Сергій Левицький, доктор технічних наук, професор
Історія літака F-16 починалася в далекі 1970-ті роки, коли невтішні для США підсумки війни в повітрі над Північним В'єтнамом показали неспроможність концепції єдиного багатоцільового бойового літака для ВПС і ВМС (типу F-4 "Фантом") і передчасність забуття ближнього маневреного повітряного бою як основного способу ведення бойових дій винищувальної авіації. Важкий і дорогий «Фантом», що з'єднує в собі функції винищувача-перехоплювача і бомбардувальника, зазнав нищівної поразки в повітряному бою з легким і дешевим радянським фронтовим винищувачем МіГ-21.
Ця обставина породило в США програму ACF (Air Combat Fighter - винищувач повітряного бою), назва якої говорить сама за себе. Надалі вона трансформувалася в програму LWF (Lightweight Fighter - легкий винищувач), по якій на конкурсній основі були створені два варіанти легкого винищувача: однодвігательний Дженерал Дайнемікс YF-16 і двома двигунами Нортроп YF-17.
Перший політ дослідного YF-16 відбувся 2 лютого 1974 р За рішенням командування ВПС США в грудні 1975 року літак F-16 з двигуном Пратт-Уїтні F100-PW-100 (стендова тяга 11 340 кг) став переможцем конкурсу.
Серійне виробництво першого варіанту літака F-16A почалося в 1977 р Першим іноземним покупцем цього літака став Ізраїль, який періодично стикався в повітрі з ВВС Сирії, що мають на озброєнні радянські винищувачі типу МіГ-21 і МіГ-23.
Бойове хрещення другого після F-15А представника винищувачів 4-го покоління F-16A відбулося 7 червня 1982 Першим противником виявився винищувач 3-го покоління МіГ-23МФ. Дебют завершився поразкою двох F-16A і одного МіГ-23МФ. За підсумками повітряних боїв в небі Лівану, співвідношення втрат винищувачів типу F-16 і МіГ-23 склало приблизно 1: 1. МіГ-23 досягали успіху за рахунок ефективного застосування керованих ракет середньої дальності Р-23 і зазнавали поразки в ближньому бою. Таким чином, F-16А, озброєний на той момент тільки ракетами малої дальності типу «Sidewinder», не виявив себе високоефективним винищувачем.
Далі F-16 поступово перекваліфікувався з легкого винищувача в багатоцільовий тактичний винищувач F-16С (проводиться з 1984 р), який використовується в основному для знищення наземних цілей.
За офіційними даними адміністрації США, за час війни в Перській затоці F-16С був визнаний найефективнішим тактичним винищувачем. Близько 250 літаків цього типу, зробивши 13 500 бойових вильотів, не збили жодного іракського літака. Але навіть в цьому конфлікті, що відрізняється пасивністю авіації, яка протистоїть США, один F-16С був збитий ракетою Р-23, випущеної винищувачем МіГ-23.
За минулі роки F-16 став наймасовішим бойовим літаком США, що надійшли на озброєння ВПС багатьох країн світу. Побудовано близько 4500 літаків різних модифікацій, з них близько 3500 одномісних (F-16А і С) і 920 двомісних (F-16В і D). Близько 200 літаків F-16С і D складаються на озброєнні Туреччини і представляють найбільш боєздатну частину її ВВС.
Літак пройшов ряд етапів розвитку і вдосконалення. Етап III під індексом Block 50/52 реалізований на найбільш просунутих турецьких літаках. Основні зміни включають:
- установку БРЛС AN / APG-68 зі збільшеною на 30% дальністю виявлення цілей;
- модернізовану кабіну екіпажу з багатофункціональними дисплеями;
- новий широкий індикатор на тлі лобового скла (wide-angle HUG);
- збільшення бази кіля, що забезпечує установку системи AN / ALQ-165;
- збільшення потужності системи енергопостачання;
- посилення конструкції планера і шасі через зрослу до 21 770 кг максимальної злітної маси;
- обладнання літака конформними паливними баками ємністю 1705 літрів;
- розширення номенклатури керованого озброєння: ракети «повітря-повітря» середньої дальності AIM-120 AMRAAM, ракети «повітря-поверхня» AGM-65D «Maveric», протилокаційного ракети AGM-88 HARM і AGM-45 Strike, протикорабельні ракети AGM-84 Harpoon і Penguin Mk4, керовані бомби типу LBG, GBU-10, GBU-12, GBU-22, GBU-24 і GBU-27, а також планують бомби GBU-15;
- установку двигунів F100-PW-229 або F110-GE-129 з тягою, збільшеною до 13 160 кг.
До сорокарічного віку F-16 помітно поважчав. Якщо нормальний злітна вага F-16А при вирішенні завдання завоювання панування в повітрі становив 9800 кг, то у F-16С Block 50/52 він досягає вже 12 700 кг. При незмінній площі крила це істотно збільшило питому навантаження (р = G / S).
Максимальна експлуатаційна перевантаження nуемакс. = 9,0 на F-16А могла бути реалізована при масі 8300 кг (50% палива + 2 ракети AIM-9). Збереження цієї максимальної перевантаження повинно було вимагати істотного посилення і обважнення конструкції планера.
Основні технічні параметри F-16С Block 50/52 при розрахунковій польотної масі mрасч. = 11670кг (2250 кг палива + 4 ракети типу AIM-9 «Sidewinder») наведені в табл. 1.
Таблиця №1
Технічна характеристика Од. вим. Величина Вага літака розрахунковий кг 11670 Площа крила м2 27,87 Максимальна експлуатаційна перевантаження од. 9,0 Питома навантаження на крило кг / м2 420 тяговооруженности (Н = 3000м, М = 0,8) кг / кг 1,01 Допустимий кут атаки град. 24 Допустимий коефіцієнт підйомної сили - 1,30 Максимальна аеродинамічний якість - 10 ... 11
На рис. 2 ... 7 показані основні маневрені характеристики літака, з аналізу яких видно, що при мінімумі озброєння, відсутності конформних і підвісних паливних баків F-16С Block 50/52 має досить високими технічними можливостями для ведення маневреного повітряного бою.
Аналіз даних графіків і їх порівняння з характеристиками тактичного винищувача США 5-го покоління F-35A [1], яким передбачається озброїти ВПС Туреччини, показує, що F-16С за параметрами форсованих маневрів близький (ωмакс.ф. = 23º / с), а по маневрених характеристик, що визначаються тяговооруженности (Vy * макс. = 230м / с проти 210м / с; ωмакс.уст. = 16,5º / с проти 15º / с), перевершує «Лайтнінг-II». Тут ωмакс.ф. і ωмакс.уст. - максимальні значення наявних кутових швидкостей форсованих і сталих розворотів; Vy * макс. - енергетична скоропідйомність літака.
Мал. 2. Располагаемая енергетична скоропідйомність
Мал. 3. Располагаемая нормальна перевантаження
Рис.4. Тангенціальна перевантаження при маневруванні з n уа роз.
Мал. 5. Располагаемая кутова швидкість форсованого віражу
Мал. 6. Нормальна перевантаження гранична по тязі силової установки
Мал. 7. Располагаемая кутова швидкість усталеного віражу
З графіків на рис. 3 і 4 видно, що навіть при маневруванні у землі вихід на максимальну експлуатаційну перевантаження супроводжується втратою швидкості з темпом понад 50 км / год за секунду. Тому час витримування nуемакс. мало, а з ростом висоти реалізація даної перевантаження стає взагалі неможливою. На рис. 6 дан верхній поріг перевантажень, при яких можливо маневрування без втрати швидкості і висоти.
Щоб оцінити ефективність F-16С при вирішенні однієї з основних бойових завдань літака-винищувача, проведемо імітаційно-стохастичне математичне моделювання ближнього повітряного бою з його участю проти російського винищувача покоління 4+ типу Су-30СМ. Вважаємо, що обидва літаки мають штатне озброєння: по чотири УР «повітря-повітря» малої дальності і артилерійську установку. F-16С має 20-мм шестиствольного артилерійську установку М61А1 з боєкомплектом 511 патронів. Враховано також зниження впливу нормального перевантаження на організм льотчика F-16С за рахунок збільшеного до 30º кута нахилу спинки крісла.
Оцінка ефективності проводиться за кількома критеріями, середньостатистичні величини яких визначаються за результатами моделювання 500 повітряних боїв тривалістю 90 секунд, що починаються з нейтральною тактичної ситуації. Реалізації поєдинків відрізняються сукупністю випадкових чинників і тактикою поведінки противників.
Розглянуто дві групи боїв, що відрізняються початковою висотою: Н1 - малі висоти; Н2 - середні висоти. Підсумкові результати одиночних повітряних боїв між літаками F-16С (№2) і Су-30СМ (№1) представлені в табл. 2.
Отримані результати показують, що, незважаючи на дещо меншу тяговооруженность, Су-30СМ в 1,29 ... 1,25 рази частіше противника виходив в умови застосування ракетного озброєння і в 1,76 ... 1,52 рази частіше вражав ціль. Наш винищувач здобуває впевнену перемогу більш ніж в половині повітряних боїв (Wп 1 = 57 ... 63%). Противник домагається успіху приблизно в третині поєдинків (Wп 2 = 35 ... 38%). З ростом висоти бойового маневрування перевага Су-30СМ збільшується.
Таблиця №2
Критерії оцінки Позначення Середньостатистичні величини Н1 Н2 Різниця ймовірностей збиття -
DWср. = Wсб.2 - Wсб.1
DWср. 0,13 0,17 Відношення кількості ракетних атак -
n1 / n2
n 1,29 1,25 Відношення кількості ефективних
ракетних атак - nефф.1 / nефф.2
nефф 1,76 1,52 Частка боїв, що завершилися перемогою
Су-30СМ,%
Wп 1 57,0 63,0 Частка боїв, що завершилися внічию,%
WН 4,8 2,0 Частка боїв, що завершилися перемогою
F-16C,%
Wп 2 38,2 35,0
Наш винищувач при істотно меншою питомою навантаженні на крило (р = G / S) і більш високих несучих властивостях (Су розп.) Здатний зберігати вищу перевантаження до менших швидкостей і має істотно більшу кутову швидкість форсованих розворотів. Недолік тяговооруженности компенсується більш високим аеродинамічним якістю Су-30СМ.
Аналіз середньостатистичних параметрів бойового маневрування показує, що час витримування поточної нормального перевантаження nу ≥ 7 у літака Су-30СМ в 1,63 рази більше, ніж у супротивника при веденні бою на малих висотах і в 1,85 рази більше при маневруванні на середніх висотах.
Щоб уникнути поразки, F-16С буде прагнути перевести бій на малі висоти (якщо дозволить рельєф місцевості). Нашому винищувачу для мінімізації шансів противника на успіх необхідно протягом всього маневрування використовувати максимальну располагаемую тягу силової установки і не допускати зниження швидкості менше 500 ... 550 км / ч. При виконанні форсованих маневрів оптимальна величина кута атаки становить 20 ... 24º.
Мал. 8. Проекції траєкторій літаків Су-30СМ і F -16C на горизонтальну площину
На рис.8 показано типова картина зміни тактичної ситуації за часом повітряного бою на малій висоті з відмітками моментів застосування ракетного озброєння і результатами атак (Wпор. - ймовірність ураження атакованого літака ракетою «повітря-повітря»).
Дана реалізація бою починається виконанням бойових розворотів обох літаків в бік противника. Завдяки більш високим характеристикам форсованих маневрів і більш широким можливостям по допустимим початковим помилок прицілювання при застосуванні ракет типу Р-73 з нашоломної системою цілевказівки, Су-30СМ здійснює перший пуск вже на 13 секунді маневрування в передню півсферу мети (ППС). Через 3,5 секунди польоту ракети F-16C уражається з ймовірністю Wпор.1 = 0,67.
Далі на 37, 63 і 73 секундах поєдинку Су-30СМ здійснює послідовно три атаки, повністю витрачаючи боєкомплект. Винищувач F-16C відповідає двома результативними атаками на 38 і 71 секундах бою.
Підсумковий результат повітряного бою оцінюється різницею накопичених ймовірностей (ΔW = Wсб.2 - Wсб.1) збиття F-16C (Wсб.2) і Су-30СМ (Wсб.1). При розрахунку Wсб. враховується послідовність вироблених атак і можливість того, що атакуючий літак до моменту пуску ракети міг бути збитий.
Перемога записується на рахунок Су-30СМ, якщо ΔW = Wсб.2 - Wсб.1> 0,05, або на рахунок F-16C, якщо ΔW <-0,05. У представленій реалізації повітряного бою Су-30СМ здобуває переконливу перемогу ΔW = 0,60.
Мал. 9. Проекції траєкторій літаків Су-30СМ і F -16C на горизонтальну площину
На рис. 9 показана типова картина зміни тактичної ситуації за часом повітряного бою на середній висоті. Тут поєдинок починається розворотами в горизонтальній площині. На цих висотах F-16C, внаслідок високої питомої навантаження на крило, на відміну від Су-30СМ, не здатний реалізувати максимальну располагаемую перевантаження (nуемакс. = 9).
В результаті наш винищувач на 14-й секунді першим атакує противника і через 5 секунд вражає його ракетою з ймовірністю Wпор.1 = 0,75. Далі на 33, 45 і 60 секундах поєдинку Су-30СМ здійснює послідовно три атаки. Винищувач F-16C відповідає однією результативною атакою на 47 секунді бою.
В результаті Су-30СМ здобуває перемогу в повітряному бою з рахунком ΔW = 0,85. Таким чином, при грамотному тактичній побудові бою Су-30СМ має необхідні технічні можливості для успішного ведення маневреного повітряного бою з винищувачем типу F-16С Block 50/52.
Після введення до складу нашої угруповання в Сирії літаків Су-35 в небі цієї країни з'явився самий грізний противник для літальних апаратів, які претендують на високе звання «винищувача».
Щоб оцінити шанси на виживання F-16С, зведемо його в «математичному» повітряному бою з винищувачем покоління 4 ++ Су-35 за вже відомою технології імітаційно-стохастичного моделювання бою 1 × 1.
Підсумкові результати 500 повітряних боїв представлені в табл. 3.
Таблиця 3
Критерії оцінки Позначення Середньостатистичні величини Н1 Н2 Різниця ймовірностей збиття,
DWср. = Wсб.2 - Wсб.1
DWср. 0,31 0,46 Відношення кількості ракетних атак,
n1 / n2
n 2,37 2,33 Відношення кількості ефективних
ракетних атак, nефф.1 / nефф.2
nефф 2,64 2,60 Частка боїв, що завершилися перемогою
Су-35,%
Wп 1 69,6 75,0 Частка боїв, що завершилися внічию,%
WН 3,4 5,0 Частка боїв, що завершилися перемогою
F-16C,%
Wп 2 27,0 20,0
Оскільки за всіма технічними параметрами, що впливає на маневрені характеристики, Су-35 в тій чи іншій мірі перевершує F-16С Block 50/52, результати повітряних боїв мало залежать від висоти. Наш винищувач приблизно в 2,3 ... 2,4 рази частіше противника виходив в умови застосування ракетного озброєння, виробляючи в середньому по 3,5 атаки за бій, і в 2,60 ... 2,65 рази частіше вражав ціль, здобувши в підсумку впевнену перемогу в Wп 1 = 70 ... 75% повітряних боїв. Противник здатний вціліти (WН + Wп 2) в 25 ... 30% поєдинків.
Дані результати отримані за умови, що Су-35 не використав режим управління «маневр» з управлінням вектором тяги, залишаючись в межах кутів атаки, звичайних для сучасних винищувачів.
Типова версія одного з 500 варіантів розвитку повітряного бою показана на рис.10.
Рис.10. Проекції траєкторій літаків Су-35 і F -16C на горизонтальну площину
Тут поєдинок починається форсованими розворотами в горизонтальній площині, в процесі яких противники обмінюються ракетними ударами, перебуваючи в ППС мети. Су-35 має можливість атакувати раніше, на 14-й секунді з дальності Dпуск. = 2165 м. F-16С відповідає на 17-й секунді (Dпуск. = 1150м), ще до поразки нашої ракетою.
Пуск ракети з більшої дальності дозволяє їй завершити політ прямим попаданням в ціль, що відбивається на ймовірності ураження F-16С (Wпор.1 = 0,93). Бойова частина ракети AIM-9 «Sidewinder», пущеної з менш вигідній позиції, підривається по команді неконтактного детонатора на відстані 9 м від мети, що знижує фугасна дія вибухової речовини, щільність потоку осколків і, відповідно, Wпор.1 = 0,29.
Цей обмін ударами в значній мірі і визначає підсумок бою, особливо для літака F-16С, оскільки в подальшому тактичну перевагу повністю переходить до Су-35. Далі на 27-й, 44-й і 54-й секундах поєдинку наш винищувач здійснює послідовно три безмовні атаки, повністю витрачаючи боєкомплект. В результаті Су-35 здобуває перемогу в даному повітряному бою з рахунком ΔW = Wсб.2 - Wсб.1 = 0,70.
Таким чином, успіх противника визначається результатом перших 15 ... 18 секунд маневрування, протягом яких він повинен випередити наш винищувач в застосуванні озброєння. Для F-16С Block 50/52 ця задача дуже складна, так як Су-35 має значну перевагу в кутової швидкості розвороту.
Статистика показує, що 55% атак F-16С виробляє в першій третині бою і в 66% випадків це практично лобові атаки в ППС при курсовому вугіллі щодо мети q ≤ 30º, тобто, як правило, обмін ударами. У Су-35 атаки рівномірно розподілені по напрямку, з плином часу він все частіше виявляється в хвості у противника.
Аналіз середньостатистичних параметрів бойового маневрування показує, що час витримування поточної нормального перевантаження nу ≥ 7 у літака Су-35 в 1,77 рази більше, ніж у супротивника при веденні бою на малих висотах і в 2,08 рази більше при маневруванні на середніх висотах. Звідси, в кінці бою (через 90 секунд маневрування) Су-35 в більш ніж 80% випадків знаходиться в задній півсфері у F-16С. При цьому в 53% випадків противник в поле зору прицільних систем, тобто Су-35 готовий до чергового застосування озброєння.
Проведений аналіз бойових можливостей російських і турецьких винищувачів в маневреному повітряному бою показує повну перевагу вітчизняної зброї. З гуманістичних міркувань хочеться порадити «відважним» турецьким пілотам, що стріляє в спину союзникам, не наближатися до російських винищувачів на відстань менше 100 км. У далекому бою Су-30СМ і Су-35 - це літаючі «Тріумфи» (С-400), яким все одно, що там в небі: F-16 або «невидимий» F-35.
Мал. 11. F -16 D - ударний варіант
Деяка частина турецьких винищувачів обладнана для знищення наземних цілей. Відмітною ознакою F-16 в ударному варіанті є наявність конформних паливних баків і зовнішніх підвісок додаткового прицільно-навігаційного і обладнання РЕП.
На рис.11 показаний зовнішній вигляд літака F-16D з трьома підвісними баками, конформними баками, контейнерами навігації і прицілювання, контейнерами з буксируваними радіолокаційними пастками Raytheon AN / ALE-50 (V) 2 на кінцях крила, двома УР AIM-9L / M / P «Sidewinder» на зовнішніх подкрильевих вузлах підвіски і двома керованими авіабомбами GBU-10.
Даний варіант F-16 здатний представляти загрозу в повітряному бою для нашої ударної авіації: фронтових бомбардувальників типу Су-24 і штурмовиків Су-25.
У підсумку можна констатувати, що якість і бойові можливості російських винищувачів по завоюванню панування в повітрі в даний час і в перспективі після прийняття на озброєння тактичного винищувача Локхід-Мартін F-35А «Лайтнінг-II» будуть гарантовано перевершувати можливості ВПС Туреччини.
ЛІТЕРАТУРА
- Сергій Левицький. «F-35 впевнено програє нашому Су-35, але ...». «Авіапанорама». 2008. № 5.
- Валерій Антошин, Євген Кондратюк. F-16 «на блюдечку»: харизматичний, але аварійний. «Авіапанорама». № 1, 2.
- Олександр Крутілін, Вадим Плужников, Костянтин Супонько. «Двигун торгівлі» безпеки не забезпечить. «Авіапанорама». № 3.
