С 1981 года в США велись исследования и проработки по программе ATF (Advanced Tactical Fighter – усовершенствованный тактический истребитель).
Первоначально на новую машину предполагалось возложить в первую очередь задачи выполнения ударных операций, и в качестве вторичной функции – завоевание превосходства в воздухе. Особое внимание уделялось атакам наземных целей, находящихся на большом удалении от линии фронта. Однако в 1984 году требования к самолету резко изменились, он был переориентирован на решение задач завоевания превосходства в воздухе. Теперь новый истребитель должен противостоять советскому Су-27 – летные качества F-15 «Игл» для этой роли считались уже слишком низкими.
ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
В число основных требований к новому самолету вошли сверхзвуковая крейсерская скорость полета на нефорсажном режиме работы двигателей, пониженная заметность, возможность эксплуатации с взлетно-посадочных полос длиной не более 1000 ярдов (915 м). Также требовались повышенная маневренность на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях, высокая эффективность в воздушном бою, в частности – вне визуального контакта с воздушным противником. В то же время ударные задачи были полностью исключены из спецификации ВВС США, которые справедливо сочли, что важнейшая задача истребителя, ради которой можно пожертвовать остальными его функциями, – завоевание и удержание господства в воздухе.
КОНКУРС
Утвержденными в 1986 году планами ВВС США предполагалась закупка 750 истребителей ATF. В состязание за потенциальный многомиллиардный контракт вступили семь ведущих самолетостроительных фирм – «Боинг», «Дженерал Дайнэмикс», «Грумман», «Локхид», «Макдоннелл Дуглас», «Нортроп» и «Рокуэлл». 31 октября 1986 года было объявлено, что для летных испытаний выбраны проекты групп фирм «Локхид»/«Боинг»/«Дженерал Дайнэмикс» и «Нортроп»/«Макдоннелл-Дуглас». Оба консорциума должны были построить по два самолета-демонстратора для постройки конкурирующих демонстрационных самолетов YF-22 и YF-23. Головными подрядчиками выступили, соответственно, «Локхид» и «Нортроп», с которыми были заключены контракты на сумму по 818 млн долларов. На одном из самолетов каждой группы фирм должен был быть установлен двигатель «Дженерал Электрик» YF120, на другом – «Пратт энд Уитни» YF119 (двигатели также разрабатывались по конкурсной программе).
ДВИГАТЕЛИ
Двухконтурный форсажный ТРД «Пратт энд Уитни» F119-PW-100 с постоянной умеренной степенью двухконтурности является дальнейшим развитием ставших классикой двигателей семейства F100. Двигатели первых серий имели максимальную статическую тягу 13 900 кгс, с возможностью в дальнейшем ее увеличения до 15 900 кгс. Двигатель фирмы «Дженерал Электрик» имел гораздо более интересную конструкцию. С целью оптимизации удельного расхода топлива на разных режимах полета F120 мог менять в полете степень двухконтурности: на дозвуке она была больше, на сверхзвуке – уменьшалась благодаря наличию створок перепуска воздуха между трактами компрессора и вентилятора. Но, несмотря на безупречную работу, по стоимости и по сложности конструкции двигатель «Дженерал Электрик» проигрывал изделию фирмы «Пратт энд Уитни» (поэтому в дальнейшем именно F119 был выбран в качестве силовой установки для победившего в конкурсе ATF истребителя F-22).
ОБЛИК «ЧЕРНОЙ ВДОВЫ»
YF-23 отличался интегральной аэродинамической схемой с ромбовидным в плане среднерасположенным крылом со срезанными законцовками и V-образным оперением. Основное внимание разработчики уделили улучшению сверхзвуковых характеристик и уменьшению радиолокационной, инфракрасной и визуальной заметности самолета. На YF-23 были применены малоотражающие внешние формы и радиопоглощающие материалы. Самолет имел в плане контуры, образованные прямыми линиями. В результате число направлений пика отражения радиолокационных волн было снижено до четырех, а на других ракурсах радиолокационная заметность самолета была снижена весьма значительно. Передние и задние кромки цельноповоротных V-образных поверхностей хвостового оперения были параллельны кромкам крыла в плане. Кромки всех створок и основных панелей обшивки, включая передние и задние кромки отсеков вооружения, задние кромки верхних створок сопел и хвостовой части фюзеляжа, имели пилообразную форму. Соединениям подвижных и неподвижных элементов конструкции самолета также была придана специфическая форма для уменьшения отражения приходящего радиолокационного сигнала. С этой же целью фюзеляжу-гондоле, в которой размещались кабина летчика и отсек вооружения, придали шестигранное поперечное сечение. Фюзеляж, гондолы двигателей и крыло имели очень плавное сопряжение. Такое же решение было применено на другом самолете-«невидимке» фирмы «Нортроп» – бомбардировщике В-2 «Спирит».
ДЕТАЛИ КОНСТРУКЦИИ
В конструкции YF-23 были использованы перспективные конструкционные материалы, в частности полимерные композиты, композиты с металлической матрицей, алюминиево-литиевые сплавы.
Наиболее широкое применение нашли полимерные композиты, доля которых (по массе) в конструкции планера опытного самолета YF-23 достигала 25 %.
Крыло имело развитую механизацию, включавшую односекционные отклоняемые носки, а также элероны и закрылки, служащие также воздушными тормозами (при торможении внутренние поверхности отклонялись вниз, а внешние – вверх). Стреловидность как по передней, так и по задней кромке составляла 40°.
От носовой части самолета вдоль его бортов к корневым частям крыла шли небольшие узкие боковые наплывы с внешней острой кромкой, при виде в плане образованной тремя прямыми линиями.
Эти наплывы служили для генерирования вихрей при маневрировании на больших углах атаки (благодаря этому предотвращалось неуправляемое рыскание самолета). Кабина одноместная (в отличие от большинства более ранних американских истребителей, программа ATF не предусматривала создание двухместной учебно-боевой модификации). Она располагалась довольно высоко и была значительно вынесена вперед относительно крыла, что в сочетании с изогнутыми бортами кабины и кромкой лобового стекла обеспечивало летчику прекрасный обзор «вперед-вниз» и «назад-вбок». Катапультируемое кресло «Макдоннел Дуглас» NACES II обеспечивало аварийное покидание самолета на стоянке и в полете на скорости до 1150 км/ч.
Боковые подкрыльевые воздухозаборники двигателей имели трапециевидное сечение и S-образные каналы. Благодаря этому достигалось экранирование первых ступеней компрессоров двигателей – элементов конструкции реактивного самолета, обладающих наибольшей отражающей способностью в радиолокационном диапазоне.
Каналы воздухозаборников были изнутри покрыты радиопоглощающим материалом. Сверху в передних корневых частях крыла располагались створки перепуска воздуха для регулирования режима работы воздухозаборников. Сопла двигателей были плоскими. Несмотря на потери тяги от неоптимальной формы сопел, такая форма значительно снижала заметность самолета.
Системы управления вектором тяги в отличие от самолета YF-22 предусмотрено не было: подвижной выполнили лишь верхнюю створку сопла, используемую для регулирования площади проходного сечения сопла и для реверса тяги на посадке.
БОРТОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ВООРУЖЕНИЕ
YF-23 предполагалось оборудовать мощным радиолокатором с многочисленными фазированными антенными решетками (ФАР), «размазанными» по кромкам фюзеляжа, крыла и оперения. В результате самолет имел бы круговой радиолокационный обзор на дальностях до 70-90 км. Но основную ставку создатели бортового комплекса «Черной вдовы» делали на пассивные датчики, улавливающие излучение вражеских радиолокаторов, а также на тактическую развединформацию, поступающую в реальном масштабе времени от спутников и самолетов АВАКС и JSTARS. Таким образом, истребитель пятого поколения был призван стать одним из элементов информационно-боевого поля, ориентированным не на одиночные действия, а на «игру в команде».
Самолет мог нести до восьми управляемых ракет класса «воздух – воздух» AIM-120 AMRAAM средней дальности и AIM-9 «Сайдвиндер» малой дальности в различных комбинациях. Ракеты размещались в фюзеляже, во внутренних отсеках вооружения, закрывающихся двумя большими створками длиной более 5 м. Планировалась также установка встроенной пушки.
ИСПЫТАНИЯ
Первый полет прототипа YF-23, оборудованного двигателями YF119, состоялся 27 августа 1990 года. Два месяца спустя впервые поднялась в воздух вторая машина с двигателями YF120 (этот экземпляр получил название «Грэй Гост» – «Серый призрак»).
В ходе демонстрационно-оценочных испытаний, продолжавшихся до конца 1990 года, оба прототипа YF-23 выполнили в сумме 50 полетов, налетав 65 часов. Было достигнуто максимальное число М=1,8 на высоте 15 240 м. Самолет показал возможность крейсерского полета с числом М=1,6 без включения форсажа двигателей. По сравнению с конкурентом YF-23 обладал лучшими скоростными характеристиками и лучшей малозаметностью, однако YF-22 был более сбалансирован – он обладал довольно высокой маневренностью благодаря двигателю с управляемым вектором тяги. В апреле 1991 года победителем в конкурсе был признан YF-22. Оба опытных самолета YF-23 после отказа от программы были переданы НАСА для исследований калибровки нагрузок.
ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ YF-23 «БЛЭК УИДОУ» II
- Тип: двухмоторный истребитель завоевания превосходства в воздухе
- Двигатели: «Пратт энд Уитни» YF119 или «Дженерал Электрик» YF120 максимальной тягой на форсаже 13 900 кгс
- Размеры, м:
– длина: 20,54
– высота: 4,24
– размах крыла: 13,29
– площадь крыла, м²: 87,8 - Вес, кг:
– пустого самолета: 14 970
– нормальный взлетный: 26 516
– максимальный взлетный: 29 000 - Технические характеристики:
– максимальная скорость, км/ч: 2300 (без включения форсажа: 1700 км/ч)
– боевой радиус полета, км: 1200-1500
– практический потолок, м: 20 000
Вооружение: 1 х 20-мм шестиствольная пушка М61; до 8 х УР класса «воздух – воздух» средней и малой дальности
