Материал опубликован в журнале «Арсенал Отечества» № 2(28) за 2017 г.

Алексей Леонков

Ключевой технологией американских самолётов пятого поколения является «stealth», которая, по мысли Пентагона, дает им неоспоримое преимущество над противником. Практика применения stealth-самолётов в локальных конфликтах конца ХХ и начала ХХI веков не раз опровергала это «стратегическое заблуждение», но не смогла убедить командование USAF поменять эту стратегию. Так действительно ли «stealth-технология» всемогуща и стоит таких усилий и затрат?

История создания американской «stealth-технологии» излагается следующим образом: в начале семидесятых годов прошлого века Дэнис Оверхользер работал специалистом в отделе перспективных разработок «Scanworks» американской компании «Lockheed Martin». Работа была непыльная: Дэнис читал переводы технических публикаций газет и журналов из Советского Союза относящиеся к авиации, которые получал из Управления по изучению иностранных технических достижений (AF FTD), входящего в состав Командования по разработке систем оружия ВВС США (AFSC). Имея математическое и электротехническое образование в области радиолокации усердно штудировать информацию в надежде понять секрет скорости перехватчика МиГ-25 — занятие, согласитесь, не веселое.
Так бы эта «скучная работа» и продолжалась, если бы в один день на стол к Дэнису не попал перевод монографии молодого московского инженера Петра Яковлевича Уфимцева, изданной небольшим тиражом издательством «Советское радио» в 1962 году. Небольшой тираж объяснялся узостью специализации темы монографии: “Метод краевых волн в физической теории дифракции”.
Дэнис прочел её целиком и был удивлён обнаруженным результатом. Петр Уфимцев в своей работе описывал компьютерный алгоритм, способный подсчитать эффективную площадь рассеяния (ЭПР — видимый размер объекта на радаре) для самолёта с любыми формами планера. Согласно приведенным расчетам получался интересный результат, а именно, соблюдая некоторые геометрические ограничения в форме самолёта, ЭПР можно снизить, если не до нуля, то до величин близким к нему.
 Мало того, Уфимцев честно и дотошно всё описал так, что грамотному авиаконструктору только и оставалось, что сконструировать этот самолёт-невидимку. Написав об этом подробную докладную записку (вот тут и пригодилось образование), Оверхользер побежал к своему начальнику — Бэну Ричу.
Бэн Рич вспоминал в своих мемуарах, что Оверхользер тогда заявил ему следующее: «… этот парень показал нам, как точно рассчитать ЭПР поверхности крыла и его кромок, как точно объединить эти вычисления… Уфимцев показал, как создать математическое обеспечение ЭВМ для заданной конфигурации двумерных поверхностей. Мы можем разбить самолет на тысячи плоских треугольных поверхностей, суммировать их собственные радиолокационные составляющие и получить точное значение общей ЭПР». Это звучало почти фантастично и по началу не было оценено Ричем, так как отдел занимался другими, как казалось, более серьезными проблемами.
«Lockheed Martin» тогда работал над созданием истребителя F-16 и модификаций базового C-130 (всего их будет сделано свыше 60-ти). Работа была авральная, ведь неудачи во Вьетнаме и итоги арабо-израильской войны 1973, когда Израиль за 18 дней боевых действий потерял 109 самолетов сбитыми «арабскими» ЗРК ПВО, а также требования Пентагона — «дайте нам самолёт, которому не страшны русские ПВО» — не позволяли отвлекаться на какую-то докладную записку специалиста из «Scanworks». По словам Рича, в то время командование ВВС США еще не предполагало использовать технологии «stealth» для нейтрализации советской ПВО. Хотя уже существовал секретный запрос DARPA, который был направлен в компании «Northrop», «McDonnell Douglas», «Grumman Aircraft Engineering Corporation», «General Dynamics Corporation» и «The Boeing Company», на разработку предложений по исследованию моделей ударных самолетов с уменьшенной радиолокационной заметностью.
Оверхользер был настойчив и передал этот доклад в инженерное подразделение «Scanworks». Там его оценили по достоинству, так как проблема «радионезаметности» была на слуху. В этом отделе работали специалисты, которые знали и про британский скоростной бомбардировщик DeHavilland Mosquito, и про немецкий «вундерваффе» Go.229 (реактивный истребитель-бомбардировщик). Общим у этих двух самолётов был цельнодеревянный корпус, который делал их значительно менее заметными для радаров тех лет (различие было только в форме планера). К тому же такие работы недавно велись при создании английского стратегического бомбардировщика Avro Vulсan (1952 год), а сам «Scanworks» успешно отработал над проектом по снижению заметности разведывательных самолетов А-12/SR-71 «Black Bird» (1964 год) и беспилотного летательного аппарата GTD-21. Поэтому доклад Дэниса Оверхользера попал на «благодатную почву».
Алан Браун, один из ведущих специалистов инженерного подразделения «Scanworks» по малой заметности, так же оценил статью ученого из Советского Союза. По его словам, предложенный русским метод расчета отраженных радиолокационных сигналов оказался более эффективным, чем все предыдущие разработки американских и британских конструкторов. Опираясь на труды шотландского физика Джеймса Максвелла и немецкого специалиста в области электромагнитного излучения Йоханнеса Зоммерфельда, Петр Уфимцев разработал более простой подход к рассмотрению электромагнитных токов на кромках геометрических фигур.
В результате специалисты «Scanworks» в инициативном порядке создали компьютерную программу «Еcho-1», на которой и была просчитана конфигурация модели планера малозаметного самолёта. Для практического создания «невидимого самолета» потребовался огромный объем вычислений. Большое подспорье в этом американцам оказали разработанные в шестидесятых годах массовые цифровые ЭВМ, начиная с IBM System/360, с языками программирования FORTRAN. Следующее десятилетие ознаменовалось широким их распространением в структурах министерства обороны и в промышленности. Без массовой доступности ЭВМ было бы трудно перевести алгоритмы в программы для численного расчета минимизации ЭПР в купе с оптимизацией аэродинамической формы летательного аппарата с учетом «фасеточного характера» его поверхностей.
Изображение идеализированной модели самолёта, похожей чем-то на граненный ювелирный камень, назвали «Hopeless diamond» (с англ. — безнадежный алмаз). Название это вполне отражает слабую уверенность специалистов в том, что такой самолёт будет летать. Несмотря на такую неуверенность, получившуюся модель предоставили 5 мая 1975 г. на суд Бэну Ричу. Вот теперь начальник понял суть открытия и дал добро на дальнейшую работу. Вскоре «Lockheed Martin» смогла подготовить для DARPA два научно-технических предложения. Одно содержало расчетные данные и результаты измерения ЭПР модели «Hopeless diamond», второе — предварительные данные по реальному пилотируемому ударному самолету. В основе этих предложений лежали требования к характеристикам малой заметности, полученные в 1974–1975 гг. от ВВС США.
DARPA, изучив предложения, рекомендовала командованию USAF поручить разработку нового самолета компании Lockheed Martin. Контракт на создание будущего тактического ударного самолета F-117А Nighthawk был подписан 16 ноября 1978 года.
Как не странно это звучит, но на создание «самолётов-невидимок», в частности бомбардировщика В-2, оказали влияние и спецслужбы СССР, которые через свою агентуру узнали о «сверхсекретных разработках» американского авиапрома. Дело в том, что советская контрразведка раскрыла деятельность завербованного ЦРУ «сверхважного агента» — советского инженера в области радиолокации А. Г. Толкачёва. В штаб-квартире ЦРУ ему дали прозвище «артезианская скважина» за обилие получаемых от него секретных материалов. На протяжении шести лет с 1979 по 1985 год Адольф Толкачёв сумел передать ЦРУ свыше пятидесяти совершенно секретных разработок.
Советская контрразведка, изучив абонентские карточки секретной библиотеки НИИ «Фазотрон», установила, что Толкачёв проявлял повышенный интерес к технологии создания самолётов-невидимок и средств их обнаружения. Поэтому через эту «скважину» и было решено слить «дезинформацию высшего качества». В течение десяти месяцев (с октября 1984 года по июнь 1985 года) Толкачев исправно снабжал своих заокеанских заказчиков сведениями, составленными «по рецепту» КГБ — все «документы» имели подлинный гриф секретности и принадлежали секретным лабораториям НИИ «Фазотрон» и Министерства радиопромышленности СССР. На американских ученых и техников из Lockheed Martin и Northrop Grumman, работавших над проектами «stealth», тогда обрушился шквал ценнейшей технической информации.
Естественно, эта «информация» внесла коррективы в разработку F-117А и последовавшего за ним стратегического бомбардировщика B-2 Spirit. В достоверности и подлинности полученных сведений американцы убеждены до сих пор, ведь их источник — Адольф Толкачёв, был вскоре схвачен, и приговорен к высшей мере наказания (за фальшивки, как известно, расстрелом не награждают). Именно работа Уфимцева и «сведения», полученные от Толкачёва, существенно повлияли на облик и технологию создания F-117А Nighthawk и B-2 Spirit, а также на будущие самолёты F-22А Raptor и F-35 Lightning II. Во всех в угоду незаметности были принесены «в жертву» пилотажные качества, как летательные аппараты они не могли выдержать манёвренный бой за превосходство в воздухе в условиях противодействия ПВО и РЭБ.
При «оптимизации» формы планера которая и определила аэродинамику машины, ни о каком «высшем пилотаже» на F-117A не могло идти и речи. Летный состав характеризовал самолет как ограниченно маневренную машину, обладающую невысокой скоростью, сравнительно малой дальностью действия и плохими взлетно-посадочными характеристиками. Поэтому в разговорах между собой асы USAF предпочитали называть свою машину не «ночным ястребом», а «хромым домовым» («Wobbly Goblin»).
По началу F-117A был настолько секретным, что его прикрывал другой секретный проект — Constant Peg по использованию истребителей марки «МиГ» в специальной 4477-й эскадрилье ВВС США Red Eagles («Красные орлы») на специально отведенной для них авиабазе Tonopah в пустыне Nevada. Когда появились первые «невидимки», американские «секретчики» предложили расположить их на дальнем конце авиабазы в ангарах, «выдворив» оттуда МиГи. Офицерам и техникам Red Eagles запрещалось заходить на территорию, занятую специальным подразделением эксплуатировавшим F-117A. При этом МиГи летали только днем, а «невидимки» — исключительно в темное время суток.
Выбор авиабазы Tonopah был не случайным. Во-первых, она давно была известна разведке СССР, как база, с которой летают МиГи (кому она интересна?!). Во-вторых, вокруг этой базы по пустыне были разбросаны центры, которые занимались опытной эксплуатацией вывезенных из Индонезии, Египта и других государств советских радиолокационных станций и зенитно-ракетных комплексов (РЛС: П-18 и 1С12; ЗРК и ЗРС: «Круг», «Квадрат», «Оса» и С-75). Таким образом, американцы дополнительно к летным испытаниям могли проверять на F-117A и возможности советских систем ПВО по его обнаружению.
В 1988 году Пентагон опубликовал официальный пресс-релиз о «самолете-невидимке», в апреле 1990 года состоялась первая публичная демонстрация F-117A. Как всегда американцы явили его как образец технологического превосходства США над остальным миром, но внешний вид F-117A поразил мировое авиационное сообщество. Несмотря на это, «Nighthawk» был очень популярен — он не сходил с обложек журналов и газет, стал героем многих фильмов Голливуда и звездой мировых авиашоу. Его первое боевое применение во время операции «Буря в пустыне» широко и помпезно освещали все мировые СМИ.
Все знают, что закат его славы произошёл в 1999 году, во время агрессии НАТО против Сербии. Согласно открытым источникам, первый «невидимка» был сбит 27 марта 1999 года над Батайницей ракетой Р-60М с самолёта МиГ-29, которым управлял подполковник Золтан Дани (позывной «Гвоздень Дьюкач»). Второй F-117 сбил зенитный расчет ЗРК С-125 сербских ПВО ракетой с модернизированной системой наведения на основе инфракрасного прибора. А 20 мая майор Илия Аризанов, кстати, также пилотировавший МиГ-29, поразил третий «Nighthawk».
Малоизвестные факты говорят о том, что на самом деле первый крест на технологии «stealth» был поставлен еще во время первой иракской компании, об этом писали все арабские СМИ. Тогда иракские ВВС и ПВО также смогли подбить три F-117А. Два, сбитые МиГ-25 и МиГ-29, упали на территорию контролируемую армией США, а один, сбитый ЗРК «Оса», упал недалеко от линии обороны иракской армии, но был оперативно эвакуирован американским спецназом на двух вертолетах CH-53 Sea Stallion Корпуса морской пехоты США. Хотя, согласно российским источникам, иракский спецназ с российскими «советниками» прибыл к месту крушения раньшее и сумел извлечь из обломков наиболее интересные фрагменты.

Командование ВВС США официально признало только одну потерю — обломки сбитого ракетой сербской ПВО F-117A Nighthawk (серийный номер 82–0806) бережно хранятся в Музее авиации в Белграде. Остальные шесть F-117A числятся как потерянные в результате авиационных катастроф. Это не удивительно, так как гибель техники скрыть легче, чем потери личного состава. Такое «укрывательство» американцы проделали и с танками «Абрамс», списав боевые потери на разрушение по техническим причинам. К чести конструкторов F-117А, этот самолет никогда не декларировался как неуязвимый для противника.
Естественно, когда погибают дорогие самолёты, Пентагон задаёт разработчикам неудобные вопросы, и самолеты отправляются на доработку. Так было и в этих случаях. На самолёте была доработана электродистанционная система управления (ЭДСУ), повышена её надежность за счет четырёхкратного резервирования. Также доработкам подверглась автоматическая система обеспечения устойчивости по рысканью и тангажу, и был улучшен автомат тяги. Из-за посредственной аэродинамики, которую в основном и компенсировала установленная автоматика, F-117А был плохо защищён от атак истребителей противника. К тому же, ради увеличения незаметности у него отсутствовала бортовая РЛС (БРЛС). Летчик «невидимки» вынужденно полагался на информацию от внешних источников (от самолета Е-3/Е-767 AWACS и РЛС AN/MPQ-53 ЗРК “Patriot” и др. средств), которая передавалась по защищенному каналу связи, а также на бортовые обзорные системы пассивного характера — инфракрасные и электро-оптические.
Несмотря на вышеперечисленные недостатки, Nighthawk снова позвали на войну в 2003 году. Пентагон возлагал на «невидимку» особые надежды в уничтожении командных пунктов и бункеров иракских войск. Конечно, зная об «уязвимости» F-117А, командование планировало все операции с большой предостородностью, поэтому они в основном выполняли ночные полеты на объекты, с предварительно уничтоженными крылатыми ракетами «Tomahawk» комплексами ПВО противника. Серьезную угрозу для F-117А по-прежнему представляли зенитная артиллерия (ЗУ-23–2, ЗСУ-23–4 «Шилка», С-60, ЗСУ-57–2) и ПЗРК («Стрела-2», «Стрела-3», «Игла-1»). Летчикам запрещалось снижаться ниже 6300 метров, чтобы избежать входа в зоны поражения от этих средств.
Эту «ограниченность боевого применения» унаследовали и другие самолёты-невидимки — B-2 Spirit, F-22A Raptor и F-35 Lightning II, хотя первоначально они были представлены как превосходящие все аналоги мировой боевой авиации 4 и 5 поколения. В отличие от обычных военных самолётов, у которых основная боевая задача сводится к формуле “первый увидел — первый выстрелил — первый убил”, самолёты-невидимки добавляют термин «незаметно». Обоснование эффективности «невидимок» скрывается за показателями ЭПР по сравнению с другими самолётами. По оценкам западных и отечественных аналитиков ЭПР различных самолётов выглядит как показано в таблице.
Большинство авторов публикаций о «stealth-самолётах» непосредственно связаны с их разработкой, поэтому данные, приведённые в таблице не совсем объективны. Кроме того, они даются применительно к БРЛС истребителей, с учетом их диапазонов частот, размеров антенн и других характерных параметров. Цифры же для наземных РЛС, работающих в иных диапазонах волн и использующих технологии изменения параметров радиоизлучения при обзоре воздушного пространства, могут существенно отличаться в худшую для «невидимок» сторону.
Современные «stealth» технологии, по оценкам российских экспертов, позволяют уменьшить ЭПР самолёта только до 70% по сравнению с самолётами традиционных схем. Интересна особенность оценки ЭПР зарубежными экспертами — не всегда указывается дальность обнаружения, на которой проводилось измерение. Специалисты знают, что ЭПР у самолёта с различается в зависимости от ракурсов облучения. Самым низким считался «лобовой» ЭПР, но не всегда же РЛС ПВО будут облучать цель строго в лоб, и вряд ли это будет только одна станция. При взаимодействии комплексов РЭБ и РТР обеспечить минимальный показатель ЭПР очень сложно, особенно в условиях общевойскового боя. Несмотря на это, зарубежные эксперты говорят почти о тысячекратном уменьшении ЭПР для самолётов пятого поколения. Фантастика!
Тотальное увлечение американцев «stealth-технологиями» (у них теперь есть единственный в мире «stealth-авианосец» — «Gerald R. Ford») дало импульс для развития новых радиолокационных методов обнаружения таких целей. Как известно, чтобы компенсировать уменьшение заметности, достаточно увеличить либо мощность передатчика, либо чувствительность приёмника, либо то и другое вместе. Именно поэтому такое значение придаётся новым радиолокационным схемам и технологиям, таким как «активные фазированные антенные решетки» (АФАР), которые не только позволяют увеличить мощность излучателя вместе с чувствительностью приёмника, но вести сразу несколько целей, использовать цифровую обработку сигналов, отсеивая помехи. Самое главное свойство АФАР в том, что они могут одновременно сканировать пространство в различных диапазонах частот. Плоскость антенны бортовой РЛС с АФАР представляет множество элементов ячеек, каждая из которых является и приёмником и передатчиком. Именно БРЛС с АФАР окончательно хоронят технологию американских «stealth-самолётов».
Дело в том, что эффективность используемых американцами stealth-технологий зависят от диапазона частот радара ПВО противника. В основном они рассчитаны на X-диапазон (сантиметровая длинна волны) частот, в котором работает большинство современных радаров ПВО и самолётов. Более старые радиолокационные комплексы ПВО (такие как С-125) использовали L-диапазон частот (дециметровые волны), поэтому для них американские stealth-технологии оказались практически бесполезны. Таким образом обнаруживали и сбивали F-117A в Сербии и Ираке. Радары работающие в миллиметровом диапазоне (Ka-диапазон) также представляет опасность для «невидимок». А уж те, которые функционируют во всех диапазонах, а именно к таким относятся АФАР, делают «stealth» бессмысленной технологией.
Дальнейшая судьба «невидимок» во многом зависит от развития тактики их боевого применения. Тактика действий против развивающихся стран со слабыми системами ПВО и РЭБ абсолютно не годится против развитых в экономическом и технологическом отношении государств, у которых эти системы последовательно совершенствуются и соответствуют всем современным тенденциям построения национальной обороны.
Австралийское независимое военно-аналитическое агентство APA (Air Power Australia) в 2009 году провела полное сравнение самолётов 5-го поколения (F-22A и F-35) с новейшими российскими образцами. Результат своих исследований был изложен в докладной записке на имя тогдашнего главы Пентагона — Роберта Гейтса. В сравнительной таблице из множества критериев соответствия пятому поколению F-22A набрал 2 очка, в то время как F-35 показал отрицательные баллы в минус 8 очков, не удовлетворив большинству критериев. Лидером таблицы стал наш ПАК ФА (Т-50), набравший +5 баллов. Неудивительно, потому что при конструировании Т-50 применялись композиционные материалы составляющие часть наружной поверхности планера. Композиционные материалы отражают радиоволны хуже, чем металл — по сути ответный сигнал не возвращается к радару. Помимо этого в конструкцию планера ПАК ФА заложены совсем другие принципы — параллельность кромок и «приплюснутая» форма фюзеляжа, что не сказывается на его скоростных и манёвренных качествах, но улучшает показатель ЭПР.
Это существенное отличие от американской «stealth-технологии», которая основана на рассеивании излучения радара в направлении, противоположном антенне радара. Если американский «stealth» облучать с разных ракурсов то окажется, что наиболее сильную «засветку» дают острые кромки корпуса фюзеляжа и крыльев, а также места нарушения непрерывности обшивки. Американские конструкторы добились того, что их отражения сконцентрированы в нескольких узких секторах, а не распределены равномерно, как у обычных самолетов. Это получилось благодаря нанесению на фюзеляж самолётов специальной ферромагнитной краски, которая, как оказалось, в процессе эксплуатации требует бережного отношения.
Технология stealth, которую американские ученые впервые применили на F-117A, несколько отличается от таковой на самолётах B-2, F-22A (второе поколение stealth) и F-35 (3 поколение stealth). Общее между ними то, что эта технология действительно сильно «портит» показатели РЛС в сантиметровом диапазоне, потому что на него и рассчитано «рассеивание» радиоволн от корпуса «невидимок». Получить рассеивание радиоволн метрового диапазона существующими методами («фасеточная» поверхность F-117A) невозможно. Практическая ценность F-117A для авиационной науки состоит в том, что его форма обеспечила снижение эффективности бортовых РЛС истребителей и истребителей-перехватчиков. Вместе с тем, советские Войска ПВО могли достаточно эффективно бороться с F-117A с самого момента его поступления на вооружение ВВС США, обнаруживая американские самолеты при помощи наземных РЛС метрового диапазона, и по командной линии наводя на них перехватчики.
СССР вовремя усилил работу над «метровыми» РЛС. Причиной тому было не желание «упредить» появление «самолетов-невидимок» США (хотя такая версия порой высказывается), а в большей степени благодаря научно-практической работе по поиску противоядия американским системам РЭБ воздушного базирования. Создать помехи в метровом диапазоне волн, используя специализированные самолеты РЭБ, было гораздо сложнее, не говоря уже о подвесных или встроенных системах РЭБ на истребителях. Как бы там не было, СССР создал целую линейку метровых РЛС, которые видели F-117A также хорошо, как и F-16.
Обобщая все сказанное, можно прийти к заключению: «самолёты-невидимки» по сути оказались летающими драгоценностями для USAF (в том числе и по стоимости за штуку), ведь все они произошли от «Hopeless diamond» Оверхользера. Вот такой парадокс получился.
Пришло время закончить историю про Оверхользера и Уфимцева. В 90-х годах прошлого века Петра Уфимцева пригласили читать лекции в Калифорнийском университете на факультете Electrical Engineering. Там и произошла их историческая встреча. Дэнис Оверхользер искренне не понимал, как «цензура КГБ СССР» смогла пропустить такую «сверхсекретную идею» Уфимцева в открытую публикацию? Ведь она принесла успех карьере Дэниса, сотни миллионов долларов прибыли для Lockheed Martin и техническое превосходство для авиации USAF (правда, превосходство это оказалось временным).
«Дело было так, — ответил ему Уфимцев на приличном английском. — Написал алгоритм. Посчитал. Попробовал экспериментально. Сошлось. Пошёл к шефу. Тот приказал перестать заниматься чепухой и интенсивнее разрабатывать РЛС для ПВО и авиации. Я настоял. Шеф не уступал. Дискуссия перешла на повышенные тональности. В конце концов, он схватил меня за шкирку и ударом ноги профессионального нападающего пнул за дверь. Я обиделся и написал эту монографию”.
Потом Петр Яковлевич и на державу обиделся, остался жить в США, и принял участие в создание бомбардировщика В-2, но это другая история.

Мы на Facebook

 

Партнёры

Журнал онлайн

Реклама

Дизайн и разработка

Студия дизайна «Леовинг»

Контакты

Адрес редакции:
107023, г. Москва, ул. Большая Семёновская, д.32, офис 200

Телефон:
+7 (495) 240 81 49

E-mail:
info@arsenal-otechestva.ru