Макдоннелл-Дуглас F-4
США
Многоцелевой истребитель
Истребитель "Фантом"2 в 1960-1970-е годы смело можно было бы включить в число таких "национальных символов" Америки, как Элвис Пресли, "Кока-Кола" и Голливуд.
История этой выдающейся машины берет свое начало в 1953г., когда ВМС США был объявлен конкурс на создание палубного сверхзвукового истребителя. В числе соискателей выступили фирмы Boyт, Грумман и Макдоннелл. Первое место занял проект фирмы Воут, которая получила заказ на постройку истребителей F-8 "Крусейдер". Кроме того, заказ на небольшую серию истребителей F-11 "Тайгер" получила фирма Грумман. Хотя проект фирмы Макдоннелл не прошел по конкурсу, он был взят за основу при создании палубного истребителя-бомбардировщика, контракт на разработку которого был выдан 18.11.54г. Новому самолету было присвоено обозначение АН-1.
Однако в декабре 1955г. задание ВМС было радикально пересмотрено: вместо истребителя-бомбардировщика флоту потребовался высотный дальний палубный перехватчик с "революционными" для своего времени скоростными характеристиками (М=2) и чисто ракетным вооружением (необходимость в таком самолете была обусловлена появлением в составе советской морской авиации ракетоносцев Ту-4К и Ту-16К, вооруженных противокорабельными УР КС-1. Дозвуковые палубные перехватчики не успевали перехватить такие самолеты до пуска ими ракет по авианосцу).
В июле 1955г. был изготовлен натурный макет истребителя, получившего обозначение F4H-1F, а в августе 1956г. его техническое проектирование завершилось и началась постройка первого опытного самолета.
В мае 1958г. новый истребитель был торжественно выкачен из сборного цеха завода фирмы Макдоннелл вг. Ламберт Филд. 27.05.58г. шеф-пилот фирмы, Р.С. Литтл, вырулил на раскаленную от солнца ВПП и двинул РУД вперед до упора: F4H-1 впервые поднялся в воздух. В декабре 1958г. ВМС США был заключен контракт на поставку 23 предсерийных и 24 серийных истребителей F4H-1, названных "Фантом"2.
На первом опытном самолете были установлены ТРДФ Дженерал Электрик J79-3A (2x6715 кгс), после 50-ти испытательных полетов замененные на J79-GE-2, а затем на еще более мощные J79-GE-2A (2x7325 кгс). YF4H-1 сразу же заявил о себе, установив серию мировых рекордов скорости и высоты, отобрав их у советских самолетов ОКБ П.О. Сухого. 6 декабря Л. Флинт, взлетев с авиабазы Эдварде, поднялся на высоту 30040 м, превысив более чем на 1200 м динамический потолок, достигнутый Су-9. В 1960г. "Фантом"2 установил мировые рекорды скорости по 100- и 500-километровым замкнутым маршрутам. В 1961г. праздновалось 50-летие морской авиации США. Этот юбилей американцы отметили целой серией рекордных полегов: в мае YF4H-1 пролетел из Нью-Йорка в Лос-Анджелес за 2 ч 49 мин 9,9 с, в августе на самолете был установлен мировой рекорд скорости на малой высоте - 1453 км/ч, а 22 ноября опытный самолет F4H-1 N2, пилотируемый Р. Робинсоном, установил абсолютный рекорд скорости - 2583 км/ч (на этом "Фантоме" двигатели для увеличения тяги были снабжены системой впрыска водо-спиртовой смеси в пространство перед компрессором для охлаждения его лопаток). Всего с 1950 по 1969гг. на "Фантоме" было установлено 16 мировых рекордов в различных категориях.
23 самолета опытной серии в дальнейшем получили обозначение F-4A и использовались только для проведения летных испытаний, в ходе которых были получены более высокие, чем предполагалось, ЛТХ.
В декабре 1960г. на авиазаводе вг. Сент-Луис начался серийный выпуск самолетов F4H-1, также переименованных в F-4A. В феврале 1960г. ВМС приступили к летным испытаниям на авианосцах шести опытных самолетов F-4A.
F-4B - улучшенный вариант палубного всепогодного истребителя ПВО ВМС - совершил первый полег в марте 1961г. ВМС и корпусу морской пехоты США с 19.06.61г. по 02.03.67г. было поставлено 637 самолетов этого типа (часть из них позже была переоборудована в другие модификации.
В декабре 1961г. первые серийные истребители поступили на флот (первой "Фантомами" была оснащена тренировочная эскадрилья ВМС). В июне 1961г. новые самолеты получила первая строевая эскадрилья. Корпус морской пехоты США начал оснащаться "Фантомами" годом позже.
В дальнейшем для флота были созданы следующие модификации истребителя:
RF-4B (F4H-1P) - невооруженный фоторазведчик на основе F-4B (12 марта 1965г., КМП США поставлено 46 самолетов с 25.05.65г. по 29.12.70г.);
F-4G - вариант самолета F-4B (первый полет 20.03.63г., ВМС и КМП поставлено 12 машин, позднее переоборудованных в F-4B);
F-4J - усовершенствованный палубный многоцелевой истребитель (первый полет 27.05.66г., ВМС и КМП поставлено 522 самолетов с декабря 1966г. по 07.01.72г.);
F-4N - палубный истребитель ВМС США, переоборудованный из F-4B и имеющий упрочненную конструкцию и усовершенствованное оборудование (первый полет 04.06.72г., поставлено 148 с 21.02.73г. по весну 1978г.);
F-4S - палубный истребитель ВМС США, переоборудованный из F-4J, также имеющий упрочненную конструкцию, модернизированные оборудование и двигатель.
ВВС США, проводившие с января 1962г. оценочные испытания истребителя (который сравнивался с наиболее мощным перехватчиком военно-воздушных сил США F-106 "Дельта Дарт"), в марте 1962г. также решили принять "Фантом"2 на вооружение в качестве многоцелевого истребителя.
"Сухопутная" модификация F-4C (первоначально самолету был присвоен индекс ВВС F-110, который, однако, так и не прижился), совершила первый полет 27.05.63г. С 1963 по 1966гг. ВВС США было поставлено 583 истребителя этого типа. Несколько самолетов было модифицировано в противорадиолокационный вариант EF-4C.
Имелись следующие модификации "Фантома" для ВВС:
RF-4C (RF-110A) - невооруженный разведчик на основе F-4C (первый полет 18.05.64г., ВВС США в 1964-1974гг. поставлено 505 самолетов);
F-4D - улучшенный вариант F-4С (первый полет - 08.12.65г., всего в 1966-1968гг. построено 825 машин, некоторые самолеты модифицированы в противорадиолокационный вариант EF-4D);
F-4E - усовершенствованный многоцелевой истребитель для ВВС США (первый полет - 30.06.67г., с 1967 по 1976гг. построено 1387 самолетов). Масса БРЭО этого истребителя при переходе на микроэлектронные схемы уменьшилась на 40% по сравнению с истребителем F-4B. Для увеличения маневренных характеристик самолетов, в начале 1970-х закрылки были заменены на щитки, что позволило несколько уменьшить радиус виража (в дальнейшем аналогичная доработка была проведена и на машинах ВМС).
На ряде истребителей в носке правой консоли крыла была установлена телевизионная система слежения за воздушными целями "Тисео", позволяющая опознавать самолеты противника на большом удалении.
F-4G "Уайлд Уизл" (первоначально EF-4E) - противорадиолокационный самолет, переоборудованный из истребителя F-4E (первый полет - 06.12.75г., в 1978-1981гг. поставлено 116 машин).
Производство самолетов "Фантом"2 для ВМС и КМП США продолжалось до 28.06.76г., для ВВС США - до 08.12.76г., всего им было поставлено 3976 самолета (1218 для ВМС, 46 для КМП и 2712 для ВВС).
Высокие летные характеристики самолета, подтвержденные серией мировых рекордов, хорошие эксплуатационные качества, а также великолепно организованная реклама, осуществляемая на правительственном уровне, обусловили успех истребителя F-4 на мировом рынке: с июня 1966г. по середину 1980-х гг. ВВС и ВМС 11 стран было поставлено 1384 самолета этого типа (Австралия получила 24 истребителя, Великобритания - 185, Греция - 64, Египет - 35, Израиль - 216, Иран - 225, Испания - 40, Турция - 95, ФРГ - 273, Южная Корея - 73 и Япония - 2. Часть самолетов была передана из состава вооруженных сил США). Таким образом, F-4 стал наиболее массовым зарубежным реактивным истребителем: всего в США построено 5195 "Фантомов".
Кроме того, для Великобритании строился палубный истребитель F-4К (английское обозначение - "Фантом"FG.1) - вариант самолета F-4J (первый полет состоялся 02.11.66г., в 1968-1969гг. поставлено 52 машины). Для английских ВВС в 1967г. был создан истребитель F-4M (английское обозначение - "Фантом"FGR.2) - вариант самолета F-4K (в 1968-1969гг. поставлено 118 истребителей).
В Японии по американской лицензии выпускался самолет F-4EJ - вариант истребителя F-4E (первый полет состоялся 14.01.71г., построено 138 самолетов, выпускавшихся с 1971 по 1980 гг.).
Был создан самолет RF-4E - разведывательный вариант истребителя F-4E (первый полет - в сентябре 1970г., США не поставлялся, в 1970-1979г. 146 самолетов построено для Греции, Израиля, Ирана, Турции, ФРГ и Японии).
Для ВВС ФРГ был разработан истребитель завоевания превосходства в воздухе F-4F, первый полет которого состоялся 18.05.73г. (в 1973-1976гг. "Люфтваффе" поставлено 175 истребителей).
КОНСТРУКЦИЯ. Самолет выполнен по нормальной аэродинамической схеме с низкорасположенным стреловидным трапециевидным крылом, имеющим складные консоли и стреловидным хвостовым оперением.
Фюзеляж самолета - полумонокок, его носовая часть опущена вниз для улучшения обзора из кабины летчика, вмещающий двух членов экипажа. Обзор из задней кабины вперед истребителей ВВС значительно улучшен по сравнению с палубными истребителями за счет перекомпоновки передней панели.
Крыло самолета (стреловидность по передней кромке 45 град) составлено из профилей NACA 0006.4-64М в корневой части и NACA 0003.0-64 на конце. Для достижения приемлемых характеристик продольной устойчивости при больших углах атаки во всем диапазоне скоростей на передней кромке корневых частей имеются наплывы с увеличением местных хорд крыла на 10%. Для повышения поперечной устойчивости консольным частям придан положительный угол поперечного V, равный 12 град. Имеется развитая механизация, включающая отклоняющиеся двухсекционные носки с выдува в них воздуха, щитки, закрылки с системой УПС, а также зависающие элероны.
Особенностью конструкции крыльев (а также вертикального оперения) является использование толстой обшивки (10-20 мм), не подкрепленной стрингерным набором, с малым числом нервюр, что объясняется не соображениями прочности (с этой точки зрения обшивка для самолета с максимальной эксплуатационной перегрузкой 7,3 могла бы быть в два раза тоньше), а требованиями аэроупругости и боевой живучести (вообще, вопросам жесткости при проектировании самолета "Фантом"2 было уделено самое серьезное внимание).
Продольное управление осуществляется при помощи цельноповоротного стабилизатора, имеющего большой отрицательный угол поперечного V (-23 град), для увеличения эффективности стабилизатора, подверженного в определенных положениях воздействию газовой струи двигателей, он оборудован фиксированным перевернутым предкрылком.
Поперечное управление обеспечивается интерцепторами на верхней поверхности крыла и элеронами, отклоняющимися только вниз; путевое управление - рулем направления, установленном на киле. На нижней поверхности крыла расположены воздушные тормоза.
Шасси - трехопорное. Передняя стойка с двумя колесами убирается назад, основные стойки - в крыло. По сравнению с истребителями "Фантом"2 ранних модификаций на самолете F-4E увеличен ход стоек.
Имеется тормозной парашют (применяется только при эксплуатации с наземных ВПП). Для посадки на палубу авианосца на самолете установлен тормозной гак (позволяет садиться при посадочной массе до 17000 кг).
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА. Самолет F-4E оснащен двумя ТРДФ Дженерал Дайнэмикс J79-GE-17 (2x53,0/2x79,6 кН, 2x5400/2x8120 кгс). Двигатель имеет регулируемый спрямляющий аппарат (первые шесть ступеней) и 17-ступенчатый компрессор, камеру сгорания с 10-ю жаровыми трубами, трехступенчатую турбину, регулируемое сопло, форсажную камеру с регулируемой степенью форсирования тяги.
Максимальная продолжительность работы двигателя на максимальном форсажном режиме - 30 мин (на высоте менее 10000 м).
Всережимные сопла ТРДФ - эжекторного типа с аэродинамическим регулированием вторичного потока. Самолет снабжен боковыми прямоугольными воздухозаборниками, имеющими систему регулирования по скорости. Имеется система УПС. Каждый воздухозаборник имеет нерегулируемый передний клин, с которого через перфорацию отсасывается пограничный слой, и задним регулируемым клином (регулирование осуществляется автоматически с использованием вычислителя параметров потока в горловине воздухозаборника).
ОБЩЕСАМОЛЕТНЫЕ СИСТЕМЫ. Топливо размещается в семи мягких топливных баках в верхней части фюзеляжа и двух интегральных баках в средней части крыла. Кроме того, под крылом и фюзеляжем предусмотрена подвеска двух ПТБ. Имеется система дозаправки топливом в полете при помощи телескопической штанги (для самолетов ВВС) и по методу "шланг-конус" (для морских машин).
Управление - необратимое бустерное с гидравлическим приводом и системой демпфирования по трем осям. Имеется система автоматического управления AN/ASA-32. Электрическая система - переменного тока. Гидравлическая система состоит из трех независимых подсистем. Система кондиционирования воздуха в кабинах обеспечивает полет без скафандров на высотах до 19 км.
ЦЕЛЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. В состав системы управления оружием самолета F-4E входит импульсно-доплеровская РЛС AN/APQ-120 (способна обнаруживать воздушные цели только на фоне свободного пространства, максимальная дальность обнаружения цели класса истребитель - 70 км), оптический прицел AN/ASQ-26, навигационно-бомбардировочная подсистема AN/AJB-7 и счетно-решающее устройство бомбометания AN/ASQ-91.
Средства РЭБ включают приемники обнаружения радиолокационного излучения AN/APR-36/37 и передатчики помех AN/ALQ-71/72/87.
В состав пилотажно-навигационной системы F-4E входит ИНС AN/ASN-63, счетно-решающее устройство AN/ASN-46 и радиовысотомер малых высот AN/APN-155. Для связи, радионавигации и опознавания имеется комплексная система AN/ASQ-19, включающая приемопередатчик TACAN.
ВООРУЖЕНИЕ. На девяти узлах внешней подвески самолет F-4E может нести разноообразное вооружение, в том числе четыре УР средней дальности AIM-7 "Спэрроу" в нишах под фюзеляжем, УР "Спэрроу", "Сайдуиндер", "Фолкон", "Булпап" и "Шрайк" на подкрыльевых узлах подвески, а также два или три контейнера SUU-16/A или SUU-23/A с пушками М61А1 (боекомплект 1200 патронов на орудие), блоки с НАР, свободнопадающие бомбы, выливные авиационные приборы (ВАП) на подкрыльевых и центральном подфюзеляжном узлах. Самолет может вооружаться двумя ядерными бомбами Мк.43, Мк.57, Мк.61 или Мк.28.
Максимальная боевая нагрузка составляет 6800 кг, однако она достигается только при неполной заправке топливных баков.
В носовой части фюзеляжа самолетов F-4E и F-4F установлена шестиствольная пушка М61-А1 "Вулкан" (20 мм, 639 снарядов). Для действия по наземным целям самолеты могут оснащаться шестью УР AGM-65 "Мейврик", самолет F-4G берет на борт противорадилокационные ракеты AGM-45 "Шрайк" (две УР), AGM-78 "Стандарт" (2) или АСМ-88НАКМ(2).
ХАРАКТЕРИСТИКИ самолета F-4 "ФАНТОМ"2
РАЗМЕРЫ (F-4E). Размах крыла 11,7 м; длина самолета 19,2 м; высота 5 м; площадь крыла 49,2 кв.м.; угол стреловидности по 1/4 хорд 45 град.
ДВИГАТЕЛИ. F-4B - ТРДФ Дженерал Электрик J79-JE-8 (2x75,8 кН/7780 кгс), F-4E - J79-GE-17 (2x79,8 кН/2х8120 кгс).
МАССА, кг: максимальная взлетная 24800 (F-4B), 26330 (F-4E, RF4Е, F-4G), 25900 (F-4S), нормальная взлетная 20860 (F-4B), 20000 (F-4C), 20800 (F-4E) 28030; пустого самолета 13760; топлива во внутренних баках 6080 (F-4E), топлива в ПТБ 4000 (1x2270 л и 2x1400 л).
ЛЕТНЫЕ ДАННЫЕ. Максимальная скорость на большой высоте 2300 км/ч (М=2,2), на малой высоте М=1,15; практический потолок 16600 м (F-4E); максимальная скороподъемность 245 м/с (F-4B), 220 м/с (Р-4У); практическая дальность 2380 км (F-4B), 2590 км (F-4E); длина разбега 1340 м; длина пробега с тормозным парашютом 950 м, максимальная скорость разворота (F-4E со щитками, высота 5000 м, М=0,9): установившегося 9,0 град/с, неустановившегося 13,5 град/с.; время разгона истребителя F-4E (с четырьмя УР "Спэрроу" и 50% топлива во внутренних баках) от скорости 600 км/ч до 1100 км/ч составляет на предельно малой высоте 20 с. Радиус установившегося виража самолета F-4E у земли при скорости 900 км/ч - 1150 м. С четырьмя УР "Сайдуиндер" максимальная эксплуатационная перегрузка 6,0.
БОЕВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ. Истребитель F-4 длительное время оставался основным самолетом завоевания превосходства в воздухе американских ВВС и ВМС. "Боевое крещение" "Фантома" состоялось 2 апреля 1965г. во Вьетнаме, где самолеты этого типа встретились с северовьетнамскими истребителями МиГ-17Ф. С 1966г. основными противниками "Фантомов" стали самолеты МиГ-21ПФ. ВВС и ВМС США возлагали большие надежды на новейший истребитель, полагая, что мощное вооружение, бортовая РЛС, высокие скоростные и разгонные характеристики обеспечат "Фантому" безусловное превосходство над самолетами противника. Однако при столкновениях с более легкими и маневренными истребителями F-4 начали терпеть поражение. Сказалась большая нагрузка на крыло и меньшие скорости угловых разворотов американских истребителей, ограничения по эксплуатационной перегрузке (6,0 против 8,0 у МиГов) и углам атаки, худшая управляемость американской машины. Не обладал F-4 и преимуществами по тяговооруженности (про нормальной взлетной массе 0,79 у МиГ-21ПФ и 0,74 у F-4B). К достоинствам "Фантома", проявившимся во Вьетнаме, относились несколько лучшие разгонные характеристики (F-4E разгонялся со скоростью 600 км/ч до 1100 км/ч за 20 с, а МиГ-21ПФ - за 27,5 с), более высокая скороподъемность, лучший обзор из кабины и наличие второго члена экипажа, который следил за воздушной обстановкой и своевременно предупреждал командира об угрозе со стороны задней полусферы.
Наиболее "результативным" американским экипажем "Фантома" времен вьетнамской войны стали летчик С. Ричи и оператор Ч. Бель-вью, сбившие пять МиГов (кроме того, еще один самолет противника Ч. Бельвью сбил с другим летчиком).
В конце 1960-х годов самолеты F-4Е ВВС Израиля начали использоваться в боевых действиях на Ближнем Востоке. Первоначально израильтяне предполагали, что новая американская техника станет эффективным средством в борьбе с египетскими МиГ-21, однако довольно скоро они убедились в малой пригодности "Фантома" для решения этих задач, что заставило Израиль организовывать собственное производство истребителей "Мираж", используя для этого даже такие "не джентльменские" методы, как похищение французской технической документации. В дальнейшем "Фантомы" были переориентированы на решение ударных задач, составляя до настоящего времени основу израильской истребительно-бомбардировочной авиации.
"Фантомы", состоящие на вооружение ВВС Ирана, применялись в ирако-иранской войне 1980-1988 гг., однако подробности боевого применения самолетов F-4 в этом конфликте не известны (впрочем, следует отметить факт первого в истории авиации воздушного боя самолета и вертолета, когда иракский Ми-24 сбил атаковавший его F-4E при помощи ПТУР).
Аэродинамические и конструктивные особенности самолета "Фантом" обусловили как его высокие ЛТХ, так и ряд недостатков по характеристикам устойчивости, управляемости и динамики штопора, которые сказались на результативности его боевого использования.
Из-за отсутствия в системе продольного управления регуляторов усилий (типа АРУ, применяемых на российских сверхзвуковых истребителях) самолет F-4E (с выключенной АСУ) имеет на малых высотах полета в околозвуковой области неудовлетворительные значения расхода ручки на единицу перегрузки.
С включенной АСУ на дозвуковых скоростях и больших углах атаки самолет имеет неудовлетворительные характеристики боковой динамической устойчивости (уже при угле атаки 12 град наступает боковая колебательная неустойчивость).
Характеристики поперечной управаляемости самолета F-4 на больших углах атаки также являются неудовлетворительными, что обусловлено принятой на истребителе системой поперечного управления (элероны отклоняются только вниз, интерцепторы - только вверх). При управлении по крену возникают значительные тормозящие моменты рыскания, возрастающие с увеличением угла атаки.
Вывод самолета "Фантом" из штопора - дело довольно сложное, требующее высокой квалификации летчика. Только в ВВС США с 1965 по 1970гг. в результате потери управляемости разбилось 44 самолета F-4.
Применение вооружения также сопряжено с рядом серьезных ограничений. Так, при пуске УР "Спэрроу" с передних подфюзеляжных узлов подвески максимальная скорость самолета на высоте до 9 км не должна превышать 1200 км/ч (выше ограничение снимается), а минимальная скорость должна соответствовать М=0,7. При пуске ракеты "Спэрроу" может произойти помпаж одного или обоих ТРДФ.
При полете самолета с УР "Сайдуиндер" максимальная допустимая перегрузка не должна превышать +6/-3, а максимальная скорость в момент пуска ограничивается величиной, соответствующей М=1,9. При скорости полета более 740 км/ч могут быть повреждены носовой и хвостовой обтекатели ПУ НАР LAU-3/A.
При стрельбе из пушки длительность непрерывной очереди не должна превышать 3 с. Спусковая гашетка имеет небольшой свободный ход и летчик должен помещать палец на гашетку только в тот момент, когда надо открыть огонь (в противном случае возможен преждевременный выстрел).
Впрочем, те или иные ограничения свойственны любому самолету. В целом же истребитель F-4 "Фантом" оказался одним из мощнейших боевых самолетов 1960-1970-х годов, первым в мире действительно многоцелевым сверхзвуковым истребителем. В его конструкции наиболее полно сочетались огневая и бомбовая мощь ударного самолета, высокие ТТД перехватчика и характеристики маневренности, позволяющие вести (пусть и не всегда успешно) воздушные бои с более легкими МиГами.