Бомбардировщик В-2А. Краткая характеристика

В период 1974—1984 гг. после серийного производства бомбардировщиков В-1А в США были проведены исследования и дискуссии о необходимости нового бомбардировщика, выборе концепции и его облике.

Успехи, достигнутые к тому времени по программе “Стелс”, предопределили выбор концепции малозаметного бомбардировщика АТВ (Advanced Technology Bomber). Разработка этого самолета была поручена фирме Нортроп, которая в ноябре 1987 г. заключила контракт стоимостью 2 миллиарда долларов на производство бомбардировщика “Стелс”, получившего название В-2 (рис. 1.3.29).

Рис. 1.3.29. Компоновочная схема самолета В-2А

Многоцелевой бомбардировщик В-2 создан в конце 80-х годов для доставки ядерного и обычного вооружения и нанесения ударов как по неподвижным, так и по движущимся целям. Его основные задачи — преодоление мощной системы ПВО потенциального противника и атака наиболее важных целей независимо от их типа. Известно, что к числу таких целей заказчики самолета относили баллистические ракеты, запускаемые с подвижных пусковых установок.

Наиболее оптимальным с точки зрения малозаметности внешним очертанием был принят самолет, выполненный по схеме “летающее крыло”. Характерной особенностью самолетов типа “летающее крыло” является статическая неустойчивость полета. Однако современная технология располагает возможностями для решения технических проблем, которые тормозили реализацию этой концепции в прошлом, так как в настоящее время бортовые вычислительные системы могут обеспечить автоматическое управление полетом самолета с сохранением его устойчивости, несмотря на отсутствие вертикальных поверхностей.

Основные конструктивные особенности для обеспечения скрытности полета известны достаточно давно и в той или иной степени были практически воплощены на некоторых военных самолетах: размещение двигателей внутри основной конструкции самолета, небольшая площадь сечения самолета при обзоре спереди и др. Отличительные особенности самолета “Стеле” — обтекаемые контуры или плоские (неизогнутые) конструкции, неспособные направленно отражать радиолокационное излучение.

Повышению скрытности полета, кроме внешнего очертания самолета, способствует применение поглощающих радиолокационное излучение материалов в сочетании с методами ИК-демаскирующих признаков с использованием высокоэффективного комплекта бортового оборудования РЭП, а также снижение инверсионного следа.

Самолет В-2 в плане образован 12-ю прямыми линиями. Передние кромки консолей имеют угол стреловидности около 35°, законцовки консолей срезаны под острым углом, задняя кромка внешних частей расположена почти параллельно передней кромке. Задняя кромка внутренних частей консолей крыла имеет излом назад, а по бокам от продольной оси имеются вырезы над соплами двигателей.

С точки зрения аэродинамики и конструкции такая компоновка сохраняет преимущества “летающего крыла” по распределению нагрузок вдоль размаха, масса и подъемная сила распределяются по размаху крыла сходным образом, благодаря чему уменьшаются изгибающие моменты. Одновременно увеличение размеров корневой части по хорде и высоте обеспечивают объем для размещения таких крупных элементов конструкции как кабина экипажа, отсек вооружения и двигатели.

Угол стреловидности крыла достаточно велик, чтобы обеспечивался необходимый момент сил при отклонении рулей высоты или элевонов, расположенных на внешней части консолей. Обеспечена также достаточная эффективность закрылков, установленных на внутренней части консолей крыла. Сужение законцовок консолей приводит к тому, что распределение подъемной силы по размаху имеет скорее “колоколообразную”, чем эллиптическую форму.

Считается, что таким образом можно решить проблему боковой неустойчивости, присущей самолетам схемы “летающее крыло”. В конструкции планера отсутствуют кромки поверхностей с совпадающими по направлению нормалями, что способствует уменьшению вероятности обнаружения самолета с помощью радиолокатора.

В обтекателях с каждой стороны размещены двигатели и входные устройства; плоские сопла с неотклоняемым вектором тяги расположены над крылом. Вспомогательные воздухозаборники расположены ниже основных и обеспечивают поступление воздуха для охлаждения. На бомбардировщике В-2 также отсутствуют вертикальные поверхности управления, которые увеличивали бы эффективно отражающую поверхность (ЭОП) самолета.

Другими источниками ЭОП являются заклепки на поверхности крыла и хорошо отражающие радиоволны металлические компоненты. Влияние этих источников может быть парировано применением графитоэпоксидных радиопоглощающих материалов, конструкция из которых может быть на 75% легче, чем алюминиевая при одинаковой прочности. Двигатели и отсеки вооружения самолета В-2 имеют радиопоглощающие экраны и покрытия.

На самолете типа “Стелес” воздухозаборники обычной конструкции не могут быть использованы, так как радиолокационное излучение, проходя через них, может отражаться от лопаток компрессора двигателя, поэтому на самолете В-2, как и на В-1В, применены S-образные каналы воздухозаборников (рис. 1.3.30). Для затруднения обнаружения самолета наземными РЛС воздухозаборники расположены над крылом.

Рис. 1.3.30. Схема компоновки двигателей Дженерал-Электрик F-118 на самолете В-2: 1 — отвод пограничного слоя; 2 — искривленный воздухозаборник; 3 — ТРДД Дженерал-Электрик F-118; 4 — смещение холодного воздуха и горячих газов; 5 — реактивное сопло

Для снижения ИК-излучения на самолете установлены двигатели, имеющие высокую степень двухконтурности, а также производится снижение температуры вытекающих газов. Охлаждение воздуха возможно еще и применением дополнительных воздухозаборников, которые могут быть расположены над крылом.

Возможно оснащение самолетов “Стелс” сопловым устройством с решетками лопаток, отклоняющими и охлаждающими вытекающие газы двигателей за счет циркуляции хладагента через полые лопатки. Расположение сопел двигателей над крылом снижает также ИК- сигнатуру самолета. Обеспечение балансировки самолета типа “летающее крыло” может осуществляться также за счет отклонения под некоторым углом вытекающих вверх газов.

Техника “Стелс” не допускает размещения боевой нагрузки на внешней подвеске, поэтому на самолетах В-2 и В-1В она размещена во внутренних отсеках. Первому полету самолета В-2, состоявшемуся в июле 1989 г., предшествовали беспрецедентно большие объемы испытаний в аэродинамических трубах (24 000 ч), испытаний и оценки БРЭО (44 000 ч), моделирования на пилотажном стенде (12 000 ч) и испытаний и оценки системы управления полетом (6000 ч). Испытаниям объемом 800 000 ч подверглись различные компоненты подсистем и систем для обеспечения требуемых надежности и эксплуатационно-ремонтной технологичности.

По опубликованным данным, объем летных испытаний шести опытных самолетов составлял около 3600 ч. Первый опытный самолет был предназначен для исследования основной области режимов полета и начальных испытаний на заметность. Второй и третий опытные самолеты были поставлены для проведения прочностных испытаний.

Второй опытный самолет использовался также для исследования нагрузок и характеристик самолета и проведения некоторых испытаний по отделению оружия. Третий и четвертый самолеты были снабжены полным комплектом БРЭО для испытания на заметность и испытаний оружия. Пятый самолет использовался для климатических испытаний и испытаний на заметность. Все опытные самолеты, кроме одного, затем были переоборудованы и поставлены стратегическому авиационному командованию. Уже предварительные результаты летных испытаний показали, что пилотажные характеристики самолета В-2 соответствуют или лучше характеристик, продемонстрированных на стенде.

Взлетная скорость В-2 составила 260 км/ч и мало зависела от взлетной массы. Самолет достигает большой дозвуковой скорости и максимальной высоты 15 250 м.

Площадь крыла более чем в 2 раза превышает площадь крыла самолета В-1В. Хотя летающее крыло имеет малый наклон кривой подъемной силы (малое изменение подъемной силы с изменением угла атаки), для приемлемого уровня перегрузок требуется использование активной системы ослабления воздействия воздушных порывов с исполнительными органами в виде элевонов и центрального “бобрового хвоста”.

Система управления полетом имеет быстродействующие приводы, питающиеся от гидравлической системы с рабочим давлением 28 МПа. По данным летчиков самолет В-2 имеет превосходную путевую устойчивость и лучшие, чем ожидалось, поперечные характеристики и продольную устойчивость. Хотя плечо органов управления тангажом невелико, самолет хорошо демпфируется благодаря большой площади органов управления, составляющей около 15% площади крыла.

Для замены триады существующих бомбардировщиков ВВС США приступили к изучению концепции перспективных ударных самолетов стратегической авиации. В поисковых исследованиях участвуют ведущие фирмы.

Так, фирма Нортроп Грумман предлагает беспилотный стратегический ударный самолет, имеющий сходство с В-2А, но меньших размеров, для несения боевой нагрузки массой до 9000 кг. Он мог бы действовать как автономно, так и во взаимодействии со специализированными самолетами.

Другим вариантом перспективного самолета стратегической авиации является проект “Глобал Страйк” взлетной массой 118 т, с крейсерской скоростью, соответствующей числу 1,5М и боевым бездозаправочным радиусом 9300 км. Таких показателей предполагается добиться за счет как использования передовых достижений в области аэродинамики и силовых установок, так и снижения массы боевой нагрузки из сверхлегких высокоточных боеприпасов следующего поколения.

Известны также другие проекты, например, под названием “Future Strike Aircraft” (FSA — будущий ударный самолет), являющийся переработанным вариантом В-2. Стоимость такого самолета с боевой нагрузкой в 22 700 кг оценивается в 200 млн. долларов, что существенно меньше стоимости самолета В-2А.