Текст книги "Раритеты американской авиации"

Автор книги: Иван Кудишин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 7 страниц)

Летящий задом наперед

Экспериментальный истребитель Грумман Х-29А

Х-29 на ВПП

С ростом скоростей в авиации вполне закономерным шагом явился переход от прямого крыла к стреловидному – это факт общеизвестный. Но как с аэродинамической, так и с компоновочной точки зрения гораздо более привлекательным решением представлялось применение крыла обратной стреловидности (КОС).

Известно, что на крыле прямой стреловидности набегающий поток стекает от корня к законцовке и образует два мощных вихря, сходящих оттуда. Сопротивление, создаваемое спутными вихрями, называется индуктивным. В случае применения КОС перетекание происходит в обратном направлении – от законцовки к фюзеляжу, спутные вихри, сходящие с крыла в районе стыка с фюзеляжем, имеют меньшую интенсивность, в результате чего индуктивное сопротивление ощутимо снижается. Кроме того, если в спутные вихри за КОС поместить небольшие поверхности аэродинамического управления, отклоняемые по закону элевонов, самолет сможет совершать гораздо более интенсивные эволюции.

Повышению маневренности способствует также и тот фактор, что самолет с КОС имеет значительно меньший запас статической устойчивости, так как аэродинамический фокус летательного аппарата с КОС гораздо проще совместить с его центром масс, нежели в случае применения крыла с прямой стреловидностью.

Еще одним преимуществом КОС является гораздо более равномерное распределение подъемной силы по размаху, что упрощает расчет крыла и способствует повышению аэродинамического качества и управляемости.

Компоновочное преимущество КОС при создании транспортных и пассажирских самолетов состоит в том, что массивный лонжерон крыла проходит далеко позади центра масс машины, где размещается бомбовая нагрузка или пассажирский салон.

Все это было известно ученым и конструкторам еще со времен Второй мировой войны. Почему же КОС было применено лишь на считанных образцах авиационной техники?

Дело в том, что у крыла обратной стреловидности есть один, но очень трудно преодолимый недостаток: оно является неустойчивой конструкцией с точки зрения сопромата. Под действием набегающего потока КОС стремится согнуться. Этот процесс называется аэродинамической дивергенцией. Бороться с дивергенцией КОС можно, лишь сделав конструкцию крыла абсолютно жесткой. А это, в свою очередь, влечет за собой резкий рост массы самолета.

В 1944 году в Германии был создан экспериментальный самолет «Юнкере» Ju-287 с КОС. Это был прототип тяжелого бомбардировщика. Из-за низкого приоритета программы и множества проблем, возникших в ходе реализации программы, Ju-287 так и не вышел из стадии прототипа.

После войны этот самолет испытывался у нас, в ЛИИ, но идея так и не получила логического развития.

В 1964 году в Германии на фирме «Ганза Флюгцойгбау» был построен административный двухдвигательный самолет с КОС HFB-320 «Ганза Джет», основной особенностью которого был просторный, высокий пассажирский салон. Лонжероны крыла размещались за его задней гермоперегородкой. «Ганза Джет» была построена малой серией.

В середине 1970-х годов благодаря достижениям в области материаловедения появилась возможность предотвращения дивергенции КОС при малых весовых затратах или вообще без дополнительного увеличения массы благодаря обеспечению требуемых аэроупругих характеристик крыла за счет использования композиционных материалов. В связи с этим за рубежом было вновь предпринято изучение возможностей КОС. В ходе предварительных исследований были подтверждены такие преимущества самолета-истребителя с КОС, как меньшее индуктивное сопротивление крыла и большее аэродинамическое качество самолета при маневрировании, меньшие скорость сваливания и посадочная скорость, уменьшенная тенденция к кабрированию, хорошие противоштопорные характеристики, лучшая поперечная управляемость при больших углах атаки, большая свобода для конструктора при разработке компоновки самолета.

Самолет Х-29 буксируют к старту

Отмечались и недостатки самолетов с КОС, такие как повышенное волновое сопротивление в сверхзвуковом полете, что не позволяет создать самолет с КОС, имеющий сверхзвуковую крейсерскую скорость полета, повышенная чувствительность к порывам ветра, большие изгибающие моменты в корне крыла при выполнении маневра с высокой перегрузкой, сложность правильного подбора формы сочленения крыла с фюзеляжем, неблагоприятное влияние КОС на хвостовое оперение, опасность возникновения связанных движений самолета по тангажу и изгибных колебаний крыла.

В США начиная с 1977 года проводился ряд исследований перспективных схем высокоманевренных боевых самолетов. Программа осуществлялась под руководством управления перспективных исследований министерства обороны (DARPA). Помимо аналитических исследований, фирмы «Грумман» и «Рокуэлл» в 1978– 1979 годах построили и испытали в аэродинамических трубах модели КОС, выполненные в крупных масштабах, близкие к реальным размерам. Эти продувки доказали практическую возможность создания композиционных конструкций, способных сопротивляться дивергенции.

В 1980 году фирмы «Грумман», «Рокуэлл» и «Дженерал Дайнэмикс» разработали проекты самолетов с КОС и для обоснования предложенных конфигураций выполнили испытания моделей самолетов в аэродинамических трубах. После рассмотрения представленных проектов управление DARPA выдало в декабре 1981 года фирме «Грумман» контракт стоимостью 80 млн. долларов на постройку двух экспериментальных самолетов Х-29А.

Самолет был построен с использованием аэродинамической схемы «утка», с КОС и цельноповоротным передним горизонтальным оперением (ПГО), аэродинамически взаимодействующим с крылом. Крыло имело сверхкритический профиль К Mod. 2, разработанный фирмой «Грумман». Удлинение крыла – 3,9, относительная толщина у корня – 6,2, на законцовках – 4,9%, угол поперечного V – нулевой. Передний лонжерон крыла был выполнен из титанового сплава с применением электронной сварки и расположен вдоль линии 15% хорд. Задний лонжерон, расположенный вдоль линии 70% хорд, а также продольный и поперечный силовой набор изготовлены из алюминиевого сплава. Обшивка крыла выполнена из углепластика, максимальное число слоев которого составляло 156. По всему размаху крыла расположены трехсекционные двухсегментные зависающие элероны, обеспечивавшие «дискретное» изменение кривизны профиля.

Сборка первого Х-29

Фюзеляж полумонококовой конструкции был выполнен из алюминиевых сплавов. Фонарь кабины открывался с помощью гидроцилиндров вверх-назад. Кабина летчика герметизирована, оснащена катапультным креслом Мартин-Бейкер GR07A. По бокам фюзеляжа начиная от корня крыла располагались наплывы, которые заканчиваются отклоняемыми щитками для управления вихрями, сходящими с крыла. Щитки также могут использоваться для облегчения отрыва носового колеса при разбеге, увеличения подъемной силы при заходе на посадку и вместе с ПГО и зависающими элеронами для балансировки самолета. ПГО и киль выполнены из алюминиевых сплавов.

С целью снижения стоимости на самолете использованы передняя стойка шасси и носовая часть фюзеляжа самолета Нортроп F-5A, основные стойки шасси, силовые приводы, аварийный генератор и топливные баки от самолета «Дженерал Дайнмикс» F-16, гидравлические фильтры от самолета «Грумман» Е-2С.

Шасси трехопорное, с одноколесными стойками оснащено масляно-пневматическими амортизаторами фирмы «Менаско», колесами и пневматиками фирмы «Гудрич». Все стойки убирались поворотом вперед.

Воздухозаборники самолета – боковые, плоские. Двигатель «Дженерал Электрик» F404-GE-400 имел двухвальную схему и степень двухконтурности 0,34. Сопло – сходящееся-расходящееся имело сверхзвуковую скорость истечения реактивной струи. Топливо размещалось в двух мягких баках в фюзеляже и в баках– отсеках в корневой части крыла. Самолет также оснащался ВСУ, которая обеспечивала привод аварийных генераторов и гидронасоса.

На Х-29 была установлена цифровая электродистанционная система управления (ЭДСУ) с трехкратным резервированием фирмы «Ханиуэлл». Самолет изначально имел статически неустойчивую компоновку, что позволяло ему весьма интенсивно маневрировать. ЭДСУ обеспечивала искусственную устойчивость самолета, осуществляя согласованное отклонение ПГО, элеронов и фюзеляжных щитков.

Радиоэлектронное оборудование включало в себя пространственно-курсовую систему Литтон LR-80 и прочее навигационное оборудование, связную аппаратуру «Магнавокс» AN/ARC-164 дециметрового диапазона, систему опознавания «Теледайн» RT-1063В/АРХ-101V. На втором самолете была установлена инерциальная навигационная система.

Первый полет первого самолета состоялся 14 декабря 1984 года. Эта машина использовалась для первичной оценки летных и пилотажных характеристик самолета с КОС. Корреспонденты, широко освещавшие начало программы новой экспериментальной машины, были в восторге от необычного внешнего вида Х-29: привыкшим к виду реактивных самолетов с крылом прямой стреловидности дилетантам казалось, что маЩина летит задом наперед. Максимальная интенсивность полетов первого самолета достигала четырех полетов в день; в среднем проводилось восемь полетов в месяц. В полете достигались угол атаки 22,5°, скорость, соответствующая числу М=1,47, максимальная высота 15 500 м, перегрузка 6,4 (80% расчетной максимальной эксплуатационной) при выполнении форсированных разворотов. Расчетными режимами являлись полеты со скоростью, соответствующей числам М = 0,9 и М= 1,2 на высоте 9145 м.

Сборка первого Х-29. Обратите внимание на надпись «U.S. AIR FORCE», доставшуюся этому самолету от серийного F-5A

Испытания показали, что применение КОС может обеспечить улучшение на 20% характеристик самолета на околозвуковых скоростях (при М = 0,9). По заявлению летчика-испытателя Г. Уокера, объединение различных технических усовершенствований на самолете Х-29 привело к уменьшению на 35% лобового сопротивления при числе М = 0,9, аэродинамическое качество оказалось на некоторых режимах на 30 – 40% выше, чем у обычных американских истребителей с крылом прямой стреловидности. На дозвуковых скоростях характеристики были лучше на 15% в сравнении с прогнозировавшимися на основе продувок в трубах и расчетов на ЭВМ. Испытания показали, что КОС может выдерживать колоссальный скоростной напор без возникновения дивергенции.

Для обеспечения безопасности полета было предпринято снижение требований к пилотажным характеристикам самолета и разработана система управления полетом с большими запасами по расчетным критериям. В результате на начальном этапе испытаний комментарии летчиков были неблагоприятными: «Это истребитель с поведением в полете, как у бомбардировщика». Указывалось на несоразмерность усилий на ручке управления, требовались большие усилия и расходы ручки для выхода на большие углы и скорости тангажа. Реакция по тангажу была вялой с чрезмерным демпфированием и возможностью забросов, но реакция по крену оценивалась как плавная и предсказуемая. Правда, при выполнении боковых маневров отмечались забросы и по крену, тенденция к раскачке самолета летчиком.

Изменения, внесенные в программное обеспечение ЭДСУ, позволили снизить вдвое ход ручки в продольном направлении и уменьшить усилия на ручке по тангажу. В результате реакция самолета по тангажу значительно улучшилась: по отзывам Ч. Йигера, участвовавшего в программе Х-29, самолет стал больше похож на истребитель, не превосходный в пилотировании, но безусловно лучший, чем ранее. Доводка ЭДСУ оказалась одной из главных проблем и отняла много времени: ежегодно разрабатывалось в среднем 4 – 5 модификаций, внесение которых иногда приводило к большим перерывам в графике осуществления программы.

Самолет Х-29 N1 в полете

Самолет Х-29 N1 на посадке

Осенью 1988 года первый самолет Х-29 прошел серию испытаний для оценки боевой маневренности в рамках программы ВВС, предусматривающей разработку базы данных, которая позволила бы количественно определять и сопоставлять параметры маневренности самолетов.

Второй самолет Х-29, впервые взлетевший 18 мая 1989 года, использовался для исследований границы маневренности при полете на больших углах атаки. На нем было достигнуто довольно высокое значение утла атаки – 67 град. Потенциальный заказчик – ВВС США – производил оценку пригодности схемы «утка» с КОС и схемы с тремя поверхностями управления по тангажу – ПГО, рулевыми поверхностями крыла и фюзеляжными щитками для военных самолетов. Оценивалась способность самолета с КОС достигать высокой угловой скорости разворота и эффективности управления по крену на больших углах атаки. Самолет сохранял хорошую управляемость на углах атаки до 45 град.

Высказывались предложения по применению первого самолета Х-29 для экспериментального исследования ламинарного обтекания КОС, установке на самолет осесимметричного сопла с управляемым вектором тяги, дооснащению его системой управления вихрями в носовой части и разработке усовершенствованных методов и алгоритмов управления полетом, но впоследствии от использования Х-29 для проведения указанных испытаний было решено отказаться. Эти исследования осуществлялись на других машинах (Х-31, модифицированных F-16, F-18 и F-15). Также не были реализованы высказывавшиеся одно время предположения о создании боевого самолета с КОС. Причины этого заключаются в том, что аэродинамические преимущества от использования КОС, с точки зрения американцев, оказались не столь высоки, как ожидалось – отмеченная выше положительная оценка самолета Х-29 летчиком-испытателем носила скорее всего рекламный характер. В то же время в ходе реализации программы отмечались большие трудности при разработке ЭДСУ для самолета с КОС из-за сложности устранения перекрестных связей при управлении. Наконец, за время разработки и испытаний Х-29 сменились и акценты в требованиях к новым боевым самолетам: на первый план вышли пониженная заметность боевого самолета и сверхзвуковая крейсерская скорость полета при сохранении достаточно большой максимальной скорости. При установке КОС максимальные скоростные качества ухудшаются из-за повышенного волнового сопротивления на сверхзвуке.

Неосуществленный проект самолета F-16 с КОС

Все проблемы, связанные с противодействием дивергенции и сложностью законов управления, были успешно решены в девяностых годах в российском ОКБ им. П. О. Сухого, где был создан самолет С-37 «Беркут» с КОС и набором управляющих поверхностей, в целом схожим с Х-29. Но в отличие от чисто экспериментального американского летательного аппарата «Беркут» представляет собою «демонстратор технологии» для создания полноценной боевой машины.

Внешне два самолета Х-29 разнились минимально: носовая штанга второго самолета была оборудована тремя датчиками углов атаки, тогда как первый самолет имел только один датчик; выходное устройство системы кондиционирования кабины, расположенное сзади носового колеса, на втором самолете закрыто обтекателем; в нижней части киля второго самолета установлен противоштопорный парашют. Общая стоимость программы разработки и испытаний двух самолетов составила около 250 млн. долл. Программа испытаний первого самолета была завершена 2 декабря 1988 года после выполнения 254 полетов, второго самолета – 30 сентября 1991 года, после выполнения 120 полетов. Таким образом, общее число полетов обоих самолетов составило 374 – это больше, чем для любого другого американского экспериментального самолета серии «X». Оба самолета в настоящее время находятся на консервации в летно-исследовательском центре им. Драйдена.

Проекции самолета Х-29

Характеристики самолета Х-29

Размеры, м:

размах крыла 8,29

длина самолета со штангой ПВД 16,44

длина фюзеляжа 14,66

высота самолета на стоянке 4,36

размах ПГО 4,15

угол стреловидности крыла по передней кромке 30°

площадь крыла 17,54 м²

Экипаж 1 чел.

Двигатель: ТРДДФ Дженерал Электрик

F404-GE-400, 4800/7260 кгс

Массы и нагрузки, кг:

максимальная взлетная 8074

масса пустого самолета 6260

максимальный запас топлива 1804 кг

Летные данные:

максимальное достигнутое

число М полета 1,47

«Черная вдова» пятого поколения

Начиная с 1981 года в США велись исследования и проработки по программе ATF (усовершенствованный тактический истребитель). Первоначально на самолеты, создаваемые в рамках этой программы, возлагались в первую очередь задачи выполнения ударных операций, и в качестве вторичной функции – завоевание превосходства в воздухе. Особое внимание уделялось атакам наземных целей, находящихся на большом удалении от линии фронта. Однако в 1984 году требования к самолету резко изменились, он был переориентирован на решение задач завоевания превосходства в воздухе. Появление в СССР достойного соперника F-15 «Игл» истребителя Су-27, характеристики которого, безусловно, были по достоинству оценены аналитиками ВВС США, несмотря на весьма пренебрежительные оценки этой машины на страницах западной авиационной печати, потребовало ускоренного создания замены «Иглу».

В число основных требований к новому самолету вошли сверхзвуковая крейсерская скорость полета на нефорсажном режиме работы двигателей, малая заметность, возможность эксплуатации с ВПП длиной не более 915 м (вначале требовалась длина ВПП 455 – 610 м), повышенная маневренность на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях, высокая эффективность в воздушном бою, в частности – вне визуального контакта с воздушным противником. В то же время «ударные» требования были полностью исключены из спецификации ВВС США, которые справедливо считали, что важнейшая задача истребителя, ради которой можно пожертвовать остальными его функциями, – завоевание и удержание господства в воздухе.

В сентябре 1983 года семь американских фирм: «Боинг», «Дженерал Дайнэмикс», «Грумман», «Локхид», «Макдоннелл Дуглас», «Нортроп» и «Рокуэлл», приступили к формированию облика самолета ATF. 31 октября 1986 года было объявлено о выборе групп фирм «Локхид»/«Боинг»/ «Дженерал Дайнэмикс» и «Нортроп»/«Макдоннелл– Дуглас» для постройки конкурирующих демонстрационных самолетов YF-22 и YF-23 (по два самолета каждой группой фирм). Головными подрядчиками выступили, соответственно, Локхид и Нортроп, с которыми были заключены контракты на сумму по 818 млн. долларов. На одном из самолетов каждой группы фирм должен был быть установлен двигатель «Дженерал Электрик» YF120, на другом – «Пратт-Уитни» YF119 (двигатели также были разработаны по конкурсной программе).

Первый полет первого из двух самолетов YF-23 состоялся 27 августа 1990 года. В память о знаменитом двухбалочном ночном истребителе конструкции Джона Нортропа времен Второй мировой войны YF-23 получил собственное наименование «Блэк видоу 2» – «Черная вдова». Он отличался высокой степенью новизны, заложенной в конструкцию, на голову опережая по этому параметру своего конкурента, YF-22. Смелость экспериментирования при создании новых летательных аппаратов, как мы уже знаем, всегда была свойственна инженерам-разработчикам фирмы «Нортроп». «Черная вдова» выглядела беглецом из XXI века. Видимо, именно новизна проекта и оказалась причиной отказа от него. История достаточно банальная.

Истребитель YF-23 в полете

Истребитель YF-23

В соответствии с последними достижениями аэродинамики и технологии «Стеле» YF-23 имел интегральную аэродинамическую схему с ромбовидным в плане среднерасположенным крылом со срезанными законцовками и V-образным оперением. Разработчики сделали упор на улучшение сверхзвуковых характеристик и уменьшение радиолокационной, инфракрасной и визуальной заметности самолета. На YF-23 были применены малоотражающие внешние формы и радиопоглощающие материалы. Самолет имел в плане контуры, образованные прямыми линиями. В результате число направлений пика отражения радиолокационных волн было снижено до четырех, а на других ракурсах радиолокационная заметность самолета была снижена весьма значительно. Передние и задние кромки цельноповоротных хвостовых V-образных поверхностей были параллельны кромкам крыла в плане. Кромки всех створок и основных панелей обшивки, включая передние и задние кромки отсеков вооружения, задние кромки верхних створок сопел и хвостовой части фюзеляжа, имели зигзагообразную форму, соединениям подвижных и неподвижных элементов конструкции самолета также была придана специфическая форма для уменьшения отражения приходящего радиолокационного сигнала. С этой же целью фюзеляж– гондола, в которой размещались кабина летчика и отсек вооружения, имела шестигранное поперечное сечение. Фюзеляж, гондолы двигателей и крыло имели очень плавное сопряжение. Точно такое же решение было применено на бомбардировщике-«стелсе» Нортроп В-2 «Спирит».

В конструкции обоих истребителей, создававшихся по программе ATF, были использованы перспективные конструкционные материалы, в частности, полимерные композиты, композиты с металлической матрицей, алюминиево-литиевые сплавы. Наиболее широкое применение нашли полимерные композиты, доля которых (по массе) в конструкции планера опытного самолета YF-23 достигала 25%. Для применения в конструкции самолета изучался термопластичный материал на основе полиэфиркетонового связующего и углеродных волокон с индексом AS-4.

Крыло имело односекционные отклоняемые носки, а также элероны и закрылки, служащие также воздушными тормозами (при торможении внутренние поверхности отклонялись вниз, а внешние – вверх, вспомним конструкцию расщепляющихся элевонов на «летающих крыльях» Джона Нортропа). Удлинение крыла составляло 2,0, угол стреловидности по передней кромке составлял 40°, по задней кромке -40°, центральная хорда 12,22 м, концевая хорда – 1,01 м, сужение крыла – 12,1.

«Черная вдова II». Дозаправка в воздухе

От носа самолета вдоль его бортов к корневым частям крыла шли небольшие узкие боковые наплывы с внешней острой кромкой, при виде в плане образованной тремя прямыми линиями. Эти наплывы служили для генерирования вихрей при маневрировании на больших углах атаки, с целью предотвратить неуправляемое рыскание самолета. Кабина одноместная, располагалась высоко и была значительно вынесена вперед относительно крыла, что в сочетании с изогнутыми бортами кабины и кромкой лобового стекла обеспечивало летчику прекрасный обзор вперед-вниз и назад– вбок. Катапультируемое кресло Макдоннел Дуглас NACES II обеспечивало аварийное покидание самолета на стоянке и в полете на скорости до 1150 км/ч.

Стремление получить высокие характеристики на больших углах атаки обусловило широкое разнесение поверхностей V-образного оперения, наклоненных наружу на 45°, поворачивающихся целиком и обеспечивающих управление самолетом как по тангажу, так и по рысканию.

Трехопорное шасси с одноколесными стойками рычажной схемы было рассчитано на посадку без выравнивания с вертикальной скоростью 3,05 м/с. Передняя стойка убиралась поворотом вперед, основные – назад.

Два форсированных двухконтурных ТРД «Пратт– Уитни» F119-PW-100 с постоянной умеренной степенью двухконтурности являются дальнейшим развитием ставших классикой двигателей семейства F100. ТРДДФ первых серий имели максимальную статическую тягу 13 900 кгс, в дальнейшем возможно ее увеличение до 15 900 кгс.

Двигатель «Дженерал Электрик» F120 имел гораздо более интересную конструкцию. С целью оптимизации удельного расхода топлива на разных режимах полета F120 мог менять в полете степень двухконтурности: на дозвуке она была больше, на сверхзвуке – уменьшалась благодаря наличию створок перепуска воздуха между трактами компрессора и вентилятора. Но несмотря на безупречную работу, по стоимостным характеристикам да и по сложности конструкции двигатель Дженерал Электрик проигрывал изделию фирмы «Пратт-Уитни». Кстати, именно поэтому в дальнейшем именно F119 был выбран в качестве силовой установки для победившего в конкурсе ATF истребителя F-22.

Боковые подкрыльевые воздухозаборники двигателей трапециевидного сечения имели S-образные каналы для экранирования первых ступеней компрессоров двигателей – самых отражающих элементов конструкции любого самолета – от прямого облучения вражескими РЛС. Тракты заборников были изнутри покрыты радиопоглощающим материалом. Наклон боковых стенок воздухозаборников примерно соответствовал наклону поверхностей V-образного оперения. Сверху в передних корневых частях крыла располагались створки перепуска воздуха для регулирования режима работы воздухозаборников.

YF-23 в полете

Сопла двигателей были плоскими. Несмотря на потери тяги от неоптимальной формы сопел, такая форма значительно снижала заметность самолета. Системы управления вектором тяги в отличие от самолета F-22 предусмотрено не было: подвижной выполнили лишь верхнюю створку сопла. Она использовалась для регулирования площади проходного сечения сопла и для реверса тяги на посадке. Реактивные струи из сопел истекали сверху хвостовой части фюзеляжа между консолями оперения над плоской поверхностью, подавлявшей инфракрасное излучение и дополнительно экранировавшей двигатели от прямого наблюдения сзади. Система управления вектором тяги, необходимая построенному по классической аэродинамической схеме F-22, на F-23 представлялась дорогим, тяжелым и ненужным излишеством: схема с V-образным сильно разваленным оперением, не теряющим эффективности ни на малых скоростях, ни на больших углах атаки, позволяла «Черной вдове» выполнять интенсивные маневры и с неподвижными соплами. Требовалось лишь разработать соответствующие законы управления.

На самолете была установлена цифровая ЭДСУ с волоконно-оптическими линиями передачи данных и с центральной ручкой управления в кабине летчика. Архитектура бортового комплекса серийного самолета должна была включать в себя мощнейший многократно резервированный бортовой IBM-совместимый компьютер, который взял бы на себя функции множества бортовых систем, в том числе ЭДСУ, системы жизнеобеспечения, управления навигационным комплексом, системой связи, обнаружения и опознавания целей, управления вооружением, силовой установкой, системой постановки активных и пассивных помех и т. п. Фактически летчик полностью изолировался непосредственно от органов управления самолетом: он лишь должен был давать команды бортовому компьютеру, а тот – управлять самолетом по собственному усмотрению. Кстати, в настоящее время эта архитектура (хороша она или плоха – покажет время) реализована на серийных F-22. По мере совершенствования элементной базы компьютера платы и целые блоки в электронном мозгу самолета должны заменяться на более совершенные.

Для получения данных о воздушной скорости, барометрической высоте, сносе, угле атаки и т. п. самолет был оборудован многофункциональными штангами ПВД по бокам носовой части фюзеляжа. Сбоку и снизу носовой части имелись также несколько отверстий для невыступающих датчиков воздушного давления. Фирма «Нортроп» разработала систему, способную получать все необходимые воздушные параметры с помощью невыступающих датчиков, даже в сверхзвуковом полете. Штанги ПВД предполагалось использовать для проверки невыступающих датчиков и затем вообще демонтировать для понижения заметности. Предполагалось использование на серийном самолете средств защиты оборудования и летчика от лазерного оружия, в частности поляризации остекления кабины.

В состав целевого оборудования серийного. F-23 должен был входить мощный радиолокатор с многочисленными фазированными антенными решетками (ФАР), «размазанными» по кромкам фюзеляжа, крыла и оперения. В результате самолет имел бы круговой радиолокационный обзор на дальностях до 70 – 90 км. Но применение в бою активной радиолокации сильно демаскирует самолет, поэтому основную ставку создатели бортового комплекса «Черной вдовы» делали на пассивные датчики, улавливающие излучение вражеских РАС, а также на тактическую развединформацию, поступающую в реальном масштабе времени от спутников и самолетов АВАКС и JSTARS. Таким образом, истребитель пятого поколения был призван стать одним из элементов информационнобоевого поля, ориентированным не на одиночные действия, а на игру «в команде». Сигналы, поступившие от пассивных датчиков и от внешних источников, должны были обрабатываться бортовым компьютером и выдаваться летчику уже в виде списка целей с отметками их местоположения, приоритетности в соответствии с полетным заданием и степенью потенциальной угрозы, указанием типа летательного аппарата и его национальной принадлежности. Летчик должен был лишь выбрать цель и осуществить по ней пуск ракеты с активным радиолокационным или пассивным инфракрасным наведением.

Самолет мог нести до восьми управляемых ракет класса «воздух-воздух» AIM-120 AMRAAM средней дальности и AIM-9 «Сайдуиндер» малой дальности в различных комбинациях в соответствии с полетным заданием. Ракеты размещались в тандемно расположенных в фюзеляже внутренних отсеках вооружения, закрывающихся двумя большими створками длиной более 5 метров. Перед пуском ракеты должны были выталкиваться из отсека с помощью гидравлических направляющих – толкателей. Планировалась также установка встроенной пушки – варианта шестиствольной М61А1, хорошо зарекомендовавшей себя в ВВС и на флоте, с удлиненным блоком стволов. Пушка на прототипах не устанавливалась. Возможные варианты ее размещения предусматривали установку в нижней части носового конуса, перед кабиной летчика либо в корне левого крыла. На четырех внешних узлах подвески могло устанавливаться существующее вооружение или топливные баки для перегоночных полетов. «Черная вдова» проектировалась исключительно как перехватчик и истребитель воздушного боя, так что подвеска бомб или ракет класса «воздух-земля» вообще не рассматривалась.

YF-23

В процессе демонстрационно-оценочных испытаний оба прототипа «Черной вдовы» до конца 1990 года налетали 65 часов в 50 полетах. Были достигнуты максимальное число М = 1,8 на высоте 15 240 м и крейсерское бесфорсажное число М= 1,6. Самолет показал прекрасные маневренные характеристики, превзойдя своего конкурента по устойчивости и управляемости на больших углах атаки и на сверхзвуке. После отказа ВВС от «Черной вдовы» программа была полностью свернута, несмотря на положительные оценки самолета мировой авиационной прессой и некоторыми представителями Пентагона. Выбор прототипа истребителя пятого поколения фирм «Локхид» и «Боинг» объясняется несколькими факторами: во-первых, консерватизмом мышления военных, всегда предпочитавших самолет, имеющий более привычный вид разного рода «футуризмам»; во-вторых, финансовое положение фирмы «Локхид» было не в пример хуже, чем у «Нортропа», к моменту начала работ над «Вдовой» уже имевшего в своем портфеле весьма дорогостоящий контракт на разработку стратегического бомбардировщика В-2. И, наконец, в-третьих, «Вдова», как самолет с гораздо более высоким коэффициентом новизны, несмотря на свою очевидную перспективность, требовал на свою доработку до серии гораздо больших финансовых затрат. Оба опытных самолета после отказа от программы были переданы НАСА для исследований калибровки нагрузок. В настоящее время оба они находятся в авиационных музеях в летнопригодном состоянии.