F-22 «Raptor» – хищник защищающий интересы США

Самолёт призванный заменить перехватчик, бомбардировщик, ДРЛО и разведчик. Машина, которая может кардинально изменить ход боя, оставаясь при этом незамеченной. Истребитель, имеющий начинку космического корабля, но выполняющий земные задачи. F-22 Raptor – это первый в мире самолёт пятого поколения, состоящий на вооружении. «Раптор» должен стать опорой и главным защитником интересов Америки на десятилетия вперед.

Аппарат уже прошёл боевое крещение, где полностью проявил свои качества и отстоял право на существование.

История

Необходимость в истребителе нового поколения осознавали как американские, так и советские военные. Работы начались практически одновременно, а именно в 1981. Основными показателями должны были стать: сверхманевренность, сверхзвуковая крейсерская скорость и малозаметность.

Для Пентагона вопрос стоял острее. Дело в том, что советские Су-27 и МиГ-29 вышли позже американских F-15 и F-16, и соответственно, были разработаны с применением более совершенных технических решений.

Главные требования по конкурсу ATF были опубликованы в марте 1981 года.

О начале программы объявили в мае 1986 года. К концу того же года выявились два основных конкурента – компании во главе с Lockheed с одной стороны и Northrop, с другой. Летающие прототипы участники должны были показать уже через 4 года.

К началу 1990 года команды представили свои модели: YF-23 и YF-22. Аппараты вышли сильно дороже ожидаемого бюджета, по этой причине решено было отказаться от некоторых устройств, а именно РЛС бокового обзора и оптико-электронной станции наведения. В ходе испытаний, оба прототипа показали свои достоинства и недостатки.

Модель YF-23 обладала меньшим аэродинамическим сопротивлением и лучшими показателями малозаметности, особенно, в ИК диапазоне. Добиться этого удалось благодаря соплам специальной формы, которые, однако, ухудшают манёвровые характеристики. Такой самолет неспособен выполнять целый ряд фигур высшего пилотажа, таких как «кобра», например.

Модель YF-22 от Lockheed, напротив, имела хорошие манёвровые качества, благодаря управляемому вектору тяги. Еще одним важным преимуществом YF-22 являлась большая полезная нагрузка. В итоге, прототип от группы «Локхид» YF-22 был признан лучшим и стал победителем конкурса.

Первый предсерийный образец совершил полет в сентябре 1997 года.

В первоначальный планер внесли коррективы и установили более мощные двигатели с отклоняемым вектором тяги в вертикальной плоскости.

Серийное производство самолета началось в 2001 году. Первую машину приняли на авиабазе Неллис уже через 20 месяцев. К 2004 году завод выпустил 51-ое изделие.

Первоначальный заказ в 750 машин был сокращен. Правительство не видело смысла закупать большое количество дорогостоящих машин, так как основной геополитический соперник – Советский Союз уже распался к этому времени. Таким образом, последний 187-ой самолет войска приняли в 2012 году, завершив программу.

Конструкция

«First look — first kill» (заметил первый — победил) – концепция, выведенная военными, подразумевает, что выиграет битву тот, кто обнаружит первым, то есть предполагался обмен ракетами на дальних дистанциях.

Ставка была сделана на стелс-технологии в ущерб сверхманёвренности: сопла двигателей выполнены особой формы, исключающей манёвры в горизонтальной плоскости.

Вооружение было спрятано в специальных отсеках – конусообразные части ракет отлично отражают радиоволны, однако традиционные точки подвеса были оставлены на месте. На крыльевых подвесах устанавливаются топливные баки во время длительных перегонов.

Планер

Основная задача при проектировке планера F-22 –уменьшение ЭПР, то есть минимизация отражения радиоволн радара противника. Выступающие части самолета, такие как нос и хвост, старались расположить на параллельных линиях – ромбовидное крыло и V-образное оперение. Даже воздухозаборники и стыки листов корпуса имеют специальную геометрическую форму.

Эти меры должны были отразить лучи РЛС в сторону от антенны. С другой стороны, разработчики активно начали применять радиопоглощающие материалы (РПМ). По разным данным, их доля в планере доходит до 40%, среди которых 30% термостойкие. Полимерную основу составили бисмалеимиды. В дополнение к ним представлены термопластичные углепластики Avimid K-III, которые сохраняют свои свойства при допускаемых повреждениях и нагреве.

Двигатели

На истребителе установлены два двигателя Whitney F119-PW-100. Это турбореактивный двухконтурный двигатель, разработанный специально для программы ATF. Лопатки компрессора выполнены по блиск-технологии, то есть как одно целое с диском. Такая конструкция выдерживает большие нагрузки, что позволяет компрессору качать больше воздуха в камеру сгорания.

Система управление двигателем электронная: контроллер регулирует подачу топлива, в зависимости от условий полёта.

По сравнению с предшественниками, двигатель выдает на 22% больше мощности при том же расходе и имеет на 40% меньше деталей и узлов.

Характеристики F119-PW-100

• тяга: 11829 кгс;
• Форсажная тяга: 16785 кгс;
• длина: 5,16 м;
• диаметр: 1,168 м;
• вес: 1770 кг;
• тяговооруженность : 7,95.

Причина, по которой прототип F-22 изначально выиграл конкурс, была в большей манёвренности, что стало возможно благодаря управляемому вектору тяги. Сопла могут отклоняться в вертикальной плоскости на 20 градусов, а также имеют плоскую форму.

Раскаленная реактивная струя, при такой форме, эффективнее отдаёт тепло в окружающую среду и охлаждается. Как следствие, снижается заметность объекта в ИК-диапазоне.

Электронная начинка

F-22 передовой в техническом плане аппарат ВВС США. Самолёт готов к любому сценарию и для этого в нём предусмотрены:

1. Детектор облучения AN/ALR-94. Состоит из 32 антенн, разнесённых по корпусу. Комплекс регистрирует излучение РЛС противника, вычисляет его координаты, тип судна и, если их несколько, расставляет приоритеты, в зависимости от представляемой угрозы. На экране пилота отображается информация о противнике в виде круга, обозначающий радиус действия его вооружения. Данные могут быть переданы на радар или могут быть использованы для наведения оружия в пассивном режиме. В первом случае радар, получив координаты, подсвечивает цель узким лучом, избегая сканирования всей местности.
2. Инфракрасный и ультрафиолетовый датчики пуска ракет AN/AAR-56, также разнесённые на 360 градусов. Струя выпущенной ракеты излучает в инфракрасном диапазоне, что фиксируется прибором. Датчики определяют место пуска ракет и на основе этих данных компьютер выдает оптимальный манёвр ухода в графическом виде.
3. РЛС AN/APG-77v1. Установка с активной фазированной антенной решёткой (АФАР). Его принципиальное отличие от пассивной ФАР, в отсутствии единого передатчика. Сигнал формируется множеством активных микропередатчиков, что даёт возможность генерировать мощное излучение. Но с другой стороны, увеличивается тепловыделение, что требует установки жидкостного охлаждения. Итого, масса комплекса AN/APG-77 составила 553 кг, а производительность насоса охлаждения 35 литров жидкости в минуту.

Как видно, электронные системы тесно интегрированы аппаратно и взаимно дополняют друг друга. Приборы, основанные на разных принципах действия, выявляют любые существующие угрозы.

С помощью микширования всех данных, составляется единая круговая информационная система, снимающая нагрузку с лётчика и повышающая, в конечном итоге его выживаемость.

Радиолокационная станция

Для истребителя был создан абсолютно новый радар c электронной разверткой луча. Бортовая РЛС представлена моделью AN/APG-77. Её особенность в режиме псевдослучайной смены частоты. В основу заложена идея многократного изменения частоты случайным образом. Зафиксировать такой сигнал вражеским станциям будет сложнее.

Вторая особенность это 2 тысячи элементов, каждый из которых является приёмо-передающей ячейкой.

Разрешающая способность такой станции качественно улучшается – количество сопровождаемых целей увеличилось до 100, а также появилась возможность передавать команды выпущенной ракете с помощью луча.

Дальность обнаружения целей типа

1. Истребитель с ЭПР >3 м² до 250—310 км (Су-27, Миг 29, Eurofighter Typhoon).
2. Крылатые ракеты (0,1-0,5 м²) — до 150 км.
3. Танки и катера — до 70 км.

Остальные характеристики

• Угол обзора по горизонтали, и по вертикали – 120 градусов.
• Количество целей, обстреливаемых одновременно – 20 единиц.
• Время полого обновления картинки – 14 секунд.
• Максимальная средняя мощность – 18500 Ватт.

С такими параметрами F-22 «Raptor», является полноправным самолетом ДРЛО, являясь его компактной версией.

Авионика

Системы самолета находятся под управлением сдвоенной ЭВМ с высокой степенью безотказности, основанные на RISC-процессорах. Лётная информация отображается на индикаторе на лобовом стекле и на шести многофункциональных цветных дисплеях.

Ввод маршрута автопилота и параметров связи производится через пульт ICP, расположенный выше центрального дисплея. Внедрение голосового управления, запланированное изначально, было отменено. Низкая надёжность распознавания и долгое время реакций явились главными причинами отказа от этой идеи.

Модернизация авионики требует больших затрат.

Связано это с тем, что блок обработки, индикаторы, панель ввода и многие другие органы управления тесно интегрированы и замена одного из компонентов невозможна без полного апгрейда всей электроники.

Передача данных

Фирме TRW было доверено разработать ответственные компоненты, а именно средства коммуникаций и распознавания. Комплекс состоит из системы опознавания дружественных объектов, шин IFDL и Link-16 JTIDS. По IDFL каналу передача работает в обе стороны, тогда как Link16 JTIDS настроен только на приём данных, так как высока вероятность его перехвата.

По программе Increment 3.2, была поставлена задача модернизировать интерфейс связи до уровня MADL, которые уже были установлены в бомбардировщик B-2 и в перехватчик F-35 «Лайтнинг 2». Однако проект было решено свернуть из-за нагрянувшего финансового кризиса.

Вооружение

Главная задача, поставленная Раптору – завоевание господства в воздухе. Однако современные методы ведения войны требуют от машины возможность нести ещё и бомбы. Всего в корпусе предусмотрено три отсека: центральный для бомб и тяжелых боеприпасов и два маленьких для противовоздушных ракет. Открытие створки и выпуск выполняются менее чем за секунду – иначе значение ЭПР резко возрастет.

В качестве стрелково-пушечного вооружения выступает 20 мм многоствольное орудие M61A2 Vulcan, с боекомплектом в 420 выстрелов. Скорострельность пушки составляет 4000 выстрелов в минуту. Охлаждение стволов воздушное, вследствие этого, продолжительность очереди ограничена до 1.4 секунд. Во время воздушного боя, система управления огнем рассчитывает оптимальное упреждение и проецирует точку обстрела на лобовой индикатор.

Кроме того, номенклатура вооружения включает:

• AIM-9M «Sidewinder» ракета воздух-воздух с тепловой головкой самонаведения. Самая распространённая модель, имеющая около 20 модификаций, среди которых противолокационная и противотанковая версии. Предельная дальность полёта -18км.
• AIM-120 AMRAAM – ракета воздух-воздух с радиолокационной ГСН. Имеет бортовую ЭВМ, которая выбирает оптимальную траекторию полёта. Начальный участок полёта AIM-120 летит по команде РЛС носителя. В середине пути включается собственный радар, и ракета независимо продолжает полёт. Дальность полёта стандартной модели 60 км, а модифицированной – 120 км.:
• GBU-32 JDAM – Корректируемая свободнопадающая авиабомба. Обстрел осуществляется по заранее известным координатам. Величина вероятного отклонения – 11 метров. В отличии от лазерных систем наведения, GPS сигнал нечувствителен для неблагоприятной погоды.
• GBU-39/B – свободнопадающая бомба с развитым оперением. Разработана с использованием стелс-технологий. Имея ЭПР 0,015 м2 , бомба призвана преодолеть плотные ЗРК эшелоны. Боевая часть способна пробить 90 см железобетона, чем активно пользовались войска НАТО при уничтожении иракских аэродромных укрытий. GBU-39/B способен поразить мобильную цель на дальности до 110 км.

Изделие, в зависимости от модификации, комплектуется тепловой или РЛС головкой.

Вооружение на F-22 имеет несколько большую дальность поражения, в силу сверхзвуковой крейсерской скорости. К примеру, в ходе испытательного запуска бомбы с высоты 15.000 метров, JDAM поразила мобильную цель в 38 км, в то время как на аналогичном испытании на F-15 – в 28 км.

На крыле предусмотрено 4 точки подвески. Они предназначены для нескрытного крепления вооружения либо для подвеса дополнительных топливных баков. Одна точка подвески рассчитана на две противовоздушные ракеты или на 2300 литровый бак.

Запас топлива

Полный объем внутренних баков вмещает всего 8 тонн топлива. Этого хватит, чтобы пролететь 1400 километров. Это на 30% меньше, чем у F-15 и сужает его возможности в патрулировании.

С использованием подвесных баков дальность возрастает до 2500 километров. Однако к ПТБ прибегают лишь при дальних перелетах.

Баки нецелесообразно использовать при боевых вылетах – аппарат уже на начальном этапе будет засвечен радаром противника и потеряет преимущество.

Применять Раптор для длительного патрулирования будет затруднительно. Топливозаправщики — это единственный выход в этой ситуации. Однако здесь напрашиваются аналогии времен Второй Мировой, когда немецкие подводные лодки уничтожались, как раз во время заправок.

Эксплуатация

В строю военно-воздушных сил США находится 180 F-22A. До 2007 года самолет было запрещено размещать вне территорий страны, в связи с секретностью, а Конгресс США наложил запрет на экспорт машины за рубеж, включая союзников по НАТО.

Машина не раз подвергалась критике общественности, за непомерные расходы на содержание. По утверждению авторитетного The Washington Post стоимость часа полёта F-22 обходится казне в 40.000 долларов, что является одним из самых больших показателей. Основная причина расходов – частая замена радиопоглощающих материалов, износ которого вызывают, порой, даже обильные осадки.

Однако газетой также отмечается, что трудоёмкость обслуживания аппарата невысокая и равна 30 человеко-часам на час полёта. Для сравнения у F-15 этот показатель равен 35, а у F-104 «Starfighter» эпохи Вьетнама равен 50.

Во время учений с участием «Eurofighter Typhoon» Люфтваффе на Аляске, были отработаны индивидуальные воздушные бои.

По утверждению майора Грюна участвовавший на учениях, F-22 имел несравненное превосходство на дальних дистанциях в силу средств обнаружения, но на близких дистанциях резвый «тайфун» не раз перехватывал инициативу. Вскоре, чиновники Пентагона аргументировали это маловероятностью близких схваток на практике.

Боевое применение

Первое боевое крещение F-22 получил в Сирии, в январе 2014 года. Произведя пару точечных ударов по базам исламистов в Ракке, самолет благополучно вернулся на базу. На июнь 2015 года, количество выполненных заданий превысило 120.

В ходе одного из 11 часовых полётов пилоты провели разведку местности, выполнили задачу ударно, произвели целеуказание, и сопроводили бомбардировщики на деле показав универсальность самолета.

Тактико-технические характеристики (ТТХ) в сравнении с аналогами

Таким образом, главные недостатки F-22 Raptor перед соперниками – малый радиус действия и отсутствие оптико-электронной станции наведения.

Технические проблемы и инциденты

Обязательным атрибутом современных летательных аппаратов стала кислорододобывающая станция, заменяющая баллон с кислородом. Такие станции имеются и на «Рапторах» и именуются OBOGS.

В 2012 года Пентагон наложил ограничение на полеты машин с этой системой.

В распоряжении запрещалось летать вдали от баз, на Аляске, и на высотах свыше 7600 метров. По мнению экспертов это максимальная высота, с которой можно вернутся на землю если летчик испытывает удушье.

Ситуация осложнилась тем, что двое пилотов публично отказались летать на F-22 из-за проблем с воздухом. Дефект унес жизни людей. При расследовании крушения одного из аппаратов в 2010 году, на Аляске выяснилось, что причина катастрофы была в потере сознания от удушья. Также стало известно, что костюм высокого давления пилотов сильно раздувался при перегрузках, не давая лётчикам нормально дышать.

Конструкторы решили проблему, установив клапан, сбрасывающий лишнее давления в костюме и убрав фильтр очистки для увеличения пропускной способности воздуховода, исключив при этом вероятность засорения.

Среди других необычных происшествий также известны:

• 10 апреля 2006 года. Ложное срабатывание замка блокировки кабины. После многочасовых попыток открыть фонарь, с участием сотрудников компании-изготовителя, он был демонтирован с помощью инструмента. Стоимость замены фонаря составила 200.000 долларов.
• 11 февраля 2007 года. Сбой программного обеспечения навигатора при перелете в Японию. Связан со сменой даты и времени в середине Тихого океана. В программе не было предусмотрено алгоритма смены, поэтому GPS приёмники выдавали неверную информацию. Вся эскадрилья вернулась на базу, после чего Lockheed в срочном порядке обновили прошивку.
• 16 ноября 2010 года. Чрезмерное перегрев двигателя и срабатывание аварийного отключения кондиционирования и системы OBOGS. Пилот не успел отреагировать, задохнулся и разбился. После этого инцидента в кабину начали устанавливать аварийные баллоны с кислородом.

В массовой культуре

Несмотря на свой юный возраст F-22 стал популярным. В частности, он фигурирует в:

1. Халк. (2003)
2. Трансформеры. (2007) Один из антагонистов перевоплощается в F-22
3. Трансформеры 2. (2009)
4. Падение Олимпа. (2013) Самолеты атакуют AC-130, обстреливающий Белый дом
5. Серия игр Command and Conquer Generals. Является многофункциональным единицей.
6. В игре Ace Combat: Assault Horizon и во многих других авиасимуляторах

Образ самолёта в фильмах ассоциируется с технологическим совершенством, а в компьютерных играх на нём можно полетать лишь по достижении высокого ранга.

Перспективы

Эксперты высказывают различные мнения о будущем Раптора, однако становится ясно, что пришедший в дополнение F-35 Lightning II привлекает внимание военных все больше.

Наличие электронно-оптической станции с нашлемным целеуказателем, станции постановки помех, современного интерфейса обмена данных, совместимости с широким спектром вооружения, вплоть до тактических атомных бомб, превращает F-35 в отличную машину поддержки войск. В странах же третьего мира, эту задачу давно взяли на себя беспилотники.

У F-22 другая задача. Самолёту предначертано безраздельно доминировать в небе. Он должен увести вражеские перехватчики в сторону от бомбардировщиков, разведать местность резким энергичным пролётом и провести целеуказание, нанести точечные удары по укреплениям в общем всё чтобы обеспечить армии уверенную победу.

Уже скоро Россия ответит запуском Су-57 в серийное производство, а значит, вполне вероятна их встреча в третьих странах.

Это выявит их слабые стороны и даст мощный импульс развитию авиации. Обе машины будут не раз модифицироваться, соответствуя возросшим требованиям времени. Поэтому Раптор будет сторожить небо своей страны еще не одно десятилетие, пока ему на замену не придут машины нового, шестого поколения.

Видео