«Фантом» II F-4 фирмы «Макдоннел» – многоцелевой двухместный истребитель – США, 1958 г.

Рис. 2.85. «Фантом» RF-4K авиации британских ВМС.

История создания. Разработка самолета началась летом 1953 г., а облет опытного образца XF4H-1 был осуществлен 27 мая 1958 г. В общей сложности за это время на создание самолета было затрачено 6,8 млн. чел.-ч, из них – 5000 чел.-ч заняли испытания в аэродинамической трубе, где были исследованы характеристики свыше 100 моделей оперения и 75 моделей крыла. По первоначальному замыслу «Фантом» проектировался как всепогодный сверхзвуковой перехватчик с большим радиусом действия. В дальнейшем потребовалось разработать такой самолет, который выполнял бы различные задания при полетах с большими скоростями на малых и больших высотах, а также мог базироваться как на стационарных аэродромах, так и на авианосцах. Последнее условие предопределило ограничение габаритов самолета. В целях повышения надежности и безопасности полета была принята двухдвигательная схема. Для повышения эффективности обнаружения, атаки и уничтожения скоростных целей самолет выполнен двухместным (с местами экипажа, расположенными друг за другом). В модификации самолета военно-морской авиации вторая кабина предназначается для оператора радиолокационной станции, а в модификации для ВВС-для второго пилота (этот самолет оснащен и второй системой управления).

Серийное производство самолетов для ВМС США (под обозначением F4H-1) и для ВВС США (под обозначением F-110A) было начато в 1961 г. Первые самолеты этого типа военно- морская авиация приняла на вооружение 29.06.1962 г. В связи с изменением системы обозначений в 1962 г. самолет был переименован на F-4. В общей сложности планировалось до 1980 г. построить 5200 самолетов (вместе с лицензионным изготовлением F-4EJ-B Японии и F-4F-B ФРГ). В 60-х годах цена самолета F-4C составляла 2,3 млн. долл., а в 1975 г. она возросла до 4,5 млн. долл. за самолет F-4E. Выпускались модификации самолета: -истребитель-бомбардировщик F-4A (предыдущее обозначение F4H-1; выпущено 23 предсерийных и 24 серийных самолета), F-4B (F4H-1F, 649 самолетов), F-4C (F-110A; облет 27.05.1963 г., 583 самолета, 36 самолетов поставлено Испании), F-4D (8.12.1965 г., 843 самолета, 32 поставлено Ирану и 18-Южной Корее), F-4G (20.03.1963 г., 12 самолетов в рамках серии F-4B), F-4J (производство 518 самолетов закончено в декабре 1972 г., первый продемонстрирован 27.05.1966 г.), F-4K (вариант F-4B для Великобритании, 27.06.1966 г., 52 самолета), F-4M (вариант F-4C для Великобритании, 17.02.1967 г., 118 самолетов), F-4N (модификация 178 самолетов F-4B, поставка с 21.02.1973 г.) и F-4S (модификация 260 самолетов F-4J, испытания первых двух опытных образцов в 1977 г.);

– истребитель дальнего проникновения F-4E (30.06.1967 г., 1127 самолетов, из них 168 поставлено Израилю, 36-Греции, 40-Турции, Ирану и Южной Корее) и F-4F (24.05.1973 г., 175 самолетов для ФРГ);

– самолет-разведчик RF-4B (F4H-1P, 12.03.1965 г., 46 самолетов), RF-4C (RF-110A, 9.08.1963 г., 505 самолетов), RF-4E (88 самолетов для ФРГ; самолеты эксплуатировались также в Греции, Израиле, Иране, Турции и Японии);

– истребитель-перехватчик F-4EJ (14.01.1971 г., 140 самолетов для Японии);

– опытный F-4CCV-самолет с дополнительным передним оперением, размещенным в носовой части фюзеляжа (в целях исследования возможности применения более эффективной системы управления в боевом самолете); облет совершен 29.04.1974 г.;

– истребитель F-4G для уничтожения радиолокационных станций («Уайлд визел»; на 1977-1979 гг. было запланировано производство 116 самолетов со специальным радиоэлектронным оборудованием)

Рис. 2.86. «Фантом» F-4B.

Описание самолета. «Фантом» II представляет собой свободнонесущий моноплан с низкорасположенным стреловидным крылом (угол стреловидности по линии фокусов 45°, удлинение 2,8) и стреловидным оперением. Относительная толщина профиля уменьшается по размаху крыла и характеризуется значениями: 5,1% в корневом сечении, 3,6% в сечении разъема концевой консоли и 2,7% в концевом сечении. Крыло имеет нулевой угол поперечного V и отогнутые вверх под углом 12° концевые части. В самолетах, базирующихся на авианосце, эти части выполнены складывающимися. С целью увеличения подъемной силы при малых скоростях полета крыло оснащено носовыми щитками, закрылками со сдувом пограничного слоя и системой сдува пограничного слоя с поверхности крыла. Передняя кромка имеет геометрический уступ, увеличивающий длину хорд концевых частей крыла на 10%. Плоская форма нижней части фюзеляжа обеспечивает его участие в создании подъемной силы. Система аэродинамического управления самолетом состоит из элеронов, интерцепторов, управляемого стабилизатора и классического вертикального оперения. Элероны отклоняются преимущественно вниз (диапазон углов отклонения-от 1° вверх до 30° вниз) и сопряжены с интерцепторами, отклоняемыми только вверх на угол до 45°. Система работает таким образом, что при отклонении элерона вниз на одной консоли крыла на другой консоли отклоняется вверх интерцептор. Кроме того, система управления элеронами позволяет отклонять их вниз (10°) после отклонения закрылков. Управляемый стабилизатор с большим отрицательным углом поперечного V (23°) и обратным профилем обеспечивает хорошую продольную управляемость и улучшает путевую устойчивость на больших углах атаки, действуя как подфюзеляжные кили с большим углом развала.

Конструктивно планер самолета разделен на семь частей: переднюю и центральную части фюзеляжа, хвостовую часть с вертикальным оперением, среднюю (занимающую около 70% размаха) и две концевые части крыла, а также горизонтальное оперение. Фюзеляж самолета полумонококовой конструкции выполнен в соответствии с правилом площадей преимущественно из сплавов алюминия и титана. Носовая часть с расположенными одна за другой кабинами экипажа отклонена вниз и состоит из двух половин-правой и левой, соединяемых между собой после завершения монтажа кабин. Панели и многие детали изготовлены методом химического фрезерования или обработкой под давлением. Например, центральная часть крыла при размахе 8,2 м имеет по осевой линии лишь один технологический разъем. Передние и задние лонжероны этой части крыла фрезеруются из кованых балок длиной 5,2 м. Обшивка ограниченного лонжеронами кессона с фрезерованными стрингерами и узлами соединения с силовым набором крыла выполняется из плит толщиной 50 мм. При этом толщина обшивки изменяется не только вдоль размаха, но и вдоль хорды. Для изготовления элементов центральной части фюзеляжа в области двигательного отсека широко использованы сплавы титана. Силовые шпангоуты фюзеляжа, к которым крепятся лонжероны крыла, выполнены из плит площадью 2,4 ? 1,5 м и толщиной 75 мм. Обшивка нижней части фюзеляжа, подвергающаяся воздействию выхлопных газов двигателей, выполнена из титана и защищена слоем керамики. Элероны и закрылки, а также концевые части крыла выполнены в виде сотовой конструкции с многослойной обшивкой из сплавов алюминия. В хвостовых частях стабилизатора, подверженного воздействию горячих газов, применена многослойная конструкция из нержавеющей стали. Такую же конструкцию, но с сотовым заполнением имеют носки горизонтального оперения, а обшивка его нижней части выполнена из титана.

Шасси самолета состоит из двух главных стоек с одинарными колесами, убираемых в крыло, и передней стойки со спаренными колесами, убираемой в фюзеляж. Давление в пневматиках колес главных стоек составляет 1,4 МПа (при эксплуатации самолета на аэродромах, когда используются колеса большего диаметра) и около 2,5 МПа-при базировании на авианосцах. В последнем случае колеса лишены противоюзовых автоматов. У некоторых модификаций (например, F-4K) передняя стойка может удлиняться во время разбега до 1 м. Это способствует увеличению угла атаки. Самолеты F-4 оснащены крюком для совершения посадки на авианосец и тормозным парашютом. Крюк рассчитан на перегрузку 4,8. При этом если посадочный крюк не вошел в зацепление с аэрофинишером авианосца, тяга двигателя автоматически увеличивается, что обеспечивает безопасный уход самолета на второй круг.

Самолет оборудован электронной системой управления огнем, состоящей из радиолокационной станции, вычислителя, индикатора тактической обстановки и инфракрасного указателя целей, расположенного снизу в носовой части фюзеляжа. Ленточного типа парашют имеет диаметр 4,9 м и может использоваться как противоштопорное средство.

Рис. 2.87. Проекции многоцелевого истребителя «Фантом» II F-4.

Двигательная установка. Самолет оснащен двумя турбореактивными двигателями J79 фирмы «Дженерал электрик» с форсажными камерами. На самолетах модификации F-4A устанавливаются двигатели J79-GE-2 с форсажной тягой 71,83 кН, на F-4B-двигатели J79-GE-8 тягой 48,44 кН без форсирования и 75,62 кН с форсированием, на F-4C-двигатели J79-GE-15, а на остальных-двигатели J79-GE-10 или 17 с форсажной тягой 79,63 кН. Силовая установка самолетов английской серии состоит из двух турбовентиляторных двигателей «Спей» 25R фирмы «Роллс-Ройс» тягой 57,86 кН без форсирования и 93,16 кН с форсированием. Двигатель «Спей» снабжен форсажной камерой специально для самолета «Фантом». Двигатели расположены в центральной части фюзеляжа в горизонтальной плоскости (несколько выше крыла). Регулируемые воздухозаборники расположены по бокам фюзеляжа на расстоянии 50 мм от него, чем обеспечивается отвод пограничного слоя. Воздухозаборник состоит из неподвижного клина и подвижной створки (с углом наклона, изменяемым в пределах от 10 до 14°), позволяющей изменять проходное сечение в зависимости от условий полета. Система воздухозаборников обеспечивает сверхзвуковую скорость потока на входе в компрессор. Для уменьшения температуры воздуха перед компрессором в поток впрыскивается вода.

Топливо находится в 6 баках, размещенных в центральной части фюзеляжа (над воздушными каналами и двигателями), и в 2 кессон-баках центральной части крыла. Общая емкость топливной системы составляет 7570 л. Кроме того, самолет может нести подвесные баки: два – под крылом (емкостью по 1400 л каждый) и один-под фюзеляжем (емкостью 2270 л). Под воздействием скоростного напора топливо из подвесных баков может подаваться в фюзеляжные баки. «Фантом» снабжен оборудованием для дозаправки в полете (топливоприемник расположен на правой стороне фюзеляжа).

Вооружение. Все вооружение самолета размещается на внешних замках. Основу его составляют 6 ракет с радиолокационным наведением «Сперроу» класса воздух-воздух (4 на под- фюзеляжных замках и 2 на подкрыльных). При использовании в качестве перехватчика «Фантом» несет 4 ракеты «Сперроу» с инфракрасной головкой самонаведения. Кроме ракет «Сперроу», самолет вооружен четырьмя ракетами «Сайдуиндер», подвешиваемыми на подфюзеляжных замках. В модификации истребителя-бомбардировщика «Фантом» способен нести обычное или ядерное вооружение общей массой 7250 кг на пяти замках (3 подфюзеляжных и 2 подкрыльных). Типовую обычную боевую нагрузку составляют 18 бомб по 340 кг, 15 бомб по 310 кг, 11 бомб по 454 кг, 7 дымовых бомб, 11 контейнеров с напалмом емкостью 660 л, 4 ракеты класса воздух-земля «Булпап» или 15 контейнеров неуправляемых ракетных снарядов класса воздух-земля (в любом наборе при заданном ограничении по массе).

В качестве стрелкового вооружения самолета «Фантом» II используются две скорострельные шестиствольные пушки «Вулкан» М-61 фирмы «Дженерал электрик», устанавливаемые в подвесных контейнерах на подкрыльных замках. На самолетах модификации F-4E, F-4EJ и F-4F имеется одна расположенная в передней части фюзеляжа пушка.

Размах крыла, м 11,70 11,77

Длина, м 17,76 19,19

Высота, м 4,96 5,02

Площадь несущей по верхности, м2 49,20 49,20

Масса пустого самолета, кг 12808 13 757

Взлетная масса (ном./макс.), кг 20865/ 18 818/ /24765 /28030

Грузоподъемность, кг 7250 7250

Удельная нагрузка на крыло (ном./макс.), кг/м2 424/503 382/570

Отношение массы самолета (ном./макс.) к тяге при форсировании, кг/даН 1,38/1,63 1,18/1,76

Максимальное число Маха … 2,27

Максимальная скорость, км/ч 2400 2414

Максимальная скорость у земли, км/ч 1300 1464

Посадочная скорость, км/ч 240 273

Вертикальная скорость, м/с … 152

Практический потолок, м 19000 19 685

Дальность полета, км 3700 3184

Радиус действия, км 1450- 1266 1600

Взлетная дистанция (при нормальной массе), м 1525 13694-1792

Посадочная дистанция (при нормальной массе), м … 1704