Страница 25 из 30
Как известно, характеристики самолетов подразделяются на летные, тактические и технические. К ним относятся: максимальная скорость; практический потолок; дальность полета или радиус боевого применения; максимальная эксплуатационная перегрузка; скороподъемность; подлетное время до рубежа перехвата или линии боевого соприкосновения и ряд других. Кроме характеристик, для оценки технического уровня истребителя пользуются т.н. частными критериями совершенства, совокупность которых и определяет его боевую эффективность. Чаще всего это относительные величины, подобные удельной нагрузке на крыло или тяговооруженности, которые позволяют судить о совершенстве конструкции. Под последней в данном случае следует понимать не только планер самолета, но также его системы и оборудование. Такими показателями могут быть: относительные массы планера, топлива, боевой нагрузки и радиоэлектронного оборудования; относительные объемы, занимаемые топливом, оборудованием и вооружением; относительная площадь омываемой поверхности, влияющая на сопротивление на дозвуковых режимах полета; относительная площадь миделевого сечения, влияющая на волновое сопротивление и на характеристики сверхзвуковых режимов, и многие другие.
Теперь перейдем непосредственно к объекту нашего внимания - истребителю F-22A. Некоторые из перечисленных характеристик его можно узнать из приведенной выше статьи, другие наверняка скоро появятся в прессе. Заинтересованный читатель, вооружившись калькулятором и линейкой, легко может определить значения некоторых критериев совершенства «Рэптора», а затем сравнить их с соответствующими данными Су-27 или F-15. При этом окажется, что по многим показателям этот «суперсамолет» ничем не лучше истребителей четвертого поколения. Но мы не будем задерживать на этом внимание, отчасти потому, что некоторые из известных сегодня характеристик F-22A носят откровенно рекламный характер. Наша задача в другом - критически проанализировать некоторые из тех технических решений, которые позволяют отнести его к истребителям пятого поколения, отметить их сильные и слабые стороны. Такой подход даст возможность более осознанно воспринимать поднятую вокруг этой машины рекламную шумиху.
Пол Метц занимает место в кабине F-22A
Прежде всего следует отметить, что F-22A вобрал в себя наиболее прогрессивные черты истребителей четвертого поколения. Во-первых, это интегральная аэродинамическая компоновка - плавное сопряжение крыла и фюзеляжа, повышающая несущие свойства и позволяющая максимально использовать внутренние объемы (F-16, Су-27, МиГ-29). Во-вторых, применение РЛС с фазированной антенной решеткой, что дает возможность обстреливать ракетами одновременно несколько целей (МиГ-31). В-третьих, увеличение дальности и продолжительности полета на внутреннем запасе топлива без дозаправки (Су-27). В-четвертых, повышение маневренных характеристик путем снижения нагрузки на крыло, роста тяговооруженности и применения электродистанционной системы управления (F-15, F-16, Су-27 и др.).
В то же время ряд характеристик «Рэптора» качественно отличается от данных перечисленных только что машин. В первую очередь это сверхзвуковая крейсерская скорость полета, достигаемая на бесфорсажных режимах работы СУ, и значительно сниженная заметность для РЛС противника. Далее - высокая маневренность не только на дозвуковых, но и на сверхзвуковых скоростях. Наконец, это высокая вероятность поражения цели без входа в зону боевого соприкосновения. Совокупность этих отличий и дает основания считать F-22A самолетом пятого поколения. При его создании стремление достичь именно таких характеристик стало определяющим при разработке технических требований и задало граничные условия для принятия решений по компоновке как самолета в целом, так и его отдельных систем. Однако требования эти оказались во многом противоречащими друг другу, что вынудило американских конструкторов пойти на ряд компромиссов, некоторые из которых отрицательно сказались на боевых качествах «Рэптора».
Стремление достичь сверхзвуковой крейсерской скорости полета неизбежно влечет за собой необходимость значительного снижения сопротивления. Одной из мер, направленных на достижение этой цели, стало размещение подвесного вооружения во внутренних отсеках F-22A. Однако это привело к увеличению суммарной площади миделевого сечения самолета по сравнению с вариантом, когда ракеты и бомбы располагаются под крылом на пилонах. Ведь при внутреннем расположении, кроме площади поперечного сечения самого оружия, требуется площадь для увязки его составляющих между собой и с элементами конструкции планера, а также для размещения необходимых приводов и механизмов, обеспечивающих боевое применение. В результате, хотя применение интегральной аэродинамической компоновки позволило снизить лобовую составляющую сопротивления, но из-за увеличения миделя волновая составляющая возросла! Поэтому размеры внутреннего отсека пришлось максимально обжать, оптимизировав его под размещение только узкой номенклатуры ракет «воздух-воздух», необходимых для решения основной задачи истребителя - завоевания превосходства в воздухе. Все остальные виды боевой нагрузки самолет может нести на внешней подвеске либо на внутренней, если их размеры не превышают размеров отсека. В любом случае размещение оружия далеко от оптимального, и в этом отношении «Рэптор» уступает всем многофункциональным истребителям четвертого поколения.
Кроме того, применение внутренних отсеков вооружения ведет к утяжелению и усложнению конструкции самолета, т.к. приводит к необходимости применения крыла многолонжеронного типа вместо кессонного и к соответствующему увеличению числа силовых шпангоутов. Конструкция последних также отходит от оптимальной из-за необходимости передачи потока сил по криволинейному незамкнутому контуру. Ситуация усугубляется необходимостью максимального снижения площади миделевого сечения фюзеляжа. Причем, вряд ли можно надеяться на уменьшение массы шпангоутов за счет применения композиционных материалов (КМ), т.к. следует учитывать вероятность боевых повреждений и практическое отсутствие возможности ремонта таких конструкций в полевых условиях. КМ можно применять лишь там, где есть возможность быстрой замены отдельных узлов или всего агрегата в целом: в консолях крыла и элементах их механизации, в вертикальном и горизонтальном оперении, створках отсеков вооружения и шасси, крышках люков, обтекателях различного рода и в ряде других узлов.
Другим средством достижения сверхзвуковой крейсерской скорости является увеличение тяги двигателей на бесфорсажном режиме, так как включение форсажа приводит к радикальному увеличению расхода топлива. Требованию бесфорсажного сверхзвукового полета отвечают двигатели с пониженной степенью двухконтурности, однако они обладают увеличенным удельным расходом топлива на дозвуковых режимах, на которых в основном происходит боевое маневрирование. Вот еще одно противоречие, возникающее при создании истребителя пятого поколения.
F-22A в полете с отклоненной механизацией крыла
Снижение радиолокационной заметности F-22A достигнуто путем значительного уменьшения его эффективной отражающей поверхности. Для этого максимальное количество кромок - передние и задние кромки крыла, оперения, створок отсеков вооружения и шасси, люков и т.п. - сделаны параллельными и имеют не более двух направлений отражения сигналов. Кроме того, максимально ограничено количество поверхностей, пересекающихся под углами, близкими к 90°, чтобы избежать эффекта уголкового отражателя. Однако такая геометрия самолета не может не стать причиной снижения его летных характеристик. В частности, спроектированные в соответствии с этими требованиями воздухозаборники двигателей, у которых кромки не только параллельны между собой и с передней кромкой крыла, но и не образуют прямых углов, выполнены нерегулируемыми. Причина - трудности регулирования воздухозаборника такой конфигурации, сопряженные с существенным усложнением его конструкции. В результате воздухозаборники F-22A снабжены лишь системой перепуска воздуха и оптимизированы только для сверхзвукового крейсерского режима полета, что влечет за собой увеличенные потери на других режимах. Таким образом, при маневрировании, когда происходит быстрое изменение скоростного напора, двигатели «Рэптора» работают в невыгодных условиях. Уже одно это дает основания усомниться в некоторых заявленных характеристиках.