В процессе испытаний самолетов наземные наблюдатели отмечали, что их практически не было слышно при полете на высоте 240 м, а когда машины летели на высоте 120 м, издаваемый ими шум воспринимался на земле как «шелест листвы при легком ветре».
Разработанный через два года усовершенствованный малошумный самолет YO-3A был построен небольшой серией (14 машин).
QT-2 и YO-3A были созданы на основе планера Швайцер SGS 2-32 и имели цельнометаллическую конструкцию. Мало- шумность достигалась установкой низкооборотных деревянных винтов и глушителей двигателей (нехитрые способы, известные еще с Первой мировой войны).
«Бесшумные» летательные аппараты применялись во Вьетнаме до мая 1972 года, после чего укомплектованное этими самолетами подразделение было расформировано.
Со времен Второй мировой войны основным средством обнаружения самолетов стал радиолокатор, не имеющий себе равных до настоящего времени по дальности действия и всепо- годности применения.
Следует заметить, что почти одновременно с радиолокацией появились и средства радиоэлектронного противодействия (РЭП), создающие искусственные помехи работе радиолокационных систем.
Англичане и американцы большое внимание уделяли постановке пассивных помех посредством массового выброса дипольных радиолокационных отражателей (металлизированных бумажных лент). Первое боевое применение дипольных отражателей состоялось в ночь с 23 на 24 июля 1943 г. при налете союзников на Гамбург, что явилось для противника полной неожиданностью.
Келли Джонсон на фоне F-117
Беспилотный разведчик Локхид D-21 и его схема
Управление немецкой зенитной артиллерией, оснащенной радиолокационными станциями орудийной наводки «Вюрцбург», было нарушено и потери английских бомбардировщиков составили всего 1,6% (против 6% в обычном случае).
На разработку средств защиты от дипольных помех в Германии были нацелены усилия свыше 4000 инженеров и ученых, установлена премия в размере 700 тыс.марок за лучшее решение проблемы. В результате была разработана приставка селекции движущихся целей (СДЦ) и создан самолетный радиолокатор SN-2, менее чувствительный к дипольным помехам.
К этому же времени относится и первое применение средств уменьшения собственной радиолокационной заметности военной техники. В 1944 г., пытаясь скрыть подводные лодки от радиолокационного обнаружения, немцы стали покрывать шнорхели (воздухозабоные устройства для работы дизелей под водой) и перископы радио- поглощающими материалами (РПМ).
В первые послевоенные годы радиолокационная техника не могла угнаться за бурными темпами совершенствования авиации. Освоение реактивных двигателей, резкий рост скоростей и высот полета отодвинули задачу снижения радиолокационной заметности самолетов на дальний план. Впрочем, определенные работы в этом направлении все же велись.
Так, при проектировании по заданию ЦРУ высотного разведывательного самолета Локхид U-2, его создатель – выдающийся американский авиаконструктор Келли Джонсон – стремился минимизировать габариты машины, сделав ее менее заметной для радаров противника.
К концу 1950-х годов с появлением в СССР и США зенитных ракетных коплексов, оснащенных мощными РЛС и высотными зенитными ракетами, вопрос уменьшения радиолокационной заметности летательных аппаратов вновь обрел особую актуальность: несмотря на то, что ключевым направлением «ухода» ударной авиации от огня ЗРК стало освоение малых и предельно малых высот, для ряда классов летательных аппаратов (разведчики, стратегические бомбардировщики) основными по-прежднему оставались большие высоты, прекрасно «простреливавемые» зенитными ракетами.
Первой крупной попыткой снижения ЭПР самолета стала программа высотного сверхзвукового разведчика Локхид SR-71, разработанного под руководством К. Джонсона и дополнившего в арсенале ЦРУ дозвуковой самолет. Первый полет опытной машины состоялся 26 апреля 1962 года.
Уменьшение ЭПР было важным требованием при разработке конфигурации и конструкции SR-71, выполненного по схеме «бесхвостка», оно также оказало влияние на состав авионики. Компоновка определялась, главным образом, аэродинамическими требованиями, но ее особенности (удлиненный боковой профиль фюзеляжа и гондол двигателей, плавное сопряжение крыла и боковых фюзеляжных наплывов с фюзеляжем, небольшие отклоненные внутрь кили) уменьшали одновременно и ЭПР самолета. Размеры вертикального оперения выбирались в основном из условия получения требуемой управляемости, а не устойчивости, которая обеспечивалась аналоговой системой (самолет обладает собственной неустойчивостью при больших числах М).
Фирма разработала радиопоглощающую шиловидную конструкцию с пластиковым сотовым заполнителем, которая была использована при изготовлении боковых наплывов, носков крыла и элевонов исходного варианта самолета. Около 20% площади крыла было выполнено с применением этой конструкции, выдерживающей нагрев до температуры 275 град. С.
На серийном SR-71 (первый полет 22 декабря 1964 г.) радиопоглощающий материал сохранили в конструкции носков крыла и элевонов.
Разведчик SR-71 имел черную окраску с высокой теплоизлучательной способностью, что снижало температуру обшивки в крейсерском высотном полете. Краска, изготовленная на ферритовой основе, уменьшала и радиолокационную заметность самолета за счет более равномерного распределения интенсивности отражения электромагнитных волн.
Представители фирмы Локхид утверждали, что ЭПР SR-71 была существенно меньше аналогичного показателя самолета U-2, а разработанный позднее БПЛА D-21 (запускавшийся с SR- 71 и бомбардировщика В-52)обладал еще меньшей зометностью.
Бомбардировщик Авро "Вулкан"
Следует заметить, что в дальнейшем и U-2 в варианте U-2R/TR-1 был также покрыт черной ферритовой радиопоглощающей краской.
Высотные разведчики SR-71 и U-2 обычно относят к первому поколению малозаметных самолетов, созданных относительно «малой кровью» и имеющих при этом сравнительно невысокую радиолокационную скрытность.
Созданию F-117 – малозаметного самолета второго поколения – предшествовали длительные НИОКР по практической реализации теоретических методов снижения заметности, которые проводились по контрактам с ВВС США начиная с 1965 года. Непосредственным толчком для проведения этих работ стала неожиданно высокая эффективность советских зенитных ракетных систем С-75, С-125 и «Куб». Первая из них во Вьетнаме фактически «загнала» американскую авиацию на малые высоты, под огонь малокалиберной зенитной артиллерии, а две вторые положили конец господству израильской авиации в небе Египта в конце 1960-х – начале 1970-х годов.
Наращивание бортовых средств РЭБ не дало ожидаемого эффекта – ЗРК быстро совершенствовались. Кроме того, многочисленные контейнеры с аппаратурой радиоэлектронной борьбы «съедали» боевую нагрузку самолетов.
В 1972-1973 гг. в США прошли испытания малозаметных самолетов неметаллической конструкции. Испытыва- лись небольшой четырехместный гражданский поршневой самолет Уиндекер «Игл» с максимальной скоростью 340 км/ч и построенный на его основе опытный самолет YE-5A, имевшие обшивку из стеклопластика и внутреннюю конструкцию, выполненную с применением РПМ.
Испытания были успешны, и в 1973 г. ВВС США совместно с управлением перспективных исследований DARPA министерства обороны США приступили к секретным углубленным проектным исследованиям реактивного малозаметного боевого самолета.
Ведущим самолетостроительным фирмам было направлено техническое задание, на которое ответили Боинг, Грумман, LTV, Макдоннелл-Дуглас и Нортроп.
Предполагалось, что малая замет- ность позволит самолету осуществлять полет над территорией, прикрытой средствами ПВО противника, на повышенной высоте. Это должно было улучшить осведомленность летчика о тактической обстановке, облегчить поиск наземных целей на большой дальности и обеспечить более отвесную траекторию падения бомб, что повышало точность бомбометания и увеличивало проникающую способность боеприпаса.
Возможность полета на средней высоте повышала и эффективность лазерной подсветки цели для собственных управляемых авиабомб (при бомбометании с малых высот быстрое угловое перемещение самолета относительно цели, а также затенение цели складками местности делают лазерную подсветку для собственных авиабомб затруднительной).
Локхид, не попавшая в число фирм, получивших ТЗ, тем не менее представила инициативное предложение, которое наряду с проектом фирмы Нортроп, было выбрано в ноябре 1 975 г. для дальнейших работ по самолету XST (experimental Stealth Technology – экспериментальная техника малой заметности).
Техническое задание предъявляло жесткие требования прежде всего к ЭПР самолета. Применением только РПМ и отдельных «малозаметных» элементов конструкции обойтись было уже нельзя, требовались принципиально новые решения.
Реальный выход заключался в широкомасштабном использовании мало- отражающих форм.
Если ранее обводы самолета определялись в основном аэродинамикой, то теперь аэродинамические характеристики должны были отступить на второй план, а главенствующее положение в выработке конфигурации следовало отдать схемам с малой отражательной способностью.
К тому времени наиболее сильные отражатели электромагнитной энер-гии были уже известны. Это так называемые зеркальные (блестящие) точки, рассеивающие энергию в сторону прихода волны, а также угловые стыки, действующие как уголковые отражатели. Таким образом, малоотражающая конфигурация должна отличаться интегральной компоновкой с минимальными числом кромок и площадью поверхности, отсутствием выступающих элементов. Следовательно, необходимы плавное сопряжение крыла и фюзеляжа, внутреннее размещение двигателей и целевой нагрузки, исключение вертикальных плоских поверхностей (самых сильных бортовых отражателей, так как облучение самолета наземным радиолокатором происходит, как правило, под пологим углом), исключение или значительное уменьшение размеров килей и стабилизаторов, большой наклон килей (если они сохранены), предотвращение непосредственного радиолокационного облучения компрессоров двигателей (применение утопленных или маловыступающих воздухозаборников) и т.д.