Некоторые варианты на тему F-16 (США).

YF-16CCV (1976 год). YF-16CCV - экспериментальный самолет с дополнительными передними подфюзеляжными поверхностями и активной аналоговой ЭДСУ. Характерной чертой YF-16CCV (летательный аппарат с конфигурацией, определяемой системой управления) стали два дополнительных наклонных передних руля под воздухозаборником ...

Самолет использовался для "независимых" испытаний на маневренность. Здесь термин "независимость" означал возможность маневрировать только в одной плоскости, например, поворачивать, не входя в вираж. YF-16CCV был первым самолетом, способным изменять курсовой угол и угол тангажа без изменения траектории полета - первый шаг к маневрированию под большими углами, позже отработанному на самолетах F-16 AFTI и Rockwell Х-31. Самолет был сделан на основе стандартного YF-16 и летал в этой конфигурации с 16 марта 1976 года до 31 июля 1977 года, совершив 87 полетов. 

F-16SFW (1976 год). В 1976 году Управление перспективных исследований Министерства Обороны США (DARPA) выделила фонды трем корпорациям - General Dynamics, Rockwell и Grumman для работ по программе Forward-Swept Wing. Крылья обратной стреловидности имеют низкое лобовое сопротивление и хорошие характеристики при малых скоростях полета.

Однако технологический процесс производства таких крыльев достаточно сложен и трудоемок. Фирма General Dynamics изучила несколько вариантов самолета и остановилась на проекте SFW/F-16. Самолет был сделан на базе истребителя F-16A, с более удлиненным и усиленным фюзеляжем и крылом обратной стреловидности с увеличенной площадью поверхности.

В январе 1981 года на конкурсе DARPA был выбран проект компании Grumman - Grumman Type 712 созданный на базе истребителя F-5E. В ВВС США он получил обозначение X-29A. Во многом на решение DARPA повлияли политические течения, так как многие политики были обеспокоены увеличением доли General Dynamics в перспективных разработках NASA (в тоже время проходили испытания других самолетов этой фирмы - F-16AFTI, CCV, F-16XL). Фирма General Dynamics продолжила испытания самолета самостоятельно. 

F-16 AFTI (1980 год). Для изучения возможностей нетрадиционного управления полетом лаборатория Flight Dynamics Laboratory Командования ВВС США объявила о спонсорстве программы Advanced Fighter Technology Integration (AFTI) фирмы General Dynamics. 26 декабря 1978 года фирма General Dynamics подписал контракт на модернизацию многоцелевого истребителя FSD FSD F-16A (# 75-0750) в истребитель F-16 AFTI. При работе над самолетом использовался опыт создания истребителя по программе F-16 CCV (Control Configured Vehicle). Первый F-16 AFTI был готов в марте 1980 года.

Главной конструктивной особенностью F-16 AFTI стало наличие двух горизонтальных стабилизаторов расположенных ниже воздухозаборника и наличием утолщенного гагрота для размещения дополнительного электронного оборудования. Это оборудование включало в себя триплексную полностью цифровую систему управления Digital Flight Control System (DFCS) и систему автоматического маневрирования в боевой обстановке Automated Maneuvering Attack System (AMAS) имеющая шесть степеней свободы. Для обеспечения полной отказоустойчивости цифровые системы дублированы аналоговыми. Для управления электронными системами на самолете применено устройство голосового управления Voice-Controlled Interactive Device (VCID) производимое фирмой Lear-Siegler. Устройство умет встроенный словарь от 32 до 256 слов. Однако опыт применения показал низку эффективность этого устройства в связи с трудностью подачи четких голосовых команд пилотом при маневрах с перегрузкой более 5g, а так же с повышенной зашумленостью на боевых режимах достигающей 120 дБ. Другим важным новшеством примененным в самолете стала система наведения смонтированная на шлеме пилота.

Первый полет самолета по программе AFTI Phase I состоялся в Fort Worth 10 июля 1982 года. Первая часть испытаний включала 275 часов налета и была закончена 30 июля 1983 года. Вторая часть испытаний (Phase II) была начата в 1984 году. Она включала испытание Automated Maneuvering Attack System. В 1987 году самолет получи награду Ассоциации ВВС США Theodor von Karman Award. Дальнейшие работы над самолетом осуществлялись по совместной с NASA программе Close Air Support (CAS). Самолет подвергся следующим модификациям : установлено новое крыло от F-16C Block 25, РЛС APG-68 от F-16C Block 40 с интерфейсом LANTIRN. В течении 1988-1991 года самолет прошел исследования применение управляемого оружия и различных систем включая контейнер с системой лазерного наведения Pave Penny. В 1995 году на самолете была установлена система предупреждения опасного сближения с землей Advanced or Automatic Ground Collision Avoidance System (Auto-GCAS). В 1997 году фирма Lockheed начала программу по установке систем опробованных на F-16 AFTI в серийные машины. Так система Auto-GCAS была внедрена на самолете F-16D Block 25 в 1998 году. 

 

F-16XL (1982 год). F-16XL - обозначение компании General Dynamics для перспективной разработки самолета F-16 с новым двойным дельтовидным крылом, имевшим площадь в 1,2 большую, чем у стандартного варианта. Самолет имел удлиненный фюзеляж для увеличения на 82% внутреннего запаса топлива и подкрыльные узлы подвески, вооружение вдвое большего веса. Одноместный опытный экземпляр F-16E c двигателем Pratt & Whitney F100-PW-100, серийный номер 75-0749, поднялся в воздух 3 июля 1982г., а 29 октября 1982г. - двухместный вариант F-16F (серийный номер 75-0747), оснащенный двигателем General Electric F110-GE-129. Испытательные полеты продолжались до 1985 года. Оба опытных образца были переданы в аренду NASA. В конце 80-х годов самолет участвовал в испытаниях устроенных ВВС США в роли многоцелевого ударного самолета, однако проиграл конкурс F-15E Strike Eagle. В 1989 году одноместный самолет использовался NASA для исследований сверхзвуковых полетов и эффекта преодоления звукового барьера. Второй самолет был передан в 1992 году в Центр Летных исследований в Дрэйдене (Dryden Flight Research Center).

В феврале 1980 года General Dynamics предложила использовать версию Fighting Falcon с радикально модифицированной формой крыла, первоначально предложенную для использования на сверхзвуковых авиалайнерах типа Конкорда. Проект получил название SCAMP (Supersonic Cruise and Maneuvering Program), а затем был переименован в F-16XL. Дельтовидное треугольное крыло с двойной стреловидностью по передней кромке обладало общей площадью в 58.8 квадратных метра (более чем вдвое превышая площадь стандартного крыла F-16). Целями исследований были новаторские формы и кривизна профиля крыла для обеспечения эффективной сверхзвуковой крейсерской скорости, сохраняя при этом маневренность до звуковых истребителей. Конструкция должна была обеспечить низкое сопротивление при высоких дозвуковых или сверхзвуковых скоростях без ущерба маневренности на низких скоростях. Программа первоначально финансировалась заводом-изготовителем и в ней было задействовано два опытных F-16A. В конце 1980-х ВВС США и General Dynamics договорились о совместной программе испытаний, а ВВС предоставили третий и пятый опытные F-16 (бортовой номер А-3, серийный номер 75-0747 и А-5, серийный номер 75-0749) для переоборудования в прототипы F-16XL.  

Фюзеляж был удлинен на 142 см до 16.5 метров посредством двух новых вставок на стыках между тремя основными узлами фюзеляжа : одна 66-и сантиметровая вставка была размещена в точке заднего сопряжения крыла (rear split point), а 76-и сантиметровая в передней. Однако задняя 66-и сантиметровая вставка не представляла из себя непрерывный сегмент от основания до вершины. Под крылом эта вставка, 26 дюймов сегменте вводили непосредственно в кормовой части основного шасси, над крылом сегменте по-прежнему 26 дюймов в длину, но вставлены 26 дюймов дальше кормовой чем сегмент под крылом. В результате эта вставка была похожа на обратную "Z". Удлинения фюзеляжа позволили сделать хвостовую часть скошенной до 3 градусов, необходимых для предотвращения касания сопла двигателя взлетно-посадочной полосы во время взлета и посадки. По той же причине XL не имеет подфюзеляжных килей, но они ему и не нужны, так как в целом характеристики стабильность XL оказались выше, чем у F-16. Шестидесяти шести сантиметровая вставка повлияла на воздухозаборник двигателя своей нижней частью, потому как передняя вставка фюзеляжа была применена только к верхней части фюзеляжа. В результате воздухозаборник двигателя F-16XL оказался на 66 см длиннее, чем на стандартном F-16A. Форма крыла в плане была изменена на стреловидное крыло с изломом по передней кромке площадью на 120% больше, чем оригинальное крыло F-16. С целью сохранения веса нового крыла в его верхних и нижних слоях обшивки широко использовались углеродные композиционные материалы. Таким образом, экономия веса только в крыльях составила 272 килограмма. Конструкция лонжерона крыла обладает углом стреловидности от 50º до 70º и стала на 1179 килограмма тяжелее оригинального. Увеличение внутреннего объема, как за счет удлинения фюзеляжа, так и расширения крыла увеличило на 82% внутренние топливные емкости, а увеличившаяся площадь крыла позволила увеличить количество точек подвески до 27-и увеличив при этом боевую нагрузку почти в 2 раза. Несмотря на получившееся удлинение фюзеляжа, новое обозначение XL вовсе не обозначает "Extra Large" (очень большой). Посредством улучшения формы крыла и оптимизации кривизна профиля, окончательная конфигурация самолета обеспечила 25%-ное улучшение максимальной подъемной силы относительно F-16 на сверхзвуковых скоростях и 11%-ное улучшение на дозвуковых. Управляемость F-16XL достаточно отличалась от стандартного F-16, обеспечивая более устойчивый (гладкий) полет на высоких скоростях и малых высотах. В итоге получился очень дельный истребитель с большим крылом обеспечивающим интеграцию большого количества вооружения на внешних подвесках.

Первый из двух F-16XL (серийный номер 75-0749) подвергшихся изменению был одноместным и оснащался турбореактивным двигателем F100-PW-200. Впервые его поднял в небо 3-го июля 1982-го года Джеймс Мак-Кинни (James McKinney). Второй F-16XL (серийный номер 75-0747) первоначально оснащался турбореактивным двигателем General Electric F110-GE-100 с тягой 13 тонн. Он был переделан из 3-го опытного самолета (бортовой номер А-3), который был серьезно поврежден в аварии при посадке во время дня открытых дверей в августе 1980-го года. При взлете у самолета лопнула шина носового шасси. Было принято решение садиться не выпуская шасси. В результате самолет сильно пострадал. Когда планер прибыл в Форт-Уэрт для использования в программе XL у него отсутствовала вся передняя часть самолета. В процессе ремонта он был переоборудован в двухместный. В качестве самолета XL он в первый раз был поднят в воздух 29-го октября 1982-го года пилотируемый Алексом Вольфом (Alex Wolf) и Джимом Мак-Кинни (Jim McKinney). В марте 1981-го года ВВС США объявили о создании нового усовершенствованного тактического истребителя. General Dynamics предложила на конкурс истребитель F-16XL, а компания McDonnell Douglas двухместный F-15B Eagle. Благодаря увеличенным емкости топливной системы и боевой нагрузки F-16XL мог нести в два раза больше вооружения чем F-16 и обладал увеличенной на 40% дальностью полета. Повышеная боевая нагрузка могла быть размещена на 27-и узлах подвески расположенных следующим образом :

 

16 под крыльями по 340 кг каждая
4 для подвески ракет AMRAAM AIM-120, частично скрытых в корневой части крыла
2 на законцовках крыла
1 центральный подфюзеляжный пилон
2 под крыльями для "тяжелых" боеприпасов
2 в нижней передней части фюзеляжа для низковысотных навигационных прицельных инфракрасных систем LANTIRN

 

Тем не менее, "тяжелая" подвеска на каждом крыле располагалась на том же расстоянии от центра фюзеляжа, что и две обычные подвески. Это означает, что можно было использовать либо одну "тяжелую" либо две обычные подвески, но не то и другое одновременно. Кроме того, когда на "тяжелой" подвеске размещался дополнительный топливный бак, он физически закрывал еще одну точку подвески под крылом. Поэтому с внешними топливными баками максимальное количество точек подвески для вооружения на крыльях сокращалось до 10. С другой стороны, устройство для крепления двух бомб могло быть также размещено под фюзеляжем. Без использования дополнительных топливных баков максимальное количество боеприпасов калибра 227 кг было увеличено до 16. XL также мог нести под фюзеляжем, сбрасываемый 1100 литровый топливный бак. В феврале 1984-го года ВВС США объявили о предпочтении истребителя McDonnell Douglas известного как F-15E Strike Eagle. Если бы F-16XL выиграл конкурс, то были бы произведены самолеты F-16E как одноместные и F-16F как двухместные. Ведущий инженер проекта XL Джон Г. Уильямс (John G. Williams) сказал: "XL чудесный самолет, но он стал жертвой ВВС США желающих продолжить производство F-15, что вполне объяснимо. Иногда вы выигрываете эти политические игры, иногда нет. По большинству параметров XL превосходит F-15 в качестве штурмового самолета, но и F-15 достаточно хорош." После проигрыша в конкурсе министерства обороны летом 1985-го года General Dynamics вернул оба F-16XL в Форт-Уэрт, где и разместил их на хранение. Эти самолеты совершили 437 и 361 вылетов соответственно, и хотя сверхзвуковая крейсерская скорость без форсажа была первоначальной целью программы F-16XL, самолет так ни разу и не смог её выполнить в полной мере. В конце 1988-го года оба опытных образца были изъяты с хранения переданы NASA, где им были присвоены бортовые номера 849 (А-5, 0749) и 848 (А-3, 0747). В NASA они использовались для изучения концепции аэродинамики крыла для улучшения воздушного потока при сверхзвуковом полете. Первый F-16XL снова поднялся в воздух 9-го марта 1989-го года и перелетел в летно-исследовательский центр Эймс-Драйден на авиабазе Эдвардс. Этот самолет был модифицирован для исследования влияния движения вихревых потоков вдоль крыла. Для этого на экспериментальной титановой части левого крыла (так называемые перчатки) были проделаны лазером миллионы крошечных отверстий (около 2500 отверстий на квадратный дюйм, всего половина квадратного метра отверстий).

Целью этого устройства разработанного и построенного Rockwell International's North American Aircraft Division было удерживать (путем активного подсоса) пограничный слой воздуха, обеспечивая его ламинарное течение. Этот турбулентный слой воздуха, образующийся как правило на поверхности крыла, отрицательно влияет на летные характеристики, вызывая повышенные сопротивление и расход топлива. Удаляя турбулентный слой воздуха, ламинарный поток касается поверхности крыла создавая при этом гораздо меньше сопротивление. Исследования НАСА по улучшению ламинарного потока начались в 1926-ом году, когда предшественник организации НАСА, Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA) сфотографировал турбулентность воздушного потока в аэродинамической трубе в своем исследовательском центре Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния. В воздушный поток был введен дым и сфотографирован, демонстрируя визуальные признаки турбулентности на верхней поверхности крыла. Ранние исследования привели к рекомендациям об устранении источников возникновения турбулентности и ликвидации выступающих головок заклепок и других конструктивных особенностей способствующих возникновению турбулентности при высоких скоростях полета. Первый полет с новым крылом состоялся 3-го мая 1990-го года, самолетом управлял пилот Стив Ишмаэль (Steve Ishmael). В январе 1995-го года он провел серию скоростных испытаний совместно с самолетом НАСА SR-71. Самолеты были использованы для изучения характеристик звукового удара в рамках программы создания сверхзвукового пассажирского самолета. Скорость во время этих испытательных полетов колебалась от 1.25 Маха до 1.8 Маха. Во время полетов инженеры зафиксировали как на звуковые удары влияют атмосферные условия. Позже борт номер один был передан НАСА в Лэнгли, штат Вирджиния, где он входил в программу летных испытаний с целью улучшения летных характеристик при взлете и снижения шума двигателя. Он был выкрашен в черный цвет с желтыми полосами и белой передней частью фюзеляжа. Самолет номер 849 вернулся на авиабазу Эдвардс в 1995-ом году где он принял участие в исследовании звуковых ударов совместно с SR-71A. Второй F-16XL (двух-местный) был доставлен в НАСА с экспериментальным двигателем, который необходимо было заменить до начала проведения летных испытаний. NASA приобрело двигатель General Electric F110-129 обеспечивший на удивление хорошие характеристики. Сверхзвуковая крейсерская скорость в 1.1 Мах была случайно достигнута уже в начале программы на высоте в 6000 метров. Пассивные "перчатки" (обтекатель из пены и стекловолокна) были установлены на правое крыло с целью исследования аэродинамических характеристик вдоль передней кромки на сверхзвуковой скорости, шумов и давления. На левое крыло был установлен новый активный обтекатель (вдвое превышавший по размерам установленный на предыдущем самолете) изготовленный из пенопласта и стекловолокна обтекатель вокруг испытательной секции из высокотехнологичного композита с пористой обшивкой из титана. Несмотря на несимметричность крыльев, самолет оказлся легок в управлении. Обтекатель имеет максимальную толщину в 63 мм и покрывает 75% поверхности крыла и 60% его передней кромки. S-образный контур крыла был продлен по левой стороне прямо вперед чтобы более точно соответствовать предлагаемой форме крыла сврхзвукового пассажирского самолета. Активный участок (средние 66% от обтекателя) имеет по крайней мере 2500 проделанных лазером отверстий и покрывает по крайней мере площадь в 0.9 квадратных метра. Отверстия ведут в 20 полостей под поверхностью крыла используемых для управления подсосом на поверхности крыла. Обтекатель приклеен к самой обшивке при помощи эпоксидных смол. После того как с самолета была удалена краска, на композитную обшивку были нанесены пару слоев стекловолокна, выступающих в качестве защиты обшивки при демонтаже обтекателя. В настоящее время этот самолет используется в качестве тестового стенда в исследовательском проекте сверхзвукового ламинарного потока. 

 

Экипаж: один (два на втором XL)
Длина самолета со штангой ПВД: 16.51 м
Размах крыла: 10.44 м
Высота: 5.36 м
Площадь крыла: 61.59 м²
Вес пустого самолета: 9980 кг
Максимальный взлетный вес: 21800 кг
Тип двигателя: турбореактивный Pratt & Whitney F100-PW-200, General Electric F110-GE-129 (второй самолет)
Тяга: 54.5 кН, 76.3 кН (второй самолет)
Максимальная тяга: 106.0 кН, 128.9 кН (второй самолет)
Максимальная скорость на высоте 12000м: 1.8 Маха / 2027 км/ч, 2.05 Маха / 2253 км/ч (второй самолет)
Крейсерская скорость: 965 км/ч
Практическая дальность: 4590 км
Практический потолок: 15240 м
Скороподъемность: 315 м/с
Максимальная эксплуатационная перегрузка: 9
Вооружение: шестиствольная 20-мм пушка General Electric M61A1 Vulcan (6000 выстрелов в минуту, 511 патронов). Боевая нагрузка: - 6800 кг на 17-и узлах подвески

 

F-16X (1995 год). F-16X - обозначение данное перспективному многоцелевому истребителю фирмой Lockheed Martin Tactical Aircaft Systems. Самолет создан по схеме "бесхвостка" и имеет новые крылья, используемые в программе разработки F-22 Raptor. Проектно-конструкторские работы были начаты в 1995 году. По данным корпорации Lockheed Martin самолет должен иметь дальность в два раза превосходящую F/A-18E/F при 66% стоимости.

Новые технологии и оборудование планируемые для F-16X находят свое применение на новых истребителях семейства Fightning Falcon. На самолете F-16C/D Block 50 Plus установлены цветные многофункциональные дисплеи в кабине пилота, систему навигации, радар с синтезированной апертурой, и пассивную систему предупреждения о ракетном нападении. На самолете Block 60 - внутреннею систему навигации и наведения LANTIRN, вспомогательную силовую установку, увеличенный запас топлива в надфюзеляжном гагроте. Lockheed Martin планирует найти финансовую поддержку для продолжения работ по переделки экспериментального истребителя F-16XL в самолет-бесхвостку. 

А ещё был проект под названием Falcon-21, который должен был разрабатываться совместно с Турцией для её ВВСhttp://www.airwar.ru/ , https://topwar.ru/ и др.