, B-2), но о маневрировании на закритических углах атаки ему придется забыть.

Суть в четырехвихревой аэродинамике, идею которой эксплуатируют все лучшие современные истребители. Первым из которых был “Хорнет”.

К этому еще можно добавить задорновское “НУ ТУПЫ-ЫЕ”. Впрочем, если мы делаем технический обзор, то сарказм придется оставить в стороне.

Словно кинжалом, оса владеет жалом

Схожее обозначение, разные самолеты. Пример — отечественные ракетоносцы Ту-22 и Ту-22М.

Аналогичная ситуация с F/A-18C и новым F/A-18E. Представленная иллюстрация демонстрирует эти различия.



Спутать их можно только издалека. О принадлежности к одному семейству напоминают лишь схожие очертания и аэродинамическая схема. В остальном это совершенно разные истребители.

F/A-18E гораздо крупнее и массивнее своего предшественника. Масса “Супер Шершня” увеличилась на 3 тонны, максимальный взлетный вес — на 7 тонн. Внутренний запас топлива возрос с 5 до 6,7 тонны.


Под фюзеляжем F/A-18E закреплен продолговатый бак с крыльчаткой (очевидно, вспомогательный привод насоса). Это не обычный подвесной бак, а заправочный контейнер. Истребитель способен выполнять функции воздушного заправщика для остальных самолетов боевой группы

Площадь крыла выросла на 8 кв. метров, тяга двигателей — почти на 30%. Резко увеличилась площадь наплывов-вихрегенераторов и хвостового оперения. Благодаря указанным приёмам ЛТХ изрядно потяжелевшего “Супер Хорнета” сохранились на уровне оригинального F/A-18С. Об изменениях в БРЭО и внедрении элементов снижения заметности будет рассказано чуть позднее.

Авиамоделисты легко отличат “Супер Хорнет” по форме воздухозаборников: они имеют прямоугольное сечение.

Эксперты в области аэродинамики напомнят об отказе от прорезей в наплывах крыла для перетекания избыточного количества воздуха с нижней на верхнюю поверхность крыла. За время эксплуатации оригинальных “Шершней” каких-либо заметных преимуществ от этих прорезей выявлено не было.

Аэродинамика истребителей 4-го поколения поначалу исключала наличие приемов снижения заметности. Тем не менее, технология “стелс” стала одним из магистральных направлений в ходе эволюции F/A-18.

Несмотря на жесткие ограничения, не позволившие использовать ключевую идею современного “стелса” (параллельность граней и кромок), в конструкции “Супер Шершня” реализованы самые масштабные меры по снижению заметности среди всех истребителей поколения 4+.

Основные усилия направлены на снижение ЭПР при облучении F/A-18E с фронтального направления. Каналы воздухозаборников искривлены для отражения излучения от стенок в сторону от продольной оси самолета. Перед лопатками компрессора дополнительно установлены радиальные блокеры-крыльчатки.

Края створок технологических отверстий и створок ниш шасси имеют пилообразную форму. Отдельные элементы конструкции (каналы воздухозаборников) облицованы радиопоглощающими материалами. Большое внимание уделено устранению зазоров между панелями обшивки.

Как и все меры технологии “стелс“, они направлены на затруднение раннего обнаружения и срыв захвата головками самонаводящихся ракет.

Меры по снижению заметности не входят в противоречие с летными характеристиками “Супершершня”. Единственный параметр, на котором негативно отразились изменения, — это цена истребителя.

БРЭО многоцелевого истребителя “Супер Хорнет”, как и у всех современных истребителей поколения 4+, выполнено по модульной схеме. Состав прицельно-навигационного оборудования может меняться в зависимости от предстоящих задач.

Основную роль играют подвесные прицельные контейнеры для обеспечения управления высокоточным оружием. Авиация военно-морских сил использует собственную линейку ПНК, отличную от стандартных для военно-воздушных сил контейнеров LANTIRN и LITENING.

При эволюции “Хорнета”, его устаревший контейнер AN/AAS-38 “Nitehawk” (для обнаружения и подсветки лучом наземных целей) заменен на современный комплекс AN/ASQ-228 ATFLIR (аббр. “современный тактический контейнер переднего обзора в инфракрасном спектре”), расширяющий возможности при действиях на любых высотах. В обтекаемом контейнере длиной 1,8 метра и массой 191 кг, помимо тепловой (ИК) камеры, установлены лазерный дальномер, телекамера для детального обзора выбранного участка местности, а также оборудование для подсветки цели.

По данным разработчика (Ratheon), оборудование контейнера ATFLIR способно обнаруживать цели и наводить оружие на расстоянии до 60 км по наклонной.

Всего, по данным открытых источников, в ВМС США поставлено 410 таких контейнеров.


Боевой воздушный патруль над Афганистаном, на узлах подвески видны КАБ с лазерным и GPS-наведением, на подфюзеляжном держателе — прицельный контейнер

Ввиду слабого затухания радиоволн в атмосфере и их малой восприимчивости к атмосферным явлениям (облачность, осадки), делающим невозможным наблюдение в иных диапазонах, главным средством обнаружения в авиации остается радиолокатор.

С 2007 года на истребителях “Супер Хорнет” устанавливается радар AN/APG-79 с активной фазированной антенной. В теории его преимущества очевидны:

— меньшие массогабариты: за счет меньших размеров самой антенны, отсутствия лампы высокой мощности и связанных с ней системы охлаждения и блока питания высокого напряжения;

— высокая чувствительность и разрешающая способность, возможность масштабирования и работа в режиме "увеличительного стекла" (идеально для работы "по земле");

— ввиду большого кол-ва передатчиков АФАР имеет больший диапазон углов, на который могут быть отклонены лучи — снимаются многие из ограничений геометрии решеток, свойственных ФАР.

На практике заявленный рост боевых возможностей не подтвердился.


(Из доклада Director of Test & Evaluation (DOT&E), 2013 г.).

Одной из причин многомиллионного фиаско считается устаревшая аппаратная “начинка” и ПО радара, не позволяющая воспользоваться всеми преимуществами АФАР. Радар APG-79 является модернизировнной версией APG-73, отличающейся от предшественника новой антенной. Который, в свою очередь, является модернизацией устаревшего APG-65, принятого на вооружение в 1983 г. в качестве основной РЛС истребителя-бомбардировщика “Хорнет”.

С похожими трудностями столкнулись французы в ходе создания радара с АФАР для истребителя “Рафаль”. Thales RBE-2-AA также является импровизацией на базе радара RBE-2 с обычной ПФАР, со всеми вытекающими последствиями. Именно по этому особый интерес представляет авионика истребителей F-22 и F-35 (радар APG-81), единственных, кто имеет современные (а не модернизированные версии старых РЛС), изначально рассчитанные под АФАР.

Перспективы

Как и его предшественник, “Супер Хорнет” серийно производится в двух основных модификациях: одноместном F/A-18E и двухместном F/A-18F (одна треть всех выпущенных истребителей). В кабине “спарки” нет стажера с инструктором, она не для учебных целей. Члены экипажа — пилот и оператор вооружений. Для повышения эффективности при атаке наземных целей с применением управляемых вооружений.

Последней из серийных модификаций “Супер Хорнета” (2006 — н. в.) стал “охотник” за радарами EF-18G Growler (“Ворчун”).

С 1997 года фирма “МакДоннелл-Дуглас” находится в составе компании “Боинг”. Новый владелец продолжает рассматривать “Супер Хорнет” в качестве успешного продукта в нише легких многоцелевых истребителей, способного “отжать” часть заказов у своего главного конкурента — F-35.

Так, 2011 года в ходе авиашоу на индийской авиабазе Бангалор был представлен концепт обновленного F/A-18F по программе “International Roadmap”. В авиационных кругах проект получил неофициальное имя “Сайлент Хорнет” (“Тихий шершень”, с намёком на технологию “стелс”).



Как ожидается, предложенная модификация истребителя XХI в. получила конформные топливные баки и “стеклянную кабину” с широкоформатным дисплеем для визуального облегчения восприятия информации, выводимой методом микширования (совместного наложения тактической информации от разных датчиков). Главной “изюминкой” стал подвесной стелс-контейнер для размещения вооружений.



Вопреки стараниям “Боинга”, потенциальные заказчики неизменно выбирают F-35, видя в нем более перспективную платформу с “начинкой” нового поколения.

Последняя надежда менеджеров и конструкторов связана с приходом Д. Трампа. Выступая на заводе “Боинг” в декабре 2016 года, новый президент США намекнул на возможность получения крупного заказа на наиболее современную модификацию “Супер Шершня”, получившую обозначение F/A-18XT.


В статье использованы материалы сайта paralay.com и научной работы П. Булата, посвященной всесторонней оценке технических решений в современной авиации.