Lockheed Have Blue - это кодовое название демонстратора концепции Lockheed, которая предшествовала серийному стелс-бомбардировщику Lockheed F-117A Nighthawk. Have Blue был разработан отделом Skunk Works компании Lockheed и протестирован на авиабазе Groom Lake, штат Невада. Have Blue был первым самолетом с неподвижным крылом, внешняя форма которого определялась радиолокационной заметностью, а не аэродинамикой. Ограненная форма самолета была разработана для отклонения электромагнитных волн в направлениях, отличных от направления на радиолокационный излучатель, значительно уменьшая его ЭПР. Были построены два летательных аппарата, но оба разбились во время программы летных испытаний.
В 1970-х годах военным планировщикам США становилось все более очевидным, что в военном противостоянии с силами Варшавского договора самолеты НАТО быстро понесут большие потери. Это было обусловлено созданием сложных советских сетей ПВО, в которых использовались радары, зенитные ракеты и зенитная артиллерия для поиска и уничтожения самолетов противника. Поэтому Агентство по перспективным исследовательским проектам в области обороны (DARPA) начало исследование самолетов с малой заметностью, стремясь создать серийный самолет-невидимку. Первоначально в проект были приглашены пять компаний, три из которых рано ушли из программы. Оставшиеся две были позже объединены в Lockheed.
Для разработки самолета команда разработчиков Skunk Works создала компьютерную программу для расчета радиолокационных сечений (RCS) различных конструкций. Концептуальный дизайн имеет характерные граненые поверхности для отклонения радиолокационных волн от радиолокационного приемника. Этот самолет имел крылья с большой стреловидностью и наклоненные внутрь вертикальные стабилизаторы, которые привели к тому, что его прозвали «Hopeless diamond». Первый самолет совершил свой первый полет 1 декабря 1977 года. Программа летных испытаний подтвердила возможность создания самолета-невидимки. Однако оба прототипа были потеряны из-за механических проблем. Тем не менее, Have Blue был признан успешным, проложив путь для первого серийного самолета-невидимки, Lockheed F-117A Nighthawk.
Разработка
Происхождение
Lockheed Have Blue родился из-за потребности избегать обнаружения на радаре. Во время войны во Вьетнаме зенитные ракеты с радиолокационным управлением (SAM) и зенитная артиллерия (AAA) представляли значительную угрозу для самолетов США. Поэтому ударные самолеты во время войны часто требовали прикрытия со стороны истребителей и самолетов подавления противовоздушной обороны противника (SEAD). Война Йом Кипур в 1973 году вновь показала уязвимость самолетов перед ЗРК - израильские ВВС потеряли 109 самолетов за 18 дней. Во время холодной войны в Советском Союзе была создана интегрированная сеть ПВО, сердцем которой являлись поисковые РЛС средней и большой дальности. ЗРК и ЗА устанавливались вокруг ключевых объектов, чтобы защитить их от вражеских самолетов. Если бы во время военной конфронтации с Варшавским договором потери НАТО были пропорциональны потерям Израиля в войне 1973 года, ВВС НАТО были бы полностью истощены в течение двух недель.
В 1974 году DARPA тайно запросила ответы у пяти производителей самолетов по двум пунктам. Первый был о пороговых значениях ЭПР, при которых самолет практически не обнаруживается. Второй заключался в том, могли ли эти компании разрабатывать и производить такие самолеты. Fairchild и Grumman отказались участвовать в проекте, в то время как General Dynamics настаивала на использовании систем РЭБ. В результате General Dynamics также покинула программу. Оставшиеся две компании, McDonnell Douglas и Northrop, получили по 100 000 долларов США за дальнейшие исследования.
Проектирование и ранние испытания
Lockheed, отсутствовавший в истребительной авиации в течение 10 лет, не обращался в DARPA в 1974 году. Эд Мартин, директор по науке и технике компании Lockheed в Калифорнии, узнал об исследованиях стелс во время своей работы в Пентагоне. Мартин и Бен Рич, который в то время недавно стал президентом Skunk Works, рассказали Кларенсу «Келли» Джонсону о программе. ЦРУ дало разрешение Skunk Works обсудить с DARPA характеристики скрытности A-12, M-21 и D-21. От имени компании Рич и Мартин официально запросили разрешение у DARPA на участие в программе, но агентство изначально отказалось из-за недостатка средств; после долгих дебатов Локхиду разрешили войти в проект, хотя и без государственного контракта.
Келли Джонсон, главный конструктор Локхид, был первоначально скептически настроен относительно конструкции Have Blue, отмечая: «Наш старый беспилотник D-21 имеет меньшую ЭПР, чем этот чертов алмаз».
Конструктор Дик Шеррер запросил возможные формы, на которых он мог бы основать свою конструкцию с низким ЭПР. Он был представлен Денису Оверхолзеру, который рекомендовал самолет с плоскими поверхностями. Позднее Оверххолзер рассказал о своей дискуссии с Шеррером: «Когда Дик Шеррер спросил меня ..., я сказал: «Ну, это просто, сделай это из плоских поверхностей и наклони эти плоские поверхности, убирая края от угла обзора радара». Шеррер впоследствии нарисовал предварительный эскиз малозаметного самолета с гранеными поверхностями. В то же время, Оверххолзер нанял математика Билла Шредера, с которым он работал прежде - фактически, именно Шредер обучал Оверхолзера математике, связанной с самолетами-невидимками. Кеннет Уотсон был нанят в качестве ведущего авиаконструктора.
В течение следующих нескольких недель команда создала компьютерную программу, которая могла бы оценить ЭПР различных конструкций. Программа прогнозирования ЭПР получила название «ECHO 1». В процессе тестов с программой стало очевидно, что вычисления краев программой были неверными из-за дифракции. В 1964 году главный научный сотрудник Московского института радиотехники Петр Уфимцев опубликовал оригинальную статью под названием «Метод краевых волн в физической теории дифракции». Работа была переведена Отделом иностранных технологий командования ВВС; впоследствии Оверххолзер включил элементы работы Уфимцева, чтобы усовершенствовать программное обеспечение. ECHO 1 позволила команде быстро решить, какие из 20 возможных конструкций были оптимальными, и в итоге остановились на граненой конструкции с дельтавидным крылом. Тем не менее, многие в отделе скептически относились к форме, что привело к названию «Безнадежный бриллиант».
В мае 1975 года Skunk Works выпустила внутренний отчет под названием «Отчет о проделанной работе № 2, Концептуальные исследования High Stealth». Внутри было концептуальное исследование под названием «Маленький Харви», в том числе рисунок Келли Джонсона самолета с плавно смешанными формами. Джонсон выступал за использование смешанных форм как лучший способ достижения скрытности, в то время как Бен Рич выступал за ограненные углы. Рич выиграл спор с Джонсоном, редкое явление.
В ходе проектирования было сделано много деревянных моделей. Модель длиной 24 дюйма, сделанная из древесины бальзы, продемонстрировала размещение внутренней структуры и люков. Для ранних испытаний конструкции были построены два макета из дерева. Одна модель, покрытая металлической фольгой, использовалась для проверки расчетов ЭПР ECHO 1, а другая была предназначена для испытаний в аэродинамической трубе. После этого модель была перевезена на радиолокационный испытательный полигон Грей Бьютт в пустыне Мохаве недалеко от Палмдейла, что позволило провести более точные испытания ЭПР самолета. В этом случае уровень ЭПР самолета подтвердил прогнозы ECHO 1. Это означало, что Бен Рич выиграл у Джонсона, который ранее настаивал на том, что D-21 имеет ЭПР меньше, чем Have Blue.
Экспериментальный испытательный стенд
Летом 1975 года DARPA неофициально пригласили Lockheed, Northrop и McDonnell Douglas разработать самолет под названием «Experimental Survivable Testbed» (XST). McDonnell Douglas, определив пороговые значения, при которых самолеты считались необнаружимыми, не смог спроектировать и изготовить такой самолет. Фаза 1 XST позволила Lockheed и Northrop создать полномасштабные модели для тестирования ЭПР, создания летательных аппаратов и испытаний в аэродинамической трубе. После Фазы 1 должен был быть выбран единственный подрядчик для продолжения строительства и летных испытаний двух самолетов - демонстраторов в рамках Фазы 2. Проекты Northrop и Lockheed в целом были похожи, хотя первый имел более угловатые и плоские поверхности. Компания использовала «GENSCAT», программное обеспечение, аналогичное ECHO 1, для расчета ЭПР своих проектов.
1 ноября 1975 года с Lockheed и Northrop были заключены контракты на сумму 1,5 млн. долл. США для продолжения Фазы 1 XST. В течение четырехмесячного периода каждая из двух компаний должна была создать натурные деревянные макеты, которые затем были бы оценены на испытательной установке ВВС США (RATSCAT) в White Sands, Нью-Мексико. Чтобы проверить радары проекта, Lockheed установил специально построенную колонну за 187 000 долларов, на котором будет установлена модель. В марте 1976 года модель Lockheed была передана на полигон для испытаний; в следующем месяце Lockheed был объявлен победителем. DARPA, осознав прогресс, накопленный в ходе исследований, призвало команду Northrop оставаться вместе с Lockheed. Агентство позже инициировало экспериментальный самолет для наблюдения за полем боя (BSAX), который превратился в Tacit Blue и, в конечном итоге, в бомбардировщик B-2.
Строительство и дальнейшие испытания
Skunk Works теперь должна была спроектировать, сконструировать и испытать в полете два пилотируемых самолета в рамках Фазы 2, или Have Blue. Чтобы построить демонстраторы, Бену Ричу пришлось привлечь 10,4 миллиона долларов от руководства Lockheed. Фаза 2 охватывала три основные цели, которые заключались в проверке уменьшенной видимости в радиоволновом, инфракрасном и визуальном спектрах и сниженной акустической заметности, а также приемлемые летные качества.
При создании обоих самолетов Have Blue использовались оставшиеся инструменты из программы C-5. Окончательная сборка HB1001 первоначально должна была быть завершена в августе 1977 года, а затем до середины октября шли наземные испытания. Предполагалось, что секретная выкатка состоится 23 октября, после чего самолет будет демонтирован и доставлен на испытательную базу. Однако 1 сентября, когда HB1001 был частично завершен, механики Lockheed объявили четырехмесячную забастовку. Группа менеджеров взяла на себя работу по сборке, которая была завершена за шесть недель, а наземные испытания начались 17 октября.
Внешне похожие на более поздние F-117, прототипы Have Blue были меньшими по размеру самолетами, примерно в четверть массы F-117, со стреловидностью крыльев 72,5 ° и наклоненным внутрь хвостовым оперением. Радар-абсорбирующий материал (РАМ), разработанный в лаборатории Lockheed, был нанесен на плоские поверхности самолета, для ветрового стекла были применены специальные покрытия, чтобы придать им характеристики металла. Общая масса самолета 4 200–5 700 кг позволил самолету использовать шасси истребителя Northrop F-5. Силовыми установками самолета были два двигателя General Electric J85-GE-4A тягой по 13,1 кН от T-2C Buckeye. Поскольку заметность имела приоритет над всем остальным, самолет был по своей сути нестабильным. В результате в самолет была интегрирована четырехкратная избыточная система управления полетом (FBW), чтобы придать ему нормальные летные характеристики. Система управления полетом была заимствована у F-16. Воздухозаборник двигателя был закрыт решеткой с низким ЭПР; для взлета, когда требуется больше воздуха, в верхней части фюзеляжа были сконструированы люки для обеспечения дополнительного воздушного потока.
В течение полутора месяцев после начала наземных испытаний HB1001, первый из двух самолетов проходил испытания при подготовке к первому полету. Сначала была проверена контрольно-измерительная аппаратура, а затем тщательно собран самолет. В начале ноября два полуприцепа были припаркованы параллельно друг другу возле здания 82; сверху была накинута камуфляжная сетка, чтобы прикрыть самолет во время работы двигателя на открытом воздухе. Во время испытаний двигателя местный житель жаловался на шум, но Have Blue сохранил свою секретность. HB1001 получил слой краски с железным покрытием. 12–13 ноября самолет покрасили в камуфляж, разработанный Аланом Брауном, главным техническим инженером Have Blue. Схема, состоящая из трех цветов, каждый с тремя тонами, использовалась, чтобы отвлечь любого случайного наблюдателя от характерного граненного дизайна. Самолет был разобран, погружен на C-5, и 16 ноября самолет вылетел из аэропорта Бербанк в зону 51 на озере Грум, штат Невада. После приземления самолет был вновь собран перед прохождением еще одного раунда испытаний перед первым полетом. После четырех рулежных испытаний шасси, HB1001 был готов к испытательным полетам.
История испытаний
HB1001
HB1001 совершил свой первый полет 1 декабря 1977 года под управлением летчика-испытателя Lockheed Билла Парка. Он должен был совершить и следующие четыре вылета, все сопровождаемые Т-38, пилотируемым майором (позднее подполковником) Кеном Дайсоном. Дайсон совершил свой первый полет на HB1001 17 января 1978 года. Фактически, эти двое будут единственными пилотами-испытателями Have Blue, чередующимися между демонстратором и сопровождающим самолетом. Результаты летных испытаний позволили инженерам доработать систему управления. В то же время они подтвердили прогнозы, сделанные ранее аэродинамическими инженерами в отношении поведения самолета.
Летные испытания проходили довольно гладко до 4 мая 1978 года, когда HB1001 совершал свой 36-й полет. При посадке самолет подлетел, как только соприкоснулся с землей, что заставило пилота Билла Парка прервать посадку и предпринять вторую попытку. Однако удар был настолько сильным, что шасси застряло в полуоткрытом положении. Попытки полностью выпустить шасси были безуспешны, и Билл Парк был вынужден снова набрать высоту и катапультироваться, когда у него кончилось топливо. Парк выжил, но получил сотрясение мозга, что заставило его уйти в отставку от дальнейших испытательных полетов.
HB1002
На момент крушения, HB1002 был почти готов. HB1002 отличался от прототипа наличием серой окраски. В носу HB1001 не было антенны контрольно-измерительных приборов. Впервые он полетел 20 июля 1978 года с Дайсоном за штурвалом, который был единственным пилотом, пилотировавшим этот самолет.
HB1002 был потерян 11 июля 1979 года во время 52-го полета. Утечка из системы гидравлики вызвала пожар двигателя, что привело к потере гидравлического давления. Пилот благополучно катапультировался, самолет был потерян. Обломки обоих самолетов были тайно захоронены где-то в комплексе Неллис. Несмотря на катастрофы, Have Blue считается успехом.
Senior Trend
В октябре 1977 года, незадолго до Фазы 2 XST, Lockheed было поручено исследовать возможные серийные самолеты. Буквально через месяц, в тот день, когда HB1001 был доставлен в Грум-Лейк, ВВС заключили контракт с компанией под кодовым названием Senior Trend. ВВС хотели использовать революционные технологии, разработанные в ходе программы Have Blue. Тактическое воздушное командование заказало пять полномасштабных опытных и двадцать серийных самолетов.
Основанные на демонстраторах Have Blue, самолеты Senior Trend отличались от своих предшественников в нескольких аспектах. Крылья сделали меньшей стреловидности, чтобы решить проблему центровки, обнаруженную во время испытаний. Передняя часть фюзеляжа была укорочена, чтобы обеспечить пилоту лучший обзор, а вертикальные стабилизаторы были наклонены наружу от центра. Кроме того, было предусмотрено наличие двух отсеков для оружия, в каждом из которых могла размещаться одна 910 кг бомба с лазерным наведением или тактическая ядерная бомба B61.
Первый серийный F-117A был поставлен в 1982 году, а эксплуатация их началась в октябре 1983 года; 59-й и последний F-117A был поставлен в 1990 году.
Характеристики:
Экипаж: 1 человек.
Длина: 14,4 м
Размах крыла: 6,86 м
Высота: 2,29 м
Площадь крыла: 35,9 кв. м.
Масса пустого самолета: 4060 кг
Максимальная взлетная масса: 5670 кг
Двигатели: 2 × ТРД General Electric J85-GE-4A тягой по 13,1 кН
Максимальная скорость: 965 км/ч
Нагрузка на крыло: 160 кг/кв. м
Тяговооруженность: 0,46–0,62
Первый полет: 1 декабря 1977 года
Всего построено: 2 самолета
Стоимость программы - 35 млн. долларов (в ценах 1978 года)
Комментариев нет:
Отправить комментарий