Сопло AVEN (Axisymmetric Vectoring Exhaust Nozzle – осесимметричное реактивное сопло с УВТ) было в 1993 г. установлено на двигатель F110-GE-100 экспериментального самолета NF-16D. Последний построили в 1988 г. на базе серийного истребителя F-16D Block 30 №86-0048 по программе VISTA (Variable stability In-flight Simulator Test Aircraft – опытный самолет для летной оценки изменяемой устойчивости). Программа испытаний УВТ на нем получила название MATV (Multi Axis Thrust Vectoring – всеракурсное УВТ), а сам самолет – F-16 MATV. Поворот створок сверхзвуковой части сопла AVEN обеспечивал отклонение вектора тяги двигателя на угол до 17° в любом направлении. Первое ОВТ на самолете F-16 MATV в полете было выполнено 30 июля 1993 г.
К моменту завершения программы MATV в марте 1994 г. на нем было выполнено 95 полетов. F-16 MATV использовался для оценки влияния всеракурсного УВТ на маневренные и тактические возможности истребителя в ближнем воздушном бою «один на один» и «один против двух». Кроме того, он демонстрировал возможность внедрения двигателей с УВТ на строевые самолеты ВВС США.
Всеракурсными управляемыми соплами P/YBBN (Pitch/Yaw Balance Beam Nozzles – «балансирные» сопла с отклонением по тангажу и курсу) фирмы «Пратт-Уитни» в 1995 г. оснастили два двигателя F100-PW-229, установленные на опытный самолет F-15B №71-0290, использовавшийся ранее по программе F-15S/MTD (см. выше). Новая летающая лаборатория получила название F-15 ACTIVE (Advanced Control Technology for Integrated Vehicles – перспективные технологии управления авиационными комплексами). Отклонение створок сверхзвуковой части сопел P/YBBN обеспечивало поворот вектора тяги двигателей на угол до 20° в любом направлении со скоростью перекладки до 120°/с. Конструкция самолета была усилена для восприятия появившейся боковой составляющей тяги величиной примерно до 1800 кгс (расчетная вертикальная составляющая тяги – до 2800 кгс). Первый полет на F-15 ACTIVE с УВТ состоялся 27 марта 1996 г., а уже 24 апреля того же года было осуществлено первое отклонение вектора тяги для управления в боковом канале на сверхзвуковой скорости (М=1,6). В ходе испытаний диапазон полетных условий, при которых осуществлялось отклонение вектора тяги для управления по тангажу и по курсу, был расширен до скоростей, вдвое превосходящих скорость звука. В 1998 г. была проведена дальнейшая доработка самолета, в результате внесли изменения в систему управления вектором тяги (программа 1LTV – Inner Loop Thrust Vectoring). В 1997 г. планировалось также испытать двигатель F100-PW-229 с соплом P/YBBN на экспериментальном самолете F-16 MATV, однако из-за отказа в финансировании эта программа реализована не была.
Опыт, полученный в США при испытаниях летающих лабораторий с экспериментальными системами УВТ, нашел применение на перспективных истребителях пятого поколения. Как уже отмечалось, плоские сопла с УВТ в вертикальной плоскости применяются на серийных истребителях F/A-22 «Рэптор», первые из которых должны поступить в строевую эксплуатацию в ВВС США к концу этого года. Однако при имеющейся простоте механизма ОВТ и преимуществах в обеспечении малой заметности такие сопла имеют ряд существенных недостатков. Основные из них связаны с потерями тяги при трансформации потока газов из осесимметричного за турбиной в плоский в сопле, а также со значительно большей массой конструкции плоского сопла, по сравнению с традиционным круглым. К тому же в плоском сопле гораздо сложнее реализовать УВТ в горизонтальной плоскости (сопло при этом получается еще более громоздким и тяжелым).
В связи с этим на другом американском перспективном истребителе F-35 (JSF) сопло будет не плоским, а осесимметричным. Как уже отмечалось в предыдущем разделе, на модификации F-35B для Корпуса морской пехоты США, ВМС и ВВС Великобритании, отличающейся от других вариантов самолета возможностью укороченного взлета и вертикальной посадки, будет применяться осесимметричное трехсег- ментное сопло с отклонением тяги вниз на угол около 90°, аналогичное по схеме использовавшемуся на российском СВВП Як-41М. А на вариантах F-35A для ВВС США и других стран, а также F-35C для ВМС США двигатель F135 (развитие F119-PW-100) будет комплектоваться осесимметричным соплом с всеракурсным УВТ. Подробности о его конструкции пока неизвестны, но, скорее всего, его схема подобна той, что была отработана на летающей лаборатории F-15 ACTIVE, оснащенной двигателями F100-PW-229 с соплами P/YBBN, т.е. предусматривает отклонение тяги во всех направлениях путем поворота створок сверхзвуковой части сопла. Поступление первых самолетов F-35 на вооружение запланировано на 2010-2012 гг. С учетом интернационального характера программы F-35 и того, что он в перспективе обещает стать единым истребителем стран НАТО и некоторых других государств (каким сейчас является F-16), можно предположить, что спустя 15-20 лет управление вектором тяги станет массовым явлением в истребительной авиации многих стран мира.
Читать дальше
