Сверхзвуковые самолеты

Описание самолета. F-16 представляет собой моноплан классической схемы со среднерасположенным многолонжеронным крылом, состоящим из двух частей: основной (трапецеидальной формы с прямолинейной передней кромкой) и центропланной части с удлиненным наплывом, имеющим криволинейную переднюю кромку. Применение наплыва (исследовано ~ 50 различных конфигураций) и плавного сочленения крыла и фюзеляжа с плоской нижней частью позволило создать несущую поверхность с небольшим удлинением, которая может эффективно работать на углах атаки, превышающих критический для основной трапециевидной части крыла. Это вместе с механизацией крыла обеспечивает устойчивость и управляемость самолета при углах атаки до ~ 30°. Максимальный коэффициент подъемной силы при этом составляет ~ 1,9. Увеличение за счет наплыва несущей поверхности на 10% позволяет увеличить подъемную силу при высокой полетной скорости на 50%. Выполненные из профилей NACA 64А-204 основные трапециевидные части крыла имеют угол стреловидности передней кромки 40° и прямую заднюю кромку. Механизация крыла состоит из носовых щитков (вдоль всего размаха) и зависающих элеронов, занимающих около 2/3 размаха консолей. Носовые щитки с хордой, составляющей 30% концевой и 18% корневой хорды крыла, и зависающие элероны (первые отклоняются на 25°, а вторые-на 20°) при взлете и посадке управляются вручную, а во время полета – автоматически, обеспечивая изменение кривизны профиля крыла в зависимости от числа Маха и угла атаки.

Управление самолетом осуществляется с помощью зависающих элеронов, управляемого дифференциального стабилизатора и классического вертикального оперения, дополненного двумя подфюзеляжными килями. При полетах со сверхзвуковыми скоростями горизонтальное оперение создает дополнительную подъемную силу. F-16, по всей вероятности, является первым самолетом, спроектированным с самого начала с цифровой электродистанционной системой управления и полностью использующим преимущества автоматического активного управления. Управление креном и тангажом осуществляется с помощью рукоятки, расположенной на правом подлокотнике катапультируемого сиденья, которая с помощью четырехкратно резервированной электрической системы соединяется с исполнительными механизмами. Иными словами, в самолете не используется обычная ручка управления и механическая трансмиссия, соединяющая рукоятку с управляемыми рулями.

Освободившееся место между коленями пилота используется для размещения выдвижного приборного щитка. Управление самолетом осуществляется по сигналам, величина которых определяется усилием пилота на рукоятке управления, а не амплитудой ее отклонения. При снятии усилия рукоятка автоматически возвращается в нейтральное положение. В системе управления используется ЭВМ, которая оптимизирует пилотирование и ограничивает маневры, не допуская потерю управляемости, превышение угла атаки более 25,3° и перегрузки больше 9.

Сплюснутый снизу фюзеляж состоит из носовой части с кабиной пилота (в модификации F-16B пространство для второй кабины выделяется за счет уменьшения емкости топливного бака) и главной части. Фюзеляж выполнен в соответствии с правилом площадей. Кабина оснащена бескаркасным, выступающим за обводы фюзеляжа каплевидным фонарем, откидываемым вверх-назад, обеспечивающим обзор на 360° в горизонтальной плоскости и вниз под углом 15°. Катапультируемое сиденье позволяет покидать кабину на нулевой высоте и в диапазоне скоростей от 0 до 1100 км/ч. Для уменьшения воспринимаемых пилотом перегрузок во время полета кресло пилота наклонено под углом 30° (обычно принимается угол наклона в диапазоне 13-18°). Хвостовая часть фюзеляжа заканчивается четырехсекционными тормозными щитками, отклоняемыми вверх и вниз на 60°. Шасси – трехстоечное, с одинарными колесами. Передняя стойка шасси убирается назад (при одновременном повороте колеса на 90°), а главные – вперед. Главные стойки крепятся к фюзеляжу и убираются вовнутрь. Около 80% деталей шасси взаимозаменяемы.

Рис. 2.179. Проекции истребителя YF-16.

Конструкция планера рассчитывалась на эксплуатацию в течение 15 лет и возможность последующей модификации в случае необходимости. В связи с этим планер имеет модульную конструкцию, которая позволяет производить замену отдельных узлов на новые. 80,1% массы планера составляют детали из сплавов алюминия, 4%-из стали, 3,7%-из сплавов титана, 3,4%-из композитов и 8,8%-из других материалов. При массе 10 205 кг он рассчитан на эксплуатационную перегрузку 9,0.