Новая тема Ответить
 
Опции темы Поиск в этой теме Опции просмотра
Старый 27.04.2017, 17:06 #1   #1
ezup
ezup вне форума
Чебуралиссимус
По умолчанию Истребитель F-104 Starfighter против МиГ-21
ezup
ezup вне форума



Благодаря стараниям СМИ, за F-104 Starfighter закрепилась репутация неудачного самолета. Одни прозвища чего стоят: «летающий гроб», «мужеубийца», «делатель вдов» и тд. Считается, что воздушные бои с МиГ-21 он безнадежно проигрывал. Однако далеко не везде отношение к F-104 было негативным. Например, в Пакистане он получил вполне вменяемое прозвище «хулиган». Канадские летчики его иногда называли «летающий фаллос», что, согласитесь, намного лучше, чем «летающий лом», а именно так называли в свое время МиГ-21. F-104 Starfighter и МиГ-21 были ровесниками, оказавшимися в передовых рядах противостояния периода «холодной войны». Пытаясь выяснить, какой из этих двух самолетов лучший, идти путем прямого сопоставления их технических характеристик было бы неверно. Ведь оба истребителя выполняли достаточно широкий круг боевых задач, и если один самолет по какому-то важному параметру имел превосходство, то это еще ничего не означает. Вполне возможно, что таких характеристик ему вполне хватало для выполнения задачи.



Начнем с двигателей. Проектируя ТРД, американские и советские конструкторы увеличивали тягу своих изделий путем повышения степени сжатия воздуха в компрессоре. Американцы добивались заданной величины добавлением ступеней, доведя их количество на J79 аж до 17 штук. Но дело свое они «добре знали», и степень сжатия у этого монстра дошла до рекордных 12-ти. Это лучший в мире показатель для того времени. Понятно, что побочным результатом стал рост габаритов и массы двигателя. Александр Микулин пошел абсолютно другим путем. На своем АМ-11 он применил так называемый сверхзвуковой компрессор. В нем, благодаря специальному профилю лопаток, воздушный поток между ними двигался быстрее скорости звука. Ступеней у него всего 6 (первые 4 сверхзвуковые), но при этом Микулину удалось добиться степени сжатия 8,6, сделав двигатель меньше и легче американского. Однако и у ТРД Микулина были серьезные недостатки. От сверхзвукового компрессора очень трудно добиться устойчивой работы. Кроме того, его лопатки подвергались сильным нагрузкам, и даже небольшие забоины могли привести к их разрушению.

Совершенно разными путями пошли конструкторы как в вопросе обеспечения устойчивости работы двигателя, так и в борьбе с помпажом. У J79 для устойчивости работы применялись поворотные направляющие лопатки компрессора. Это очень сложная и дорогая система. На двигателе Микулина был применен двухкаскадный компрессор, который не требовал каких-либо особых устройств. Все регулирование обеспечивало вращение роторов низкого и высокого давления с разными скоростями. В целом, более совершенным считается тот двигатель, у которого заданная тяга достигается при минимальных массе и расходах топлива и воздуха. Причем каждый лишний килограмм массы двигателя вызывает увеличение массы самолета примерно на 3 кг Конструктивный уровень совершенства двигателя можно определить по его удельной массе - отношению массы к максимальной тяге. Чем она меньше, тем лучше. Как видно из таблицы, лучшим получается двигатель А. Микулина.

Для обслуживания двигателя и гидросистемы у МиГ-21 было предусмотрено более десятка лючков небольшой площади, что затрудняло работу техников. Доступ к двигателю и элементам гидросистемы у F-104 был проще. Снизу фюзеляжа американского истребителя стояла большая откидная панель, на внутренней поверхности которой размещалась значительная часть гидравлики. Размеры силовой установки и требования по дальности полета во многом определили габаритные размеры самолетов. Оба истребителя имели цилиндрический фюзеляж с большим удлинением, среднерасположенное крыло и однокилевое оперение. Именно такой вид летательного аппарата обеспечивал низкое лобовое сопротивление и выход на большие скорости.

Верхнее расположение стабилизатора на F-104 (работал как концевая шайба) позволило поставить на самолет небольшой киль, площадью 3,6 м, площадь же киля у МиГ-21 ПФ больше - 4,45 м. На обоих самолетах не использовалось так называемое «правило площадей». В СССР в то время оно было еще неизвестно, а Джонсон отказался от «правила» сознательно, ведь на его самолете стояло очень тонкое крыло, которое практически не нарушало распределения площадей поперечных сечений. Таким образом, можно говорить о некоем едином подходе к проектированию у Джонсона и Микояна. Преодоление звукового барьера и дальнейший разгон у их самолетов производились только за счет большой тяги силовой установки, что негативным образом отражалось на расходе топлива и ресурсе двигателей. По максимальному аэродинамическому качеству F-104А незначительно превосходил МиГ-21: 8,25 против 8. Так что оба истребителя очень похожи по аэродинамическим характеристикам. Конечно, подъемная сила крыла у F-104 была меньше, но этот недостаток компенсировался существенно меньшим лобовым сопротивлением и системой СПС.

Еще один важный параметр конструктивного совершенства самолета - плотность компоновки (отношение массы планера к его объему). У «Старфайтера» он составляет 310 кг/м тогда как у МиГ-21 - только 200 кг/м. Худший показатель «МиГа» объясняется его лобовым воздухозаборником и воздушным каналом, который прошивал весь фюзеляж, съедая и без того его небольшой полезный объем. Проигрывает «МиГ» и по относительному объему топливных баков (отношение их объема к объему самолета): около 0,11 против 0,17. По этому показателю «Старфайтер» превосходит даже истребитель следующего поколения МиГ-23 (0,15). На F-104A и МиГ-21ПФ заправка топливных баков производилась при помощи пистолета через несколько заправочных горловин, что усложняло и затягивало процесс, а также могло послужить причиной попадания в баки посторонних предметов. На F-104C этот недостаток устранили, применив централизованную систему заправки.

Практически все электронное оборудование на МиГ-21 было «рассеяно» блоками в свободных объемах носовой части самолета. Для его обслуживания имелось достаточное количество лючков. F-104 стал одним из первых боевых самолетов, бортовое оборудование которого располагалось, большей частью, в одном месте и в корпусах унифицированной формы. Это укорачивало проводку, улучшало охлаждение и упрощало герметизацию. Отсек с оборудованием находился за кабиной летчика. РЛС «Старфайтера» устанавливалась в цилиндрическом носовом отсеке, а все разъемы для проверки и обслуживания выносились под соответствующие лючки в носовой части. По сравнению с «МиГом» такая компоновка давала экономию веса 20% и объема 50%.

Система управления МиГ-21ПФ включала автопилот КАП-2, который обеспечивал демпфирование колебаний только по крену. На F-104 стояла более совершенная система автоматического управления с демпфированием по всем трем осям. Характеристики американского демпфера улучшали точность стрельбы, обеспечивая удержание прицельной марки на цели с точностью до 1 тысячной. Кроме того, в маневренном бою пилоту «Старфайтера» существенно помогала система предупреждения о приближении срыва и автомат, принудительно выводящий самолет на меньшие углы атаки. Благодаря этому, летчик при маневрировании чувствовал себя свободнее, мог выходить на большие перегрузки. Подобная система появится в СССР только во второй половине 1970-х годов на МиГ-23МЛ. По характеристикам РЛС самолеты были приблизительно равны. На МиГ-21ПФ стояла РЛС импульсного типа - РП-21, которая значительно расширяла его боевые возможности по сравнению с предыдущими модификациями. РЛС обеспечивала поиск воздушной цели в пределах ±30° по азимуту и ±12° по углу места. Дальность обнаружения бомбардировщика составляла 20 км, а истребителя - 7-10 км. Захват цели и ее сопровождение производились на дальности до 12 км.

Станция не могла обнаруживать и сопровождать цели на фоне земли. На высотах ниже 4 км для уменьшения влияния помех зона обзора станции по углу места сужалась до ±8° или смещалась вверх. Минимальная высота применения - 1000 м. В режиме дальномера диапазон дальностей составлял от 2,5 до 15 км. Гиростабилизация антенны имелась только в канале крена, и летчики не могли распределить зоны обзора между несколькими самолетами в групповом полете, хотя экспериментальные полеты в боевом порядке «радиолокационная цепочка» проводилась. На F-104C установили похожую станцию, которая входила в систему управления огнем AN/ASG-14T-1 и включала оптический гиростабилизированный прицел и поисковую импульсную РЛС. Система могла использоваться только в простых метеоусловиях. РЛС не могла сопровождать цель по углу - только по дальности. Углы обзора РЛС по азимуту и углу места 90°. Максимальная дальность обнаружения цели типа бомбардировщик 37 км. Захват и переход в режим сопровождения цели по дальности происходили на дистанции от 16 до 18,5 км. В условиях постановки помех станция могла указывать направление на источник излучения.

Важным моментом было наличие на борту F-104C системы предупреждения о пуске ракет и СПО, позволявших летчику своевременно обнаруживать противника в задней полусфере, если он включал свою РЛС на излучение. Переоценив возможности управляемых ракет, с МиГ-21ПФ сначала сняли пушечное вооружение. Но уже первые воздушные бои в локальных войнах доказали поспешность такого решения. Для восстановления боевого потенциала самолета была создана подвесная гондола ГП-9 с 23-мм двуствольной пушкой ГШ-23 (боекомплект - 200 снарядов). Она оказалась настолько удачной, что впоследствии МиГ-21 ПФ (ФЛ) без ГП-9 в бой уже не вступали. Правда, подфюзеляжная подвеска пушки исключала возможность использования ПТБ.

М61А1 «Вулкан», установленная на «Старфайтере», превосходила по скорострельности ГШ-23 (6000 выстрелов в минуту против 3500 у ГШ), но по весу секундного залпа уступала ей. За секунду она отправляла в противника всего 10,2 кг снарядов, тогда как ГШ-23 - 19,72 кг Продолжительность непрерывной стрельбы у «Вулкана» - около 10 с, а у ГШ всего 3,5 с. По начальной скорости снаряда преимущество опять переходило к «Вулкану» - 1020 м/с против 720 м/с у ГШ-23. Но лучший баллистический коэффициент советских снарядов несколько сглаживал это различие. По расчетам, на дальности эффективной стрельбы снаряды «Вулкана» и ГШ должны были попасть в цель на одинаковой скорости, в целом, по пушечному вооружению F-104 превосходил МиГ-21.

Если у американцев проблемы с пушкой были устранены на этапе летных испытаний, то на МиГ-21 с ними встречались летчики серийных машин. Так, при стрельбе из пушек ГШ-23 подвесной гондолы ГП-9 отмечались разрывы боеприпасов в районе носовой части самолета из-за их ударов о газовые компенсаторы и антенны СРЗО-2. Исследования показали, что рассеивание снарядов с попаданием в опасные зоны происходило из-за несоосности стволов пушек и отверстий в наклонных пластинах газовых компенсаторов. В одной из боевых частей ВВС попадание снаряда в газовый компенсатор гондолы произошло из-за горизонтального люфта пушки (6-9 мм по обрезу ствола) по причине ослабления ее фиксации в заднем узле крепления. Фактически та же причина, что и на опытных F-104.

Оба самолета могли нести две управляемые ракеты класса «воздух-воздух» с ИК ГСН. Характеристики ракет на обоих самолетах практически совпадали, так как Р-3С являлась копией американской AIM-9B. Если рассматривать качество ГСН, то американская «голова» была немного чувствительнее, и дальность захвата цели у нее была больше, что позволяло добиваться устойчивого сигнала на больших дистанциях. На малых высотах «фора» у AIM-9B перед Р-3С составляла около 400 м. Хотя, по большому счету, по ракетному вооружению самолеты были равны. На МиГ-21ПФ была возможность подвесить две ракеты с радиокомандной системой наведения РС-2УС. Дальность пуска такой ракеты составляла 2-7 км. Во время ее полета летчику приходилось сопровождать цель по азимуту разворотом самолета, причем резкие маневры или крены более 30° не допускались. Пуск таких ракет на высотах менее 4000 м был вообще запрещен (вызывал помпаж). Боевая ценность ракеты РС-2УС, созданной на основе немецких технологий Второй мировой войны, в воздушном бою с F-104 весьма сомнительна.

Рассматривая диапазон скоростей истребителей, можно установить, что по максимальной скорости на малых и средних высотах F-104A превосходит МиГ-21ПФ примерно на 150-300 км/ч. На высоте более 12000 м самолеты практически равны. Скорость сваливания у МиГ-21ПФ - менее 240 км/ч, а у «Старфайтера» - 318,6 км/ч (без подвесок). А вот скороподъемность у F-104 больше почти во всем диапазоне высот. (Все характеристики даны для полезной нагрузки - 2 ракеты Р-3С или AIM-9B). Разгонные характеристики на малых и средних высотах у F-104 лучше за счет большей тяговооруженности. Но на больших высотах он начинает уступать МиГ-21, дает о себе знать большая в полтора раза нагрузка на крыло. Например, если оба истребителя на 15000 м будут лететь со скоростью около 1М и одновременно включат форсаж, то через 6 мин МиГ-21 выйдет на 1,8М, а F-104 только на 1,3М.
Способность самолетов быстро выполнять маневры принято оценивать по величине нормальных располагаемых перегрузок. На дозвуковых скоростях и малых высотах у советского истребителя такая перегрузка больше, соответственно, и лучше маневренность. Так, на высоте 5000 м и скорости 0,7М располагаемая перегрузка у МиГ-21 - 7,5, а у F-104 -5,3. С ростом высоты преимущество «МиГа» сохранялось. На 10000 м при скорости 1,2М он располагал перегрузкой 7, а «Старфайтер» - 5. Отсюда и проигрыш F-104 в радиусе виража. На высоте 5000 м и скорости 1000 км/ч МиГ-21ПФ имеет радиус « 1700 м, а у лучшей по маневренности модификации F-104G радиус составляет = 2170м. К тому же у МиГ-21 было меньше ограничений по максимально допустимой перегрузке - он был прочнее.

Однако, сравнивая располагаемые перегрузки, нужно помнить, что это всего лишь возможности самолета, а их полное использование зависит от уровня подготовки летчика. И тут F-104 давал своему пилоту неоспоримое преимущество, благодаря системе, которую сейчас принято называть «системой ограничительных сигналов». Она позволяла менее опытным пилотам «выжимать» из машины все, без опасения свалиться в штопор. Посадочная скорость МиГ-21ПФ колебалась в пределах 270-290 км/ч. У пилота F-104 на посадке комфорта было меньше, посадочная скорость его машины была на 25 км/ч больше. И это только при условии включения системы СПС, без которой она доходила до 350 км/ч.

Рабочее давление в пневматиках шасси F-104 составляло 17,6 кг/cм что полностью исключало его базирование на полевых аэродромах. МиГ-21 мог летать с любых ВПП, у него давление было в два раза ниже - 8 кг/см. Стоит обратить внимание на ресурс пневматиков. Большая посадочная скорость и вес F-104 приводили к повышенному износу резины. Пневматики «Старфайтеров» первых модификаций выдерживали 4 посадки, последних - 16. Увеличить ресурс резины в 4 раза удалось благодаря синусоидальному расположению корда. У «МиГа», по опыту эксплуатации, ресурс доходил до 30-40 посадок. Конечно, главным критерием замены колес у обеих машин был определяемый визуально износ, а при грубой посадке резину можно было убить и за один раз.

Длина разбега МиГ-21ПФ - 850 м. «Старфайтера» немного больше -900 м. Длина пробега с тормозным парашютом у F-104A - 1500-1800 м, что соответствует таковой у «МиГа» без парашюта. «МиГ» с парашютом пробегал не более 950 м. Такие характеристики микояновского истребителя позволяли снизить требования к длине ВПП и эксплуатировать их на большем числе аэродромов. В целом, напрашивается вывод, что «Старфайтер» и МиГ-21 по комплексу боевых возможностей были близкими самолетами, со своими сильными и слабыми сторонами. Результат боя между ними зависел не столько от возможностей машин, сколько от опыта и квалификации летчиков, а также выбранной тактики.

Абсолютные показатели аварийности у F-104А были следующими: в 1961 г зафиксировали 2 летных происшествия, в 1962 - 7, в 1964 - 12, в 1965 - 27, в 1966 - 22. Обычно из этого делают вывод об опасности полетов на данном типе самолетов. Но оказывается, что «Старфайтер» занимал второе место по уровню аварийности среди других сверхзвуковых самолетов США. Лидерство, правда, с небольшим перевесом, удерживал палубный F-8 Crusader. Однако F-104 был «раскрученным брендом», и на него пресса обращала повышенное внимание, а F-8 оставался в тени. Так, в начале эксплуатации флот потерял 44 самолета F-8, а ВВС - 43 F-104. В относительных показателях (число летных происшествий на 100000 ч налета) «Старфайтер» был намного безопаснее «Крусейдера». У F-104 - 26,4, а у F-8 - 46,7. Нельзя обойти вниманием и еще одного американского рекордсмена по авариям и катастрофам - F-100. В начале своей эксплуатации он имел 95 происшествий, которые удалось понизить до 38-ми серьезных инцидентов на 100000 ч. В худшую сторону можно отнести и А-4 Skyhawk, который почти догнал F-104 с показателем 23,4.

Относительный уровень аварийности МиГ-21 составлял около 21 происшествия на 100000 ч. Это на 30% лучше, чем у F-104A в американских ВВС. Конечно, с уровнем аварийности F-104 было не все в порядке, но для того времени это не было чем-то из ряда вон выходящим. Хотя с сегодняшней точки зрения показатели огромны. Тут будет уместно привести некоторые данные по более новым машинам. Например, у F-14 - 9,32, а у F/A-18 всего лишь 3 происшествия на 100000 ч налета. Очень важен вопрос с немецкими «Старфайтерами». После начала эксплуатации F-104G стало стремительно расти число аварий и катастроф. Максимальная аварийность, зарегистрированная за все время применения немецких «Старфайтеров», составила 139 самолетов на 100000 ч налета или 1 тяжелое летное происшествие на 720 ч. За все время эксплуатации F-104G в ФРГ разбились 292 самолета, погибли 120 немецких и 8 американских летчиков.

Для снижения аварийности был предпринят целый ряд мер. На F-104G установили новое катапультное кресло Martin-Baker Mk.G07A класса «0-0», повысили качество обучения летчиков, устранили некоторые недостатки в конструкции силовой установки и усовершенствовали систему предотвращения выхода на закритические углы атаки. Эти меры вели к постепенному сокращению числа летных происшествий, и это явно видно по графику. Однако полностью решить проблему не удалось. До 1987 г бундеслюфтваффе потеряли около 30% самолетов F-104G. Основные потери приходились на истребительно-бомбардировочные подразделения. Нельзя не заметить, что на предыдущем этапе они были вооружены F-84F Thunderstreak, и потери самолетов составили 36% от общего числа. Неизбежно возникает подозрение, что высокая аварийность «Старфайтера» не была связана с конкретным типом техники. Скорее всего она является показателем уровня подготовки немецких летчиков. Косвенное подтверждение тому можно найти в воспоминаниях лучшего немецкого аса Второй мировой войны Эриха Хартманна. В 1960-е годы он командовал истребительной эскадрой JG 71, на вооружении которой состояли F-104G. Однажды Хартманн сказал: «Благодаря своей удаче, я приобрел большой опыт. Этот опыт и то, что я узнал об F-104 в США, говорит мне, что наши молодые пилоты просто не обладают достаточным опытом, чтобы справиться с такой сложной системой оружия. Я не считаю F-104 плохим самолетом. Проблема в том, что человеческий фактор у наc в стране послужит источником серьезных трудностей».

На высокий уровень аварийности оказывал влияние и низкий уровень летной дисциплины. Часть летных происшествий оказалась напрямую связана с лихачеством. Например, 23 мая 1984 г. пилот F-104G решил совершить проход на сверхмалой высоте рядом с кораблями, он, вероятно, хотел поднять с поверхности воды вихрь, как на известных всем картинках. Однако летчик плохо рассчитал маневр и зацепил нижней частью фюзеляжа за волны. Только благодаря высокой прочности конструкции самолет получил минимальные повреждения, и пилоту удалось вернуться на базу. Часть авторов указывает и на высокую аварийность в Воздушных Силах Канады, которые потеряли 50% своих CF-104. Вроде бы, половина всех самолетов! Погибли 37 летчиков. Отсюда следует вывод, что F-104 абсолютно негодная машина. Но если посмотреть на детали, то картина меняется. Всего за 25 лет эксплуатации разбилось 110 «Старфайтеров», а причины аварий и катастроф распределились так:
32 - столкновения с землей во время полетов на малой высоте и в плохую погоду;
28 - ошибки летного состава;
21 - повреждения конструкции самолета, в том числе 14 от столкновения с птицами;
14 - отказ двигателя;
9 - столкновения самолетов в воздухе;
6 - ошибки технического обслуживания.

Отсюда видно, что причины 75 аварий и катастроф (32+28+9+6) напрямую связаны с человеческим фактором. По сравнению с другими типами самолетов ВВС Канады данная статистика если не лучшая, то уж точно не худшая. Например, всего за 12 лет эксплуатации истребителей F-86 канадцы потеряли 282 самолета и 112 летчиков - в 2,6 раза больше самолетов и в 3 раза больше летчиков, чем при использовании CF-104. Канадские пилоты отзывались о «Старфайтере», как о вполне нормальном самолете. Так, бывший летчик CF-104 Дэвид Вэшоу (David Bashow), налетавший 2400 ч, гордился тем, что «не поставил на «Старфайтере» ни одной царапины». В своей книге «Старфайтер» он пишет: «Я никогда не слышал ни от одного человека, который летал на CF-104, что его называют «производитель вдов». Самолет называли «смертельная алюминиевая труба», «дротик», «летающий фаллос»...

Кстати, ярлык «производитель вдов» самолету приклеили не летчики, а журналисты. У них были на то основания, ведь некоторые катастрофы забирали жизни не только пилотов, но и простых граждан. Например, 22 мая 1983 г во Франкфурте и его окрестностях отмечали традиционный «День леса». Одним из пунктов праздничной программы был пилотаж пятерки CF-104 из 439-й эскадрильи «Саблезубые тигры» канадских ВВС. Один самолет потерял управление и упал на шоссе, которое пересекало лес. Пилот Алан Стифенсон (Alan Stephenson) успешно катапультировался, но обломки самолета попали в автомобиль местного пастора и убили всю его семью. Погибли 6 человек. Кроме того, на стоянке было повреждено множество автомобилей, а двигатель упал рядом с теннисным кортом. Эта трагедия вызвала огромный резонанс.

Уровень аварийности итальянских F-104S также считается довольно высоким, хотя он и меньше, чем у МиГ-21. Например, до 1997 г было потеряно 137 самолетов, что составляет приблизительно 38% от общего числа. На 100000 ч налета пришлось 14,7 катастрофы и аварий с безвозвратной потерей самолетов. В других странах уровень аварийности «Старфайтера» оказался ниже. Например, в Норвегии - только 10,7 самолета на 100000 ч налета, а в Испании цифры вообще приближались к нулю. В Японии F-104J тоже заслужили неплохую репутацию и прозвище «Эйко» (с яп. - слава). За 24 года службы было потеряно только 3 самолета.

В итоге можно сказать, что по относительным показателям аварийности «Старфайтер» не особо выделялся на фоне других самолетов своего времени. Большая часть летных происшествий на этом типе самолетов - следствие человеческого фактора. Что же касается его подпорченной репутации, то она напрямую связана с эксплуатацией самолета в Германии, где действительно аварийность F-104G превысила «психологический порог», что в совокупности с коррупционными скандалами привело к представлению «Старфайтера» в прессе того времени исключительно в негативном ключе. Ну а далее все пошло как в известной поговорке: «Сначала ты работаешь на репутацию, а потом репутация работает на тебя». Негатив просто «приклеился» к самолету, как ярлык, хотя с чисто технической точки зрения F-104 был вполне надежной машиной.

автор статьи: Александр Чечин
первоисточник: журнал "Авиация и время" 4-2016
 
Вверх
Ответить с цитированием
Новая тема Ответить

Метки
история авиации


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Истребитель Lockheed F-104 Starfighter ezup Истребители 1 11.04.2017 15:59
Lockheed F-104G Starfighter ezup США 1 22.03.2017 18:59
Истребитель шестого поколения против ПАК ФА ezup Самолеты 6 поколения 0 22.06.2015 10:49
Знаменитые самолеты. F-104 Starfighter ezup Знаменитые самолеты 0 19.04.2014 01:07
Lockheed F-104A/C Starfighter ezup США 0 06.04.2014 14:20