Особенности конструкции самолета F/A-18A/B/C/D

Самолет выполнен по нормальной аэродинамической схеме со среднерасположенным трапециевидным крылом. Планер рассчитан на ресурс 6000 ч с 2000 взлетов с использованием катапульты и 2000 посадок с использованием задерживающего крюка. Конфигурация системы крыло-фюзеляж выбрана в соответствии с дифференциальным правилом площадей, предусматривающим уменьшение площади поперечных сечений фюзеляжа над крылом и увеличение площади под крылом.

Крыло многолонжеронное, складывается по линиям, проходящим через внутренние хорды элеронов с поворотом консолей на 90 град. Угол обратного поперечного V крыла 3 град., удлинение 3,5, профиль симметричный серии NACA 65-А с относительной толщиной 5% (линия максимальной толщины проходит по серединам хорд), корневая/ концевая хорда 4,04/1,68 м. На крыле установлены отклоняемые носки по всему размаху (максимальный угол отклонения 30 град, площадь 4,50 м2, относительная хорда 18%), однощелевые закрылки (45 град., 5,75 м2, 28%) и зависающие элероны (45 град., 2,27 м2). Носки и закрылки отклоняются автоматически в зависимости от угла атаки и числа М для повышения маневренности самолета в бою и аэродинамического качества в крейсерском полете. Механизация разрабатывалась из условия получения требуемых подъемной силы и углового положения самолета при заходе на посадку (угол атаки около 8 град.) и посадке (14 град, в момент касания палубы). Крыло первых самолетов имело уступы по передней кромке, от которых позднее было решено отказаться.

Одной из отличительных особенностей самолета является наличие наплывов большой площади (5,55 м2) и сложной формы в плане перед корневыми частями крыла. Наплывы создают вихревую подъемную силу и обеспечивают полет самолета на больших углах атаки. Между наплывами и фюзеляжем имеется щель для отвода пограничного слоя фюзеляжа от воздухозаборников. В ходе эксплуатации отмечались повышенные напряжения в хвостовой части фюзеляжа и корневой части килей вследствие воздействия на них вихрей, и с 1988 г. на F/A-18С флота США сверху наплывов устанавливаются небольшие вертикальные гребни, которые служат для модификации сходящих с наплывов вихрей с соответствующим уменьшением усталости конструкции и улучшением путевого управления на углах атаки выше 45 град.

Фюзеляж типа полумонокок. Отсек кабины летчика имеет безопасно повреждаемую конструкцию. Кабина герметическая с системой кондиционирования и кислородной системой. Фонарь открывается назад-вверх. Катапультируемое кресло Мартин-Бейкер SJU-5/6 обеспечивает покидание самолета на стоянке. Сверху хвостовой части фюзеляжа между килями расположен воздушный тормоз.

Хвостовое оперение стреловидное. Дифференциальный цельноповоротный стабилизатор имеет угол обратного поперечного V, равный 2 град. Вертикальное оперение с двумя отклоненными наружу на 20 град, килями смещено вперед относительно стабилизатора для вывода его из зоны аэродинамической тени от крыла и стабилизатора на больших углах атаки. На взлете и посадке оба руля направления отклоняются внутрь для создания дополнительного момента на кабрирование и балансировку самолета с поднятым носом. Размах стабилизатора 6,58 м, расстояние между концами килей 3,60 м, площадь стабилизатора 8,18 м2, килей 9,68 м2, рулей направления 1,45 м2.

Самолет выполнен в основном из алюминиевых сплавов (доля по массе 49,6%), используются также сталь (16,7%), титановые сплавы (12,9%), КМ (590 кг, 9,9%) и другие материалы (10,9%). Все поверхности управления, хвостовое оперение и закрылки имеют слоистую конструкцию с сотовым алюминиевым заполнителем и обшивкой из эпоксидного углепластика. Часть обшивки крыла и крышки смотровых люков фюзеляжа также выполнены из углепластика. Носки стабилизатора и килей изготовлены с применением титановых сплавов.

Шасси трехопорное с одноколесными основными и двухколесной передней стойками. Передняя стойка управляемая (поворачивается при рулении на угол от +75 до -75 град), убирается вперед, основные - назад с поворотом колес на 90 град, в ниши под каналами воздухозаборников. Пневматики носовой стойки 20-слойные, имеют размеры 559x168-254 мм и давление 24,6 кгс/см2и 10,5 кгс/см-при эксплуатации соответственно с авианосца и наземной ВПП, пневматики основных колес 24-слойные с размерами 762x292-368 мм и давлением соответственно 24,6 кгс/см2 и 14,1 кгс/см2. На передней стойке расположен кронштейн для крепления к челноку катапульты. В хвостовой части фюзеляжа установлен тормозной гак.

Силовая установка. На YF-17 были установлены двигатели YJ101 с форсированной/нефорсированной тягой 6800/4290 кгс, со степенью двухконтурности 0,20 и с полной степенью повышения давления более 20. Разработка YJ101 была начата фирмой Дженерал Электрик в 1971 г. на собственные средства. Для F/A-18 на его основе был создан ТРДЦФ F404-GE-400 модульной конструкции. Это двухвальный двигатель с трех- и семиступенчатыми компрессорами соответственно низкого и высокого давления, одноступенчатыми турбинами низкого и высокого (с охлаждаемыми лопатками) давления и кольцевой камерой сгорания. Сопло суживающееся-расширяющееся регулируемое. Система управления двигателем электрогидромеханическая. Степень двухконтурности 0,34, полная степень повышения давления 25, расход воздуха 64,4 кг/с, длина двигателя 4,03 м, максимальный диаметр 0,88 м, сухая масса 989 кг. Двигатели разделены титановой противопожарной перегородкой. Воздухозаборники боковые полукруглые нерегулируемые расположены под корневыми наплывами крыла. Отсекатель пограничного слоя выступает перед каждым воздухозаборником примерно на 1 м и отводит пограничный слой фюзеляжа, направляя его вверх и вниз от воздухозаборника, непосредственно перед воздухозаборником отсекатель имеет перфорацию, через которую отводится собственный пограничный слой отсекателя. Плоскость отсекателя составляет угол 5 град, с направлением невозмущенного потока и обеспечивает предварительное сжатие воздуха при сверхзвуковых скоростях.

С 1992 г. самолеты ВМС и корпуса морской пехоты США поставляются с двигателями F404-GE-402 с тягой по 7980 кгс. Эти же двигатели установлены и на кувейтских самолетах.

Топливо (JP5) размещается в протестированных фюзеляжных и крыльевых баках общей емкостью 6060 л. Возможна подвеска до трех сбрасываемых баков по 1250 л (на внутренних подкрыльных и центральном подфю-зеляжном узлах). Канадские самолеты могут нести три ПТБ по 1818 л. С правого борта в носовой части фюзеляжа установлена убирающаяся штанга для дозаправки топливом в полете. На F/A-18C/D применена система балансировочной перекачки топлива.

Целевое оборудование. Самолеты F/A-18A/B и F/A-18C/D ранних серий оснащены и мпул ьсн о-д опл е ро некой многофункциональной БРЛС Рейтеон AN/APG-65. Станция способна сопровождать на проходе до 10 воздушных целей (с выводом информации о восьми из них на кабинный индикатор).

БРЛС может обнаруживать воздушные цели класса "истребитель" (ЭПР=3 м2) в передней полусфере (как в свободном пространстве, так и на фоне земли) на дальности 50 - 60 км и в задней полусфере на фоне земли - на дальности 35 - 40 км. Надводные цели могут обнаруживаться на удалении до 120 - 150 км. Станция имеет щелевую антенную решетку с углом обзора по азимуту +/-60 град.

На последних серийных F/A-18C/D с мая 1994 г. устанавливается более совершенная БРЛС Рейтеон AN/APG-73, являющаяся глубокой модернизацией предыдущей станции и обеспечивающая одновременное наведение на различные цели до четырех ракет AIM-120 AMRAAM. Станция AN/APG-73 должна устанавливаться и на самолетах F/A-18 более раннего выпуска в ходе их модернизации.

Вместо УР "Спэрроу" под фюзеляжем могут подвешиваться контейнеры Мартин-Мариетта AN/ASQ- 173 с лазерным подсветчиком цели, Рейтеон AN/AAR-50 с тепловизионной навигационной системой или Лорал AN/AAS-38 с тепловизионной прицельной системой. Кроме того, летчики ночных ударных самолетов оснащаются очками ночного видения (освещение кабины имеет зелено-синий оттенок для совместимости с очками).

Самолет оснащен инерциальной навигационной системой Литтон AN/ASN-130. С 1993 г. она дополняется приемником системы глобального позицирования (GPS). В рамках модернизации самолета предусмотрена замена системы AN/ASN-130A на новую ИНС Литтон AN/ASN-139, выполненную на кольцевых лазерных гироскопах.

Имеется аппаратура радиотехнической системы автоматического захода на посадку на палубу авианосца ALCV, обеспечивающая возможность всепогодного применения истребителя.

Для использования противорадиолокационных ракет типа HARM с 1996 г. на самолеты устанавливается система точного определения координат РЛС противника и выдачи целеуказания ракетам.

В кабине самолетов F/A-18A/B/C/D установлено три многофункциональных монохромных индикатора на ЭЛТ (на центральный индикатор при помощи специальной оптической системы может проецироваться слайд с подвижной картой местности). На ночных вариантах самолета F/A-18C/D установлен центральный цветной индикатор, на который выводится цифровая карта местности.

Общесамолетные системы. Система управления полетом - цифровая квадруплексная электродистанционная, имеются прямая резервная электрическая проводка ко всем поверхностям управления и резервная механическая проводка (по каналам тангажа и крена) к стабилизатору. Органами продольного управления служат симметрично отклоняемые консоли стабилизатора, поперечного управления - элероны и дифференциально отклоняемые консоли стабилизатора, путевого - рули направления. В 1981 г. по результатам летных испытаний, начиная с 28 самолета, были увеличены размах и площадь элеронов, введено дифференциальное отклонение носков крыла и закрылков совместно с элеронами для увеличения скорости крена до 180 - 220 град./с. Предусмотрены система улучшения устойчивости и управляемости (на некоторых режимах самолет статически неустойчив), средства повышения сопротивляемости сваливанию и штопору, в частности, автомат перекрестной связи между отклонением органов поперечного и путевого управления. ЭДСУ отличается высокой надежностью: по заявлению фирмы Макдоннелл Дуглас к началу 1992 г. резервная механическая система управления ни разу не была использована по своему прямому назначению и не было ни одного случая посадки с отказавшей цифровой системой. Самолеты ВМС США могут осуществлять автоматическую посадку на палубу авианосца с использованием корабельной системы управления.

В ходе испытаний самолета F-18 HARV (без системы отклонения вектора тяги и дополнительных органов управления) достигался угол атаки 55 град. Однако, хотя исходный самолет F/A-18 и может быть сбалансирован на таком угле атаки, он не управляем в этом режиме: эффективность рулей направления теряется при угле атаки 45-50 град, из-за аэродинамического затенения оперения крылом, максимальная угловая скорость крена при отклонении элеронов падает до величины менее 30 град./с при угле атаки более 20 град.

Гидросистема состоит из двух независимых систем с рабочим давлением 210 кгс/см2, рассчитана на работу в диапазоне температур от -40 град. С до +135 град. С и обеспечивает привод закрылков, органов управления и шасси. Максимальная подача рабочей жидкости 212 л/мин. Система электроснабжения фирмы Дженерал Электрик.

Вооружение. Самолет оснащен встроенной пушкой М61А1 "Вулкан" (20-мм, 4000 и 6000 выстр./мин., 570 снарядов), установленной в носовой части фюзеляжа с блоком стволов, расположенным сверх)' РЛС.

Имеется девять узлов внешней подвески (по одному на концах крыла, по два под каждой консолью и три фюзеляжных). Нормальная боевая нагрузка при сопровождении ударных самолетов включает две УР AIM-9M "Сайдуиндер" на концах крыла и две УР AIM-7M по бокам воздухозаборников. На F/A-18C/D (после 1993 г.) вместо AIM-7M может подвешиваться до шести УР средней дальности с активным радиолокационным самонаведением AIM-120 AMRAAM (вариант: 10 УР AIM-120 и две AIM-9M "Сайдуиндер").

К 2010 г. вооружение истребителя может быть дополнено новой высокоманевренной ракетой ближнего воздушного боя AIM-9X.

Для решения ударных задач самолет может нести корректируемые авиабомбы с лазерным полуактивным GBU-10 и -12, обычные авиабомбы Мк.82 (до 27) и Мк.84, разовые бомбовые кассеты CBU-59, УР AGM-65F "Мейврик" (до четырех) с тепловизионной ГСН, противокорабельные УР AGM-84 "Гарпун", противорадиолокационные УР AGM-88 HARM, контейнеры с НАР.

С 1999 г. самолеты оснащаются тактическими крылатыми ракетами SLAM-ER. В ближайшей перспективе истребитель должен получить также корректируемые авиабомбы с инерциально-спутниковым наведением типа JDAM, а также планирующие авиабомбы GBU-154 JSOW.