Главная Pentagonus Регистрация

Вход




Приветствую Вас Гость | RSS Понедельник, 05.12.2016, 23:34
Ключевые слова
F/A-18Е, композитные материалы

Ключевой партнёр
Академия военных наук РФ
Академия военных наук РФ

Категории каталога
XVIII век [0]
XiX век [0]
I Мировая - 1939 г [0]
II Мировая война - Война во Вьетнаме [15]
1970 - 1990 гг [314]
1990 - 2000 гг [66]
2000 - настоящий момент [246]

Поиск


Наш опрос
Who is more wise President of the United States?
Всего ответов: 405
Статистика

Rambler's Top100

Онлайн всего: 6
Гостей: 6
Пользователей: 0

Top secret


Translate.Ru PROMT©
Главная » Статьи » Материалы посвящены » 1990 - 2000 гг

Разработка в США палубного истребителя штурмовика F/A-18Е «Супер Хорнет»
HTML clipboard

Разработка в США палубного истребителя штурмовика F/A-18Е «Супер Хорнет»

Капитан А. Костин

Американская фирма «Боинг» (ранее «Макдоннелл Дуглас») продолжает разработку палубного истребителя-штурмовика F/A-18 (модификации Е и F), предназначенного для решения задач ПВО авианосных ударных групп и нанесения ударов по наземным (морским) объектам, в том числе в сложных метеоусловиях и ночью. Программой предусматривается совершенствование конструкции планера самолета F/A-18, оснащение его новыми, более мощными и экономичными двигателями, а также модернизация бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) и средств связи.

Таблица 1 Требуемые и расчётные характеристики самолёта F/A-18E
Характеристики Требование ВМС Расчетное значение
Масса, кг:    
конструкции 13 880 13 270
максимальная посадочная 19 480 19 480
максимальная боевой нагрузки при посадке 4100 4100
Скорость, км/ч:    
полета на номинальном режиме работы двигателей М = 0,970 М = 0,953
минимальная посадочная 278 269
максимальная бокового ветра при взлете 55 33
максимальная бокового ветра при посадке 28 20
Максимальная перегрузка, единиц 7,5 7,5
Практический потолок, м 15 240 15 830
Удельная избыточная тяга, м/с 189 199
Боевой радиус, км:    
в варианте истребителя 760 820
в варианте штурмовика с двумя ПТБ емкостью по 1800 л 720 870
Среднее время наработки на отказ, ч 3,53 4,71
Трудоемкость технического обслуживания на 1 ч налета, человеко/ч 11,9 10,5

В соответствии с требованиями ВМС США основными особенностями новой машины должны стать: высокие боевая живучесть, эксплуатационная технологичность и ремонтопригодность, малая заметность в радиолокационном и ИК диапазонах, хорошие взлетно-посадочные, а также низкие массо-габаритные и стоимостные характеристики. Кроме того, истребитель-штурмовик будет иметь повышенную надежность работы авиационных систем благодаря применению встроенных средств диагностики, обеспечивающих вероятность определения неисправности и ее местоположения с вероятностью 0,97 и 0,99 соответственно. В табл. 1. приведены требования ВМС США к основным характеристикам самолета F/A-18E, а также их расчетные значения.

Таблица 2 Сравнительные физико-механические характеристики композиционных материалов AS4/3501-6 И IM7/977-3
Характеристики Марка КМ Относительное значений
характеристик (проц.)
AS4/3501-6  IM7/977-3
Предел прочности, МПа:      
при растяжении (при t = -18°С) 406,5 568,4 40
при сжатии (при t = 105°С) 312,1 322,4 3
при смятии (при t = 105°С) 496,8 558 12
при сжатии после нанесения ударного повреждения (при t = 105°С) 275,6 334,5 25
Модуль упругости в продольном направлении, ГПа:      
при растяжении (при t = 20°С) 133,7 161,9 21
при сжатии (при t = 105°С) 130,2 148,1 14
Температура стеклования, °С 137,8 148,9 8

Конструкция планера. Модификации Е и F отличаются от модификаций С и D удлиненным на 5 проц. планером, увеличенными соответственно на 20 и 25 проц. размахом и площадью крыла, а также на 36 и 15 проц. площадями хвостового горизонтального оперения и киля. Большие размеры крыла и планера позволили повысить на 33 проц. емкость внутренних баков. Кроме того, оборудование самолета усиленными пилонами (подфюзеляжным и подкрыльевыми) делает возможным использование подвесных топливных баков (ПТБ) емкостью 1800 л вместо применявшихся ранее 1250-л. По расчетам разработчиков, суммарный запас топлива обеспечит увеличение радиуса действия F/A-18E и F на 40 - 50 проц. В частности, с двумя УР AIM-9 класса «воздух - воздух», четырьмя авиационными бомбами калибра 1000 фунтов и двумя ПТБ радиус действия при полете на малых высотах составит 860 км, а на больших - 1100 км.

Рис. 1. Сравнение величины площади
повреждения конструкций, изготовленных из композиционных материалов AS4/3501-6 и 1М7/977-3, при различных значениях ударной
энергии
Рис. 2. Увеличение располагаемой тяги (в проц.) двигателя F414 по сравнению с F404 в зависимости от высоты и скорости полета на максимальном форсированном режиме и при стандартной атмосфере
Рис. 3. Сравнительные графики зависимости угловой скорости от режима полета самолетов F/A-18C и F/A-18E

К другим конструкционным особенностям новой машины относятся изменение формы (от D-образной к прямоугольной) и увеличение площади сечения входного канала воздухозаборника для согласования режимов работы двигателя и входного устройства, повышения на 10° допустимого угла атаки и снижения заметности самолета в радиолокационном и акустическом диапазонах длин волн. Для обеспечения более высокой маневренности ЛА, особенно на углах атаки 30 - 35°, площадь наплывов в районе корневой части крыла F/A-18E и F была увеличена с 5,2 до 7 м2. Кроме изменения формы воздухозаборника, разработчиками были приняты дополнительные меры по снижению эффективной площади рассеяния (ЭПР), в частности спроектированы специальные наплывы непосредственно в канале входного устройства, исключающие отражение сигнала от лопаток компрессора.

В фюзеляже самолетов F/A-18E и F широко применены новые, в том числе полимерные композиционные материалы (КМ), массовая доля которых увеличена с 10 до 19 проц. по сравнению с использовавшимися при создании предыдущих модификаций - С и D. Это обусловлено повышенными удельными прочностью и жесткостью новых КМ наряду с относительно низкой плотностью по сравнению с аналогичными характеристикиками стали, алюминиевых и титановых сплавов. Кроме того, в конструкции планера последних модификаций (Е и F) увеличилась доля титанового сплава (с 13 до 21 проц.) и других материалов (с 13 до 15 проц.), а алюминия и стали, наоборот, уменьшилась с 49 до 31 проц. и с 15 до 14 проц. Специалисты уделили большое внимание разработке новых КМ с улучшенными физико-механическими свойствами. С этой целью в 1992 - 1994 годах для получения требуемых механических характеристик базовых компонентов (матрицы и волокна), обоснования процесса производства и способов изготовления композиционных конструкций были проведены испытания более 12 тыс. образцов КМ. В результате был создан новый материал - 1М7/977-3, обладающий требуемыми механическими свойствами, в том числе по величине площади повреждений при наличии ударных воздействий (рис. 1). Разработанная при этом новая матрица, получившая обозначение 977-3, имеет повышенную ударную вязкость и расширенный диапазон рабочих температур по сравнению с эпоксидным связующим марки 3501-6, применяемым при изготовлении элементов планера F/A-18C и D. Кроме того, был отработан процесс производства композиционного материала, армированного однонаправленными углеволокна-ми 1М7 или углетканями AS4. Сравнительные характеристики материалов AS4/3501-6 и 1М7/977-3 приведены в табл. 2.

Наряду с разработкой новых КМ большое внимание в США уделилось повышению технологичности изготовления композиционных конструкций самолета. По расчетам специалистов фирмы, на формование авиационного изделия из препрега КМ приходится около 55 проц. общей стоимости (1 кг композиционной конструкции оценивается в 600 - 900 долларов), в то время как стоимость препрега составляет 8-10 проц. указанной выше суммы. Новые технологии, такие, как совместная полимеризация, литьевое формование криволинейных поверхностей, прессование горячим газом, гибкие производственные линии по производству оснасток, станки AFP (Advanced Fiber Placement) с автоматической намоткой волокон, обеспечили значительное сокращение количества деталей и трудоемкости изготовления конструкции. Например, количество деталей центральной и хвостовой частей фюзеляжа было уменьшено с 5500 до 3490, крепежных элементов - на 8000. Трудоемкость изготовления отсека оборудования, состоящего из шести сборочных единиц, для модификаций Е и F составила 5,3 человеко-ч против 50, требуемых на аналогичные работы для самолетов предыдущих модификаций. Кроме того, сборка опытных машин модификаций Е и F осуществляется на специально разработанном стапеле, состоящем из 18 съемных элементов и позволяющем, по оценке экспертов, дополнительно снизить на 28 проц. стоимость монтажа при соединении компонентов фюзеляжа.

Важное место при создании нового самолета заняла разработка перспективного специального (радиопоглощающего) покрытия, которое в отличие от ранее применявшихся имеет на 20 проц. меньшую плотность, повышенную эрозионную и коррозионную стойкость, не содержит карбонила железа, широко используемого при разработке современных летательных аппаратов и вызывающего гальваническую коррозию алюминиевых конструкций при воздействии агрессивной морской среды. Новое покрытие наносится путем распыления на агрегаты силовой установки и другие элементы конструкции планера. Ремонт поврежденных участков может быть осуществлен специальными клеящими лентами. Общая масса покрытия не превышает 70 кг.

Силовая установка. В качестве силовой установки на F/A-18E и F используются два новых двухконтурных турбореактивных двигателя с форсажной камерой (ТРДДФ) F414-GE-400 фирмы «Дженерал электрик» с тягой на форсированном и максимальном режимах 97,8 и 62,7 кН соответственно. Данная установка оснащена усовершенствованной электронно-цифровой системой автоматического управления FADEC, предназначенной для оптимизации характеристик на всех режимах работы и автоматического запуска. К отличительным особенностям двигателя F414, который является модификацией ТРДДФ F404, установленного на F/A-18 С и D, специалисты относят модульность конструкции, высокие параметры рабочего процесса, в том числе повышенную температуру в основной и форсажной камерах сгорания, меньшую степень двухкошурности (0,78 вместо 0,89) и широкое использование перспективных КМ на основе керамического и металлического связующих.

Двигатель F414, как и F404, имеет трех- и семиступенчатые компрессоры низкого и высокого давления, приводимые в действие одноступенчатыми турбинами. Для обеспечения заданных характеристик и эксплуатационного ресурса ТРДДФ, который должен составлять не менее 4000 ч, были увеличены частоты вращения роторов и применены усиленные рабочие лопатки с усовершенствованным профилем. В целях уменьшения расходов на разработку первоначально были проведены стендовые испытания каждого агрегата и двигателя в целом, по результатам которых в конструкцию компрессоров и турбин внесли необходимые изменения. Суммарная наработка в ходе таких испытаний составила более 5000 ч, в том числе на форсированных режимах - 250 ч. Серийное производство новых двигателей началось в 1996 году.

Использование нового двигателя с увеличенным расходом воздуха (с 69 до 82 кг/с) обеспечило повышение располагаемой тяги на 10 - 35 проц. (рис. 2). На рис. 3 представлен график зависимости установившихся и неустановившихся угловых скоростей виража самолетов модификаций С и F от числа М на высоте 4600 м, при максимальном режиме работы силовой установки, 60-процентном остатке топлива при выполнении боевой задачи на удалении 1000 км с двумя УР AIM-120 и AIM-9 «Сайдвиндер» класса «воздух - воздух». Однако самолет F/A-18E с большей взлетной массой незначительно уступает им по таким показателям, как тяговооруженность и удельная избыточной тяга, и, кроме того, имеет несколько суженный эксплуатационный диапазон высот и скоростей по сравнению с F/A-18C (рис. 4). Удельная избыточная тяга определяет разгонные характеристики самолета на заданных высоте, скорости и режиме работы силовой установки. Числа на рис. 4 - это максимально возможные значения ускорений при различных условиях.


Бортовое радиоэлектронное оборудование. В состав радиоэлектронного оборудования самолета F/A-18E планируется включить: многофункцианальную РЛС AN/APG-73; приемник космической радионавигационной системы NAVSTAR; ИК станцию переднего обзора AN/AAS-38B с лазерным дальномером-целеуказателем; тепловизионную навигационную систему TINS (Thermal Imaging Navigation System) AN/AAR-50; приемник предупреждения о радиолокационном облучении AN/ALR-67; буксируемый передатчик помех AN/ALE-50; автомат сброса дипольных отражателей и ИК ловушек AN/ALE-47. Кроме этого, разработчики намечают улучшить систему отображения информации в кабине самолета путем установки многофункциональных цветных жидкокристаллических индикаторов с сенсорным управлением, что позволит, по их мнению, снизить информационную нагрузку на летчика.

Вооружение. Новый самолет сможет нести на 11 узлах подвески (одном - подфюзеляжном, двух - на концах крыла, двух - на гондолах двигателей и шести - подкрыльевых) авиационное вооружение всех типов, применяемое на палубных истребителях-штурмовиках F/A-18C и D. В состав его вооружения могут входить УР «Мейверик» и SLAM класса «воздух - земля», противокорабельные ракеты «Гарпун», противорадиолокационные УР HARM AGM-88, А1М-120А, «Спарроу» и «Сайдвиндер» класса «воздух - воздух», управляемые и неуправляемые авиационные бомбы, а также авиационные кассеты нового поколения JSOW (Joint Stand-Off Weapon). В носовой части фюзеляжа намечается установить встроенную 20-мм шестиствольную пушку М61А1 «Вулкан» с боекомплектом 570 патронов.

Программой разработки самолета, первый полет которого был осуществлен в конце 1995 года, предусмотрена постройка десяти опытных машин, семь из которых (пять - модификации Е и два - F) предназначены для летных, а три - для наземных статических испытаний. В течение 1996 - 1998 годов в испытательном центре авиации ВМС Патаксент-Ривер (штат Мэриленд) американские специалисты провели около 360 полетов. В ходе их максимальная скорость на высоте 11 000 м составила 1980 км/ч, практический потолок достиг 16 000 м, диапазон перегрузок от - 1,5 до + 5,6 единиц. Кроме того, осуществлена дозаправка в воздухе, а также проверены возможность использования подвесных топливных баков емкостью 1800 л и работоспособность буксируемого передатчика активных помех AN/ALE-50 на скорости полета до 750 км/ч. Помимо этого, проведено несколько испытательных взлетов при помощи катапульты и посадки с использованием аэрофинишера, после чего была выполнена серия полетов с борта атомного .авианосца CVN74 «Джон Стеннис» типа «Нимитц». Программу испытаний намечено завершить к концу 1998 года.

В соответствии с текущими планами в 1998 - 1999 годах будут произведены 62 серийные машины. Всего ВМС намечают закупить 548 истребителей-штурмовиков F/A-18E и F (260 - модификации Е и 288 - F) на сумму 41,2 млрд долларов.

Рис. 4. Эксплуатационный диапазон высот и скоростей самолетов F/A-18C и F/A-18E при 60-процентном остатке топлива с двумя УР AIM-120 и двумя AIM-9 «Сайдвиндер» класса «воздух - воздух»

.Зарубежное военное обозрение №8 1998 С.47-50

Категория: 1990 - 2000 гг | Добавил: pentagonus (13.04.2010) | Автор: Капитан А. Костин

Просмотров: 1869 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0

avatar


Copyright MyCorp © 2016

Рейтинг Военных Ресурсов