Авиация и космонавтика 2014 07

Истребитель F-22A «Рэптор»

В 1981 г. ВВС США сформировали тактико-технические требования к перспективному тактическому истребителю пятого поколения, известному, как ATF (Advanced Tactical Fighter). Он был призван заменить в 1990-е гг. самолеты 4-го поколения F-15 и F-16, поступившие на вооружение американских военно-воздушных сил в 1976 и 1979 гг. соответственно.

Первоначально новый авиационный комплекс ориентировался на решение ударных задач (причем основное внимание уделялось обеспечению атак наземных целей, находящихся на значительном удалении от линии фронта, в оперативной глубине противника). Борьбе за завоевание господства (или, как говорят американцы, превосходства) в воздухе уделялось второстепенное внимание.

Исследовательские работы с привлечением американской авиационной промышленности развернулись по широкому фронту. Было предложено несколько альтернативных концепций перспективного истребителя со скоростями, соответствующими величинам от М=1 до М=3 и массами от восьми до 50 т. Так, фирма «Боинг» исследовала компоновки, выполненные по схеме «утка» с треугольным и стреловидным крылом. «Грумман» также рассматривала «утки» со стреловидным крылом (прямой и обратной стреловидности), а «Локхид» предлагала огромный (взлетная масса – более 50 т) «трехмаховый» истребитель-«бесхвостку», представляющий собой дальнейшее развитие концепции SR-71. Компания «Макдоннелл- Дуглас» (создатель основных американских истребителей 3-го и 4-го поколений – F-4 и F-15) прорабатывала широкую гамму компоновочных решений для истребителя 5-го поколения – обычные схемы, «бесхвостки», компоновки с крылом изменяемой геометрии. «Нортроп» изучала легкие высокоманевренные «бесхостки» со стреловидным или ромбовидным крылом, имеющие взлетную массу в пределах 8-15 т, а «Рокуэлл – сравнительно крупные (20 т) сверхзвуковые и трансзвуковые самолеты, имеющие балансировочные схемы «бесхвостка» и «утка».

Однако к 1984 г. у ВВС США, по всей видимости, появлялась более полная и достоверная информации о новых фронтовых истребителях «основного потенциального противника» (Су-27 и МиГ-29), а также о работах, ведущихся в СССР по созданию бомбардировщика 5-го поколения, известного как Т-60. В СМИ сообщалось, что натурный макет этого самолета был обнаружен космической разведкой США. Формирование образа врага позволило привести работы по программе ATF в более конкретное русло.

Теперь основным предназначением перспективного авиационного комплекса все в большей степени становилось завоевание превосходства в воздухе (air superiority) и решение задач ПВО. Согласно откорректированным требованиям, истребитель ATF задумывался как сверхзвуковой (М=2,5) маневренный самолет, имеющий боевой радиус действия порядка 1100-1500 км, сверхзвуковую крейсерскую скорость (то есть способность летать с М>1 без использования форсированного режима работы двигателей), возможность эксплуатации с коротких (до 460-610 м) ВПП с твердым покрытием, увеличенную маневренность как на дозвуковых, так и на сверхзвуковых скоростях, а также высокую эффективность в дальнем ракетном воздушном бою. Одним из основных отличий самолета 5-го поколения от своих предшественников должна была стать малая радиолокационная, инфракрасная и оптическая заметность (реализации технологии steals, в соответствии с которой создавался тогда и новый бомбардировщик для ВВС США В-2). При этом обеспечению малой радиолокационной заметности уделялось повышенное внимание: предполагалось, что это придаст истребителю новые тактические возможности.

В качестве «желательной цели» ВВС США перед разработчиками самолета ставилось задача удержать нормальную взлетную массу ATF (с комплектом вооружения для решения задач класса «воздух- воздух», без ПТБ) в пределах 50000 фунтов (22700 кг). Для сравнения, нормальная взлетная масса основного истребителя ВВС США F-4E составляла 18830 кг, F-15A – 18820 кг, a F-15C – 20240 кг.

Говоря о преимуществах перспективного американского истребителя 5-го поколения над самолетом F-15, руководители программы ATF подчеркивали, что новая машина должна быть «прогрессивной» по отношению к «Иглу» в традиционных областях (скоростные и разгонные характеристики, скороподъемность, потолок, маневренность, эффективность комплекса вооружения). Однако в «нетрадиционных сферах» (в первую очередь, каких, как радиолокационная скрытность) ее возможности должны стать «поистине революционными».

Параллельно с формированием облика истребителя 5-го поколения, в Соединенных Штатах начались и работы по созданию для него двигателя нового поколения. В мае 1983 г. ведущим моторостроительным фирмам США были разосланы запросы предложений «по единому перспективному двигателю истребителя (JAFE)». А в сентябре 1983 г. компании «Пратт-Уитни» (Pratt amp; Whitney) и «Дженерал Электрик» (General Electric) получили контракты министерства обороны США на разработку на конкурсной основе двигателей для самолета ATF.

Компания «Пратт-Уитни» приступила к созданию ТРДДФ YF119-PW-100 (дальнейшее развитие конструкции двигателя F100, хорошо зарекомендовавшего себя на истребителях типа F-15 и F-16), а «Дженерал Электрик» начала работы над принципиально новым (здесь вполне употребимо заезженное словосочетание «не имеющим мировых аналогов») двигателем с изменяемым циклом VABI (variable area bypass injector) YF120-GE-100.

Основными требованиями к двигателю для перспективного истребителя стали простота и надежность конструкции, а также обеспечение возможности достижения самолетом, снабженным двигателем JAFE, сверхзвуковой скорости без форсажа. Следует сказать, что способностью достигать сверхзвуковой скорости без включения форсажной камеры обладали и реактивные самолеты 2-, 3- и 4-го поколений (например, самолет С-1, прототип истребителя Су-7). Однако лишь применительно к проекту ATF/JAFE «крейсерский сверхзвук» стал одним из важнейших требований заказчика.

По сравнению с самолетами 4-го поколения американский самолет 5-го поколения должен был иметь увеличенную дальность полета на сверхзвуковой скорости, более высокую надежность и эксплуатационно-ремонтную технологичность, меньшую стоимость эксплуатации и материально-технического обеспечения. Предполагалось, что истребитель ATF будет обладать возможностью совершать вдвое большее число самолето-вылетов в равный промежуток времени, чем его предшественник – F-15.

Проект истребителя ATF фирмы «Рокуэлл»

ПРОЕКТ ИСТРЕБИТЕЛЯ ATF ФИРМЫ «БОИНГ»

Согласно требованиям ВВС, время наработки на отказ истребителя 5-го поколения должно было вдвое превышать аналогичный параметр «Игла», относящегося к 4-му поколению. При этом время на подготовку к повторному вылету ATF в конфигурации истребителя завоевания превосходства в воздухе должно было составлять всего 15 мин, тогда как у F-15 эта величина была значительно больше (35 мин). Средняя расчетная численность технического персонала для обслуживания одного ATF должна была составить всего девять человек, тогда как F-15 обслуживало более 20 специалистов. Предполагалось, что для перебазирования по воздуху группы из 24 ATF потребуется семь военно-транспортных самолетов С-141В (для переброски такого же количества F-15 требовалось 18 С-141В).

Следует сказать, что руководители ВВС США в своих выступлениях неоднократно подчеркивали, что требования к авиационному комплексу ATF носят, в целом, достаточно общий характер и разработчики имеют большую свободу при оптимизации своих проектов.

Это служит ярким примером того, что в 1980-х гг. технологии вышли на первое место и стали главным движущим фактором в развитии «оперативных концепций». Вместо того чтобы устанавливать четкое ТТЗ и выбирать соответствующие технологии для его достижения (как это делалось ранее), ВВС США, фактически просто решили, что им к такому-то сроку необходим новый истребитель завоевания превосходства в воздухе (с самыми общим характеристиками), а как он будет использоваться – должно быть определено только на основе конкретного изделия, которое создаст промышленность.

В сентябре 1983 г. все те же фирмы «Боинг», «Дженерал Дайнэмикс», «Грумман», «Локхид», «Макдоннелл Дуглас», «Нортроп» и «Рокуэлл» приступили к работам по конкретизации (в свете новых требований) облика авиационного комплекса ATF. В том же 1983 г. для руководства этой программой на авиабазе ВВС США Райт Паттерсон был создан специальный отдел, возглавляемый бывшим военным летчиком-испытателем, полковником Альбертом С. Пиччирилло (которого принято считать «крестным отцом» ATF/F-22).

Задача отдела состояла в выработке технических условий на проектирование нового авиационного комплекса, суммировавших все основные требования заказчика, а также в «подгонке» их под технологические и экономические реалии. В результате было создано четыре концептуальных проекта самолета проекта ATF, из которых к концу 1984 г. был выбран один, который и был положен в основу окончательных требований заказчика.

В июле 1986 г. запросы на предложения по программе ATF были направлены двум конструкторско-промышленным группам, образованным специально под программу ATF фирмами «Локхид» + «Боинг» + «Дженерал Дайнэмикс» (первая группа) и «Нортроп» + «Макдонелл Дуглас» (вторая группа). С ними 31 октября 1986 г. были заключены первые контракты стоимостью по 818 млн. долл. на проектирование, постройку и облет в течение 50 месяцев экспериментальных (демонстрационных) самолетов YF-22 и YF-23 (по две машины каждого типа). Кроме того, компании «Боинг», «Локхид» и «Дженерал Дайнэмикс» вложили в разработку нового истребителя 675 млн. долл. из собственных средств.

Каждая из конкурирующих групп должна была оснастить один из своих самолетов двигателем фирмы «Пратт Уитни», а другой – «Дженерал Электрик». Кроме того, фирма «Локхид» вела работы по созданию для истребителя ATF системы УВТ (управляемый вектор тяги двигателя).

По отдельной программе для самолета планировалось разработать принципиально новый радиолокационный комплекс с антеннами, имеющими электронное сканирование. В соответствии с первоначальным замыслом, одна антенна бортового радиолокационного комплекса (БРЛК) должна была традиционно размещаться в носовой части фюзеляжа истребителя и ориентироваться для обеспечения обзора вперед, а две других располагаться по бокам носовой части фюзеляжа и ориентироваться почти параллельно продольной оси самолета. Таким образом, сектор обзора БРЛК по азимуту должен был составить 270° (охватывая почти всю переднюю полусферу). Помимо бортового радиолокационного комплекса, ATF (в серийной конфигурации) должен был иметь и инфракрасную обзорно-прицельную систему (IRST – Infra-Red Search and Track), призванную дополнить БРЛК и обеспечить возможность применения истребителя в режиме полного радиомолчания.

Первый полет демонстрационного самолета YF-22 (PAV-1), оснащенного двигателями Дженерал Электрик YF120, состоялся 29 сентября 1990 г. Машину, взлетевшую с заводского аэродрома в Палмдэйле (штат Калифорния), пилотировал летчик-испытатель Дэвид Фергюсон. Самолет YF-22 (PAV-2) с двигателями Пратт Уитни YF119, управляемый Томом Моргенфилдом, совершил свой первый полет 30 октября 1990 г. (забегая вперед, следует сказать, что именно эта машина и стала в дальнейшем прототипом серийного F-22A).

Самолеты YF-22 имели взлетную массу 28120 кг. В ходе летных испытаний PAV-1 достиг крейсерской («бесфорсажной») скорости, соответствующей М=1,53, а PAV-2 – М=1,43. Машины этого типа получили неофициальное название «Лайтнинг» II (Lightning II). Правда, в 2006 г. имя «Лайтнинг» II было официально присвоено другому американскому истребителю 5-го поколения – F-35 (JSF), a F-22 получил название «Рэптор».

Первый опытный (летно-демонстрационный) самолет YF-22 (PAV-1) с июня 1990 г. использовался как наземный стенд, а в марте 1998 г. был передан в Национальный музей ВВС США (National Museum of the United States Air Force) на авиабазе Райт Паттерсон (штат Огайо). Второй прототип YF-22 (PAV-2) потерпел 25 мая 1992 г. аварию при заходе на посадку. После ремонта, с апреля 1997 г., он использовался как наземный испытательный стенд. А самолет F-22 с номером 3999 вообще ни когда не летал: он был построен специально для статических испытаниях.

Испытания двигателя YF-119

YF-22

Первый опытно-демонстрационный самолет, созданный в рамках программы ATF группой «Нортроп» + «МакДоннелл Дуглас» – YF-23 – получил название «Чёрная вдова» II («Black Widow» II – также в честь известного истребителя-перехватчика периода Второй мировой войны Р-61) и был снабжен ТРДДФ YF119. Он выполнил свой первый полет 27 августа 1990 г. A YF-23 «Серый призрак» (Grey Ghost) с двигателями YF120 взлетел 26 октября 1990 г. СамолетYF-23 имел взлетную массу (с полной заправкой внутренних топливных баков) 26520 кг. В ходе летных испытаний на YF-23 была достигнута максимальная скорость, соответствующая М=1,6 (при этом сохранялся резерв для дальнейшего увеличения скорости) и крейсерская скорость, соответствующая М=1,48.

После завершения более чем 90-часовой программы сравнительных летных испытаний демонстрационных машин, 23 апреля 1991 г. секретарь ВВС США Дональд Ричи объявил победителя конкурса. Им стал самолет YF-22, представленный группой «Локхид» «Боинг» «Дженерал Дайнэмикс». Он уступил своему сопернику по уровню малозаметности и по скоростным характеристикам, но превзошел его в маневренности. Сыграл свою роль и тот факт, что из грузоотсеков самолета YF-22 удалось выполнить успешные пуски ракет AIM-9 и AIM-120 (YF-23 этим похвастаться не мог). Кроме того, по ряду сообщений, самолет YF-22 легче, чем YF-23 (и с меньшими затратами) мог бы быть переделан в палубный истребитель в том случае, если ВМС США захотели бы получить вариант ATF, приспособленный для базирования на авианосцах.

В апреле 1991 г. ВВС США определились и с двигателем для нового истребителя. Победителем конкурса была признана компания «Пратт Уитни» с более «консервативным» (а, следовательно, несущим меньшую степень технического риска, чем «прорывной» YF120), ТРДДФ YF119.

При разработке двигателя F119 требование достижения высокой удельной тяги (около 10 кгс/кг) было удовлетворено за счет повышения мощности, а также создания конструкции с минимально возможным количеством ступеней. Это положительно повлияло на массу и стоимость ТРДДФ, позволив создать относительно компактный и простой (число деталей по сравнению с двигателями 4-го поколения аналогичного класса составляло всего 40%) в эксплуатации двигатель. Требование к сверхзвуковому бесфорсажному режиму определило величины запаса прочности и КПД агрегатов, а также вынудило реализовать более температурно-напряженный (чем на F100) режим работы турбокомпрессора при сохранении ресурса последнего.

Контракт на изготовление ТРДДФ YF119 («внутрифирменное» обозначение – PW5000) был выдан еще в 1986 г. Опытные экземпляры двигателя, предназначенные для летных испытаний, были собраны на заводе в городе Миддлтаун (штат Коннектикут). Следует сказать, что YF119 собирались на единой линии с коммерческими ТРДД.

Стендовые испытания YF119 были начаты в декабре 1988 г. А к лету 1990 г. двигатели этого типа выполнили 65 испытательных полетов, налетав 153 ч без каких-либо аварий и других неприятностей. К апрелю 1991 г. YF119 наработал на стенде 3000 ч, из них 1500 ч – с установленным управляемым соплом.

Нужно сказать, что в 1988 г. в условия конкурса ВВС на двигатель для ATF были внесены коррективы, обусловленные существенным ростом расчетной массы самолета. Для того, чтобы сохранить динамические характеристики машины на необходимом уровне, потребовалось увеличение тяги силовой установки. К тому времени прототип YF119 уже существовал в металле. Поэтому фирма «Пратт Уитни» приняла решение принципиально не менять конструкцию своего двигателя, а ограничиться «малой кровью» – некоторым увеличением диаметра вентилятора, оставив все остальные элементы ТРДДФ без сколько-нибудь существенных изменений.

В этой связи следует сказать, что еще на ранних этапах работ по программе ATF многие представители ВВС, промышленности и МО США (в частности, менеджер программы Альберт Пиччирилло) выражали сомнение в том, что при создании истребителя нового поколения удастся удержать под контролем его стоимость. Это мотивировалось, в частности, постоянно растущими массой конструкции самолета и, соответственно, ростом потребной тяги двигателей.

На ранней стадии реализации программы самолет ATF носил неофициальное, чисто американское название «Суперстар» («Сверхзвезда»), Затем, в соответствии с традицией фирмы «Локхид», демонстратору YF-22 присвоили имя «Лайтнинг» II в честь знаменитого локхидовского истребителя периода Второй мировой войны Р-38 «Лайтнинг». А название «Рэптор» (Raptor – орел-могильник, «хищная птица», или просто «хищник»), ставшее официальным именем истребителя F-22A, было впервые оглашено лишь в день презентации этого самолета 9 апреля 1997 г. Следует сказать, что образ орла является традиционным символом Соединенных Штатов Америки. «Рэптор» – гордый «Американский орел», а вовсе не ископаемое чудище, получившее известность после выхода на экраны в 1993 г. фильма Стивена Спилберга «Парк юрского периода».

Как уже говорилось, победа самолета YF-22 в конкурсе ATF была обусловлена, среди прочего, и тем фактом, что этот самолет более просто, чем его соперник, мог быть переоборудован в вариант истребителя корабельного базирования. Нужно сказать, что к палубному варианту авиационного комплекса 5-го поколения, получившему условное обозначение NATF (Navalized Advanced Tactical Fighter), проявило интерес не только министерство обороны США (традиционно заинтересованное в унификации авиационной техники и вооружения различных родов войск), но и американский флот, потребность которого была оценена в 550 новых машин, призванных заменить истребители 4-го поколения F-14«Tomk3t».

Однако вскоре моряки охладели к очередным планам «надеть тельняшку» на сухопутный самолет. В результате все работы по NATF были прекращены в 1992 г.: флот предпочел разрабатывать перспективный палубный истребитель на базе проверенного и хорошо зарекомендовавшего себя на авианосцах самолета A/F-18 «Хорнит».

В ходе проектирования серийного истребителя F-22A на базе демонстрационного самолета YF-22 в конструкцию машины был внесен ряд изменений, коснувшихся, в частности, уменьшения массы самолета и его ЭПР. В марте 1994 г. представителями ВВС США было заявлено, что уровень радиолокационной заметности создающегося самолета не в полной мере отвечает требованиям заказчика из-за больших зазоров между створками отсеков шасси и створками отсеков вооружения, а также между некоторыми лючками и поверхностью фюзеляжа. Видимо, имелись и другие, более весомые причины, повлиявшие на рост радиолокационной заметности, но руководство программой предпочло о них ничего не сообщать.

Фирма «Локхид» изготовила макет истребителя F-22A в натуральную величину, предназначенный для замеров ЭПР самолета на открытом стенде, размещенном на радиополигоне в Хелендэйле (штат Калифорния). Замеры были завершены в ноябре 1996 г. По их результатам ВВС было заявлено, что F-22, после внесения изменений в конфигурацию планера, «удовлетворяет требованиям по величине ЭПР и даже несколько превосходит заданные показатели».

По утверждению ВВС США, создаваемый авиационный комплекс ориентировался на новые принципы и способы ведения боевых действий тактической авиацией, отличающиеся высокой эффективностью, оперативностью и выживаемостью. Главной его задачей являлось завоевание превосходства в воздухе. F-22, в отличие от своего предшественника, истребителя F-15, должен был обеспечивать:

– возможность действий по воздушным и наземным целям на полную глубину проведения воздушно-наземной операции при существенно меньшем времени выхода в заданный район (сверхзвуковая крейсерская скорость);

– значительно более высокую эффективность ведения групповых действий, в том числе против превосходящего по численности противника;

– более высокую выживаемость при преодолении системы ПВО противника (радиолокационная скрытность).

В 1996 г. к этому прибавилось требование эффективного поражения наземных объектов (с высокой точностью, малым нарядом сил).

Как уже говорилось, в ходе проектирования серийного F-22A в конструкцию самолета был внесен ряд существенных изменений. По всей видимости, реальные характеристики маневренности основных потенциальных противников (Су-27 и МиГ-29) оказались несколько выше, чем ожидалось. Это вызвало необходимость поднять и соответствующие характеристики F-22A, пожертвовав при этом некоторыми другими характеристиками авиационного комплекса.

Несмотря на внешнюю схожесть с YF-22, самолет F-22A заметно отличается от него по конструкции планера, что стало результатом борьбы за уменьшение массы и стоимости, а также упрощения технологии производства. Существенные изменения были связаны с номенклатурой применяемых конструкционных материалов. Если на опытно-демонстрационном самолете YF-22 32% массы планера составляли сплавы алюминия, 27% приходилось на сплавы титана и 21 % – на композиционные материалы, то на «боевом» самолете F-22A на титановые сплавы пришелся 41 %, на КМ – 23%, а на алюминиевые сплавы – 15%.

YF-23

Процент применения титана был увеличен в ущерб алюминию для повышения сопротивляемости нагрузкам, температурам и механическим повреждениям.

Стреловидность крыла самолета по передней кромке была уменьшена с 48 до 42° (при этом толщина профиля также уменьшилась). Это привело к некоторому ухудшению разгонных характеристик серийного истребителя по сравнению YF-22A, зато позволило несколько увеличить площадь несущей поверхности. Площадь крыла увеличилась и за счет сдвига задней кромки (получившей больший угол отрицательной стреловидности) назад. Как следствие, более ярко выдалилось т.н. «врезное» горизонтальное оперение, передняя поверхность которого была «утоплена» в заднюю поверхность корневой части крыла.

А вот площадь вертикального оперения истребителя конструкторы уменьшили на 20% (самолет стал менее «лопоухим»). Длина фюзеляжа F-22A также несколько уменьшилась. Изменение формы носовой части самолета преследовало цель улучшить условия работы БРЛС и снизить ЭПР планера в переднем секторе. Для улучшения обзора летчику фонарь кабины был перемещен вперед на 18 см, а передние кромки воздухозаборника сдвинули назад на 36 см.

Тормозные щитки были упразднены, а вместо них применена схема симметричного отклонения рулей направления.

Хвостовые балки самолетов YF-22A, воспринимающие крутящие и термические нагрузки, были выполнены из титанового сплава Ti6-4. Однако на серийных самолетах F-22A, для экономии массы, было решено изготавливать эти элементы конструкции из композиционных материалов.

Но в ходе компьютерного моделирования нагрузок на хвостовые балки, а также летных испытаний самолета выяснилось, что они (балки) имеют недостаточную прочность и при маневрировании истребителя с большими перегрузками могут деформироваться. В результате ВВС США вынуждены были ввести ограничения на допустимую перегрузку F-22A. В дальнейшем балки и хвостовая часть фюзеляжа были радикально перепроектированы, их стенки стали более толстыми.

Однако проблемы с прочностью хвостовых балок самолета почти не повлияли на ход реализации программы. Два истребителя, проходивших на тот момент программу летных испытаний на авиабазе Эдвардс, были оперативно доработаны заводской бригадой фирмы «Боинг» – изготовителя балок и хвостовой части фюзеляжа. Это заняло всего около двух недель.

Однако изменения коснулись и других элементов конструкции из КМ. Так, каждый третий композитный лонжерон крыла первых F-22A в ходе эксплуатации был заменен на титановый. Это было сделано после завершения испытаний планера на противопожарную стойкость. Кроме того, выяснилось, что исходная конструкция не способна выдержать разрыв снаряда авиационной пушки в крыльевом баке-отсеке.

F-22A

По словам менеджера программы F-22 (по линии ВВС США) бригадного генерала Майкла Мушала, «На протяжении всего процесса создания самолета использовалась самая современная (компьютерная) среда проектирования. Это позволило добиться ощутимой экономии средств и времени». Применение САПР CATIA и моделирующего стенда СОМОК не только специалистами проектного отделения фирмы «Локхид», но и всей «командой» создателей нового самолета (включая и субподрядчиков) обеспечило «безукоризненное соответствие» друг другу комплектующих и узлов, изготовленных в разных местах.

Одним из ключевых путей совершенствования комплексов бортового оборудования летательных аппаратов в Соединенных Штатах была признана интеграция БРЭО. В рамках последовательного проведения НИР DAIS, Pave Pillar, Pave Pace и ряда других работ, инициированных МО США, были созданы опытные унифицированные программно-аппаратные модули, обеспечивающие реализацию модульной архитектуры построения комплексов бортового оборудования (КБО). Ряд ключевых технических достижений, полученных в ходе выполнения этих программ, был использован и при создании «борта» истребителя 5-го поколения F-22 (БРЭО, имеющее полностью модульную архитектуру, появилось только на многофункциональном самолете F-35).

Разработка радиолокационной станции с фазированной антенной решеткой активного типа (АФАР, или AESA – Active Electronically Scanned Array), предназначенной для самолета ATF, началась компанией «Нортроп-Грумман» при участии фирмы «Рейтеон» в 1985 г. Работа прошла несколько этапов, в ходе которых менялся облик и схема построения БРЛС. Первоначально эта станция создавалась исключительно для решения задач «воздух-воздух», но позднее (в 1996 г.) было решено расширить функции авиационного комплекса, реализовав и режимы работы по наземным целям. Предполагалось, что усовершенствованное программное обеспечение станции позволит выполнять картографирование местности с высокой разрешающей способностью, что обеспечит самолету F-22A возможность нанесения точных ударов по наземным целям в любое время суток и при любых погодных условиях. Предполагалось (следует сказать, весьма оптимистично), что масса станции не превысит 300 кг, ее стоимость – 0,64 млн. долл.

В рамках программы SSPP (Solid State Phased Array – твердотельная ФАР) фазированную антенную решетку активного типа для самолета ATF разрабатывала фирма «Техас Инструменте», с которой в апреле 1983 г. был заключен соответствующий контракт. Изготовление антенны было завершено в июле 1987 г., а в мае 1988 г. она была поставлена фирме «Вестингауз» для комплексирования с остальным БРЭО самолета.

Летные испытания радиолокационной станции AN/APG-77 на борту летающей лаборатории N757A, созданной на базе пассажирского самолета Боинг 757, были начаты в ноябре 1997 г., а на борту истребителя F-22A она поднялась в воздух в ноябре 2000 г.

В декабре 1992 г. начались стендовые испытания «штатного» двигателя F119- PW-100, предназначенного для нового истребителя. По сравнению с опытнодемонстрационным двигателем YF119 тяга F119-PW-100 на режиме «полный форсаж» была увеличена с 13900 кгс до 15900 кгс. Как уже говорилось, потребность в более мощных двигателях была обусловлена существенным ростом массы серийного истребителя по сравнению с первоначальными проектными параметрами.

Следует сказать, что по утверждению представителей фирмы «Пратт-Уитни», изначально в конструкцию двигателя YF119 была заложена «неоптимальная величина пропускной способности турбокомпрессора». Но даже без каких-либо изменений этот двигатель продемонстрировал неплохие характеристики. В дальнейшем, из-за изменившихся требований к его тяге, был срочно разработан и испытан в наземных условиях новый вентилятор. В результате серийный ТРДДФ F119-PW-100 развил на 10% большую, чем YF119, тягу при несколько лучшей (на дозвуковых скоростях) экономичности.

В сентябре 1997 г. состоялся первый полет самолета F-22A с двигателями F119-PW-100.

F-22 с открытыми створками среднего отсека вооружения во время летных испытаний

Разумеется, задним числом можно сделать вывод, что работы по созданию самолета F-22 велось далеко не идеально. Так, 2 октября 2002 г. Боб Риарден, вице-президент фирмы «Локхид Мартин» и генеральный менеджер программы, сделал заявление о том, что НИОКР по истребителю 5-го поколения можно было бы организовать совсем по-другому, если бы фирме «Локхид» с самого начала была известна структура менеджмента основных подрядчиков.

По мнению Боба Риардена, главным уроком, который пришлось усвоить в ходе 11-летних работ, стало осознание необходимости лучшей организации совместной работы фирмы «Локхид Мартин» с подрядчиками и поставщиками комплектующих, в частности – с генеральным подрядчиком, фирмой «Боинг». В рамках программы разработчик и подрядчики оказались сильно зависимы друг от друга. Из этого следовало, что их активность должна была строиться на принципе взаимной поддержки. Проблемы, возникавшие в ходе совместной работы, должны были решаться с высочайшим профессионализмом.

Другой важный урок состоял в том, чтобы выбирать субподрядчиков и поставщиков, исходя из их профессионального уровня, а не руководствуясь критерием самой низкой цены. Кроме того, все участники программы должны были знать, что и для чего конкретно они производят, а также какой вклад каждый из них вносит в выполнение общего плана работ.

Третий урок состоял в том, что осуществлять общий менеджмент программы необходимо было исходя из стандартов руководства и коммуникаций, принятых у подрядчиков и партнеров по программе, а не навязывать им свой стандарт.

При распределении ответственности за узлы и агрегаты самолета выяснилось, что если некий подрядчик или партнер несет полную ответственность за изготовление того или иного компонента, то вся команда разработчиков этого компонента должна набираться (предоставляться) самим подрядчиком. В случае внесения изменений в конструкцию всего самолета, в сферу ответственности этой команды должны входить все изменения, касающиеся разрабатываемого ею элемента конструкции. Команда также должна иметь «технологическую карту» – список используемых в разработке и производстве своего узла технологий – и расширять ее по мере внедрения в производство новых перспективных технологий. Команда должна представить фирме-разработчику план усовершенствования своего узла в рамках модернизации самолета по сериям, с учетом внедрения новых технологий.

В серийном производстве самолетов F-22A помимо концерна «Локхид Мартин» (образованного в марте 1995 г. в результате слияния компаний «Локхид» и «Мартин Мариетта») участвовало более 1000 компаний-смежников в 46 американских штатах, а также некоторые структуры ВВС США. В общей сложности, в программе выпуска самолетов F-22 было задействовано 95000 человек. Окончательная сборка истребителей F-22A была организована на предприятии в городе Мариетта (штат Джорджия).

9 апреля 1997 г. на заводе фирмы Локхид Мартин в г. Мариетта состоялась торжественная презентация первого серийного истребителя F-22, получившего официальное наименование «Рэптор». Генерал Рональд Фоглманн, начальник штаба ВВС, заявил на церемонии, что «США вновь вносят свою лепту в достижение превосходства в воздухе. Некоторые предпочитают, чтобы мы достигли этого более дешевыми путями, ноя должен сказать, что эта экономия может обернуться в будущем потерями как материальных средств, так и человеческих жизней».

Комментируя название, присвоенное новому истребителю, командующий истребительной авиацией США генерал Ричард Хаули отметил, что назвав самолет именем могучей хищной птицы, «властвующей как в воздухе, так и на земле», ВВС США «стремились подчеркнуть огромные возможности F-22 в борьбе как с воздушным, так и с наземным противником».

Первый истребитель в серийной конфигурации, F-22A Block 1 (номер 4001), получил и индивидуальное имя «Дух Америки» («Spirit of America»). Он был заложен 9 апреля 1997 г. и передан американским ВВС после проведения заводских испытаний 8 августа 1997 г. 10 октября 1998 г. эта машина впервые достигла сверхзвуковой скорости, а 21 июля 1999 г. – развила скорость, соответствующую М=1,5. «Борт 4001» закончил свою «летную карьеру» в ноябре 2000 г., после чего он был передан на авиабазу Райт-Паттерсон, где с ноября 2001 г. использовался в качества мишени для обстрела пушками и ракетами с целью оценки боевой живучести «Рэпторов».

Вслед за бортом 4001 последовал еще один самолет опытной серии – F-22A Block 1 (4002), переданный заказчику 25 июля 1998 г. Он использовался для испытаний двигателей, а также для изучения поведения F-22A на больших углах атаки. Кроме того, с борта 4002 были выполнены первые пуски управляемых ракет AIM-9 (27 июля 2000 г.) и AIM-120C (24 октября 2000 г.), подтвердившие возможность безопасного выхода сравнительно легких УР класса «воздух-воздух» из грузоотсеков самолета F-22A, имеющих серийную конфигурацию. С апреля 2006 г. борт 4002 используется как наземный испытательный стенд.

F-22A

24 февраля 2000 г. был построен последний, третий по счету, самолет F-22A Block 1 (4003). Он совершил свой первый полет 6 марта 2003 г. и летал до конца 2007 г. 18 января 2008 г. эта маши на также была передана в Национальный музей ВВС США.

Самолеты F-22A Block 1 можно было смело называть «голубями мира»: они не имели СУВ. Первым истребителем F-22A, несущим БРЭО, обеспечивающее боевое применение (Block 10), стал опытный «борт 4004», получивший БРЛС Нортроп Грумман AN/APG-77. Эта машина была передана заказчику 31 октября 2000 г. Затем последовали еще пять самолетов F-22A Block 10 (4005-4009), использовавшиеся как опытные.

Оборонный заказ США 1999 ф.г. включал два самолета F-22A Block 10 (4010- 4011), переданных ВВС, соответственно, 23 октября и 26 ноября 2002 г. При постройке этих машин фирма «Локхид Мартин» внесла изменения в технологический процесс сборки и заводских испытаний F-22A: теперь самолеты стали выполнять первый полет неокрашенными, а лишь покрытыми слоем желтой грунтовки. Этот защитный слой предохранял элементы планера от воздействия атмосферных факторов. Окончательная окраска самолетов в камуфляж двух оттенков серого цвета производился непосредственно перед передачей истребителей заказчику. Такая практика была принята для того, чтобы в ходе доводочных работ не повредить дорогостоящую радиопоглощающую краску истребителя.

В 2000 г. ВВС США разместили заказы на шесть истребителей F-22A Block 10 (номера 4012-4017), переданных заказчику в период с 30 декабря 2002 г. по 21 августа 2003 г.

Бюджетом 2001 ф.г. предусматривалась закупка 10 F-22A Block 10 (номера 4018-4027). Первый самолет этого заказа проступил в ВВС США 26 сентября 2003 г., а последний – 3 июня 2004 г. В 2002 ф.г. министерство обороны заказало 13 F-22A Block 10 (4028-4040), поставленных с 30 июля 2003 г. по 22 марта 2005 г.

Боевые возможности самолетов F-22A Block 10 были весьма ограничены: истребители могли действовать лишь против воздушных целей (при этом боевые возможности ракет AIM-120 использовались не полностью). В дальнейшем все самолеты Block 10 были доработаны до уровня, близкого к уровню F-22A Block 20.

В 2003 г. правительство США выделило средства на закупку 15 истребителей новой серийной партии – Block 20 (4041-4055). Машины получили усовершенствованную СУВ, допускающую применение 454-кг КАБ типа JDAM GBU-32 (другого оружия класса «воздух-поверхность» в арсенале «Рэптора» тогда попросту не было), а также несколько расширяющую возможности применения типа ракет «воздух-воздух» типа АМРААМ. Эти истребители были поставлены заказчику с 31 мая 2005 г. по 18 ноября 2005 г. В 2004 ф.г. продолжались закупки F-22A Block 20. С 28 февраля по 27 июля 2006 г. ВВС США получили еще 15 таких истребителей (их номера 4062-4076).

С 2005 ф.г. начались закупки более совершенных самолетов F-22A Block 30: было приобретено 15 таких машин (номера 4084-4098), поставленных с 22 ноября 2006 г. по 20 июля 2007 г. В 2006 г. закупки этих истребителей было продолжены: ВВС приобрели 15 самолетов (41 OS- 4122), поставленных с 4 декабря 2007 г. по 7 июля 2008 г. Завершились закупки F-22A Block 30 в 2007 ф.г.: последние 15 истребителей этой серии были приняты заказчиком с 17 ноября 2008 г. по 20 июля 2009 г. Позже БРЭО всех самолетов F-22A Block 30 получило «дополнение 3.1». Бортовые радиолокационные станции этих истребителей были модернизированы до уровня AN/APG-77(V)1.

Нужно сказать, что лишь самолеты Block 30 стали первыми «Рэпторами», реально пригодными для полноценного боевого применения. Все ранее выпущенные F-22A использовались (и используются в настоящее время), в основном, в качестве учебных, резервных (главным образом – как источники запасных частей) а также в различных центрах и полигонах для участия в разного рода испытаниях и экспериментах.

В 2008 ф.г. начались закупки истребителей F-22A Block 35: американские ВВС приобрели 15 таких самолетов (4152-4166), поставленных с 14 декабря 2009 г. по 25 мая 2010 г. В 2009 ф.г. были выделены средства на приобретение еще 15 F-22A Block 35 (4172-4186), которые заказчик получил с 13 сентября 2010 г. по 20 декабря 2011 г.

Завершились закупки четырьмя истребителями F-22A Block 40 (4192-4195). Поставки этих машин были выполнены с 15 марта по 24 апреля 2012 г. На этом производство истребителей F-22A «Рэптор» прекратилось, производственная линия была демонтирована, а оснастка – передана на склад.

Продолжение следует

Фото с официального сайта ВВС США. Также использованы фото Р. Купера и Д. Пичугина.

Дмитрий Пичугин