Стратегический бомбардировщик Northrop Grumman B-2 Spirit
Фирма «Нортроп» была достаточно хорошо известна в мире в основном благодаря легким истребителям и учебным самолетам F-5/T-38, эксплуатировавшихся в десятках стран. Но самый яркий след в истории авиации оставила, пожалуй, попытка основателя фирмы - Джона Нортропа отказаться от всего «лишнего» в самолете, создающего дополнительное сопротивление воздушному потоку и утяжеляющего конструкцию - оперения и фюзеляжа: «все, что действительно нужно самолету - это только крыло!» Появившиеся в конце 40-х годов огромные бомбардировщики-«летающие крылья» произвели неизгладимое впечатление, которое, казалось, уже больше никогда не повторится. А ведь Джон Нортроп приступил к строительству летающих крыльев еще 70 лет тому назад и продвинулся в этом направлении дальше, чем кто-либо. Увы, последующее развитие авиации показало, что для перевозки большого числа пассажиров на большие расстояния, нужен большой фюзеляж с огромным оперением, вроде как на Боинге 747. С другой стороны, «летающее крыло» все еще живо. По иронии судьбы, самый дорогой самолет в мире - «Нортроп» В-2 - является единственным серийным на данный момент «летающим крылом».
В последнее время в отечественной и мировой печати стали появляться различные сведения об американском стратегическом бомбардировщике В-2. Их краткость и разрозненный характер, дают весьма слабое, а во многих случаях и вовсе ошибочное представление об этом самолете и его боевых возможностях. Несмотря на то, что с момента начала программы создания «стелсов» прошло уже более 30 лет многие ее аспекты по прежнему скрыты под непроницаемой завесой секретности. Пелену тайны над некоторыми из них мы и попытаемся раскрыть...
История создания самолета
В 1965 г. в США начались работы по технике «Стелc». Причиной начала этой программы был шок испытанный американской авиацией, побывавшей над Индокитаем в «ракетных джунглях» ПВО Северного Вьетнама. Исследования по уменьшению поражаемости боевых самолетов шли по двум направлениям: увеличению живучести летательных аппаратов и уменьшению их радиолокационной заметности. Именно тогда американские ВВС подписали контракт на проведение широкомасштабных научных и опытно-конструкторских разработок (НИОКР) по уменьшению эффективной поверхности рассеивания (ЭПР) летательных аппаратов.
Однако в течение почти шести лет разработчики фактически топтались на месте. Работы сдвинулись с мертвой точки лишь после того как в 1971 г. специалистам из Управления перспективных исследований МО США (DAPRA) «попала на глаза» статья советского физика Петра Уфимцева, посвященная методам вычисления отраженного электромагнитного излучения и опубликованная в открытой печати еще в 1962 г. Находка значительно снизила трудоемкость работ по определению ЭПР самолетов. Используя суперкомпьютеры «Крэй- 2», американские авиационные специалисты отработали программы, применяя которые, можно было с большой точностью моделировать ЭПР любых летательных аппаратов еще на стадии проектирования, а также выбирать конфигурацию планера, максимально снижающую радиолокационную заметность самолета. Результатом проведенных исследований стал комплекс мер и технических решений, направленный на устранение или ослабление факторов, влияющих на уровень заметности самолета: отражение излучения РЛС, теплового излучения двигателей и планера, излучения собственных бортовых систем, наличие инверсионного следа и дыма в выхлопных газах, а так же визуальной заметности.
Важнейшем направлением работ было признано снижение радиолокационной заметности. Уменьшение величины сигнала РЛС, отраженного от поверхности самолета, можно достичь за счет уменьшения эффективной отражающей поверхности (ЭОП) машины. Это достигается двумя путями: устранением в конструкции планера элементов, эффективно отражающих радиосигнал, и применением радиопоглощающих материалов (конструкций и покрытий).
Хорошо отражают радиоизлучение любые стыки поверхностей, например, крыла с фюзеляжем, выступающие элементы конструкций (антенны и вооружение на внешней подвеске), первые ступени компрессоров двигателей. Поэтому для уменьшения ЭПР самолета он должен не иметь резких граней, крыло должно плавно сопрягаться с фюзеляжем, киль желательно вообще убрать или заменить на такие стабилизирующие поверхности, которые бы плавно сопрягались с фюзеляжем, лопатки компрессора двигателя необходимо спрятать глубоко в фюзеляж или толщу плоскостей, с подводом воздуха по изгибающемуся каналу. При этом воздухозаборники должны иметь покрытие из радиопоглощающих материалов, вооружение необходимо расположить внутри фюзеляжа, а антенны и приемники воздушного давления не должны иметь больших выступающих поверхностей (это довольно сложная проблема не решена еще полностью и сейчас).
Под все эти параметры подходит уже хорошо знакомая нам аэродинамическая схема «летающее крыло». Но у такой схемы, как мы уже убедились выше, значительно меньше запас устойчивости, чем у классической, поэтому на самолете необходимо применение эпектродистанционной схемы управления (ЭДСУ) и мощной ЭВМ, следящей за устойчивостью машины.
На основании выработанных требований в 1974-1975 гг. управление начало реализацию программы XST, направленной на создание планера самолета, имеющего минимальную ЭПР. В ноябре 1975 г с фирмами «Нортроп» и «Локхид» были заключены контракты на постройку натурных макетов малозаметных самолетов. В течение пяти месяцев шли испытания макетов на наземных стендах, в результате был принят макет фирмы «Локхид», ставший основой для создания самолета «Хэйв Блю», прототипа серийного F-117. А фирма «Нортроп» использовала опыт создания модели XST имевшей кодовое название «Блэк Манта» при создании разведывательного самолета TR-3 и ряда других проектов.
После отмены в 1977 г. планов серийного производства бомбардировщика В-1А, ВВС США в начале 1979 г. выдали основным авиастроительным фирмам требования на создание малозаметного стратегического бомбардировщика.
На предложение ВВС откликнулись «Локхид», «Нортроп», «Боинг», «Макдонелл-Дуглас», «Грумман» и «Рокуэлл Интернейшнл». Предварительный конкурс прошли только две из них: «Локхид» и «Нортроп». Представленные ими проекты имели близкую конфигурацию и разрабатывались по схеме «летающее крыло». Локхидовский «невидимка» имел меньшие, чем у конкурента размеры и, соответственно, меньшую радиолокационную заметность, но не дотягивал до требований ВВС по боевой нагрузке, а по ряду летно-технических характеристик соответствовал ударному самолету средней дальности. К тому же загруженность фирмы выполнением заказа на F-117А и большой опыт корпорации «Нортроп» в создании «летающих крыльев» окончательно убедили ВВС США в необходимости отдать новый контракт последней.
Уже в 1981 г контракт на разработку бомбардировщика-«невидимки» под кодовым обозначением АТВ был подписан. Помимо фирмы «Нортроп» в программе участвовали: «Боинг» (создание радиоэлектронного оборудования), «Линг-Тимко Воут» (новые материалы и конструкции) и «Дженерал Электрик» (двигатели).
Надо сказать, что объявленный Пентагоном проект довооружения оказался настоящей бездонной бочкой: еще до первого полета на этапе НИОКР начиная с 1982 г. фирма «Нортроп» вложила в проект бомбардировщика около 1,2 млрд. долл., а три основных субподрядчика еще примерно по 300 млн. долл.! Объявленная будущая стоимость бомбовоза потрясала воображение и составляла 530 млн. долл!!
К концу 1981 г. была построена уменьшенная копия будущего самолета, и начиная с 1982 г., после проведения исследований в аэродинамических трубах, начались его летные испытания. В ходе них полностью получила подтверждение заложенная в проект концепция, но одновременно были выявлены и некоторые недостатки.
Согласно планам руководства Стратегического Авиационного Командования, изначально будущий бомбардировщик предназначался для прорыва на больших и средних высотах к объектам, расположенным на территории вероятного противника, имеющего сильную ПВО. В число первоочередных целей подлежавших уничтожению в первый день «будущей» Третьей Мировой входили мобильные пусковые установки баллистических ракет (на железно-дорожных платформах), являвшиеся для ЦРУ и Пентагона источником постоянной головной боли, а также сильно защищенные командные пункты. В последующие дни конфликта, все уцелевшие машины этого типа должны были использоваться против крупных группировок сухопутных войск. Помимо этого на экипажи возлагалась обязанность ведения радиоэлектронной разведки.
Тем временем ЦРУ и разведка Пентагона тоже «даром хлеб не ели» и представили данные, согласно которым в ближайшее время на вооружении ПВО СССР должны были начать поступать новейшие ЗРК (С-300, «Бук» и «Тор»). По оценкам экспертов, эти системы представляли серьезную угрозу новым бомбардировщикам. Таким образом, уже в начале 80-х гг. стало ясно, что работать «на высоте» не удастся. По мнению большинства специалистов, вероятность успешного выполнения подобных заданий была очень невелика и в случае возникновения крупномасштабного конфликта, «невидимки» должны были понести очень тяжелые потери.
В связи с этим изменились и требования ВВС. Теперь конструкция самолета должна была обеспечить длительный маловысотный полет (до 60 м над уровнем поверхности) в режиме автоматического огибания рельефа местности. Эта «вводная» заставила специалистов внести коррективы в конструкцию и внешний облик самолета для обеспечения возможности полета в турбулентной среде, характерный для малых и сверхмалых высот.
В нашей стране бытует мнение, что в США ничего не сообщалось о работах по малозаметным боевым самолетам до конца 1980-х и появление этих машин явилось для всех полной неожиданностью. В действительности все обстояло не так. Факт реализации крупномасштабных работ по созданию малозаметных боевых самолетов был официально, на самом высоком уровне признан 22 августа 1980 г. (в преддверии приближавшихся очередных президентских выборов) министром обороны Брауном, публично заявившим, что США разрабатывают новую технологию, которая «значительно изменит сложившееся военное соотношение». Однако, кроме самого факта существования программы, все остальные сведения оставались секретными.
Первоначально предполагалось, что бомбардировщик АТВ будет выполнять крейсерский полет на больших высотах (более 20 км), соизмеримых с высотами полета разведывательного самолета Локхид U-2. Однако оценка перспектив развития советской системы ПВО, выполненная в 1980 г. в рамках программы «Ред Тим», показала, что новые радиотехнические средства потенциального противника будут обнаруживать малозаметный высотный бомбардировщик на дальностях, обеспечивающих возможность эффективного применения по нему зенитных ракетных комплексов и истребителей-перехватчиков типа МиГ-31 и Су-27.
В результате ВВС в 1983 г. потребовали от разработчиков обеспечить новому ударному самолету возможность выполнения маловысотного «броска» протяженностью 1800 км. Первоначально предполагалось, что скорость при этом (как и на бомбардировщике В-52) будет ограничена величиной М=0,55. Однако дальнейшие расчеты показали, что аэродинамика и силовая установка самолета позволяют выполнять длительный маловысотный полет при скорости, соответствующей М=0,8. Практическая реализация этой возможности потребовала значительного усиления конструкции планера, что, в свою очередь, привело к внесению ряда изменений в аэродинамическую компоновку машины. V-образная форма задней кромки крыла была трансформирована в W-образную. Изменение проекта привело к годичному отставанию от графика и обошлось министерству обороны в дополнительный миллиард долларов.
При создании самолета широко использовались методы «компьютерной аэродинамики». В то же время продолжительность испытаний в аэродинамических трубах составила 24000 часов. Впервые (была применена т.н. «безбумажная технология». Впервые все проектирование машины выполнялось с использованием компьютерной сети GALSS в трехмерной базе данных. Натурный макет самолета не строился.)
Для самолета разрабатывался принципиально новый бортовой радиоэлектронный комплекс, включающий «малозаметную» многофункциональную радиолокационную обзорно-прицельную систему, имеющую низкую вероятность перехвата сигналов противником, а также пассивную систему радиоэлектронной разведки Нортроп ZSR-62, предназначенную для распознавания станций управления пусковыми установками мобильных МБР и выборочной постановки помех радиолокаторам систем ПВО.
Совместно с системой ZSR-62 предполагалось использовать и систему РЭБ ZSR-63, максимально оптимизированную для малозаметных самолетов. Однако в ходе разработки системы ZSR-62 встретились трудности технического порядка, и к началу 1990-х гг. работы над системой ZRS-62 были прекращены (вместо нее было применено уже существующее оборудование РЭБ, приспособленное к особенностям боевого применения малозаметного стратегического бомбардировщика).
В рамках производственной кооперации фирма Боинг была ответственна за изготовление консолей крыла и задней центральной части планера с отсеками вооружения, а также за производство топливной системы, шасси и аппаратуры системы управления вооружением. Нортроп (Нортроп-Грумман) обеспечивала изготовление переднего центрального отсека планера с кабиной экипажа, а также окончательную сборку самолета. Воут поставляла промежуточные секции планера с отсеками двигателей и шасси.
При разработке самолета использовалась система автоматизированного проектирования и подготовки производства с 400 терминалами, включающая базу данных по всем деталям самолета. Эта трехмерная база данных обеспечила подготовку производства без использования обычных бумажных чертежей, макетов и опытной оснастки и позволила получить в производстве высокую точность обводов самолета (например, погрешность выдерживания размаха крыла составляет 6,3 мм). Благодаря применению базы данных проектные изменения вносятся в технологические процессы в пять раз быстрее, чем обычно. По утверждению фирмы Нортроп, она разработала и внедрила около 900 новых материалов и процессов. Благодаря автоматизации производства прогнозируемая трудоемкость изготовления самолета в расчете на 1 кг его массы должна была быть примерно такой же, как у пассажирского самолета Боинг 757.
Требования ВВС предусматривали, чтобы самолеты, находящиеся на боевом дежурстве, имели коэффициент готовности к нанесению ядерного удара, равный 96%. Это обусловило увеличенное внимание к вопросам надежности, эксплуатационно-ремонтной технологичности (ЭРТ) и материально-технического обеспечения (МТО) самолетов В-2. Трудоемкость техобслуживания после налета парком самолетов В-2 100000 ч по требованиям ВВС должна составить 50 чел-ч в расчете на 1 ч полета, фирма Нортроп при проектировании самолета стремилась достичь лучшей трудоемкости - 44,7 чел-ч, а в октябре 1992 г. по результатам летных испытаний пяти опытных самолетов дала прогноз, что фактическая трудоемкость будет еще меньше - около 32 чел-ч на 1 ч полета.
Высокий уровень технико-эксплуатационных характеристик самолета был достигнут использованием информационной системы по организации МТО LSMIS (Logistics Support Management Information System) с громадной базой данных (по 60 млн. внеплановых операций техобслуживания 1860 самолетов в период с 1979 г. по 1983 г.) и системы регистрации, анализа и устранения отказов FRACAS (Failure Reporting Analysis and Corrective Action System). Особое внимание было уделено обеспечению легкодоступности внутренних агрегатов и аппаратуры. Вице-президент фирмы Л.М.Израэлит самолично проверял удобство лазов для доступа в зоны, критические для обслуживания самолета.
Достаточно успешный ход испытаний бомбардировщика В-2 был обусловлен, отчасти, усовершенствованным комплексом поддержки, который позволял накапливать за каждый полет 10 Гбайт испытательных данных и отображать информацию в реальном времени на графических дисплеях в центрах управления полетом. В результате за первые шесть испытательных полетов самолета В-2 был получен больший объем информации, чем за все время испытаний истребителя F-16. Наземный комплекс поддержки испытаний самолета В-2 на авиабазе Эдвардс занимал площадь 481576 м2 (48,2 га) и включал 42875 м2 производственных площадей. Этот комплекс установил новый стандарт для летных испытаний в 1990-х годах.
Первая публичная демонстрация опытного бомбардировщика, ранее создававшегося в обстановке чрезвычайной секретности (по степени закрытости программа АТВ соответствовала, пожалуй, лишь проекту «Манхеттен» - работам по созданию американской атомной бомбы), состоялась 22 ноября 1988 г. на авиазаводе ВВС США №42 в г. Палмдэйл (Калифорния). Презентация самолета была проведена в виде красочного шоу с приглашением почетных гостей и беспрецедентными мерами по обеспечению охраны, что также можно было расценивать как дополнительный элемент рекламы программы «самолета-невидимки».
Рассекречивание программы АТВ мотивировалось чисто финансовыми соображениями: после начала летных испытаний достаточно большие средства, затрачиваемые на недопущение утечки информации, могли оказаться практически бесполезными.
Первый полет первого опытного самолета (AV-1) В-2А «Спирит» («Дух») состоялся 17 июля 1989 г. и продолжался 2 часа 20 минут. Машину пилотировал экипаж, возглавляемый летчиком-испытателем Р.Коучем (Richard S.Couch). К этому времени В-2 стал самым «испытанным» дозвуковым самолетом в авиации. Был проделан огромный объем испытаний в АДТ (24000 ч), доводочных испытаний конструкции и систем (16000 ч), испытаний вычислительных блоков (122000 ч), испытаний на надежность (42000 ч), моделирования на пилотажном стенде (6000 ч), приемочных (67000 ч) и квалификационных(291000 ч) испытаний. Натурный планер самолета для статических испытаний три раза подвергался расчетной разрушающей нагрузке, составляющей 150% максимальной прогнозируемой полетной (он разрушился в декабре 1992 г. при четвертом нагружении от нагрузки, в 1,6 раза превышающей максимальную эксплуатационную). Некоторые элементы конструкции прошли ресурсные испытания, соответствующие двум срокам службы. Первая дозаправка в воздухе (с самолета-заправщика КС-10) была выполнена 8 ноября 1989 г.
AV-1 имел ряд «нештатных» комплектующих, что было обусловлено стремлением ускорить начало летных испытаний. В частности, на нем было применено шасси от серийного пассажирского самолета Боинг 767. В июле 1998 г. этот самолет был поставлен на переоборудование в боевой вариант, соответствующий стандарту Block 30 (первый полет модернизированной машины состоялся в декабре 1999 г.).
За первым опытным самолетом последовало еще пять бомбардировщиков опытной серии. Второй самолет, AV-2, впервые поднялся в воздух 19 октября 1990 г. Он был задействован в испытаниях на флаттер. Кроме того, отрабатывалось шасси, кинематика створок грузоотсеков и ряд других элементов.
AV-3 (первый полет - 18 июня 1991 г.) использовался для испытаний авионики (в частности, БРЛС и навигационной системы).
На AV-4 (17 апреля 1992 г.) также испытывалась авионика (в частности, система РЭБ) и отрабатывалось отделение сбрасываемых средств поражения. В ноябре 1993 г. этот самолет впервые выполнил маловысотный полет в режиме следования рельефу местности.
AV-5 (5 октября 1992 г.) служил для снятия характеристик радиолокационной заметности, а также для климатических испытаний.
AV-6 (2 февраля 1993 г.) служил для совместных испытаний БРЭО и системы вооружения.
В дальнейшем (1994-2000 гг.) все пять бомбардировщиков опытной серии были доработаны до уровня Block 30.
В момент начала программы АТВ ВВС США планировали закупить 133 самолета (132 строевых и один опытный) общей стоимостью 36,6 млрд. долл. для полной замены бомбардировщиков В-52. Однако после объединения Германии, эксперты американских ВВС получили возможность познакомиться с советским истребителем четвертого поколения МиГ-29 (Fulcrum-A - обозначение по натовской классификации), небольшое количество которых находилось на вооружении ВВС ГДР. Командование Бундеслюфтваффе, ставшее новым хозяином МиГов, выделило два самолета для союзника: один предназначался для NASA, а второй - для ВВС.
Испытания советской новинки, начавшиеся под аккомпанемент разглагольствований прессы о конце «холодной войны», наступившей в международных отношениях «эре доверия», «перестройке» и похвалах «русскому чуду», вскоре были засекречены. Как правило, газеты наперебой рассказывали о потрясавших воображение маневренных качествах советской машины, что же касается БРЭО и вооружения, то обтекаемо говорилось о том, что они почти не уступают американским образцам, но имеет устаревшую элементную базу. Но секрет сохранить не удалось. Участвовавший в этой программе летчик-испытатель Ларри Нильсен все-таки проговорился в беседе с Робертом Ф.Дорром (сотрудником World Air Power Journal) о том, что радар Н-019 (разработка НПО «Фазотрон»), установленный на МиГ-29, видит В-2 даже на фоне земли!! По его мнению, почти наверняка можно предположить, что БРЛС МиГ-31 и Су-27, также способны селектировать такую цель, причем на гораздо большей дальности. Правда, Нильсен оговорился, что экипаж В-2 все же имеет неплохие шансы уйти из-под атаки перехватчиков, но не пояснил, чем они подкреплены. Не ясно также проводились ли испытания СУВ МиГ- 29. Но и без этого репутация «стелсов» оказалась подмоченной.
После того как эта информация попала в печать, в прессе поднялась волна критики администрации и Пентагона «занимающихся тратой средств налогоплательщиков на не оправдывающие себя проекты». «Верните наши деньги!», - орали газеты. - «20% средств, затраченных на «невидимки», хватило бы на полное преодоление последствий абортов!», «Нам нужны новые пособия по безработице, а не новые бомбардировщики!»
Доклад об испытаниях МиГов был заслушан комиссией Конгресса. В нем, в частности, отмечалось, что «планируемые работы по снижению до необходимого уровня РЛ заметности В-2 многократно превышают по затратам работы, направленные на модернизацию БРЛС советских истребителей». Дальнейший анализ показал, что планировавшиеся в качестве основного вооружения ракеты AGM-69 SRAM и AGM-131 SRAM-2 не смогут обеспечить требуемой точности поражения обнаруженных целей. В результате, на вооружении В-2 остались только свободнопадающие и управляемые бомбы, что заставило многих специалистов вообще усомнится в способности этих машин действовать в условиях активного противодействия.
Эти «открытия», оглашенные в Конгрессе, едва не поставили крест на всей программе. Однако генералам и авиапромышленному лобби удалось отстоять «священную корову» под тем предлогом, что Стратегическое Авиационное Командование вообще не имеет самолетов, способных действовать в условиях активного противодействия. Тем не менее, конгрессмены уже не могли игнорировать мнение прессы и сократили количество заказанных самолетов до 75, выделив в апреле 1990 г. 4,1 млрд. долл. на постройку 15 бомбардировщиков. Впрочем, и это количество было отнюдь не окончательным. Причины крылись в том, что к этому времени была уже возобновлена программа В-1, и законодатели, подобно герою рассказа О’Генри, благоразумно решили, что «Боливару не свезти двоих...»
Согласно утверждению представителей ВВС, стоимость первых 10 самолетов составила 33,2 млрд. долл. (по курсу 1991 г.). Стоимость следующей пятерки обошлась налогоплательщикам еще в 6 млрд. долл. Правда, остальные 60 оценивались «всего лишь» в 21,6 млрд. долл., что позволяло «удержать» цену одного бомбовоза ниже магической отметки в 1 млрд. долл. Однако этого не произошло, и она продолжила «набор высоты»...
Серьезнейший удар по «стелсам» нанес развал Варшавского Договора и Советского Союза. Пентагон «в мгновение ока» лишился своего излюбленного жупела о «советской военной угрозе», которым размахивал в течение десятилетий, и американские конгрессмены вновь поставили вопрос о целесообразности постройки еще 60 самолетов. Правительство попыталось отстоять продолжение программы, мотивируя свое мнение тем, что если вместо указанного количества бомбардировщиков построить, к примеру, только десять, то на закрытие программы потребуется еще 3,6 млрд. долл. «отступных», и тогда цена одного самолета взлетит до 1,8 млрд. долл.!!.. Общая же стоимость выпущенных бомбардировщиков (без учета созданной для их испытаний и эксплуатации инфраструктуры) достигнет 46,4 млрд. долл. Однако «сломить» конгресс не удалось и после многочисленных дебатов в зале заседаний и под коврами в кабинетах, законодатели приняли решение о поставке ВВС всего лишь 21 самолета и выделения на это в 1993 финансовом году жалких 2,7 млрд. долл.
29 августа 1994 г. начались летные испытания первой серийной машины В-2А. Первые 15 самолетов строились в варианте Block 10. Система вооружения этих бомбардировщиков обеспечивала возможность применения лишь ядерных бомб типа Мк 83 или обычных свободнопадающих авиабомб Мк 84. Бомбардировщики этой серии могли совершать боевой полет только на больших и средних высотах.
В 1997 г. начались поставки бомбардировщиков в варианте Block 20, способных ограниченное время выполнять маловысотный полет. Система управления вооружением этих машин обеспечивала применение корректируемых авиационных бомб (КАБ) типа JDAM с инерциально-спутниковым наведением. В варианте Block 20 было построено три самолета В-2А, кроме того, до уровня Block 20 доработали четыре ранее выпущенных самолета Block 10.
Последние два самолета поставлены в варианте Block 30, полностью соответствующем требованиям ВВС как в области БРЭО, так и по составу вооружения. В частности, бомбардировщики получили усовершенствованную автоматическую дистанционную систему управления и навигационную систему, обеспечивающие возможность длительного полета на малых высотах в условиях турбулентности. Кроме того, на самолетах В-2А Block 30 применено новое, более «практичное» радиопоглощающее покрытие, обеспечивающее (правда, в течение ограниченного промежутка времени) возможность безангарного базирования самолета и восстановления РПМ на открытом воздухе.
В настоящее время ведется доработка всех ранее выпущенных В-2А (в том числе и первой опытной машины) до уровня Block 30.
В результате задержек, формирование боевого подразделения самолетов В-2А (509-е бомбардировочное авиакрыло на авиабазе Уайтмен, шт.Миссури) началось лишь в апреле 1993 г. Первый строевой В-2А поставлен на авиабазу 17 декабря 1993 г., а первоначальная боеготовность авиакрыла была достигнута в конце 1995 г. По штату авиакрыло включает две эскадрильи по восемь строевых самолетов в каждой. Еще пять самолетов из общего парка в 21 машину должны поочередно находиться на техобслуживании или доработках, а также использоваться в учебных целях.
Каждый строевой В-2А должен иметь годовой налет 200-400 ч (около 16-33 полетов в месяц). При этом каждый летчик обычно совершает всего 2-4 тренировочных вылета в месяц. Для поддержания необходимых навыков экипаж дополнительно тренируется на тренажерном комплексе, выполняя на нем около пяти «полетов» в месяц.
Каждому бомбардировщику типа В-2А, как боевому кораблю, присваивается собственное имя. Самолеты опытной серии имели название, начинающееся со слова «Спирит»: AV-1 «Спирит», AV-2 «Спирит оф Аризона», AV- 3 «Спирит оф Нью-Йорк», AV-5 «Спирит оф Огайо» и AV-6 «Спирит оф Миссисипи».
Серийные самолеты именовались в честь одного из американских штатов (подобная система была принята с 1890-х годов при присвоении названий линкорам ВМС США). Исключение сделано лишь для 19-го самолета, которому присвоено имя «Китти Хок» (место, где был совершен первый полет самолета «Флаер» братьев Райт).
Серийные самолеты носят следующие имена: AV-7 «Техас» (первый полет выполнен 29 августа 1994 г.), AV-8 «Миссури» (11 декабря 1993 г.), AV-9 «Калифорния» (16 августа 1994 г.), AV-10 «Южная Дакота» (29 декабря 1994 г.), AV-11 «Вашингтон» (27 октября 1994 г.), AV-12 «Канзас» (16 февраля 1995 г.), AV-13 «Небраска» (26 января 1995 г.), AV-14 «Джорджия» (25 сентября 1995 г.), AV-15 «Аляска» (12 января 1996 г.), AV-16 «Гаваи» (21 декабря 1995 г.), AV-17 «Флорида» (29 марта 1996 г.), AV-18 «Оклахома» (13 мая 1996 г.), AV-19 «Китти Хок» (30 августа 1996 г.), AV-20 «Пенсильвания» (5 августа 1997 г.), AV-21 «Луизиана» (10 ноября 1997 г.).
Особенности конструкции самолета
Бомбардировщик В-2А выполнен по аэродинамической схеме «летающее крыло», наиболее полно соответствующей требованиям малой радиолокационной заметности. Вертикальное оперение отсутствует.
Планер самолета изготовлен в основном из титановых и алюминиевых сплавов с широким применением КМ, прежде всего углепластиков с бисмалеимидной и полиамидной матрицами, обладающими повышенной теплостойкостью по сравнению с эпоксидными связующими. Основным несущим компонентом конструкции служит однолонжеронный титановый кессон, расположенный в передней центральной части корпуса и в примыкающих промежуточных секциях, к которым крепятся углепластиковые консоли крыла, не имеющие сужения.
Фирма Боинг ответственна за изготовление консолей крыла и задней центральной части корпуса с отсеками вооружения, а также за производство топливной системы, шасси и аппаратуры системы вооружения; фирма Нортроп изготавливает передний центральный отсек корпуса с кабиной экипажа; фирма LTV - промежуточные секции корпуса с отсеками двигателей и шасси. Расчетный ресурс планера 10000 летных часов, срок службы 30 лет.
Толщина монолитных титановых панелей кессона достигает 23 мм. Ряд титановых элементов изготовлен с применением сверхпластического формования и диффузионной сварки. Некоторые титановые панели обшивки - самые длинномерные в американской авиации, например, изготавливаемые фирмой LTV панели промежуточных секций корпуса в зоне отсеков двигателей имеют размеры 0,31x3,66 м, в три раза большие по сравнению с ранее применявшимися. Консоли крыла длиной около 19,8 м - беспрецедентно длинномерные композитные конструкции. Разработавшая их фирма Боинг - один из пионеров применения КМ в авиации - для подстраховки спроектировала для В-2 и алюминиевые консоли, однако композитные консоли доказали свою работоспособность (в ходе наземных прочностных испытаний натурный планер самолета разрушился при нагрузке, в 1,6 раза превышающей максимальную эксплуатационную), и эта предосторожность оказалась излишней. Из композитов выполнена и задняя центральная часть корпуса длиной около 15,2 м. Выкладка углепластиковых лент шириной 15,2 см производится в основном автоматически с отверждением при температуре около 180° С и давлении около 7,0 кгс/см2 в автоклаве с вакуумным насосом.
Основной способ снижения радиолокационной заметности самолета - организация изотропного рассеяния падающих волн благодаря плавному сопряжению элементов конструкции и минимальному числу выступающих элементов. Требуемые характеристики рассеяния достигаются с помощью поверхностей с тщательно подобранной кривизной переменного радиуса. Щели на внешней поверхности заделаны специальными лентами и листами, наклеенными на обшивку. Двигатели и вооружение имеют внутреннее размещение. Однако аэродинамика не позволяет полностью избавиться на самолете от острых кромок. На В-2 имеющиеся кромки сориентированы определенным образом для уменьшения числа максимумов эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) и их вывода из сектора наиболее вероятного облучения.
Форма В-2 в плане образована 12 прямыми линиями, что позволяет сконцентрировать все отражения в горизонтальной плоскости в нескольких основных узких секторах. Используется «четырехлепестковая» схема: параллельные передние и задние кромки корпуса и кромки (в ряде случаев зигзагообразные) люков, створок ниш шасси и отсеков двигателей, а также обечаек воздухозаборников формируют Х-образно расположенные четыре основных сектора отражения (по два сектора с передней и задней полусфер). С боковых и фронтальных ракурсов самолет практически не имеет прямых линий и плоских поверхностей (в отличие от самолета F-117).
Носок крыла имеет внутреннюю шиповидную радиопоглощающую конструкцию с сотовым заполнителем, используются радиопоглощающие покрытия. Эти покрытия, а также применяющиеся КМ чувствительны к ультрафиолетовому излучению и требуют поддержания определенного температурно-влажностного режима, что обусловило необходимость постройки для самолетов индивидуальных ангаров с системой кондиционирования воздуха. В то же время использованные покрытия не требуют от наземного обслуживающего персонала ношения специальной одежды и обуви. Это связано с их упругостью - образующиеся при надавливании тупыми предметами вмятины исчезают через несколько секунд и резиноподобный материал восстанавливает свою первоначальную форму. Чтобы поддержать малозаметность самолета, необходимо прежде всего сохранить гладкость контура его внешних обводов. Поэтому при изготовлении покрытий особое внимание направлено на то, чтобы не допустить образования постоянных царапин и вмятин. Если в процессе эксплуатации они все же появятся, то требуется ремонт поврежденных участков покрытия.
В-2А, относящийся, по американской классификации, к третьему поколению малозаметных летательных аппаратов «стелсов», имеет эффективную поверхность рассеяния соизмеримую или несколько меньшую, чем у малозаметных самолетов второго поколения F-117A «Найт Хоук» (к первому поколению «стелсов» американцы относят SR-71, а также ряд разведывательных беспилотных самолетов). По оценкам, минимальная величина ЭПР В-2А в курсовой плоскости равна 0,3-0,1 м2, что соответствует ЭПР крупной птицы. Кроме того, конфигурация планера «Спирита» обеспечивает малозаметность в большем диапазоне курсовых углов, чем у «Найт Хоука», а большая высота полета над целью позволяет «вывести за скобки» многие средства ПВО противника (в частности, малокалиберную зенитную артиллерию, ПЗРК и часть зенитных ракетных комплексов малой дальности).
Оптическая заметность самолета снижается за счет применения специальной краски, а также устранения инверсионного следа. Первоначально для этих целей за самолетом распылялся специальный состав, препятствующий конденсации влаги. Однако, как показала практика, этот состав обладал высоким коррозионным воздействием на конструкцию планера и от его применения отказались. Вместо этого самолет был оснащен специальным маломощным лазерным локатором (лидаром) заднего обзора с антенной в хвостовой части фюзеляжа, обеспечивающей экипаж информацией о появлении инверсионного следа (после чего от летчика требовалось быстро изменить высоту полета и выйти из зоны инверсии).
Передняя кромка планера острая, без изломов. Ее стреловидность составляет 33°. Задняя кромка имеет форму двойного W, внешняя точка излома находится примерно на полуразмахе. Крыло имеет сверхкритический профиль. На концах крыла установлены расщепляющиеся щитки-рули направления, в средних по размаху частях корпуса - по три секции элевонов, а по центру сзади - отклоняемая поверхность («бобровый хвост»), служащая для продольной балансировки самолета и являющаяся исполнительным органом активной системы ослабления воздействия воздушных порывов в высокоскоростном маловысотном полете. В качестве основных органов продольного и поперечного управления используются внешние элевоны, две внутренние секции элевонов с каждого борта задействуются только в малоскоростном полете. Расщепляющиеся щитки в полете обычно отклонены на 5° (за исключением скоростных режимов). Поверхности управления занимают 90% задней кромки, их относительная площадь составляет около 15% площади крыла. Аэродинамические поверхности управления имеют небольшое плечо относительно центра масс самолета и дополнительные моменты продольного управления обеспечивают дефлекторы реактивных струй двигателей. Механизация передней кромки и закрылки отсутствуют.
Трехопорное шасси разработано на базе шасси пассажирских самолетов Боинг 757 и Боинг 767. Основные опоры имеют четырехколесные тележки и убираются поворотом вперед в отсеки, закрываемые большими трапециевидными створками. Носовая двухколесная опора убирается в переднюю часть фюзеляжа поворотом назад (отсек передней опоры расположен непосредственно под кабиной экипажа, ниша шасси служит для доступа в кабину). Максимальная скорость движения на шасси - 415 км/ч.
Размещение экипажа.
«Штатный» экипаж состоит из двух человек, размещающихся в герметической кабине на установленных рядом катапультируемых вверх креслах ACES II. Справа сидит командир корабля, слева - второй летчик. Рабочее место каждого члена экипажа оснащено полным комплектом органов управления и каждый летчик может самостоятельно пилотировать машину в течение всего полета.
Имеются две центральные ручки управления самолетом. При выполнении сложных задач предполагается увеличение экипажа до трех человек. Для третьего человека (оператора электронных систем) предусмотрено резервное катапультируемое кресло, размещенное за местом первого летчика.
Доступ в кабину экипажа осуществляется по складной лестнице через отсек передней опоры шасси. В отсеке шасси расположена нажимная кнопка запуска двигателей и включения основных бортовых систем, использующаяся при взлете по тревоге. Остекление кабины из четырех многослойных панелей обеспечивает обзор в горизонтальной плоскости 200° .
Панели остекления имеют слой с фотореакционной способностью и становятся светонепроницаемыми при световом воздействии ядерного взрыва. Золотосодержащее покрытие остекления препятствует прохождению через него радиолокационного излучения. При выполнении боевых полетов летчики должны пилотировать самолет в противолазерных очках.
Силовая установка.
Самолет оснащен четырьмя ТРДД Дженерал Электрик F118-GE-100 (4x7850 кгс). В ряде источников приводилась величина максимальной тяги каждого двигателя, равная 8600 кгс. F118-GE-110 представляет собой нефорсированный ТРДД, разработанный на основе ТРДДФ F100-GE-100 (устанавливавшегося на истребителях F-16C/D). Коробка приводов агрегатов выносная.
Два воздухозаборника двигателей (по одному для каждой пары двигателей) надкрыльные с пилообразной передней кромкой имеют по две внутренние вертикальные перегородки и S-образные изогнутые вниз каналы для предотвращения радиолокационного облучения компрессоров двигателей. Под воздухозаборниками двигателей расположены щели (также с пилообразной кромкой) для отвода пограничного слоя и забора дополнительного воздуха в систему охлаждения и подавления ИК излучения. Сверху воздухозаборников имеются прямоугольные створки перепуска воздуха, треугольные створки сбоку воздухозаборников закрывают выходные отверстия ВСУ. Для уменьшения радиолокационной заметности сопла двигателей выполнены плоскими (плоское сопло облегчает применение радиопоглощающих конструкций и само является более слабым отражателем по сравнению с традиционным осесимметричным соплом).
Верхняя створка сопла подвижная, выходящие газы несколько отклоняются вверх, истекая над плоской поверхностью хвостовой части фюзеляжа. Перед выхлопом газы охлаждаются воздухом, отводимым через щель слива пограничного слоя перед воздухозаборниками двигателей, и смешиваются с аэрозолью (хлорфторсерная кислота), препятствующей образованию конденсационного следа в полете. Выходные трубы и хвостовая часть фюзеляжа были вначале облицованы углеродными теплозащитными плитками, которые в ходе эксплуатации оказались подверженными растрескиванию от воздействия горячих газов и были заменены более жаропрочными металлическими панелями. Четыре подвижные поверхности, расположенные в V-образных вырезах задней кромки корпуса за выходными устройствами двигателей, служат для отклонения вектора тяги и предназначены для повышения эффективности управления тангажом.
Система Опхир Корпорейшн LPAS (Lidar Pilot Alert System) обеспечивает экипаж информацией о возникновении инверсионного следа.
Вспомогательная силовая установка (ВСУ) фирмы Эллайд Сигнал размещена с внешней стороны левого двигательного отсека. Имеется топливоприемник системы дозаправки в полете (по методу «телескопическая штанга), расположенный непосредственно за кабиной экипажа. Первоначально на самолете использовалось топливо JP-4, однако в марте 1996 г. было решено перейти на топливо JP-8. Топливные баки размещаются в консолях крыла и хвостовых частях промежуточных секций корпуса.
Общесамолетные системы
Система управления полетом электродистанционная аналогово-цифровая квадруплексная с быстродействующими приводами (скорость отклонения элевонов до 100 град/с). Она имеет четыре вычислителя и сохраняет работоспособность при двух отказах. При отказе программного обеспечения с основными законами управления происходит переход к пилотированию с использованием упрощенных законов. В продольном отношении В-2 статически неустойчив, и используется система улучшения устойчивости и управляемости (СУУ) с ограничителем угла атаки. Путевая устойчивость самолета почти нейтральна, но значительно повышается благодаря использованию СУУ с обратной связью по углу рыскания. В системе управления частично используются волоконнооптические линии.
Система воздушных сигналов малозаметная с 20 датчиками давления, которые закрыты невыступающими за обшивку круглыми пластинами и расположены над остеклением кабины (четыре датчика), у носка корпуса сверху (12) и снизу (четыре).
Создание надежной системы управления было одним из ключевых условий при разработке В-2 и позволило, в частности, преодолеть проблему динамической устойчивости «летающего крыла» на больших высотах (непроизвольные колебания рыскания), не поддававшуюся решению во времена самолетов ХВ-35 и YB-49. Гидравлическая система с рабочим давлением 28 МПа (280 кгс/см2).
Целевое оборудование.
На самолете В-2А установлен радиолокационный комплекс, включающий две БРЛС Хьюз AN/APQ-181 с синтезированной апертурой и малой вероятностью перехвата сигналов, работающие в диапазоне Кu (12,5-18,0 ГГц). Станции имеют 21 режим работы, включающий картографирование местности, коррекцию навигационной системы и обеспечение полета в режиме следования и облета рельефа местности (на самолетах серии 30).
Режим синтезирования апертуры дает высокую разрешающую способность на дальности до 32 км и позволяет обнаруживать с большой точностью неподвижные и мобильные МБР противника. На РЛС самолетов первой серии ряд режимов отсутствовал, в частности, не было режима следования рельефу местности. Частичная возможность следования рельефу местности будет обеспечена на машинах серии 20, РЛС этих самолетов будут иметь и несколько других новых режимов. Все режимы полностью будут реализованы на В-2 последней серии.
Каждый радиолокатор состоит из десяти модулей и имеет по две конформные антенные решетки. Две антенны одного локатора имеют общую массу 261 кг, расположены на нижней передней части крыла и отнесены на расстояние 2,4 м от продольной оси самолета. Сканирование электронное по обеим координатам, обеспечивается обзор вперед-вниз. В режиме синтезирования апертуры инерциальные датчики навигационной системы компенсируют движение антенн вместе с корпусом самолета по тангажу, крену и рысканию. Это движение антенн может иметь большой размах в полете на малых высотах из-за большой жесткости конструкции В-2. Идентичные модули обеих РЛС связаны друг с другом, при отказе модуля одной из РЛС его заменяет модуль другого радиолокатора. Масса обоих радиолокаторов 953 кг, они занимают объем 1,49 м3.
В настоящее время В-2А оснащен пассивной оборонительной системой радиоэлектронной разведки и управления средствами РЭБ DMS (Defensive Management System) Локхид Мартин Федерал Системс AN/APR-50. Система DMS обеспечивает экипаж бомбардировщика информацией о известных средствах ПВО противника, наложенной на цифровую карту местности, что образует геоинформационную систему с указанием зон поражения комплексов противовоздушной обороны в зависимости от профиля полета самолета. Аналогичным образом экипажу «Спирита» представляется информация и о вновь обнаруженных в ходе боевого вылета источниках радиолокационного излучения. Кроме того, самолет оснащен системой оповещения о лазерном облучении, что позволяет уклоняться от огня МЗА при маловысотном полете.
В комплекс бортового оборудования входит навигационная подсистема NSS (Navigation Sub-System), включающая инерциальный блок IMU (Inertial Measurement Unit) фирмы Кирфотт, связанный с астроинерциальным блоком AIU (Astro-Inertial Unit) фирмы Нортроп. Приборное оборудование включает восемь многофункциональных цветных индикаторов на ЭЛТ.
Кабинное приборное оборудование включает восемь многофункциональных цветных индикаторов на ЭЛТ - по четыре для каждого летчика. Индикаторы имеют Т-образную компоновку, три индикатора расположены в ряд, а четвертый - под средним из них. На индикаторах отображается пилотажнонавигационная информация, а также информация от датчиков и о параметрах двигателей и систем. Рабочая загрузка экипажа снижена широкой автоматизацией приборного оборудования.
Бортовой комплекс электронного оборудования использует архитектуру, соответствующую стандарту MIL-STD-1760, и имеет три основных режима: взлетный, боевой и посадочный. В боевом режиме соблюдается режим, близкий к радиомолчанию, с выключением всех систем, несущественных для доставки оружия.
Вооружение размещается на вращающихся пусковых установках фирмы Боинг в двух внутренних отсеках вооружения. При разработке самолета предполагалось, что он сможет нести до 16 ядерных УР Боинг AGM- 69A SRAM или AGM-131A SRAM II или КР AGM-129 (ACM). После снятия с вооружения ракет SRAM и отмены в сентябре 1991 г. программы ракеты SRAM II основным ядерным оружием бомбардировщика стали свободнопадающие бомбы (до 20 В61 общей массой 6360 кг или до 16 В83 общей массой 17420 кг).
Наращивание боевой мощи бомбардировщика осуществлялось поэтапно. В-2 Block 10 вооружены ядерными бомбами В83 и неядерными бомбами Мк84 калибром 907 кг. Самолеты Block 20 смогут нести также ядерные бомбы В61, бомбовые кассеты трех типов (CBU-27, -89 и -97) и КАБ JDAM с ограниченной возможностью прицеливания.
На самолетах Block 20 возможно полномасштабное применение корректируемых авиабомб JDAM. Более простыми и дешевыми боепрпасами являются авиабомбы WCMD с коррекцией ветрового сноса, оснащенные простейшей ИНС.
Предшественники "Спирита"
  
Продолжение обзора
Источники
- Авиамастер 1998 №№2-3 Ильдар Бетретдинов «Невидимый Дух»
- Авиация и Космонавтика 2001 №№9-10-11 А.А. Фирсов, Владимир Ильин «Бомбардировщик Нортроп-Грумман В-2 Спирит»
- Мировая авиация №165
|
