Авиация и космонавтика 1998 01 - [11]
Сборка первого "Рэптора" F-22
Выкатка еще не окрашенного F-22 из ангара
В ходе модернизации, вызванной потребностью в увеличении боевой живучести (ранее разрабатывающаяся цель-нокомпозитная конструкция в ходе испытаний оказалась не способной выдержать разрыв снаряда в крыльевом баке-отсеке) пришлось третий композитный лонжерон крыла заменить на титановый.
ФЮЗЕЛЯЖ имеет сравнительно большой объем, обеспечивающий размещение вооружения и топлива для длительного полета. Нижняя поверхность фюзеляжа выполнена плоской. В нижней части фюзеляжа расположен основной грузоотсек, еще два отсека для размещения ракет класса воздух-воздух малой дальности размещены по бокам фюзеляжа, непосредственно за воздухозаборником.
Кабина летчика имеет беспереплетный фонарь с радиопрглощающим покрытием и оборудована модифицированным катапультным креслом ACTS II (летчик снабжен усовершенствованным противоперегрузочным костюмом TLSS с системой дыхания под избыточным давлением). Остекление фонаря обеспечивает обзор вперед-вниз на угол -15°.
ВЕРТИКАЛЬНОЕ ОПЕРЕНИЕ -двухкилевое, кили наклонены во внешнюю сторону на угол 28° и снабжены рулями направления. Их стреловидность по передней кромке - прямая (+22,9°), по задней - обратная (-22,9°). ›
ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ОПЕРЕНИЕ - цельноповоротное, угды стреловидности соответствуют углам стреловидности крыла.
ШАССИ - трехопорное, с носовым колесом. Разработано фирмой Менаско. Оно обеспечивает посадку с вертикальной скоростью 3,05 м/с. Все стойки -одноколесные. Основные стойки убираются в ниши, расположенные в боковой поверхности фюзеляжа, носовая стойка убирается в фюзеляж поворотом вперед. Створки отсеков шасси имеют пилообразные кромки, способствующие снижению радиолокационной заметно-сти.
КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИЯ. В конструкции планера истребителя F-22A применены два титановых сплава - Ti6-2-2-2-2 и Ti6-4. Последний впервые использован в виде горячих изостатических штамповок - обтекателей приводов фла-перонов, элеронов и рулей направления, зализов крыла и окантовок воздухозаборников. Их производит фирма Хау-мет. Все они воспринимают большие нагрузки. Горячая изостатическая штамповка закрывает микротрещины в поверхности детали и увеличивает ее прочность. Спецтермозакалка снижает различия в свойствах деталей, поставляемых разными подрядчиками.
Хвостовые балки, воспринимающие нагрузки на кручение и термические нагрузки, выполнены из сплава Ti6-4, упрочненного электронным пучком. Дополнительное упрочнение производится в вакуумной камере струей воздуха в ходе процесса, управляемого компьютером и позволяющего равно упрочнить балку со всех сторон (ранее было возможно упрочнение лишь прямолинейных поверхностей).
Титан также применен в четырех из семи фюзеляжных силовых шпангоутах (прецезионные отливки, фирма Уаймэн-Гордон). Титановые сотовые заполнители имеются в конструкции створок двигательного отсека. Их производит фирма Pop. Соты соединяются с обшивкой путем диффузионного склеивания. Титановые решетки отверстий забора воздуха, необходимые для снижения ЭПР имеют сотни прецезионно прорезанных гидроабразивной струей отверстий.
Алюминий применен исключиельно в виде коррозионноустойчивых сплавов. Силовой шпангоут, соединяющий носовую и среднюю части фюзеляжа, является наиболее сложной алюминиевой деталью - длина его составляет 5,5 м при переменном поперечном сечении. Для этой детали был подготовлен специальный режим термообработки.
Наиболее сложными в изготовлении алюминиевыми деталями являются посадочные места под БРЭО - допуск на основной размер не превышает 0,05 мм. Через эти детали проходят трубки подачи охлаждающей БРЭО жидкости, которые не должны давать течь даже при перегрузке в 9 единиц.
Углеволоконные композиты используются в панелях обшивки, промежуточных лонжеронах крыла, несиловых шпангоутах и прочих узлах. Используются три типа связующего - бисмальа-мидное, эпоксидное и термопластичное. Первые применены там, где необходима высокая прочность и жесткость при высокой температуре. В обшивочных панелях композитные пластины применены в "сэндвичном" сочетании с сотами.
Термопластичные углепластики (их доля по массе составляет лишь 1 %, хотя первоначально предполагалось, что она будет равняться 27-28%) применяются там, где нужна жесткость - в конструкции шасси, створок отсека вооружения и т.д.
Наиболее ответственной композитной деталью является ось навески горизонтального оперения, бывшая на прототипе - YF-22 -титановой. Композитная деталь стоит дороже, но весит меньше. Она производится по технологии направленной выкладки волокон основы фирмой Аллайэнт Тексистемз. Поперечное сечение по трехметровой длине оси меняется от круга до прямоугольника. В ходе технологического процесса нити основы наматываются на болванку в 426 слоев (толщина около 65 мм). Технологический процесс производства оси занимает 60 дней. По словам технологов фирмы-изготовителя, удвоение толщины намотки уменьшит это время вдвое.
F-22A является самолетом, собранным из "цельноформованных" элементов, благодаря чему удалось избавиться от нескольких тысяч технологических ступеней. Решение фрезеровать шпангоуты самолета из плит, а не из поковок, также сократило время на внесение изменений в конструкцию. Для изменения процесса ковки может потребоваться до двух лет, а на перепрограммирование фрезерного станка с ЧПУ -два дня. Это облегчило труд проектировщиков, когда выяснилось, что нагрузки на входные устройства воздухозаборников превышают расчетные и необходимо усиливать планер. Хотя комплектующие для первых двух опытных самолетов были уже готовы, но оперативно проведенная корректировка позволила внести изменения в конструкцию третьего предсерийного истребителя.
