Авиация и космонавтика 2014 07

Первый полет демонстрационного самолета YF-22 (PAV-1), оснащенного двигателями Дженерал Электрик YF120, состоялся 29 сентября 1990 г. Машину, взлетевшую с заводского аэродрома в Палмдэйле (штат Калифорния), пилотировал летчик-испытатель Дэвид Фергюсон. Самолет YF-22 (PAV-2) с двигателями Пратт Уитни YF119, управляемый Томом Моргенфилдом, совершил свой первый полет 30 октября 1990 г. (забегая вперед, следует сказать, что именно эта машина и стала в дальнейшем прототипом серийного F-22A).

Самолеты YF-22 имели взлетную массу 28120 кг. В ходе летных испытаний PAV-1 достиг крейсерской («бесфорсажной») скорости, соответствующей М=1,53, а PAV-2 – М=1,43. Машины этого типа получили неофициальное название «Лайтнинг» II (Lightning II). Правда, в 2006 г. имя «Лайтнинг» II было официально присвоено другому американскому истребителю 5-го поколения – F-35 (JSF), a F-22 получил название «Рэптор».

Первый опытный (летно-демонстрационный) самолет YF-22 (PAV-1) с июня 1990 г. использовался как наземный стенд, а в марте 1998 г. был передан в Национальный музей ВВС США (National Museum of the United States Air Force) на авиабазе Райт Паттерсон (штат Огайо). Второй прототип YF-22 (PAV-2) потерпел 25 мая 1992 г. аварию при заходе на посадку. После ремонта, с апреля 1997 г., он использовался как наземный испытательный стенд. А самолет F-22 с номером 3999 вообще ни когда не летал: он был построен специально для статических испытаниях.

Испытания двигателя YF-119

YF-22

Первый опытно-демонстрационный самолет, созданный в рамках программы ATF группой «Нортроп» + «МакДоннелл Дуглас» – YF-23 – получил название «Чёрная вдова» II («Black Widow» II – также в честь известного истребителя-перехватчика периода Второй мировой войны Р-61) и был снабжен ТРДДФ YF119. Он выполнил свой первый полет 27 августа 1990 г. A YF-23 «Серый призрак» (Grey Ghost) с двигателями YF120 взлетел 26 октября 1990 г. СамолетYF-23 имел взлетную массу (с полной заправкой внутренних топливных баков) 26520 кг. В ходе летных испытаний на YF-23 была достигнута максимальная скорость, соответствующая М=1,6 (при этом сохранялся резерв для дальнейшего увеличения скорости) и крейсерская скорость, соответствующая М=1,48.

После завершения более чем 90-часовой программы сравнительных летных испытаний демонстрационных машин, 23 апреля 1991 г. секретарь ВВС США Дональд Ричи объявил победителя конкурса. Им стал самолет YF-22, представленный группой «Локхид» «Боинг» «Дженерал Дайнэмикс». Он уступил своему сопернику по уровню малозаметности и по скоростным характеристикам, но превзошел его в маневренности. Сыграл свою роль и тот факт, что из грузоотсеков самолета YF-22 удалось выполнить успешные пуски ракет AIM-9 и AIM-120 (YF-23 этим похвастаться не мог). Кроме того, по ряду сообщений, самолет YF-22 легче, чем YF-23 (и с меньшими затратами) мог бы быть переделан в палубный истребитель в том случае, если ВМС США захотели бы получить вариант ATF, приспособленный для базирования на авианосцах.

В апреле 1991 г. ВВС США определились и с двигателем для нового истребителя. Победителем конкурса была признана компания «Пратт Уитни» с более «консервативным» (а, следовательно, несущим меньшую степень технического риска, чем «прорывной» YF120), ТРДДФ YF119.

При разработке двигателя F119 требование достижения высокой удельной тяги (около 10 кгс/кг) было удовлетворено за счет повышения мощности, а также создания конструкции с минимально возможным количеством ступеней. Это положительно повлияло на массу и стоимость ТРДДФ, позволив создать относительно компактный и простой (число деталей по сравнению с двигателями 4-го поколения аналогичного класса составляло всего 40%) в эксплуатации двигатель. Требование к сверхзвуковому бесфорсажному режиму определило величины запаса прочности и КПД агрегатов, а также вынудило реализовать более температурно-напряженный (чем на F100) режим работы турбокомпрессора при сохранении ресурса последнего.

Контракт на изготовление ТРДДФ YF119 («внутрифирменное» обозначение – PW5000) был выдан еще в 1986 г. Опытные экземпляры двигателя, предназначенные для летных испытаний, были собраны на заводе в городе Миддлтаун (штат Коннектикут). Следует сказать, что YF119 собирались на единой линии с коммерческими ТРДД.

Стендовые испытания YF119 были начаты в декабре 1988 г. А к лету 1990 г. двигатели этого типа выполнили 65 испытательных полетов, налетав 153 ч без каких-либо аварий и других неприятностей. К апрелю 1991 г. YF119 наработал на стенде 3000 ч, из них 1500 ч – с установленным управляемым соплом.

Нужно сказать, что в 1988 г. в условия конкурса ВВС на двигатель для ATF были внесены коррективы, обусловленные существенным ростом расчетной массы самолета. Для того, чтобы сохранить динамические характеристики машины на необходимом уровне, потребовалось увеличение тяги силовой установки. К тому времени прототип YF119 уже существовал в металле. Поэтому фирма «Пратт Уитни» приняла решение принципиально не менять конструкцию своего двигателя, а ограничиться «малой кровью» – некоторым увеличением диаметра вентилятора, оставив все остальные элементы ТРДДФ без сколько-нибудь существенных изменений.

В этой связи следует сказать, что еще на ранних этапах работ по программе ATF многие представители ВВС, промышленности и МО США (в частности, менеджер программы Альберт Пиччирилло) выражали сомнение в том, что при создании истребителя нового поколения удастся удержать под контролем его стоимость. Это мотивировалось, в частности, постоянно растущими массой конструкции самолета и, соответственно, ростом потребной тяги двигателей.

На ранней стадии реализации программы самолет ATF носил неофициальное, чисто американское название «Суперстар» («Сверхзвезда»), Затем, в соответствии с традицией фирмы «Локхид», демонстратору YF-22 присвоили имя «Лайтнинг» II в честь знаменитого локхидовского истребителя периода Второй мировой войны Р-38 «Лайтнинг». А название «Рэптор» (Raptor – орел-могильник, «хищная птица», или просто «хищник»), ставшее официальным именем истребителя F-22A, было впервые оглашено лишь в день презентации этого самолета 9 апреля 1997 г. Следует сказать, что образ орла является традиционным символом Соединенных Штатов Америки. «Рэптор» – гордый «Американский орел», а вовсе не ископаемое чудище, получившее известность после выхода на экраны в 1993 г. фильма Стивена Спилберга «Парк юрского периода».

Как уже говорилось, победа самолета YF-22 в конкурсе ATF была обусловлена, среди прочего, и тем фактом, что этот самолет более просто, чем его соперник, мог быть переоборудован в вариант истребителя корабельного базирования. Нужно сказать, что к палубному варианту авиационного комплекса 5-го поколения, получившему условное обозначение NATF (Navalized Advanced Tactical Fighter), проявило интерес не только министерство обороны США (традиционно заинтересованное в унификации авиационной техники и вооружения различных родов войск), но и американский флот, потребность которого была оценена в 550 новых машин, призванных заменить истребители 4-го поколения F-14«Tomk3t».