Зона 51. часть IVa

Самолеты. Lockheed Martin F-117A Nighthawk
На пути к невидимости.

В начале 1980-х гг. авиационные журналы мира запестрели сообщениями о проводимых в США интенсивных работах по созданию невидимого для радиолокаторов самолета — "безмолвного призрака", способного незамеченным проникать в самые заповедные уголки воздушного пространства противника и наносить внезапные, а потому неотвратимые удары по наиболее важным объектам.

Далее трафик!
Фото кликабельны

Продолжение.
Начало:
Зона 51. часть I: База.

ЗОНА 51. Продолжение: часть IIа. Самолеты. Lockheed Martin U-2 Dragon Lady. 1
Зона 51. Продолжение: часть IIb. Самолеты. Lockheed Martin U-2 Dragon Lady. 2

Зона 51. часть IIIа. Самолеты. Lockheed Martin A-12 Oxcart. 1
Зона 51. часть IIIb. Самолеты. Lockheed Martin A-12 Oxcart. 2
Зона 51. часть IIIc. Самолеты. Lockheed Martin развитие проекта Oxcart. 1. YF-12A, M-21
Зона 51. часть IIId. Самолеты. Lockheed Martin развитие проекта Oxcart. 2a. SR-71 Blackbird. Создание.
Зона 51. часть IIIe. Самолеты. Lockheed Martin развитие проекта Oxcart. 2b. SR-71 Blackbird. Разведчики в боевом строю
Зона 51. часть IIIf. Самолеты. Lockheed Martin развитие проекта Oxcart. 2c. SR-71 Blackbird. Боевые полеты

Приводились рисунки весьма экзотических мантообразных летательных аппаратов, выполненные со слов случайных очевидцев и "экспертов", якобы принимавших участие в таинственных сверхсекретных программах. В качестве фирм-разработчиков наиболее часто упоминались Lockheed (В описываемый период фирма называлась просто Lockheed и мы будем его придерживаться. Современное название — Lockheed Martin, в 1995 году произошло объединение компаний Lockheed Corporation и Martin Marietta Corporation) и Northrop, приводились обозначения их изделий (F-19, F-25 и др.) и даже сообщалось о катастрофах "невидимок". А известная итальянская авиамодельная фирма Italeri в конце 1986 г. выпустила "кит" истребителя-бомбардировщика F-19А, разработанного по программе "Аврора".

Официальные представители Пентагона не отрицали подобные сообщения и даже частично подтверждали их, неоднократно заявляя, что широкомасштабные работы в области невидимых для радаров летательных аппаратов ведутся, хотя комментировать их пока преждевременно по соображениям секретности. Однако многие специалисты, в т.ч. и в СССР, весьма скептично относились к возможности появления "самолета-невидимки", считая сообщения о нем "уткой", призванной направить разработчиков военной техники потенциального противника по ложному пути. Поэтому демонстрация в 1988 г. министерством обороны США "официальных" изображений бомбардировщика Northrop В-2 и тактического истребителя Lockheed F-117A, разработанных по технологии Stealth (stealth — скрытность), произвела эффект разорвавшейся бомбы. Стало ясно, что американцы не только располагают опытными Stealth, но и уже запустили один из них — F-117А в серийное производство. Советский Союз не имел в то время ничего подобного...

Со времен второй мировой войны основным средством обнаружения самолетов стал радиолокатор, до настоящего времени не имеющий равных по дальности действия и всепогодности применения. Почти одновременно с первыми РЛС появились и средства радиоэлектронного противодействия (РЭП), создающие помехи их работе. К тому же периоду относятся и первые попытки уменьшения собственной радиолокационной заметности военной техники. Так, в 1944 г. немцы стали покрывать шнорхели (устройства для работы дизелей под водой) и перископы своих подводных лодок радиопоглощающими материалами (РПМ).

В Германии в 1945 г. был создан один из первых самолетов, на котором предполагалось применить РПМ — реактивный истребитель Horton 229 Но.IX (Gotha Go 229). На серийных образцах этого "летающего крыла" планировалось применить фанерную обшивку, пропитанную специальным клеевым составом, содержащим древесный уголь и опилки. В чрезвычайную оборонную программу фашистской Германии было включено производство 20 таких машин, однако катастрофа единственного опытного образца и крах третьего рейха прервали эти работы.

В первые послевоенные годы авиация развивалась столь бурными темпами, что радиолокационная техника не могла угнаться за ними, и задача снижения РЛ-заметности самолетов стала не столь актуальной. Впрочем, определенные работы в этом направлении все же велись. Так, при проектировании высотного разведывательного самолета Lockheed U-2 его создатель выдающийся американский авиаконструктор Келли Джонсон (Clarencel Kelly Jonson) стремился минимизировать габариты машины, сделав ее менее заметной для радаров противника. В СССР проводились исследования по снижению РЛ-заметности за счет использования специальных радиопоглощающих структур и материалов. В частности, в ОКБ В.М.Мясищева рассматривались пути снижения эффективной поверхности рассеивания (ЭПР) стратегического бомбардировщика ЗМ.

К концу 1950-х гг. с появлением в СССР и США зенитных ракетных комплексов, оснащенных мощными РЛС и высотными ракетами, вопрос уменьшения радиолокационной заметности летательных аппаратов вновь обрел актуальность. Ведь главным средством, позволяющим избежать обнаружения локаторами противника, тогда считался уход на малые и предельно малые высоты, а это вело к перерасходу топлива, повышению утомляемости экипажа и снижению боевых возможностей в целом. Отсюда понятна ключевая идея ударного самолета малой заметности: он должен осуществлять полет над территорией, прикрытой средствами ПВО, на средней и большой высоте. Благодаря этому улучшается осведомленность экипажа о тактической обстановке, облегчается поиск наземных целей на большой дальности и обеспечивается более отвесная траектория падения бомб, что повышает точность бомбометания и увеличивает проникающую способность боеприпасов. Возможность полета на средней высоте повышает и эффективность лазерной подсветки цели собственным управляемым средствам поражения (при бомбометании с малых высот быстрое угловое перемещение самолета относительно цели, а также ее затенение складками местности делают лазерную подсветку затруднительной).

Первой крупной попыткой снижения ЭПР стала программа высотного сверхзвукового разведчика Lockheed SR-71, разработанного под руководством того же Джонсона. Компоновка этого самолета определялась, главным образом, аэродинамическими требованиями, но ее особенности (форма поперечного сечения фюзеляжа и гондол двигателей, их плавное сопряжение с крылом, небольшие отклоненные внутрь кили) способствовали и уменьшению ЭПР машины. Фирма также разработала радиопоглощающую шиповидную внутреннюю конструкцию с пластиковым сотовым заполнителем и применила ее в боковых наплывах, носках крыла и элеронах исходного варианта этого самолета, получившего обозначение А-12. На основе последнего и был создан SR-71, впервые поднявшийся в воздух 22 декабря 1964 г. У него радиопоглощающий материал сохранили в конструкции носков крыла и элеронов. SR-71 покрыли специальной краской с высокой теплоизлучательной способностью, что снижало температуру обшивки в крейсерском высотном полете. Изготовленная на ферритовой основе, она уменьшала и РЛ-заметность самолета за счет более равномерного отражения электромагнитных волн. ЭПР самолетов А-12 и SR-71 была существенно меньше, чем у U-2, а разработанный позднее ДПЛА D-21 (запускавшийся с SR-71 и бомбардировщика В-52) обладал еще меньшей заметностью. Поздние варианты U-2 (U-2R и TR-1) также покрывались ферритовой краской. SR-71 и U-2 обычно относят к первому поколению малозаметных самолетов, представителем второго считается F-117A. Его созданию предшествовали длительные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР), которые велись в США с 1965 г. Стимулом для них стало появление в Советском Союзе ЗРК С-75 и С-125, продемонстрировавших во Вьетнаме и на Ближнем Востоке неожиданно высокую эффективность. Надежды американцев на бортовые средства РЭП не оправдались — ЗРК быстро совершенствовались и, кроме того, контейнеры с аппаратурой "съедали" часть боевой нагрузки самолетов.

В 1972-73 гг. в США испытали выполненный, в основном, из пластика четырехместный гражданский поршневой самолет Eagle, построенный фирмой Windecker, и его дальнейшее развитие — опытный YE-5A, имевший обшивку из стеклопластика и внутреннюю конструкцию, в которой были применены РПМ. Испытания прошли успешно, и в 1973 г. ВВС США совместно с Управлением перспективных исследований министерства обороны (DARPA — Defense Advanced Research Projects Agency) приступили к секретным углубленным проектным исследованиям, направленным на создание реактивного малозаметного боевого самолета. В 1974 г. ведущим авиационным концернам было направлено специальное задание, на которое откликнулись Boeing Company, Grumman, Ling-Temco-Vought (LTV), General Dynamics, Fairchild, McDonnell Douglas и Northrop.

В число получивших задание фирм Lockheed не попала, поскольку в течение предыдущих 10 лет истребителями не занималась. Но она все же представила на рассмотрение DARPA свое инициативное предложение, которое наряду с проектом фирмы Northrop в ноябре 1975 г. было выбрано для дальнейших работ по самолету XST (eXperimental Stealth Technology — экспериментальная техника малой заметности). Все дальнейшие работы по "стелсам" на фирме Lockheed поручили Отделению по перспективным разработкам (Advanced Design and Engineers), расположенному в г. Палмдейл (Palmdale), шт. Калифорния и полуофициально называемому Skunk Works. Именно там ранее были созданы SR-71 и U-2.

Техническое задание на самолет XST предъявляло жесткие требования, прежде всего, к величине его ЭПР. Анализ показал, что применением только РПМ и отдельных малозаметных элементов конструкции обойтись уже не удастся, требуются принципиально новые решения. Реальный выход заключался в широком использовании малоотражающих форм. Если ранее обводы самолета определялись, в основном, аэродинамикой, то теперь она должна была отступить на второй план, а главенствующее положение в выработке конфигурации планера следовало придать снижению его отражательной способности. К тому времени наиболее сильные отражатели электромагнитной энергии были уже известны. Это так называемые зеркальные (блестящие) точки, отражающие энергию точно в направлении, откуда волна пришла, стыки поверхностей, действующие как уголковые отражатели, а также острые кромки несущих поверхностей самолета. Таким образом, малоотражающая конфигурация планера должна была отличаться интегральной компоновкой с минимальным числом кромок и отсутствием выступающих элементов. Для этого следовало обеспечить плавное сопряжение крыла и фюзеляжа, внутри которого разместить двигатели и целевую нагрузку, исключить вертикальные плоские поверхности или максимально уменьшить их размеры (это самые сильные бортовые отражатели, т.к. облучение самолета наземными РЛС происходит, как правило, под пологим углом), а кили, если они сохранены, отклонить от вертикали, предотвратить непосредственное радиолокационное облучение компрессоров двигателей путем применения искривленных каналов воздухозаборников и т.д.

Вообще говоря, в наибольшей степени этим требованиям удовлетворяет схема "летающее крыло" с традиционно плавными обводами, которая, помимо малоотражающей конфигурации, отличается большими внутренними объемами для размещения двигателей и нагрузки. В США подтверждение малой ЭПР такой компоновки впервые получили еще в конце 1940-х гг., когда облучали бомбардировщик Northrop YB-49 береговым радиолокатором системы ПВО, расположенным южнее Сан-Франциско. Позднее в ходе маневров НАТО американцы отмечали сложность радиолокационного сопровождения другого "летающего крыла" — английского бомбардировщика Avro Vulcan, который по размерам не уступал В-47, но имел в несколько раз менее мощный отраженный импульс.

Можно было предположить, что схему, близкую Avro Vulcan, и выберут разработчики самолета XST, тем более, что традиционный недостаток такой компоновки — недостаточная продольная устойчивость — устранялся появившимися к тому времени электродистанционными системами управления. Однако на величину ЭПР летательного аппарата, кроме геометрической формы и электромагнитных свойств его поверхности, влияют соотношение размеров ЛА и длины волны облучающего радиолокатора, а также ракурс облучения. Это значительно затрудняет определение оптимальной формы поверхности сложной кривизны для "летающего крыла". Ограниченные возможности компьютеров семидесятых годов и сложности математического моделирования ЭПР не позволили тогда решить подобную задачу. Гораздо легче, чем для поверхностей сложной кривизны, оказалось определить зависимость ЭПР от ракурса облучения для сочетания плоских поверхностей. В результате Lockheed и Northrop в своих проектах самолета XST решили применить схему, близкую к "бесхвостке" с многогранной формой корпуса.

Такая конфигурация не избавляет от блестящих точек, но при определенной ориентации плоских поверхностей и кромок позволяет совместить ракурсы интенсивного отражения от нескольких элементов конструкции, уменьшить таким образом их число и вывести из секторов наиболее вероятных направлений облучения. Это значит, что в этих направлениях фасеточная форма обеспечивает существенное снижение уровня отраженного сигнала, причем во всем диапазоне длин волн облучающей РЛС. То есть самолет становится практически невидимым для расчетов радаров ПВО.

В январе 1975 г. подразделение Skunk Works возглавляет Бен Рич (Ben Rich), который поручил проработать группе из пяти инженеров предложение по проекту XST. Внутенний проект Lockheed получил название Project Harvey в честь одноименного фильма, в котором рассказывалось о шести футовом кролике, но его мог видеть только один человек. Денис Оверхолсер (Dennis Overholser), работая на компьютере Cray, разработал программу расчета ЭПР многогранной формы корпуса самолета, в последствии названной фасеточной (от французского facette — грань; кстати, Lockheed принадлежат патенты как на фасеточную форму, так и на алгоритм расчета этой формы). А конструктор Билл Шредер (Bill Schroeder) сделал предварительную прорисовку конструкции самолета, который получил имя Hopeless Diamond.

Как утверждают историки фирмы Lockheed, инженерам удалось обмануть систему уравнений Максвелла (James Clerk Maxwell), описывающих основные закономерности электромагнитных явлений. Это было бы правдой если бы не использование советской технической литературы и, прежде всего, теоретических работ Петра Яковлевича Уфимцева, сотрудника Института радиотехники и электроники Академии наук СССР. Статьи этого физика о расчетных методах определения ЭПР, публиковавшиеся в в малотиражном узковедомственном журнале, а затем оформленные в виде монографии в 1962 г., были переведена на английский язык в 1971 г.

Исходя из результатов расчетов инженеры Skunk Works построили 10-ти футовую модель Hopeless Diamond. Модель была доставлена для натурных испытаний ЭПР на полигон в пустыню Мохаве (скорее всего имеется в виду все-таки испытательный центр ”Зона 51” в Groom Lake) и установлена на 12-ти футовый пилон. Историки Lockheed опять же утверждают, что с расстояния 1500 футов и более отметки на экране радара оператор не наблюдал. При этом не оговаривается тип радара, использовавшегося в испытаниях. Если мы вернемся в первую часть повествования Зона 51. часть I: База. и еще раз посмотрим на советскую радиолокационную технику, то становится вполне очевидным вывод о том, что эта техника собрана не просто для коллекции.

В марте 1976 г. Lockheed построила новую модель из дерева 38-ми футов длинной для участия в конкурсных испытаниях по первому этапу в рамках проекта XST (по условиям программы фирмы-участники должны были создать специальные модели в масштабе 1/3 для оценки ЭПР). Сравнительные испытания проходили в Вайт Сандс (White Sands, New Mexico). Проекты XST обеих фирм, Northrop и Lockheed, оказались близки. Кроме корпуса фасеточной формы, оба самолета имели крыло большой стреловидности и двухкилевое оперение с наклоненными внутрь килями для экранирования выходных сопел двигателей.

Основное отличие заключалось в расположении воздухозаборников: Northrop предложила один надфюзеляжный, расположенный сразу за кабиной летчика, Lockheed — два боковых.. Испытания “Эхо-1” по оценке ЭПР конкурентов проходили в безэховых камерах.

И в середине того же года Lockheed вышла победителем из состязания, получив контракт на постройку двух экспериментальных самолетов по программе Have Blue (Have Blue можно перевести как "задание на обманный, мошеннический объект"). Но DARPA рекомендовала Northrop продолжить работы по совершенствованию своей концепции в рамках проекта под именем Tacit Blue, который все-таки в последствии был закрыт. Но знания, полученные в рамках Tacit Blue были использованы позднее при создании B-2 Stealth Bomber.

Испытания в камерах дали возможность уточнить конфигурацию самолета, разработанную на основе только расчетов. Далее состоялись продувки в низко и высокоскоростных аэродинамических трубах объемом 1920 часов. Затем Lockheed изготовила полномасштабную радиолокационную модель самолета, которая позволила окончательно отработать детали конструкции и в короткие сроки построить два летных экземпляра.

Экспериментальный Have Blue был небольшим (длина с носовой штангой 14,4 м) дозвуковым одноместным летательным аппаратом, оснащенным двумя двигателями General Electric J85-GE-4A, взятыми практически без изменений с палубного учебного самолета North American T-28 Trojan. Угол стреловидности передней кромки его почти дельтавидного крыла равнялся 72,3°. Ни закрылков, ни воздушных тормозов самолет не имел, т.к. они неизбежно повышали ЭПР. Единственными управляющими поверхностями были простые элероны и два цельноповоротных заваленных внутрь киля. Конструкция планера, в основном, алюминиевая, с применением стали и титана в наиболее теплонапряженных узлах. Летчик пилотировал самолет с помощью боковой ручки и обычных педалей, сигналы от которых воспринимала электродистанционная система управления, не имевшая, кстати, механического дублирования. Масса машины в ходе испытаний изменялась в пределах 4200-5680 кг, из которых до 1600 кг составляло топливо.

Первый запуск двигателя Have Blue состоялся 4 ноября 1977 г. на площадке Skunk Works, примыкающей к аэропорту города Бэрбанк. Чтобы уберечь секретное изделие от посторонних взглядов, его поставили между двумя трейлерами, натянув сверху маскировочную сеть, а гонки двигателей выполняли ночью, когда аэропорт закрывался. Затем самолет разобрали и 16 ноября на борту С-5А доставили к месту летных испытаний — на засекреченную базу Groom Lake ("Зона 51") в штате Невада. 1 декабря 1977 г. летчик-испытатель Билл Парк (Bill Park) поднял в небо первый Have Blue (HB1001), предназначавшийся для изучения характеристик устойчивости и управляемости. Состоялось 36 успешных полетов, но 4 мая 1978 г. во время посадки с большой вертикальной скоростью самолет сильно ударился о поверхность ВПП, в результате правую опору шасси заклинило в полуубранном положении. Летчик трижды пытался ее вытряхнуть, прикладываясь левым колесом к полосе, но безрезультатно. Тогда Парк набрал высоту 3000 м, выработал все топливо и катапультировался. При катапультировании летчик потерял сознание и, хотя его парашют раскрылся, при приземлении получил серьезные трамвы спины и ног. Билл Парк был вынужден уйти в отставку.

Второй экземпляр самолета (HB1002), предназначенный непосредственно для исследований характеристик заметности, взлетел 20 июля 1978 г. и в течение последующих 12 месяцев выполнил 52 полета. Все полеты выполнял Кен Дайсон (Ken Dyson). 29 июня 1979 г при выполнении очередного полета по тестированию обнаружения Have Blue истребителем F-15 Eagle загорелся один из двигателей HB1002. Дайсон пытался вернуться на базу, в "Зона 51", но Have Blue, изначально сделанный неустойчивым в полете, не мог лететь нормально на одном двигателе. Самолет начал кувыркаться, при этом летчик испытывал перегрузки порядка 7-8 G. Понимая, что в таких условиях самолет посадить не удастся, Дайсон катапультировался. Have Blue HB1002 был потерян.

В финальную фазу испытаний были включены "игры" с реальной ПВО, когда самолет пытались обнаружить всеми имеющимися средствами как наземными, так и воздушного базирования. Have Blue продемонстрировал действительно низкую заметность в радиолокационном, инфракрасном и акустическом диапазонах, доказав практическую возможность создания малозаметного боевого самолета.

Проект Have Blue был признан успешным не смотря на то, что при испытаниях были потеряны оба экспериментальных самолета (для выполнения всей программы осталось выполнить всего 3 полета). Для дальнейшей работы Lockheed были выделены 340 миллионов долларов для построения пяти полномасштабных самолетов (Full Scale Development, FSD) для дальнейших испытаний. И уже под новым именем — Senior Trend.

Что ни говорите, но талантливые государственные чиновники были и в США. Заместитель министра обороны США по НИОКР У.Перри (William J.Perry) в полной мере оценил преимущества техники Stealth еще на этапе испытаний моделей XST и решил развернуть широкую программу разработки малозаметных аппаратов. Для ускорения работ он организовал в середине 1977 г. секретный "Экспериментальный комитет" (ХСот), в состав которого вошли высшие военные руководители. Комитет был наделен большими полномочиями, что позволило избежать бюрократических проволочек и длительных процедур "демократического" обсуждения планов работ. Сам Перри стал председателем комитета и получил право единоличного решения всех вопросов. Первым крупным проектом, который санкционировал ХСот, стала разработка на основе XST серийного тактического ударного самолета по секретной программе Senior Trend. Второй проект предусматривал создание, (также фирмой Lockheed) малозаметной крылатой ракеты по программе Senior Prom. Работы по ней были прекращены в конце 1981 г., т.к. ракета не вмещалась в отсеки вооружения бомбардировщика В-1В, а затем возобновлены, но уже на фирме General Dynamics Corporation. В итоге появилась крылатая ракета ACM (Advanced Cruise Missile). Третьей стала программа стратегического бомбардировщика АТВ (в дальнейшем — В-2), реализацией которой занялась фирма Northrop.

Все работы по созданию самолетов-невидимок проходили под максимальным грифом секретности и девизом "NOYFB": None Of Your F#@!*#% Business!

При подготовке материала были использованы следущие источники:

Lockheed F-117 Nighthawk

“Дремлет в поле ольгово хороброе гнездо. Далече залетело!”

F-117 History

Project Have Blue, an Area 51 Special Project

The Lockheed Martin F-117A Nighthawk

F-117A Nighthawk

Продолжение следует...