Как работают F-15

Миру не потребовалось много времени, чтобы понять боевой потенциал самолетов . В 1911 году, всего через восемь лет после того, как братья Райт подняли свое творение с земли, американские военные начали сбрасывать сверху испытательные бомбы. Несколько лет спустя войска Первой мировой войны сражались в небе на вооруженных пулеметами истребителях.

Оттуда дела пошли довольно быстро. Всего 60 лет спустя первые одномоторные винтовые самолеты превратились в гладкие, мощные истребители, которые могли совершать крутые виражи в воздухе со скоростью более 600 миль в час (970 км/ч).

В этой статье мы рассмотрим один из самых известных истребителей F-15. Этому замечательному самолету уже много лет — он существует с начала 70-х годов, — но он по-прежнему является важной частью арсенала США. По данным ВВС США, у него безупречный боевой послужной список: более 100 побед и ноль поражений. Как мы увидим, его успех обусловлен феноменальной маневренностью, передовым электронным оборудованием и устрашающей огневой мощью.

F-15 Eagle — небольшой высокоманевренный реактивный самолет, предназначенный для выполнения боевых задач в любых погодных условиях. Его основной задачей является поддержание господства в воздухе . Другими словами, его конечной целью является поражение других самолетов в воздушном бою.

ВВС США ввели этот самолет в эксплуатацию после того, как увидели МиГ-25, мощный истребитель, представленный Советским Союзом в 1967 году. В то время это был реактивный истребитель F-4 Phantom, а в самый разгар холодной войны ВВС нуждались в сопоставимом самолете как можно скорее. McDonnell Douglas (теперь объединенная с Boeing) выиграла контракт на новый проект и через несколько лет поставила готовый F-15. С тех пор компания представила несколько вариантов этого самолета по мере изменения технологий и потребностей (см. ниже). Нынешний боевой F-15 Eagle — это F-15C .

Первоначальный F-15 Eagle был разработан для борьбы только с целями класса "воздух-воздух" (другие самолеты). Он не был создан для бомбардировки наземных целей, потому что ВВС знали, что дополнительное оборудование поставит под угрозу боевые возможности самолета. Но когда ВВС понадобился истребитель-бомбардировщик для замены стареющего F-111 , пока не был готов новый малозаметный F-117 , они решили модифицировать F-15 для выполнения задач класса "воздух-земля". Результатом стал F-15 Strike Eagle, получивший обозначение F-15E.

Strike Eagle — это не замена оригинальному F-15, а дополнительный бомбардировщик. Удивительно, но временное решение ВВС оказалось одним из лучших когда-либо созданных истребителей-бомбардировщиков. В ходе операции «Буря в пустыне» Strike Eagle доказал, что может успешно пробиться сквозь вражеские самолеты, поразить несколько наземных целей, а затем пробиться с вражеской территории.

В следующем разделе мы увидим, как эти два самолета собраны вместе, и узнаем, как они так грациозно ныряют, набирают высоту и уклоняются.

F-15 имеет большинство элементов, которые вы найдете в обычном реактивном самолете. Он имеет два крыла, которые создают подъемную силу , у него есть задние вертикальные и горизонтальные стабилизаторы и рули направления, которые уравновешивают и управляют самолетом, а также у него есть два турбовентиляторных реактивных двигателя в задней части самолета, которые создают тягу.

Модели F-15

Основное различие между F-15 и обычным реактивным самолетом заключается в том, как сбалансированы эти элементы. Сдвоенные двигатели F-15 (Pratt & Whitney F-100-PW-220 или 229) имеют очень высокую тяговооруженность , что означает, что они относительно легки для той величины тяги, которую они генерируют (они могут генерировать почти в восемь раз больше тяги). собственного веса в тяге).

 

Корпус самолета тоже относительно легкий, хотя и очень прочный. Лонжероны крыла (несущие конструкции внутри крыльев) изготовлены из титана, который легче и прочнее стали , а большая часть обшивки выполнена из легкого алюминия. По данным ВВС, каждый двигатель может генерировать от 25 000 до 29 000 фунтов тяги. Нормальный вес F-15C составляет всего 45 000 фунтов, что означает, что его тяга на самом деле больше, чем его вес! Это позволяет ему быстро разгоняться даже при наборе высоты.

F-15 также имеет очень низкую нагрузку на крыло , что означает, что у него большая площадь крыла для своего веса. Большая площадь крыла означает большую подъемную силу, что делает самолет более маневренным. Он может взлетать, подниматься и разворачиваться гораздо быстрее, чем обычный самолет, у которого гораздо больший вес на квадратный фут площади крыла.

Двигатели оснащены форсажными соплами , которые при необходимости могут обеспечить дополнительную тягу. Форсажная камера просто впрыскивает топливо в поток выхлопных газов горячей струи. Он воспламеняется, добавляя горячих газов, вылетающих из задней части двигателя ( подробности о форсажных камерах см. в этом Вопросе дня ). На полной мощности самолет может развивать скорость более 2,5 Маха (приблизительно 1854 миль/ч / 2984 км/ч).

Высокая мощность двигателя имеет свою цену — плохая экономия топлива. Конечно, F-15 был разработан с учетом этого ограничения. Чтобы увеличить запас хода без дозаправки, он был построен с большими внутренними топливными баками в фюзеляже (основной корпус) и в крыльях. Он также может нести три внешних бака, а также пару аэродинамических облегающих баков под крыльями, которые сами создают некоторую подъемную силу. Полностью заправленный F-15C может пролететь 3450 миль (5550 км), а F-15E — 2400 миль (3860 км).

Другая проблема с двигателями заключается в том, что они довольно быстро изнашиваются. Этого следовало ожидать, учитывая объем работы, которую они выполняют. К счастью, их очень легко заменить — наземная бригада ВВС может сделать это менее чем за час!

F-15 не только быстро взлетает, но и быстро останавливается. У него есть собственный выдвижной воздушный тормоз , панель с гидравлическим приводом, которая резко увеличивает сопротивление самолета, чтобы замедлить его (прямо как парашют).

Главное, что отличает F-15 и другие современные истребители от предшественников, — это их электронные системы. Ранние летчики-истребители управляли своими самолетами механически, с помощью подвижных рычагов, и они в основном использовали свои глаза, чтобы нацеливаться на вражеские самолеты. Напротив, почти каждый аспект F-15 компьютеризирован.

Самолет по сути робот . У него есть центральный компьютер, который подключен к массиву передовых датчиков. Основываясь на данных, поступающих от инерциальной системы наведения (которая содержит высокочувствительные гироскопические датчики) и от пилота, компьютер активирует гидравлические приводы для регулировки крыльев и задних стабилизаторов. На самом деле пилот не управляет самолетом напрямую: он дает инструкции, а компьютер решает, как их выполнять. Компьютер постоянно самостоятельно корректирует полет, чтобы улучшить летные характеристики — компьютер искусственно создает относительно плавный полет. Компьютер F-15 может вносить необходимые корректировки за миллисекунды, примерно в сто раз быстрее, чем человек.

Главный «глаз» самолета — управляемая компьютером радиолокационная система, установленная в носовой части. Задача радара — определять местонахождение других самолетов и генерировать наземные карты. Тарелка установлена ​​на подвижных шарнирах, поэтому она может поворачиваться для сканирования различных областей или отслеживания движущейся цели. Радар определяет, в каком направлении движутся цели, используя импульсно-доплеровскую систему — по существу, сдвиги в частоте отраженных радиоволн указывают, движется ли цель в направлении радарной системы или от нее (дополнительную информацию см . в разделе «Как работает радар » ).

F-15 Strike Eagle имеет дополнительное сканирующее оборудование, называемое системой маловысотной навигации и инфракрасного целеуказания для ночного сна ( LANTIRN ). Система LANTIRN размещена в двух отсеках, установленных в нижней части самолета, рядом с воздухозаборниками двигателей.

Навигационная капсула содержит еще один радар, оптимизированный для отображения рельефа местности, и передний инфракрасный сканер ночного видения (FLIR) , который улавливает инфракрасную тепловую энергию от окружающих объектов. Вместе эти датчики создают детальное изображение земли внизу, позволяя пилоту или компьютеру летать в полной темноте.

В блоке наведения находится мощный лазер и еще один сканер FLIR, установленный на поворотной башне. Лазер работает как дальномер , рассчитывая расстояние до целей исходя из того, сколько времени требуется лазерному лучу, чтобы отскочить от них, а также как целеуказатель , отмечая цели для ракет с лазерным наведением . Система наведения предназначена для обнаружения наземных целей, но может использоваться и в воздушном бою.

Центральный компьютер обрабатывает данные радара и системы LANTIRN и предоставляет экипажу целеуказание и навигационную информацию. В следующем разделе мы заглянем внутрь кабины, чтобы увидеть, как экипаж получает доступ к этой информации, управляет самолетом и нацеливается на врага.

Оригинальный F-15 был рассчитан на экипаж из одного человека. Пилот управляет самолетом и одновременно нацеливается на вражеский самолет. F-15 Strike Eagle имеет дополнительную станцию ​​в задней части кабины для офицера по системам вооружения или WSO (произносится как «виззо»). В Strike Eagle WSO отвечает за выбор и уничтожение наземных целей, в то время как пилот концентрируется на маневрировании самолета и борьбе с самолетами противника. Обе станции размещены в прочном «пузырьковом» навесе на крыше самолета. Такая конструкция навеса дает экипажу полный 360-градусный обзор окружающего пространства.

Пост пилота спроектирован таким образом, чтобы максимально упростить полет и наведение на цель. Компьютер представляет наиболее важную информацию на проекционном дисплее (HUD), мониторе, который проецирует изображение на прозрачный экран в передней части фонаря кабины. С проекционным дисплеем пилот может отслеживать полетные данные и информацию радара, не сводя глаз с неба. Это очень важно в бою — пилот не может постоянно смотреть на датчики и приборы, уклоняясь или преследуя вражеские истребители. ВВС планируют в конечном итоге заменить эту систему на нашлемный монитор, который проецирует полетные данные на козырек пилота.

Если вы ходите по магазинам...

По данным ВВС, один F-15 Strike Eagle стоит 31,1 миллиона долларов. F-15D стоит всего 29,9 миллиона долларов, а самолет первого поколения обойдется вам всего в 27,9 миллиона долларов. Хотя для среднего человека это звучит много, на самом деле это довольно хорошая сделка в военном мире. Летчики говорят, что это небольшая цена за выдающиеся летно-технические характеристики F-15.

Управление пилотом также довольно простое. Пилот управляет самолетом с помощью ручки управления , расположенной в центре кабины, и управляет двигателем с помощью дроссельной заслонки слева от него. Оба элемента управления имеют несколько кнопок и переключателей, которые управляют радиолокационным оборудованием, выбирают параметры на проекционном дисплее, а также наводят оружие и стреляют из него.

Органы управления разработаны с помощью системы ручного управления дроссельной заслонкой и ручкой ( HOTAS ). В системе HOTAS каждый переключатель и кнопка на элементах управления имеют различную форму и текстуру. Таким образом, пилот может контролировать все основные аспекты самолета, даже не глядя в кабину.

WSO, напротив, не тратит много времени на то, чтобы выглядывать из кабины. Он или она контролирует радар, LANTIRN и полетные данные на четырех многофункциональных дисплеях (MFD) — мониторах с электронно-лучевой трубкой , окруженных кнопками (что-то вроде дисплея на банкомате ). Позиция WSO имеет полный набор органов управления полетом, но это только запасной вариант — обычно WSO не помогает управлять самолетом. И пилот, и WSO сидят в высокотехнологичных катапультных креслах ACES II , которые в экстренной ситуации отбрасывают их от самолета.

Все это дорогостоящее оборудование служит одной основной цели: оно предназначено для доставки к объектам противника различных ракет, бомб и пуль, известных в военных кругах как боеприпасы . В следующем разделе мы узнаем, что на самом деле упаковывает F-15, когда отправляется на войну.

F-15 Eagle оснащен вооружением, способным уничтожить практически любой существующий самолет. Он оснащен восемью ракетами класса «воздух-воздух» различной конструкции. Он может нести различные комбинации усовершенствованных ракет класса "воздух-воздух" средней дальности AIM-120 (AMRAAM), ракет AIM-9L/M Sidewinder или ракет AIM-7F/M Sparrow .

Все три типа ракет предназначены для активного поиска цели. Обе ракеты AMRAAM и Sparrow имеют радиолокационное наведение. AMRAAM имеет собственный радиолокационный блок и систему управления полетом. Перед запуском ракеты компьютер F-15 передает радиолокационную информацию с указанием предполагаемой цели, и радиолокационный блок ракеты фиксируется. После запуска ракеты ее единственной целью является направить себя (регулируя стабилизаторы) к этой цели.

Ракета Sparrow работает по похожему принципу, но у нее нет собственного радиолокационного передатчика. Пилот должен держать передатчик самолета наведенным на цель, чтобы «подкрасить» ее для ракеты.

Ракета Sidewinder использует инфракрасный датчик для обнаружения горячего выхлопа двигателя вражеского самолета. Органы управления полетом просто направляют ракету в самую горячую область в поле зрения.

Также F-15 имеет встроенный пулемет , 20-мм 6-ствольную пушку М-61 , установленную внутри правого борта (правого) крыла. Пушка имеет эффективную конструкцию пистолета Гатлинга , которая может производить около 6000 выстрелов в минуту. Однако у него никогда не будет шанса, потому что его магазин вмещает всего 940 патронов. Он может опустошить весь магазин менее чем за 10 секунд!

Пилот выбирает различный дисплей прицеливания на HUD для каждого оружия. Дисплей пулемета, например, имеет форму воронки. Пилот маневрирует так, чтобы цель оказалась в центре воронки, а затем открывает огонь.

У F-15 Strike Eagle есть все, что есть у F-15 Eagle, и он также может нести практически любую ракету класса "воздух-земля" из арсенала ВВС. Он часто несет управляемые боеприпасы, такие как бомба GBU-15 . В целом он может нести около 23 000 фунтов (10 430 кг) боеприпасов.

Обе модели F-15 также имеют ряд высокотехнологичных средств защиты. У них есть приемники предупреждения о радарах, которые обнаруживают радары противника с наземных станций, самолетов или управляемых ракет, а также усовершенствованный глушитель радаров, чтобы сбить с толку эти радары. У них также есть дозатор соломы , устройство, которое выбрасывает облако металлических полосок. Радар противника улавливает мякину и временно теряет связь с F-15.

Сочетание высокой маневренности F-15, сложной электроники и мощного вооружения сделало его чрезвычайно успешным оружием в арсенале Соединенных Штатов (а также в арсеналах ряда других стран). Но сейчас он приближается к концу своего пробега. Boeing и Lockheed Martin уже разработали его замену F-22 Raptor .

Raptor выводит все функции F-15 на совершенно новый уровень, с гораздо большим ускорением, маневренностью и вычислительной мощностью. Он также предназначен для скрытного полета, как и бомбардировщики F-117 и B-2 .

Для получения дополнительной информации о F15, F-22 и других военных самолетах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Статьи по Теме

Больше отличных ссылок