Работы в США по реализации программы создания перспективного тактического истребителя JSF

Майор А. Борисов

Руководство министерства обороны США в конце 1996 года приняло решение о начале реализации программы создания перспективного тактического истребителя JSF (Joint Strike Fighter) в интересах ВВС, авиации ВМС и морской пехоты. Ее основная цель заключается в разработке боевого самолета модульной конструкции с унифицированными элементами (фюзеляж, силовая установка, бортовое радиоэлектронное оборудование и т. д.) для последующего проектирования на его базе серии новых истребителей/штурмовиков различного назначения. По оценке американских специалистов, такой подход позволит обеспечить более полное соответствие их тактико-технических характеристик специфическим требованиям к авиационной технике следующего столетия, а также значительно сократить стоимость их жизненного цикла благодаря снижению стоимости разработки, использованию единой системы производства и технического обслуживания. Предполагается, что истребитель JSF станет основным самолетом тактической авиации в первой половине XXI века, заменив состоящие ныне на вооружении F-16 «Файтинг Фалкон», А-10 «Тандер-болт», F-14 «Томкэт», F/A-18 «Хорнет» и AV-8B «Харриер-2».

К моменту принятия решения о начале НИОКР перспективного истребителя JSF в рамках программы JAST (Joint Advanced Strike Technology) были выработаны концепции создания приемлемых по стоимости боевых самолетов с высокими тактико-техническими характеристиками, единой базовой конструкцией как для ВВС (с обычным взлетом и посадкой), так и авиации ВМС (корабельного базирования) и морской пехоты (с коротким взлетом и вертикальной посадкой - КВВП), и выполнено их предварительное проектирование. Согласно предъявляемым тактико-техническим требованиям истребитель JSF предусматривается построить по одноместной однодвигательной схеме. Он будет иметь массу конструкции не более 11т и геометрические размеры не больше, чем у самолета F/A-18. Боевой радиус действия новой машины должен составлять не менее 800 км (для авиации ВМС - не менее 1100 км), а ее стоимость - не более 30 - 38 млн долларов (в зависимости от варианта). Основными проблемами при разработке JSF военные эксперты считают практическую реализацию в конструкции базовой машины противоречивых требований, предъявляемых видами вооруженных сил (например, ВВС нуждаются в высокоманевренном и скоростном истребителе для замены F-16, ВМС - в малозаметном истребителе-штурмовике корабельного базирования с большой дальностью полета, а морская пехота - в штурмовике с КВВП), и обеспечение приемлемого уровня стоимости самолета, не превышающего 28 - 30 млн долларов (вариант для ВВС) и 34 - 38 млн долларов (для авиации ВМС и МП).

Основными подрядчиками по программе JSF были выбраны американские авиастроительные фирмы «Боинг» и «Локхид - Мартин», каждая из которых должна построить два прототипа нового самолета, получивших обозначение Х-32 и Х-35 соответственно. Главным содержанием работ на данном этапе, рассчитанном до 2001 года, будет окончательная доводка конструкции этих опытных машин, сборка двух пар прототипов (с обычным взлетом и посадкой и КВВП) и проведение их демонстрационных летных испытаний. Первые прототипы истребителя JSF (вариант для ВВС) после завершения программы испытаний намечено переоборудовать в вариант самолета корабельного базирования.

Группа американских фирм в составе «Локхид -Мартин» и «Пратт энд Уитни» и британской «Роллс-Ройс» предлагает однодвигательный самолет, выполненный по нормальной аэродинамической схеме с двухкилевым вертикальным оперением, боковыми воздухозаборниками и трапециевидным крылом (аналогичный F-22A «Рэптор»). В качестве силовой установки для варианта КВВП планируется использовать двигатель с выносным подъемным вентилятором, приводимым в действие механическим приводом (рис. 1). В данной конструкции двухступенчатый выносной вентилятор располагается непосредственно за кабиной летчика. Требуемая для привода вентилятора мощность отбирается с вала двигателя через специальную многодисковую муфту. На режиме короткого взлета и вертикальной посадки сопло способно отклоняться на угол 110°.

Такая схема обладает, по оценкам западных специалистов, оптимальными массо-габаритными характеристиками и приемлемой степенью технологического риска разработки, позволяет использовать сопло двигателя, оптимизированное для обеспечения низких значений заметности, однако имеет несколько увеличенную площадь поперечного сечения фюзеляжа за кабиной летчика, что приводит к необходимости смещения крыла ближе к хвосту (чтобы избежать возрастания волнового сопротивления).

Фирмы «Боинг», «Пратт энд Уитни» и «Роллс-Ройс» предложили проект самолета, построенного по аэродинамической схеме «бесхвостка» с двухкилевым вертикальным оперением и подфюзеляжным воздухозаборником (рис. 2). В варианте КВВП его силовая установка обеспечивает создание вертикальной тяги с помощью дополнительных подфюзеляжных сопел, размещенных вблизи центра масс самолета. Отбор газа для работы системы создания подъемной силы осуществляется в двух сечениях тракта двигателя: за компрессором и камерой смешения. Затем газовый поток поступает без дожигания в подфюзеляжные сопла. Основным недостатком данной системы являются значительные массо-габаритные характеристики.

В качестве силовой установки нового самолета компании «Боинг» и «Локхид - Мартин» предполагают использовать турбореактивный двигатель, создаваемый на базе двигателя пятого поколения F119 фирмы «Пратт энд Уитни» (применяется на истребителе F-22A «Рэптор»). Вместе с тем «Дженерал электрик» в рамках программы поручена разработка альтернативного варианта силовой установки на основе двигателя изменяемого рабочего процесса F120.

К наиболее сложным техническим задачам при проектировании силовой установки для самолетов КВВП западные специалисты относят оптимизацию термодинамического цикла основного двигателя. Он должен удовлетворять таким компромиссным требованиям, как обеспечение сверхзвукового крейсерского полета без использования форсированного режима и создание подъемной силы на взлетно-посадочных режимах.

При создании силовой установки предполагается использовать результаты работ по объединенной программе разработки технологий ГТД с высокими параметрами рабочего процесса (ШРТЕТ - Integrated High Performance Turbine Engine Technology). Главной целью программы является разработка и демонстрация на экспериментальных газотурбинных двигателях различных классов перспективных технологий, внедрение которых должно обеспечить примерно двукратное повышение основных характеристик по сравнению с двигателями середины 80-х годов при сохранении достигнутого уровня надежности и ресурса (по сравнению с аналогичными показателями двигателей четвертого и пятого поколений), а также снижение расходов в течение всего их жизненного цикла.

Руководство министерства обороны США для реализации программы JSF планирует привлечь научно-технический потенциал ведущих авиастроительных фирм США и Великобритании, что позволит использовать передовые авиационные технологии, а также результаты исследования концепций и технические решения, полученные в последние годы в ходе работ по программам F-22A, F-117A, MRF и A/F-X. В связи с этим постоянно увеличивается уровень финансирования названных программ.

Интерес к данному проекту проявили Канада, Норвегия, Нидерланды и Дания, с которыми имеются предварительные договоренности, а также другие страны. США разработали модель сотрудничества по программе JSF, предусматривающую несколько уровней участия в ней, определяемых главным образом размером финансового взноса. В частности, Великобритания, доля которой в программе составляет 10 проц., может участвовать в исследованиях по выработке тактико-технических требований к самолету. Страна, взнос которой составляет от 2 до 8 проц. общих расходов, получает статус ассоциированного партнера и право для национальных фирм на участие в конкурсах по программе в качестве субподрядчиков. Последний уровень («информированные покупатели») не предполагает финансового участия, но страны, подписавшие соответствующие соглашения, получают доступ к документации. Ожидается, что Канада, Дания, Норвегия и Нидерланды получат такой статус, что в перспективе обеспечит им возможность закупки нового самолета.

Общая стоимость четырехлетней программы работ по созданию, испытаниям и оценкам демонстрационных образцов JSF может составить 2,2 млрд долларов. По их результатам на конкурсной основе предполагается выбрать одну из указанных авиастроительных фирм для проведения последующей полномасштабной разработки перспективного истребителя, серийное производство которого начнется после 2008 года. В настоящее время проводятся стендовые испытания силовых установок и осуществляется сборка планера первых опытных образцов, к летным испытаниям которых планируется приступить в марте 2000 года. Всего для американских ВВС, авиации ВМС и морской пехоты, а также на экспорт предусматривается построить около 3000 машин.

Зарубежное военное обозрение №10 1998 С.35-37

• Экспериментальный малозаметный самолёт фирмы Боинг