Авиация и время 2002 01

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, мапоотражающая 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, тж. 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 малоотра-жающей 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 «Нор-троп» 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 «Вулкан», который по размерам не уступал В-47, но имел в несколько раз менее мощный отраженный импульс.

Зона крепления консолей оперения

Зона стыка крыла с фюзеляжем

Окно инфракрасной станции переднего обзора FLIP

Приемники системы воздушных сигналов

Решетка правого воздухозаборника

Можно было предположить, что схему, близкую «Вулкану», 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 «Локхид» и «Нортроп» в своих проектах самолета XST решили применить схему, близкую к «бесхвостке» с так называемой фасеточной (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.

Проекты XST обеих фирм 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: «Нортроп» предложила один надфюзеляжный, расположенный сразу за кабиной летчика, «Локхид» - два боковых.

На первом этапе конкурсной программы XST фирмы создали специальные модели в масштабе 1/3 для оценки ЭПР. Их испытания в безэховых камерах начались в 1976 г., а в середине того же года «Локхид» вышла победителем из состязания, получив контракт на постройку двух экспериментальных самолетов по программе «Хэв Блю» (Have Blue можно перевести как «задание на обманный, мошеннический объект»). По утверждению локхидовского инженера А.Брауна, успеху его фирмы в значительной мере способствовало использование советской технической литературы и, прежде всего, теоретических работ П.Уфимцева, сотрудника Института радиотехники и электроники Академии наук СССР. Статья этого физика о расчетных методах определения ЭПР, опубликованная в 1962 г. в малотиражном узковедомственном журнале, была переведена на английский язык в 1971 г. и использована фирмой «Локхид» при разработке программы «Эхо», предназначенной для расчета ЭПР тел различной конфигурации. Как пишут сами американцы, это позволило на 30-40% сократить затраты на разработку самолета XST а позднее и F-117. Испытания в камерах дали возможность уточнить конфигурацию самолета, разработанную на основе только расчетов по программе «Эхо». Далее состоялись продувки в низко- и высокоскоростных аэродинамических трубах объемом 1920 часов. Затем «Локхид» изготовила полномасштабную радиолокационную модель самолета, которая позволила окончательно отработать детали конструкции и в короткие сроки построить два летных экземпляра.