Dlaczego F-35 to Nescafe „dwa w jednym”?
W czerwcu tego roku w ramach ćwiczeń Red Flag duża liczba samolotów Sił Powietrznych USA, Królewskich Sił Powietrznych Wielkiej Brytanii i Australijskich Sił Powietrznych ćwiczyła wiele wspólnych zadań, m.in. potencjalny wróg.
Przedstawiciele Sił Powietrznych wzięli udział w samolotach F-16, F-15, Eurofighter „Typhoon”, E-8 były samolotami dowodzenia, F-22 i F-35 pełniły rolę tajnej eskorty. Prawie cały zestaw NATO.
Wróg reprezentowany był przez systemy obrony powietrznej dalekiego i średniego zasięgu oraz myśliwce konstrukcyjnie podobne do Su-30. Oznacza to, że symulowano najpotężniejszego wroga.
Ostatecznie F-35 skutecznie zadecydowały o wyniku, niszcząc sieci obrony powietrznej i przesyłając dane do uzbrojonych w rakiety myśliwców, takich jak F-16, co zakończyło rozgromienie wroga na ziemi i w powietrzu.
Że F-35 może latać z prędkością do 1,6 Macha i przenosić cztery ładunki broń w przegródkach wewnętrznych – nie to jest najważniejsze. Tak naprawdę nie liczy się siła ognia, ale moc obliczeniowa F-35. Właśnie dlatego F-35 stał się znany jako „rozgrywający w niebie” lub „latający komputer”.
„Nigdy nie było samolotu zapewniającego świadomość sytuacyjną tak jak F-35. W walce świadomość sytuacyjna jest na wagę złota.”
- Major Justin „Hazard” Lee, pilot instruktor F-35 Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych.Jednak od dłuższego czasu wielu debatowało, czy F-35 był platformą zmieniającą reguły gry, czy też przykładem przejęcia broni przez Pentagon, co nie miało sensu.
Okazuje się, że jedno i drugie.
Samolot, który znamy dzisiaj jako F-35, został zbudowany, aby służyć wielu elementom armii za pomocą jednego, wszechstronnego samolotu o wysokich osiągach.
Mając długą listę wymagań Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych, Sił Powietrznych, DARPA, a następnie Wielkiej Brytanii i Kanady, w ramach programu Joint Strike Fighter już w 1997 r. zorganizowano konkurencyjną selekcję dwóch prototypów: X-35 firmy Lockheed Martin i X-32 firmy Lockheed Martin. 14 od Boeinga” A twórcy musieli ciężko pracować: Joint Strike Fighter musiał przynajmniej częściowo wymienić co najmniej pięć różnych samolotów w różnych gałęziach sił zbrojnych, w tym szybki przechwytujący F-10 Tomcat i samolot szturmowy A-XNUMX Thunderbolt II. .
Chociaż zastąpienie wszystkich tych samolotów jednym samolotem (w teorii) pozwoliłoby zaoszczędzić pieniądze, długa lista wymagań spowodowała lawinę kosztownych komplikacji. Tak naprawdę, podczas gdy X-35 wciąż zabiegał o kontrakt, wielu nie było pewnych, czy taki samolot będzie w stanie wejść do produkcji.
Zaprojektowany od podstaw z myślą o małej obserwowalności jako priorytet, F-35 może być obecnie najcichszym myśliwcem niewidzialnym. Wykorzystuje pojedynczy silnik F135 o ciągu dopalacza wynoszącym 19 500 kgf, zdolnym rozpędzić myśliwiec do prędkości do 1,6 Macha.
Samolot może przenosić cztery rakiety lub bomby w przedziale uzbrojenia i sześć kolejnych na węzłach zewnętrznych, ale będzie to ze szkodą dla ukrycia. Do tego czterolufowe działo kal. 25 mm.
Standardowy ładunek wszystkich trzech wariantów F-35 obejmuje dwa pociski powietrze-powietrze AIM-120C/D i dwie bomby kierowane GBU-32 JDAM, dzięki czemu F-35 może razić zarówno cele powietrzne, jak i naziemne. Ponadto firma Lockheed Martin opracowała nowy wewnętrzny wózek uzbrojenia, który docelowo umożliwi samolotowi przenoszenie w komorze dodatkowych dwóch rakiet.
W kokpicie F-35 zrezygnowano z szeregu czujników i ekranów spotykanych w myśliwcach poprzednich generacji na rzecz dużych ekranów dotykowych i systemu wyświetlaczy montowanego na hełmie, który umożliwia pilotowi przeglądanie informacji w czasie rzeczywistym. Hełm pozwala także pilotowi widzieć bezpośrednio przez samolot, dzięki systemowi rozproszonej apertury (DAS) zastosowanemu w F-35 i zestawowi sześciu kamer na podczerwień zamontowanych po okręgu na kadłubie samolotu.
„Gdybyś cofnął się do roku 2000 i ktoś powiedział: «Mogę zbudować samolot, który potrafi się ukryć, ma możliwości VTOL i może latać naddźwiękowo», większość ludzi w branży powiedziałaby, że to niemożliwe”.
” powiedział Tom Burbage, dyrektor generalny Lockheeda ds. programu JSF w latach 2000–2013. „Technologia umożliwiająca połączenie tego wszystkiego w jedną platformę nie była wówczas dostępna dla przemysłu”.
Chociaż prototypy X-32 i X-35 wypadły dobrze, decydującym czynnikiem w rywalizacji mógł być lot F-35 z krótkim startem i pionowym lądowaniem (STOVL). Ponieważ piechota morska Stanów Zjednoczonych zamierzała wykorzystać ten nowy samolot jako zamiennik AV-8B „Harrier II”, nowy amerykański myśliwiec stealth miałby pełnić tę samą rolę podczas pionowego lądowania i krótkiego startu.
Prototypy Boeinga X-32 wyglądały bardziej nietypowo niż konkurencyjne modele X-35 i były pod wieloma względami mniej zaawansowane.
Boeing uznał to za zaletę swojego projektu, ponieważ mniej innowacyjne systemy zastosowane w jego projekcie były tańsze w utrzymaniu. Samolot wykorzystywał system wektorowania ciągu do przodu do lądowania pionowego, podobny do tego z Harriera. W rzeczywistości inżynierowie Boeinga po prostu przekierowali ciąg silnika samolotu w dół, aby wystartować, przez co był mniej stabilny niż X-35 podczas testów.
Jednak największym błędem Boeinga mogła być decyzja o wystawieniu dwóch prototypów: jednego zdolnego do lotu naddźwiękowego i drugiego zdolnego do pionowego lądowania. Decyzja ta wzbudziła zaniepokojenie urzędników Pentagonu, czy Boeing będzie w stanie latać jednym samolotem przy wszystkich tych możliwościach.
Konstrukcja wentylatora podnoszącego zastosowana w X-35 łączyła silnik z tyłu samolotu z wałem napędowym, który napędzał duży wentylator zamontowany w kadłubie samolotu za pilotem. Kiedy F-35 unosił się w powietrzu, strumień powietrza z góry samolotu opadał przez wentylator i wychodził na dół, tworząc dwa zrównoważone źródła ciągu, dzięki czemu samolot był znacznie stabilniejszy.
Nic więc dziwnego, że F-35 ostatecznie zwyciężył.
„Można spojrzeć na samolot Lockheed Martin i powiedzieć, że wygląda tak, jak można się spodziewać po nowoczesnym myśliwcu o wysokich osiągach i dużej mocy”.
, mówi inżynier Lockheed Martin Rick Rezebeck - „Patrzysz na samolot Boeinga i ogólna reakcja brzmi: «Nie rozumiem».
Ostatecznie Lockheed Martin pokonał niezwykły prototyp Boeinga X-32 w październiku 2001 roku. Przyszłość rysowała się w jasnych barwach dla prototypu o nazwie F-35.
Decydując się rozpocząć od najmniej złożonej wersji nowego myśliwca, Lockheed Skunk Works rozpoczęło projektowanie F-35A do wykorzystania przez siły zbrojne USAF jako tradycyjny myśliwiec na pasie startowym, taki jak F-16 Fighting Falcon. Po ukończeniu F-35A zespół inżynierów zajął się bardziej złożonym F-35B przeznaczonym do użytku przez korpus piechoty morskiej Stanów Zjednoczonych, a następnie F-35C przeznaczonym do służby na lotniskowcu.
Problem był tylko jeden – zmieszczenie w jednym kadłubie całego niezbędnego wyposażenia dla różnych wariantów okazało się niezwykle trudne. Zanim Lockheed Martin zakończył prace projektowe nad F-35A i rozpoczął prace nad wersją B, zdał sobie sprawę, że szacunkowa masa, którą ustalili podczas projektowania wariantu dla Sił Powietrznych, spowoduje, że samolot będzie prawie o tonę cięższy. To błędne obliczenie doprowadziło do znacznego cofnięcia się w rozwoju – pierwszego, ale nie ostatniego.
Przypadkowemu obserwatorowi może być trudno dostrzec różnice pomiędzy poszczególnymi wariantami F-35 i nie bez powodu. Jedyne rzeczywiste różnice pomiędzy każdą iteracją statku powietrznego dotyczą wymagań bazowych. Innymi słowy, najbardziej zauważalne różnice występują w sposobie startu i lądowania myśliwca, ale nie ma to praktycznie żadnego wpływu na wygląd maszyny.
F-35A
Przeznaczony do użytku przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych i kraje sojusznicze, F-35A jest konwencjonalnym wariantem do startu i lądowania (CTOL). Samolot ten przeznaczony jest do operowania na tradycyjnych pasach startowych i jako jedyna wersja F-35 wyposażona jest w zintegrowane działo kal. 25 mm, dzięki czemu może zastąpić zarówno myśliwiec wielozadaniowy F-16, jak i „latające działo” A-10 Thunderbolt II. . .
F-35B
F-35B został zbudowany specjalnie do operacji krótkiego startu i pionowego lądowania (STOVL) i został zaprojektowany, aby spełniać potrzeby Korpusu Piechoty Morskiej Stanów Zjednoczonych. Chociaż F-35B może nadal operować poza tradycyjnymi pasami startowymi, możliwości STOVL oferowane przez F-35B pozwalają piechoty morskiej latać tymi samolotami z krótkich pasów startowych lub z pokładów desantowych statków szturmowych, często nazywanych „piorunowcami” (od Lightning - "Błyskawica").
F-35C
F-35C to pierwszy myśliwiec stealth, jaki kiedykolwiek opracowano dla lotniskowców Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych. Ma większe skrzydła niż jego odpowiedniki, co pozwala na wolniejsze podejście do lądowania na lotniskowcu. Mocniejsze podwozie pomaga w twardych lądowaniach na pokładzie lotniskowca, a ta wersja ma większą pojemność paliwa (9 kg w porównaniu do 111 kg w F-8A) na potrzeby misji na dłuższy dystans. C jest także jedynym F-300 wyposażonym w składane skrzydła, umożliwiające przechowywanie ich w kadłubie statku.
„Okazuje się, że łącząc wymagania trzech różnych armii, otrzymujemy F-35, czyli samolot, który pod wieloma względami nie jest optymalny w stosunku do rzeczywistych potrzeb każdej ze służb”.
, powiedział w 2019 r. Todd Harrison, ekspert ds. lotnictwa i kosmonautyki w Centrum Studiów Strategicznych i Międzynarodowych.Dość szczera wypowiedź eksperta niesie ze sobą rozsądny przekaz: maszyna uniwersalna nigdy nie zastąpi maszyn specjalistycznych. Uniwersalny samolot bojowy może zastąpić samolot szturmowy lub przechwytujący, ale nie mówimy o pełnoprawnym zamienniku.
Zespół Lockheed Martin ostatecznie opracowuje zawiłości każdej indywidualnej modyfikacji, ale wykonanie tej sztuczki inżynieryjnej doprowadziło do szeregu opóźnień i przekroczeń kosztów.
Słaba arytmetyka klas wagowych Lockheeda Martina opóźniła początkowy rozwój o 18 miesięcy i kosztowała zastraszające 6,2 miliarda dolarów, ale był to tylko pierwszy z wielu problemów stojących przed nowym Joint Strike Fighter. Dopiero w lutym 2006 roku, pięć lat po zdobyciu kontraktu przez Lockheeda, pierwszy F-35A zjechał z linii montażowej. Jednak te wczesne F-35 nie były nawet gotowe do walki, ponieważ Pentagon zdecydował się rozpocząć produkcję przed zakończeniem testów.
Generalnie jest to normalna praktyka na świecie: rozpoczynanie produkcji seryjnej samolotu przed zakończeniem testów. Trwają testy, trwa montaż samolotów. Jeśli testy wykażą coś, co należy poprawić/przerobić, zwykle nie powoduje to większych problemów w środowisku zakładu. Oczywiście, jeśli niedociągnięcia nie są krytyczne. Ale gdyby wykryto znaczącą wadę, wszystkie wcześniej wyprodukowane samoloty musiałyby zostać zwrócone w celu przeprowadzenia poważnych napraw. Oznacza to, że wszystko jest jak zawsze: czas plus pieniądze.
Do 2010 roku, dziewięć lat po przyznaniu firmie Lockheed Martin kontraktu z JSF, koszt pojedynczego F-35 wzrósł o ponad 89% w stosunku do pierwotnych szacunków. Minęło kolejne osiem lat, zanim pierwsze sprawne F-35 weszły do walki.
Co więc tak naprawdę odróżnia drogi F-35 od myśliwców, które pojawiły się przed nim? Dwa słowa: Zarządzanie danymi.
Dzisiejsi piloci muszą podczas lotu zarządzać ogromną ilością informacji, a to oznacza dzielenie czasu i uwagi pomiędzy podróżowanie z prędkością dźwięku a natłok informacji z ekranów i czujników, które często wołają o Twoją uwagę. W przeciwieństwie do poprzednich myśliwców, F-35 wykorzystuje połączenie wyświetlacza przeziernego i rzeczywistości rozszerzonej montowanej na hełmie, aby zachować ważne informacje bezpośrednio w polu widzenia pilota.
Każdy hełm Gen III jest dostosowywany tak, aby pasował do głowy użytkownika, aby zapobiec poślizgowi podczas lotu i zapewnić wyświetlanie wyświetlaczy we właściwych miejscach. W tym celu technicy skanują głowę każdego pilota, mapując każdą funkcję i konfigurując wewnętrzną wyściółkę hełmu tak, aby pasowała do głowy.
Wcześniej piloci musieli przełączać się na noktowizory, latając w ciemności. Gen III wyświetla odczyty noktowizyjne otoczenia bezpośrednio na wizjerze, gdy pilot aktywuje system.
Skorupę wykonano z włókna węglowego, co nadaje jej charakterystyczny wzór w kratkę. Z tyłu hełmu wystaje szpula kabli krosowych, które łączą go z samolotem w stylu Matrix. Kiedy użytkownik odwraca głowę w określonym kierunku, przewody doprowadzają odpowiednie ramki kamery do kasku.
System komunikacji posiada aktywną redukcję szumów. Głośniki wytwarzają dźwięk, który minimalizuje szum wiatru i warkot silników odrzutowych o niskiej częstotliwości, dzięki czemu piloci mogą wyraźnie słyszeć.
„W F-16 każdy czujnik był powiązany z innym ekranem/pokrętłem… często czujniki pokazywały sprzeczne informacje”.
– mówi Lee w wywiadzie dla Popular Mechanics. „F-35 łączy wszystko w zieloną kropkę, jeśli to dobry facet, i czerwoną kropkę, jeśli to zły facet – jest bardzo przyjazny dla pilota. Wszystkie informacje są wyświetlane na panoramicznym wyświetlaczu w kokpicie, który w zasadzie jest dwoma gigantycznymi iPadami.
Nie chodzi tylko o to, w jaki sposób informacje docierają do pilota, ale także o sposób ich gromadzenia. F-35 jest w stanie zbierać informacje z szerokiej gamy czujników umieszczonych na samolocie oraz z informacji otrzymywanych z naziemnego nadzoru, bezzałogowych statków powietrznych, innych statków powietrznych i pobliskich statków. Gromadzi wszystkie te informacje, a także dane sieciowe dotyczące celów i pobliskich zagrożeń, a następnie umieszcza je w jednym interfejsie, którym pilot może z łatwością sterować podczas lotu.
Mając boski widok na teren, piloci F-35 mogą współpracować z samolotami czwartej generacji, co czyni je bardziej zabójczymi.
„W F-35 jesteśmy rozgrywającym na polu bitwy – naszym zadaniem jest ulepszanie wszystkich wokół nas”.
, mówi Lee. „Myśliwce czwartej generacji, takie jak F-16 i F-15, będą z nami co najmniej do końca lat czterdziestych XXI wieku. Ponieważ jest ich o wiele więcej niż nas, naszym zadaniem jest wykorzystanie naszych unikalnych zasobów, aby ukształtować pole bitwy i sprawić, że będzie ono dla nich łatwiejsze do przetrwania.
.Wszystkie te informacje mogą wydawać się zniechęcające, ale dla dawnych pilotów myśliwców stojących przed złożonym zadaniem gromadzenia informacji z dziesiątek różnych ekranów i czujników interfejs użytkownika F-35 jest po prostu cudem.
Tony „Brick” Wilson, który służył w Marynarce Wojennej Stanów Zjednoczonych przez 25 lat, zanim dołączył do Lockheed Martin jako pilot testowy, pilotował ponad 20 różnych samolotów, od helikopterów po samolot szpiegowski U-2, a nawet rosyjski MiG.15. Mówi, że F-35 to zdecydowanie najłatwiejszy samolot, z jakim kiedykolwiek latał.
„W miarę przechodzenia na myśliwce czwartej generacji, takie jak F-16, przeszliśmy od pilotów do menedżerów czujników”.
– mówi Wilson. „F-35 jest wyposażony w system przetwarzania czujników, który pozwala nam odciążyć pilota od problemów związanych ze sterowaniem, dzięki czemu możemy być prawdziwymi taktykami”.
.W maju 2018 roku Siły Obronne Izraela jako pierwszy kraj wysłały F-35 do walki, przeprowadzając dwa naloty F-35A na Bliskim Wschodzie. Do września tego roku piechota morska Stanów Zjednoczonych wysłała swoje pierwsze myśliwce F-35B, aby uderzyły w cele naziemne w Afganistanie, a następnie w kwietniu 35 r. Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych użyły swoich F-2019A do nalotów w Iraku.
Dziś ponad 500 samolotów F-35 Lighting II zostało dostarczonych do dziewięciu krajów i działają w 23 bazach lotniczych na całym świecie. To więcej niż flota rosyjskich Su-57 piątej generacji i chińska flota J-20 razem wzięte. Dzięki dosłownie tysiącom zamówień F-35 ma stać się podstawą Sił Powietrznych USA.
W odróżnieniu od myśliwców poprzednich generacji, oczekuje się, że możliwości F-35 dotrzymają kroku czasowi. Dzięki architekturze oprogramowania zaprojektowanej tak, aby umożliwić F-35 otrzymywanie częstych aktualizacji, kształt samolotu pozostał ten sam, ale jego funkcja uległa już radykalnej zmianie.
Więcej o F-35
„Samolot, który po raz pierwszy poleciał w 2006 roku, mógł z zewnątrz wyglądać identycznie, ale był to zupełnie inny samolot niż ten, którym latamy dzisiaj”.
– mówi Wilson. „A latający F-35 za dziesięć lat będzie zupełnie inny od tego, którym latamy dzisiaj”.
F-35 posłuży także jako poligon doświadczalny dla technologii, które staną się powszechne w następnej generacji odrzutowców. Latanie w koordynacji z dronami wyposażonymi w sztuczną inteligencję będzie podstawą każdego myśliwca szóstej generacji, a te nowe sztuczki myśliwskie prawdopodobnie zajmą pierwsze miejsce w postaci F-35.
„Patrzę na najpotężniejszy, najlepiej połączony i najłatwiejszy do przetrwania samolot na świecie oraz na to, co możemy dziś dzięki niemu osiągnąć”.
– mówi Wilson. „Mogę sobie tylko wyobrazić, do czego będzie zdolny jutrzejszy F-35”.
.Jednak „jutro” jest pojęciem bardzo niejasnym.
F-35 Lightning II to najbardziej wyrafinowany program, jaki kiedykolwiek opracowano i wdrożono w Stanach Zjednoczonych. Amerykańskie wojsko chciało nie tylko myśliwca, ale swego rodzaju uniwersalnego samolotu, aby nie tylko spełniał funkcję myśliwca i bombowca, ale także przesuwał granice nowych technologii, w tym stealth, czujników i sieci na polu walki.
Dziś, 20 lat po uruchomieniu programu F-35 i dostarczeniu 500 samolotów, zewnętrznemu obserwatorowi można wybaczyć myśl, że F-35 jest już w pełnej produkcji. Ale to nie do końca prawda: samolot znajduje się w początkowej fazie produkcji niskoseryjnej (LRIP).
W ramach systemu znanego jako wspomniana „równoległość” Lockheed Martin i Pentagon zgodziły się, że zamówią mniejsze ilości samolotów, kontynuując udoskonalanie ich funkcji. Gdy F-35 zostanie uznany za „gotowy”, firma – w idealnej sytuacji – wróci i zmodernizuje wszystkie starsze samoloty do nowego standardu. Chodziło o to, aby samoloty jak najwcześniej trafiły w ręce pilotów.
Ekonomiczna część pomysłu polega na tym, aby F-35 był tańszy. Wiadomo, że im większa partia samolotów, tym ostatecznie niższy koszt. I tak, samolot naprawdę staje się tańszy. Cena jednego F-35A w ramach kontraktu na serię 2019 wynosi 89,2 mln dolarów (5,4% mniej niż w poprzedniej transzy kontraktu na 2018 rok – 94,3 mln dolarów). Cena F-35B została obniżona do 115,5 mln (ze 122,4 mln), a F-35C do 107,7 mln (ze 121,2 mln). Celem jest obniżenie kosztu jednego F-35A do 80 milionów dolarów. I to jest normalne z ekonomicznego punktu widzenia.
Ale to, co nie jest normalne, to kolejny wskaźnik.
Godzina lotu F-35 kosztowała w 2011 roku 30,7 tys. dolarów, co jest porównywalne z kosztem myśliwca F-15 czwartej generacji. A do 2017 roku koszt bojowego użycia pojazdu wzrósł do 44 tysięcy dolarów za godzinę. W styczniu 2020 roku ogłoszono, że czwarty rok z rzędu koszty utrzymania jednego samolotu spadają (o 2015% od 35 roku). Jeśli jednak przeliczyć całkowity koszt stworzenia i utrzymania samolotu przed jego utylizacją (czyli około 8 000 godzin lotu na samolot), będzie to około 670 milionów dolarów, czyli znacznie drożej niż masa złota równa wadze samolotu.
W rezultacie mamy taką sytuację (wyrażoną przez samych Amerykanów):
– F-35 to kwintesencja amerykańskiego przemysłu lotniczego. Jest to naprawdę zaawansowany samolot pod wieloma względami;
- F-35 jest naprawdę wszechstronny i zdolny do wykonywania wielu misji na polu bitwy. Być może - dobrze działać, pomimo swojej uniwersalności;
- F-35 to bardzo drogi samolot. Nie porównywalny z F-22, ale jednak;
- F-35 to w przyszłości bardzo drogi samolot, gdyż modyfikacje i dalsze ulepszenia wymagają nie tylko czasu, ale także ogromnych sum pieniędzy;
- Wszystko historia Eksploatacja F-35 będzie wiązać się z wielomilionowymi kosztami.
Dlatego rzeczywiście F-35 to „dwa w jednym”: zarówno bardzo zaawansowany i obiecujący samolot, jak i ogromny finansowy ból głowy jednocześnie. Samolot jest droższy od złota, ale jest w stanie wykonywać przypisane mu misje bojowe.
informacja