Проблемы истребителя F-22 Rapror. Часть II: Техника и вооружение

Проблемы истребителя F-22 Rapror. Часть II: Техника и вооружение

В первой части нашей статьи мы разглядели предпосылки высокой цены нового южноамериканского истребителя Lockheed Martin F-22 Raptor. Как оказывается, программка сотворения этого самолета, в свое время выглядевшая не таковой уж и сложной, с течением времени обросла массой заморочек, которые в итоге сказались на цены научно-исследовательских и конструкторских работ, также на стоимости строительства хоть какого раздельно взятого самолета. Полностью разумеется, что трудности экономического нрава связаны с техническими неуввязками. Освоение новых технологий, также исправление, на 1-ый взор, маленьких недостатков в итоге может осязаемо прирастить цена всей программки. Разглядим техно сторону проекта F-22 и разберемся, что удалось сделать, а что нет. Не считая того, внимания стоят некие особенности самолета, которые сохранились прямо до последних партий серийного производства.

В очередной раз нужно напомнить: основная масса технической инфы об истребителе Raptor до сего времени является закрытой и доступна только неким военнослужащим США, имеющим надлежащие разрешения. По этой причине вся приведенная ниже информация была взята только из открытых источников и, может быть, не имеет стопроцентного соответствия реальной современной ситуации. Не считая того, ряд технических заморочек либо сложностей самолета F-22 впрямую связан с денежной стороной проекта, потому 2-ая часть статьи может пересекаться с первой и дополнять ее.

Проблемы истребителя F-22 Rapror. Часть II: Техника и вооружение

Философия равновесия

Начиная с середины 80-х годов, программка ATF (Advanced Tactical Fighter – «Прогрессивный тактический истребитель») осуществлялась в согласовании с освеженной денежной идеологией. Военные стали добиваться не любые свойства хоть какой ценой, но очень вероятные летные и боевые характеристики, какие можно достигнуть при стоимости 1-го самолета в 35-40 миллионов баксов. В свое время таковой подход получил массу положительных отзывов, но на практике все вышло еще труднее. В свете нового решения технический вид грядущего самолета F-22 стали именовать уравновешенным. Сначала, это равновесие касалось общей совокупы черт и цены. В более определенных варианта концепция равновесия добивалась без особенного вреда «подружить» сходу несколько характеристик и технических аспектов. Так, неплохую маневренность необходимо было соединить с малой заметностью, малую заметность и надлежащие ей обводы самолета с неплохим припасом горючего и вооружения, и т.д.. В целом, на вид хорошая и увлекательная идеология уравновешенности разных черт угрожала массой заморочек для инженеров. Пентагон как и раньше добивался очень вероятные свойства, обеспечить которые иногда было очень тяжело.

И все таки конструкторам конторы «Локхид-Мартин» удалось отчасти удовлетворить требования военных, также дать самолету максимум способностей, которые можно было обеспечить в данных массогабаритных и денежных рамках. Для начала стоит тормознуть на малозаметности. По имеющимся данным, истребитель F-22 имеет эффективную площадь рассеяния на уровне 0,3-0,4 квадратного метра. В отличие от откровенно плохого F-117A, истребитель F-22 вначале делался как боевая машина с неплохими летными данными. Малозаметность получила наименьший ценность, из-за чего готовый самолет получил специальные обводы фюзеляжа и крыла, которые, в то же время, не имеют значимых различий от большинства истребителей. Во всяком случае, по собственному общему виду «Раптор» вправду похож на самолет, а не на некий странноватый утюг, как это было с F-117A. Малозаметность, в свою очередь, достигалась второстепенными средствами, как то однообразное ориентирование кромок, находящихся под углом к продольной оси самолета либо разваленные наружу кили. При выработке такового вида сотрудникам аэродинамических отделений Lockheed и NASA пришлось серьезно столкнуться с тем «равновесием». Все же, у их вышло скооперировать сравнимо маленькую ЭПР и хорошие летные данные.

Малозаметность самолета также пришлось уравновешивать и с высочайшей маневренностью. Согласно принятому воззрению, истребитель 5-ого поколения должен быть сверхманевренным, что обычно достигается применением движков с управляемым вектором тяги. На F-22 использованы уникальные прямоугольные сопла с отклоняемыми створками. Сразу с конфигурацией вектора тяги такие сопла обеспечивают действенное понижение температуры выкидываемых газов. Как следствие, вышло достигнуть рационального баланса меж маневренностью и заметностью в инфракрасном спектре. Работники компаний Lockheed Martin и Pratt & Whitney смогли сделать силовую установку, стопроцентно удовлетворяющую требованиям военных. В то же время, оригинальное прямоугольное сопло вышло довольно сложным в инженерном отношении.

В целом, необходимость обеспечения малой заметности в радиолокационных спектрах серьезно сказалась на ходе всей первой стадии проекта, связанной с определением общих черт грядущего самолета. Необходимость баланса меж летными данными и малозаметностью привела к применению ряда разноплановых технических решений. Например, сначало предполагалось делать силовой набор крыла только из композитных деталей на базе углепластиков. Таковой подход мог дополнительно уменьшить заметность. Но в предстоящем, по результатам испытаний, пришлось поменять большую часть этих деталей металлическими. Как оказывается, углепластиковые лонжероны имеют наименьший припас прочности, ежели титановые, также еще более сложны в производстве и практически не применимы для резвой подмены в критериях войсковой мастерской. Само собой, изменение материала деталей силового набора повлекло за собой суровую переделку всех сопутствующих узлов и агрегатов, также осязаемо усложнило создание каркаса самолета.

Проблемы истребителя F-22 Rapror. Часть II: Техника и вооружение

Все свое ношу… внутри себя

Соответствующей чертой самолета F-22 стало отсутствие неизменных наружных подвесок, созданных для использования в бою. Под крылом истребителя по мере надобности можно установить четыре пилона для навесных топливных баков либо для ракет. Но в таком случае характеристики ЭПР самолета существенно растут, и на дисплее радаров он смотрится приблизительно так же, как более старенькые F-15 либо F-16. Из-за этого в реальной боевой обстановке рекомендуется использовать только внутреннюю подвеску.

Внедрение только внутренних объемов в купе с требуемыми габаритами и массами многообещающего самолета стало одной из самых сложных целей при его разработке. Если с внутренними баками все было более-менее просто и под их дали практически все доступные объемы, то с транспортировкой и применением вооружения пришлось повозиться. Во-1-х, было нужно выделить объемы под грузоотсеки. Основной объем для вооружений размещен в средней части фюзеляжа, сходу за воздухопоглотителями. Размеры и оборудование этого грузоотсека позволяют расположить в нем до 6 ракет AIM-120. Еще два объема наименьшего размера размещены по краям от основного. В каждом из их имеется место только для одной ракеты AIM-9. 2-ой неувязкой при разработке грузоотсеков было обеспечение способности использования вооружения в всех критериях. Было нужно некоторое устройство, способное вытолкнуть ракету за границы внутреннего объема самолета при полете на огромных скоростях и при хоть какой перегрузке.

В свете технических данных ракет разных типов пришлось делать сходу два пусковых устройства. Для более томных и больших AIM-120 разработали выталкивающее устройство, способное выкинуть ракету из самолета на сверхзвуковых скоростях и во всем спектре допустимых перегрузок. Это устройство представляет собой систему из пневматического и гидравлического цилиндров. 1-ый со скоростью около восьми метров за секунду выводит ракету за границы грузоотсека, «пробивая» пограничный слой воздуха. 2-ой, в свою очередь, обеспечивает отцепку боеприпаса и его увод в сторону от самолета. И без того сложная система выталкивания орудия была усложнена тем, что в боевой обстановке требуется малое время, проходящее от нажатия кнопки запуска до начала самостоятельного полета ракеты. После нескольких месяцев сложных исследовательских работ в аэродинамических трубах и огромных издержек удалось довести время работы выталкивателя до уровня 0,8-0,9 секунды. Военные сначала желали получить более резвое устройство, но последующие работы в этом направлении были остановлены ввиду прочностных черт ракет. AIM-120 выходит из грузоотсека с перегрузкой порядка сорока единиц. Большее ускорение при выбросе может привести к повреждениям боеприпаса, прямо до полной его неработоспособности.

2-ая система выброса ракет создана для более легких AIM-9 и построена по другому принципу. Перед запуском ракета опускается из грузоотсека, при этом передняя ее часть выдвигается посильнее, чем задняя. Трапециевидный агрегат, на котором размещаются удерживающие устройства, не имеет каких-то средств для отстрела ракеты – после включения мотора она без помощи других сходит с направляющей. Внутренние агрегаты самолета защищаются особым газоотбойным щитком. Полностью понятно, что оба варианта пусковых устройств еще труднее, чем обычные подкрыльевые пилоны с балочными держателями. При этом эта сложность касается и конструкции, и обслуживания. От старенькых конструкций выталкиватель и трапеция практически не отличаются только «отношением» к пилоту. Ему как и раньше довольно легко надавить подобающую кнопку. Соответствующей чертой новых сложных агрегатов оказалась невозможность отказа от их. Требования по малозаметности просто не дают упростить конструкцию и сервис самолета за счет использования наименее сложных пусковых устройств.

Необходимо отметить, истребитель F-22 все таки может нести вооружение на наружной подвеске. Но, как уже говорилось, при всем этом очень усугубляется ЭПР самолета, также вероятны некие задачи с аэродинамикой. В конце 90-х пилоны для ПТБ либо вооружений уже подверглись суровой переработке. В процессе испытаний выяснилось, что 1-ый вариант этих агрегатов увеличивал возможность флаттера. По имеющимся данным, во время переделки была изменена не только лишь форма пилонов, да и их конструкция. При разработке новых навесных устройств инженеры «Локхид-Мартин» старались обеспечить наименьшую заметность самолета даже при использовании пилонов. Для этого, согласно неким источникам, они выполнены в виде цельной углепластиковой детали. С учетом того факта, что пилоны могут сбрасываться для обеспечения всеполноценных способностей пилотирования и малозаметности, такая конструкция не смотрится особо успешной, сначала, в финансовом плане. В процессе следующих модернизаций планировалось возвратиться к этому вопросу и опять усовершенствовать пилоны для наружной подвески.

Проблемы истребителя F-22 Rapror. Часть II: Техника и вооружение

Тяжело быть самостоятельным

Одним из главных требований к новенькому самолету было упрощение технического обслуживания и подготовки к вылету. Для этого, с целью ускорения пуска бортовых систем, F-22 оснастили вспомогательной силовой установкой. Этот агрегат обеспечивает самолет электроэнергией до пуска движков, приводящих в действие главные генераторы, гидро- и пневмонасосы. Необходимо отметить, ВСУ истребителя оказалась одним из самых надежных узлов. Последние большие проблемы со вспомогательной силовой установкой закончились еще в конце 90-х годов, когда пару раз пришлось переносить очередной испытательный полет. Тогда маломощный газотурбинный агрегат был существенно улучшен и впредь огромных проблем не доставлял.

Вторым методом облегчения обслуживания должна была стать система жизнеобеспечения пилота, а конкретно ее часть, отвечающая за подачу воздуха и кислорода. На всех американских самолетах до F-22 пилот получал кислород для дыхания из соответственных баллонов. Но такая система просит неизменной дозаправки либо подмены внутренних емкостей для газа. Так как F-22 был должен иметь возможность долгого патрулирования и очень резвой подготовки к полету, заказчик и разработчик в конечном итоге сделали вывод о необходимости внедрения системы регенерации кислорода. С этой целью фирме Normalair Garrett был заказан комплекс OBOGS (On-board oxygen generating system – Бортовая система генерации кислорода). Как понятно из наименования, OBOGS создана для переработки выдыхаемых летчиком газов и восстановления обычного количества кислорода. Таким макаром, все сервис кислородной системы сводится к своевременной подмене регенерирующих кассет и очистке фильтров. В качестве запасной дыхательной системы на F-22 установили дополнительные агрегаты комплекса EOS «классического» эталона: кислородный баллон и сопутствующее оборудование.

Не считая конкретного обеспечения пилота кислородом, система OBOGS отвечает за защиту летчика от перегрузок. В состав систем жизнеобеспечения заходит комбинированный костюмчик Combat Eagle, объединяющий внутри себя противоперегрузочные, высотно-компенсирующие и теплозащитные характеристики. Довольно непростая конструкция костюмчика, посреди остального, привела к невозможности проведения его починки в критериях строевой части. Потому при определенных повреждениях костюмчик Combat Eagle просто списывается, а летчик получает новый. Но, как оказывается, малая ремонтопригодность противоперегрузочного костюмчика и сложность регенерационной системы были далековато не наибольшими неуввязками нового истребителя. Несколько месяцев вспять стало понятно, что массу заморочек в сфере жизнеобеспечения летчика доставила одна маленькая деталь, которую сначала никто и не задумывался в чем либо инкриминировать.

Проблемы истребителя F-22 Rapror. Часть II: Техника и вооружение

Удушающая перегрузка

Посреди ноября 2010 года на Аляске разбился строевой истребитель F-22, летчик Дж. Хэни умер. Предпосылкой происшествия признали отказ системы OBOGS, вызвавший гипоксию, из-за которой пилот растерял сознание и не успел включить запасную EOS. Из-за этого всем самолетам обновили программное обеспечение – сейчас включение запасной дыхательной системы делается автоматом. Но эти переделки не гарантировали стопроцентного избавления от заморочек. В предстоящем летчики строевых частей не один раз сетовали на суровые задачи в полете: в ряде всевозможных случаев они ощущали удушение. После очередных разбирательств комиссия ВВС США и Lockheed Martin узнала, что предпосылкой удушения является несинхронная работа дыхательного модуля системы OBOGS, отвечающего за давление подаваемого летчику кислорода, и агрегатов, следящих за компенсацией перегрузок. Из-за рассинхронизации работы этих частей комплекса жизнеобеспечения грудь и животик летчика сдавливались костюмчиком снаружи, а изнутри это давление не компенсировалось достаточным давлением подаваемого кислорода. Всего несколько секунд таких заморочек в определенных обстоятельствах приводили к ателектазу – спадению альвеол. Это явление в подавляющем большинстве случаев не приводит к суровым дилеммам со здоровьем, но просит предоставить летчику пару дней дополнительного отдыха. Не считая того, несколько летчиков, подвергнувшись краткосрочным удушениям, подали рапорты с просьбой отстранить их от полетов на F-22 до исправления всех проблем.

В июле 2012 года официальный дилер Пентагона сказал о результатах расследования. Оказалось, что в дилеммах с удушением был повинет модуль системы OBOGS, отвечавший за правильное функционирование противоперегрузочной части костюмчика Combat Eagle. Точнее, не сам модуль, а одна из его деталей. Один из клапанов системы накачки костюмчика оказался неприменимым для эксплуатации. Он свободно пропускал воздух вовнутрь костюмчика, но не обеспечивал подабающей скорости стравливания. Как итог, на выходе из маневра с перегрузкой дыхательный модуль OBOGS снижал давление подаваемого кислорода до нужного значения, а костюмчик продолжал оставаться надутым до того времени, пока воздух не стравливался из него с таким темпом, какой мог обеспечить тот злосчастный клапан. Еще до объявления результатов расследования система подачи воздуха в противоперегрузочную систему была приметно доработана и снова испытана на предмет правильной работы. К концу лета этого года был сотворен набор новых деталей, созданный для переоснащения строевых самолетов F-22. К началу 2013 года все имеющиеся в ВВС США истребители будут переоснащены новыми комплектующими.

Все эти задачи с противоперегрузочной частью комплекса OBOGS повлекли за собой не только лишь проблемы со здоровьем летчиков. Начиная с самой катастрофы 2010 года, истребители F-22 часто «обзаводились» новыми ограничениями по режимам полета. В последние месяцы перед установкой новых клапанов пилоты самолетов Raptor были должны летать на малых высотах и без костюмов Combat Eagle. Не считая того, командование отдало приказ прокладывать маршрут полета с таким расчетом, чтоб от хоть какой его точки можно было добраться до наиблежайшего аэродрома менее чем за полчаса. Несложно додуматься, как свалился боевой потенциал нового южноамериканского истребителя. А ведь виновником всех этих технических проблем, катастрофы и заморочек со здоровьем летчиков был маленький клапан, который в свое время как-то сумел пройти все проверки и тесты.

Проблемы истребителя F-22 Rapror. Часть II: Техника и вооружение

Ударная мощь и ударная немощь

Программка ATF на стадии начальной проработки концепции предполагала создание многообещающего истребителя-бомбардировщика. Самолет был должен с схожей эффективностью уничтожать как воздушные, так и наземные цели. Но в процессе проработки технических особенностей грядущего самолета появился ряд заморочек. Сначала, проблем добавила та концепция равновесия. Требования малозаметности привели к размещению всего вооружения снутри фюзеляжа, что, в свою очередь, вынудило конструкторов очень ужать грузоотсеки. В итоге этого большая часть южноамериканского управляемого вооружения «воздух-земля» просто не может поместиться снутри объема, отведенного на F-22 под вооружение. Например, противорадиолокационная ракета AGM-88 HARM приблизительно на полуметра длиннее ракеты AIM-120 и имеет практически втрое больший размах крыла. Не считая того, HARM на 200 килограмм тяжелее ракеты AMRAAM. Таким макаром, масса и габариты основной современной противорадиолокационной ракеты США не позволяют запускать ее с самолета F-22. Естественно, «Раптор» может нести ракету и на наружной подвеске, но в таком случае из неприметного охотника за радарами он преобразуется в еще одну особо страшную цель, которая завлечет к для себя особенное внимание ПВО противника. Что касается бомб, то с ними дело обстоит приблизительно так же, как и с ракетами. Грузоподъемность внутренних подвесок самолета не позволяет брать на борт большие и томные боеприпасы. Калибр используемых бомб ограничен тыщей фунтов (454 кг).

Приметной чертой бортового радиоэлектронного оборудования истребителя F-22 является полное отсутствие какой-нибудь спец аппаратуры, предназначенной только для работы по наземным целям. Требование вписать цена самолета в определенную Пентагоном сумму, пусть даже и во вред чертам, повлекло за собой выведение из его вида соответствующего бомбардировочного оборудования. При всем этом инженеры конторы «Локхид-Мартин» попытались сохранить хотя бы ограниченные способности по бомбометанию. В программном обеспечении бортовых компов дальновидно оставили методы, нужные для обнаружения и опознавания наземных целей. Поражение этих целей, в свою очередь, с самого начала предполагалось производить управляемыми бомбами с наведением по сигналу навигационной системы GPS. После принятия на вооружение комплекта JDAM, созданного для переоборудования свободнопадающих бомб в управляемую конфигурацию, конкретно подобные «умные» боеприпасы стали главным орудием F-22 для атаки наземных целей.

Наличие GPS-корректируемых бомб в арсенале самолета F-22 осязаемо расширило его боевые способности. Но далековато не потому что хотелось бы заказчику. На практике один Raptor может нести в основном грузоотсеке только две бомбы GBU-32 JDAM калибром по тыще фунтов. Сразу с 2-мя бомбами самолету приходится брать на борт по две ракеты AMRAAM (в основном грузоотсеке) и две Sidewinder в боковых. Применение переоборудованных бомб вынуждает самолет подходить к цели довольно близко, из-за чего приходится нести орудие для самообороны. Осенью 2006 года на вооружение ВВС США была принята на вооружение корректируемая бомба GBU-39 SDB (Small Diameter Bomb – Бомба малого поперечника). Этот 250-фунтовый боеприпас имеет систему наведения, аналогичную бомбам JDAM. Благодаря наименьшим размерам и наименьшей массе, в основном грузоотсеке F-22 может поместиться до шестнадцати таких бомб. Но на практике получится загрузить менее восьми – последние держатели головного грузоотсека и дополнительные «бомболюки» опять отводятся под управляемые ракеты для самообороны. Таким макаром, один самолет может нести до 4 бомб GBU-39 с радиусом деяния до 110 км. Все же, количество и дальность нивелируются могуществом, ведь GBU-39 несет всего 17 килограмм взрывчатого вещества против 202 кг у GBU-32.

В общем, F-22 имеет отличные способности ведения воздушного боя, для которого он вначале предназначался, но при всем этом не может всеполноценно проводить атаки наземных целей. Из-за этого ударной силой американских ВВС в случаях, когда нужно штурмовать объекты либо технику противника, продолжают оставаться уже довольно старенькые самолеты F-15 и F-16 поздних модификаций. Фактически говоря, трудности с вооружением «воздух-земля» являются одной из главных обстоятельств того, что «Рапторы» не воспринимали роли в конфликтах ближайшего времени. Атаки наземных целей затруднены из-за очень малой номенклатуры соответственного вооружения. Что касается завоевания приемущества в воздухе, то в современных конфликтах некие способности F-22 могут быть даже лишними. Так, во время войны в Ираке южноамериканские истребители-бомбардировщики F/A-18 в процессе воздушных боев убили около сорока иракских самолетов. При всем этом во время схожих столкновений был потерян только один южноамериканский истребитель. Полностью разумеется, что для борьбы с военно-воздушными силами государств третьего мира F-22 оказывается не очень действенным в экономическом плане: боевая работа этого истребителя обходится приметно дороже, чем вылеты других типов. Боевая эффективность при всем этом, с учетом нрава целей, выходит приблизительно равной.
Разноплановый итог

Необходимо отметить, что истребитель Lockheed Martin F-22 Raptor имеет еще меньше заморочек технических, ежели экономических. Как уже говорилось, техно и финансовая стороны проекта очень очень связаны вместе и повсевременно пересекаются. В плане соотношения технических преимуществ и цены создателям проекта F-22 так и не удалось соблюсти требуемое равновесие. Ублажение требований заказчика привело к неизменной необходимости дополнительных исследовательских работ и конструкторских работ. Как следствие, в составе проекта появлялись новые достойные внимания технические решения, которые, но, оказывали самое прямое воздействие на общую цена всей программки. В итоге неплохими чертами самолет должен собственной высочайшей цены.

Но, невзирая на все ноу-хау, «Раптор» в конечном итоге получил недостаточные способности по атаке наземных целей. Тут сказался 2-ой момент общего вида, в каком так и не удалось соблюсти хотимый баланс. Малая заметность для радиолокационных станций привела к требованию уместить всю полезную нагрузку снутри фюзеляжа, что впрямую воздействовало на очень допустимые габариты боеприпасов и, как следствие, на номенклатуру вооружений. При всем этом бортовое радиоэлектронное оборудование самолета полностью способно работать не только лишь с бомбами, наводящимися по сигналу системы GPS. Но ввиду экономических и технических проблем самолет так и не удалось оснастить аппаратурой для, например, наведения бомб либо ракет по лазеру. Что касается боеприпасов «воздух-земля» с радиолокационным наведением, то тут свое слово произнес целый ряд причин. Подходящие бомбы либо ракеты с активной радиолокационной ГСН оказались или очень большенными и томными, или владеющими недостающим могуществом. Внедрение пассивной радиолокационной головки, в свою очередь, связано с необходимостью подсвета цели, а это практически стопроцентно ликвидирует все достоинства от малозаметной конструкции. Так что бомбы JDAM и SDB практически являются компромиссом меж малозаметностью и хотя бы удовлетворительными ударными способностями.

Подводя результат, можно сказать, что техно сторона проекта F-22 в некой мере является оправданием за уникально высшую цена работ и строительства самолета. Все же, некие удачные и многообещающие решения продолжают оставаться непонятными для массового использования. К счастью для американских военных, все имеющиеся задачи истребителя равномерно исправляются, хотя это и приводит к дополнительным растратам либо к необходимости введения ограничений на режимы полета. Но проект Raptor вышел так сложным, что тяжело предвидеть, как скоро появятся новые сообщения о технических дилеммах, и какого конкретно аспекта конструкции они будут касаться. 15 ноября неподалеку от авиабазы Тиндалл (США, штат Флорида) разбился очередной строевой F-22. Расследованием происшествия занимается особая комиссия, и какие-либо сведения пока не разглашались. В текущее время никто не может исключить возможность того, что недавняя трагедия станет началом для целой вереницы событий, как это было с катастрофой двухгодовой давности. Если это вправду будет так, то истребитель F-22 рискует закрепить за собой репутацию не только лишь самого дорогого и спорного самолета в истории американской авиации, но также самого сложного и непредсказуемого в эксплуатации.


источник topwar.ru

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 46 | 0,143 сек. | 12.54 МБ