Родоначальник пятого поколения. Lockheed-Martin F-22A Raptor
Истребитель пятого поколения — довольно расплывчатая концепция, некий свод требований к прогрессивному самолёту, чётко не прописанный ни в одном документе, однако будоражащий умы авиаконструкторов, военных, политиков и просто интересующихся людей по всему миру. Чтобы причислить истребитель к заветному пятому поколению, он должен обладать рядом свойств, не присущих машинам четвёртого поколения. Ключевым свойством является малозаметность — сниженная ЭПР машины за счёт различных стелс-технологий. Также важна многофункциональность — возможность обнаруживать и атаковать воздушные, наземные и надводные цели с равной эффективностью. Предъявляются высокие требования к лётно-техническим характеристикам: самолёт должен быть способен к бесфорсажному сверхзвуковому полёту, обладать сверхманёвренностью и при этом быть дружественным к лётчику, прощать многие ошибки пилотирования. Не менее важно и наличие современных цифровых систем, начиная от систем прицеливания и постановки помех и заканчивая тактическими системами связи. На данный момент истребители, полностью или частично удовлетворяющие данным требованиям, состоят на вооружении США и КНР, проходят испытания российские и японские машины, разработки же ведутся в Индии, Южной Корее, Иране, Турции и Швеции. Впервые о таких истребителях заговорили (чисто теоретически) ещё в 1970-х, когда только вставали на крыло машины четвёртого поколения. Но вот по-настоящему история истребителя пятого поколения начинается в 1981 году, когда ВВС США начали программу разработок ATF — Advanced Tactical Fighter (усовершенствованный тактический истребитель), результатом которой стал самолёт, сочетающий несовместимое. Самолёт, ставший отправной точкой и стандартом истребителя пятого поколения.
(На фото): Американские истребители пятого поколения F-22 и F-35A
Целью программы ATF было создание передового истребителя завоевания господства в небе для замены McDonnell Douglas F-15 Eagle. Иронично, что одним из параметров, не устраивавших в «Игле» была его высокая стоимость — в 5-7 раз выше его предшественника. Подробности программы ATF до сих пор засекречены, но известны основные требования, предъявляемые к новому самолёту: малая заметность, бесфорсажный сверхзвуковой полёт и высокая манёвренность на больших и малых скоростях. Стандарт сниженной заметности в радио- и инфракрасном диапазоне задал созданный и успешно применяемый ударный самолёт Lockheed F-117 Nighthawk. Крейсерский сверхзвуковой полёт, ранее реализованный только на пассажирских самолётах Concorde и Ту-144, позволял не только экономить горючее и преодолевать расстояния быстрее, но также давал возможность снизить инфракрасное излучение летящей машины. Хотя основной тактикой нового истребителя должен был стать дальний бой самонаводящимися ракетами, но на огромных скоростях при встречных курсах дальний бой переходит в ближний за считанные секунды. В этом случае для выживания и победы критичной становится манёвренность. Главная проблема была в том, что все эти параметры на тот момент считались взаимоисключающими. Малозаметный «Найтхок» был дозвуковым и обладал ужасными лётными данными, за что даже получил прозвище «Хромой гоблин». Крейсерский сверхзвук требовал аэродинамики и параметров двигателей, несовместимых ни с малозаметностью, ни со сверхманёвренностью. Увязать эти параметры воедино предложили двум ассоциациям компаний: Lockheed, Boeing и General Dynamics с одной стороны и Northrop с McDonnell Douglas — с другой. Двигатель для будущей машины также на конкурсной основе создавали General Electric и Pratt&Whitney.
Во второй половине 1990 года состоялась кульминация программы ATF — лётные испытания самолётов-демонстраторов, созданных конкурентами. Каждая группа предоставила по два прототипа — с двигателями Пратт-Уитни и Дженерал Электрик. Прототипы Lockheed/Boeing/General Dynamics имели обозначение YF-22, а Northrop/McDonnell Douglas — YF-23. Интересно, что обоим коллективам удалось справится с поставленными задачами и все прототипы прошли лётные испытания. Однако YF-22 обладал намного лучшей управляемостью на дозвуковых скоростях и углах атаки до 60° благодаря соплу с управляемым вектором тяги. Из-за проблем с аэродинамикой прототип Northrop/McDonnell Douglas достиг максимальной скорости 1,85 Маха, в то время как конкурент показал больше двух. Да и в целом, YF-22 был более готовым и имел меньше нерешённых проблем. Например, в рамках испытаний на нём проводились пуски обоих типов ракет на сверхзвуковых скоростях, в то время как YF-23 лишь продемонстрировал тест открывания створок отсека вооружений. Не удивительно, что победителем конкурса был объявлен прототип Локхид с двигателями Пратт-Уитни. Доводить машину и готовить к серийному выпуску поручили Skunk Works — создателям таких легендарных машин, как U-2, F-104 Starfighter, SR-71 Blackbird. В 1996 году самолёт был принят на вооружение под обозначением Lockheed-Martin F-22A Raptor.
Изначально планировалось закупить 750 F-22, но существенное увеличение стоимости проекта и, соответственно, рост цены одного самолёта внесли свои корректировки. К тому же закончилась Холодная война и расходы на оборонку стали существенно сокращать. В итоге было построено 197 F-22, из них 2 прототипа, 8 предсерийных машин и 187 серийных F-22A. Экспорт «Раптора» был навсегда запрещён особым указом конгресса, потому все машины поступили на вооружение ВВС США. Истребитель подвергался нескольким модернизациям, в частности вооружение было расширено корректируемыми 450-кг (1000-фунтовыми) авиабомбами JDAM и 110-кг бомбами GBU-39, после чего индекс самолёта изменился на F/A-22 (Fighter/attack — истребитель/штурмовик); другие модернизации касались «умной начинки» и комплекса БРЭО. Себестоимость одного самолёта достигла 146 млн. долларов, а полная цена с учётом всех косвенных затрат — примерно 350 млн. (по другим данным — более 400 млн!), что сделало «Раптор» одним из самых дорогих самолётов в истории. На что же ушла такая куча денег?
Характеристики F-22A частично засекречены, либо сообщаются в приближённых значениях. Длинна машины — 18,9 м, размах крыла — 13,56 м, масса пустого самолёта — 19,7 тонн, нормальная взлётная — 29,2 тонны, максимальная — 38 тонн. Самолёт выполнен по нормальной аэродинамической схеме с высокорасположенным трапециевидным крылом и хвостовым оперением, включающим широко разнесенные, наклоненные наружу кили с рулями направления и цельноповоротные стабилизаторы. Конструкция истребителя соответствует критериям технологии «стелс». Малая радиолокационная заметность обеспечивается за счет малоотражающих форм планера, поверхности которого ориентированы в нескольких строго ограниченных направлениях, а также благодаря применению радиопоглощающих материалов и покрытий. ЭПР «Раптора» — одна из строжайших тайн, по оценкам различных специалистов она составляет от 0.3-0.4 до 0.0001 м², истина же наверняка где-то посередине.
В конструкции планера широко использованы полимерные композиционные материалы (24%) и титановые сплавы (39%), что позволяет выдерживать перегрузки до 9,5G и обеспечивает хорошую живучесть. Крыло площадью 78,04 м² кессонное, выполнено из композитов на лонжеронах из титановых сплавов. По всему размаху крыла имеется отклоняемый носок. Стреловидность по передней кромке - 42°. Сопряжение поворотных и неподвижных поверхностей имеет «рубленые» формы, обеспечивающие снижение радиолокационной заметности. Нижняя поверхность фюзеляжа выполнена плоской, имеется центральный отсек вооружения; еще два отсека малого объема размещены по бокам фюзеляжа, непосредственно за воздухозаборником. Кабина летчика имеет беспереплетный фонарь с радиорассеивающим напылением и оборудована модифицированным катапультным креслом ACTS II.
Силовая установка включает два турбореактивных двигателя Pratt&Whitney F119-PW-100 с низкой степенью двухконтурности, что обеспечивает бесфорсажный сверхзвуковой полёт, но приводит к большому расходу топлива на малых скоростях. Нормальная тяга двигателя — 13 900 кгс, статическая форсированная — 15 876 кгс, что обеспечивает тяговооружённость 1,15 при нормальной взлётной массе. Самолёт имеет максимальную скорость 2410 км/ч (2,25 Мах), но в мирное время она ограничена двумя Махами (2124 км/ч). Крейсерская скорость варьирует от 800 до 1800 км/ч (1,7 Мах), практический потолок — 20 км, боевой радиус — 760 км, перегоночная дальность — 3220 км. Боковые подкрыльевые воздухозаборники двигателей - ромбовидного сечения, нерегулируемые, с S-образными каналами для экранирования компрессоров двигателей. Плоские сопла имеют неподвижные боковые стенки и подвижные верхние и нижние панели, предназначенные для регулирования площади поперечного сечения сопла и отклонения вектора тяги по тангажу на угол от плюс 20° до минус 20°. Плоская струя выхлопа способствует быстрому охлаждению газов, что снижает инфракрасную заметность. Высокая тяговооружённость, хорошая аэродинамика и управляемый вектор тяги обеспечивают самолёту сверхманёвренность. При этом выполнять фигуры высшего пилотажа как на сверхзвуке, так и на малых скоростях способны не только воздушные асы, но и строевые пилоты, что говорит о простоте управления.
F-22 Raptor управляют две отказоустойчивые бортовые ЭВМ, называемые CIP — Common Integrated Processor. В каждом из них — 66 модулей, основой каждого модуля является 32-разрядный RISC-процессор i960. F-22 оборудован РЛС AN/APG-77 с активной фазированной антенной решёткой. Антенна такого типа состоит из ~2000 приёмно-излучающих элементов. Основным достоинством такой антенны является электронное управление главным лепестком диаграммы направленности (аналог сканирования лучом) — нет нужды в механическом сканировании, что упрощает конструкцию и повышает надёжность работы. Дальность обнаружения цели c ЭПР =1 м² — 225 км, крылатая ракета (0,1 м²) — 125—110 км. Может работать в режиме низкой вероятности перехвата. Радар способен осуществлять активный радарный поиск самолёта-истребителя, таким образом, чтобы цель не знала, что она облучается. В отличие от обычных радаров, которые излучают мощные импульсы энергии в узком диапазоне частот, AN/APG-77 излучает низкоэнергетические импульсы в широком диапазоне частот, используя технику, названную широкополосной передачей. Когда многократные эхо-сигналы возвращаются, процессор обработки сигналов РЛС объединяет эти сигналы. Количество энергии, отражённой назад от цели — на том же самом уровне, как и у обычного радара, но так как каждый импульс имеет значительно меньшее количество энергии и различную структуру сигналов, цели будет трудно обнаружить F-22. Самолёт оснащен интегрированной системой связи, навигации и идентификации, разработанной компанией TRW. В её состав входит система опознавания — «свой-чужой», а также защищённые и помехоустойчивые каналы IFDL и Link-16.
Истребитель имеет внушительное вооружение, состоящее из пушки и широкого спектра ракет и бомб. Встроенная пушка М61А2 Vulcan калибра 20 мм с боекомплектом 480 снарядов установлена в правой корневой части крыла. В нерабочем положении орудийный порт закрывается специальными створками. Скорострельность пушки составляет 6600 выст/мин, начальная скорость снаряда — 1050 м/с. В центральном грузоотсеке могут размещаться шесть ракет AIM-120 AMRAAM класса «воздух - воздух» средней дальности с радиолокационным активным самонаведением или другие боеприпасы. В боковых отсеках располагаются две ракеты AIM-9M Sidewinder для ближнего боя. На четырех подкрыльевых узлах подвески с укороченными пилонами могут размещаться два ПТБ и четыре (на двух спаренных ПУ) ракеты А1М-120А. Существуют и другие варианты вооружения. Нагрузка на внешних узлах подвески может достигать 2270 кг. F-22 совместим с управляемыми высокоточными авиабомбами, точность сброса не уступает B-2 Spirit, F-117 Nighthawk и B-1B Lancer. Истребитель способен производить пуски ракет и сброс бомб из внутренних отсеков на сверхзвуковых скоростях.
Данные об эксплуатации «Раптора» по большей части засекречены, потому очень трудно судить о его реальных преимуществах и недостатках. Известно, что запас топлива на борту невелик (8,2 тонны), что делает F-22 зависимым от дозаправок в воздухе. Также истребитель имеет не лучшие взлётно-посадочные характеристики. Подвергается критике отсутствие у «Раптора» инфракрасных поисковых датчиков и радаров бокового наведения ракет. Неоднократно возникали проблемы с кислородной системой, из-за чего лётчик ощущал неприятные запахи, испытывал удушье и даже терял сознание. По этой причине разбился один «Раптор», погиб пилот. Пока искали причину и устраняли недоработки, на полёты F-22 были наложены ограничения и частичный запрет, но к июлю 2012 ситуация разрешилась. Всего за время эксплуатации сообщается о шести разбившихся самолётах, погибло двое пилотов, средний налёт на потерю составил 56 180 часов, что весьма неплохо. Что касается трудоёмкости обслуживания, у F-22 она не является чрезмерно высокой и составляет 30 человеко-часов на 1 час полёта. Для сравнения, у истребителя третьего поколения F-4 «Фантом» II этот показатель составлял 35 чел.-ч/ч, а у F-104 «Старфайтер», считавшегося сложным в обслуживании — 50 чел.-ч/ч.
Говорить об эффективности «Раптора» можно в основном по данным учений, тем из них, что были опубликованы. В 2006 году были проведены учения «Норден Эйдж», в которых проводились учебные воздушные бои 12 истребителей F-22 с F-15, F/A-18C и F/A-18E. За первую неделю учений самолёты F-22 условно сбили 144 самолёта противника без потерь со своей стороны. Всего за две недели учений группировка F-22 одержала 241 условную победу, потеряв два самолёта. В июне 2012 года на Аляске были проведены учения, включавшие индивидуальные воздушные бои истребителей F-22 с Eurofighter EF2000 Typhoone под управлением немецких пилотов. По словам майора Марка Грюна, участвовавшего в учениях, в ходе учений противники сражались на равных, на больших расстояниях F-22 имел преимущество за счёт новейшего оборудования, однако на близкой дистанции более лёгкий «Тайфун» оказывался в выгодном положении. В реальных же боевых действиях истребитель завоевания господства в воздухе хоть и участвовал, но действовал как разведчик либо фронтовой бомбардировщик. 23 сентября 2014 года в СМИ появилась информация о первом боевом применении F-22 ВВС США против исламистов в Сирии. Самолёт нанёс удары по городу Ракка и его пригороду. К февралю 2015 F-22 выполнили по крайней мере 112 боевых заданий в небе Сирии. К июню 2015 года F-22 включались в состав каждой группы ударных самолётов, бомбящих Сирию. Описан один 11-часовой вылет, в котором F-22 наглядно продемонстрировал свою многофункциональность, выполнив ударную задачу, разведав наземные силы противника, наведя на цели другие самолёты и сопроводив бомбардировщики.
(На фото): С Eurofighter EF2000 Typhoone
Lockheed-Martin F-22A Raptor — большое явление в мировой боевой авиации, его создание положило начало пятому поколению истребителей и послужило «трамплином» для таких машин, как Lockheed-Martin F-35 Lightning II и Chengdu J-20 Mighty Dragon. Для его создания было проделано невообразимое количество научно-исследовательской работы, результаты которой найдут отклик во многих машинах. И пусть F-22 критикуют за непомерную стоимость, американцы всё же гордятся им. И есть за что.
Представлена модель одного из первых серийных Lockheed-Martin F-22A Raptor из состава 422 TES (Test and Evaluation Squadron — эскадрилья испытаний и оценки), авиабаза США Неллис, 14 ноября 2004 года. Истребитель несёт четыре AIM-120 AMRAAM и две 450-кг авиабомбы JDAM в основном отсеке, две ракеты AIM-9M Sidewinder в боковых отсеках, подвесные топливные баки на 100 галлонов и две ракеты AIM-120 на наружной подвеске. Модель фирмы Hobby Boss, масштаб 1/72.
Подробный отчёт о сборке тут:
Lockheed-Martin F-22A Raptor, Hobby Boss, 1/72. Заметки по сборке
Статья написана на основе информации из открытых источников, таких как Википедия, сайт "Уголок Неба" и канал YouTube "Авиасмотр".
Вот ещё немного фото:
На этом пока всё, далее мы отправимся к истокам танкостроения, потому подписывайтесь, а также заходите в мою группу Вконтакте, где можно обсудить лично всякие вопросы и даже заказать изготовление модели (https://vk.com/warminiarts), а также подписывайтесь в Инстаграмме, где много фото, и ничего лишнего (https://www.instagram.com/warminiarts_lugansk/). А сейчас - благодарю за внимание и хорошего времени суток!