zpět současné letouny USAF

Současné americké vojenské letouny

NAVIGACE
HOME PAGE
Diskuse
Naše inzerce

Aukce.Military.cz


JSF - Joint Strike Fighter

připravili Miroslav GYŰRÖSI a kpt. Ing. Stanislav SZABO

Koncept stíhacieho a útočného lietadla blízkej budúcnosti

Zpět na článek o F-35

Jednotlivé zložky amerických ozbrojených síl, používajúce pilotované lietadlá, vydefinovali svoje požiadavky na ľahké viacúčelové lietadlo v rámci programu JSF (Joint Strike Fighter). Bude to stíhacie a útočné lietadlo určené v rozličných variantoch na prevádzku z pozemných letísk vojenského letectva, z veľkých lietadlových lodí vojenského námorníctva a z malých nosičov námornej pechoty. Preto v označení to slovo ”Joint (spoločný)”. Podobne, ako pri väčšine spoločných projektov posledných rokov označuje skutočnosť, že sa na príprave a realizácii programu a tiež na objednávkach vzniknutých výrobkov zúčastňujú aspoň dve zložky ozbrojených síl. Samozrejme, lietadlá nebudú úplne identické, ale budú sa líšiť len v detailoch, podľa požiadaviek jednotlivých zložiek ozbrojených síl. Lietadlá JSF sú konštruované ako stroje kategórie ”stealth” používajúce novú generáciu senzorov a presných zbraní.

Vo vojenskom letectve (USAF) by mali stroje JSF nahrádzať stíhacie a viacúčelové lietadlá radu F-16 a bojové lietadlá A-10. V stíhacom letectve by spolu s lietadlami radu F-22 mali vytvárať kombináciu ”drahý – lacný”, podobne, ako je to v súčasnosti so strojmi F-15 a F-16. Prvá letka stíhacích lietadiel F-22 má plánovanú operačnú spôsobilosť od roku 2005. Lietadlá JSF by mali vo výraznejších počtoch k leteckým útvarom prichádzať od roku 2010. USAF pre vlastné útvary plánuje zakúpiť celkove 339 lietadiel radu F-22 a 1763 lietadiel radu JSF.

Vo vojenskom námorníctve (US NAVY) bude úlohou strojov radu JSF nahradenie jednomiestnych viacúčelových lietadiel F/A-18C. Čiže v leteckých útvaroch vojenského námorníctva budú lietadlá F/A-18E/F od roku 2005 nahradzovať stíhacie lietadlá F-14 a časť lietadiel F/A-18C a lietadlá JSF budú od rokov 2010-2015 nahradzovať lietadlá F/A-18C posledných sérií. Námorníctvo plánuje zakúpiť celkove 480 lietadiel JSF. Ak by sa v programe JSF objavili vážne a ťažko prekonateľné problémy, US NAVY ich plánuje riešiť zakúpením väčšieho počtu strojov F/A-18E/F.

Verziu lietadla JSF s krátkym vzletom a zvislým pristátím (STOVL) požaduje pre vlastné letecké útvary námorná pechota (US MARINES) na použitie z pozemných aj námorných základní. Námorná pechota plánuje strojmi JSF v celkovom počte 609 kusov nahradzovať bojové lietadlá AV-8B a F/A-18C/D.

Ďalším zákazníkom na stroje JSF vo verzii STOVL je britské kráľovské námorníctvo (ROYAL NAVY), ktoré ich pre vlastné letecké útvary požaduje 60.

Prvé operačné stroje z dosiaľ objednaných 2912 lietadiel JSF (zatiaľ posledná informácia o počte objednaných lietadiel je z októbra 1998) by mali začať prichádzať k útvarom približne od roku 2008. Exportné dodávky sa predpokladajú pre spriatelené štáty, na nahradenie ich lietadiel F-16, F/A-18 a Harrier v celkovom počte asi 2000 strojov. Riaditeľkou programu JSF je generálmajorka USAF Leslie Kenne.

Do predposledného kola výberu sa v novembri (plánovaný bol október) 1996 dostali projekty spoločností Boeing a Lockheed Martin.

Okrem toho bol v užšom výbere ešte spoločný projekt spoločností McDonnell Douglas, Northrop Grumman a British Aerospace. Ten bol zo všetkých projektov najviac ”neviditeľný” (”stelthy”). Predstavoval stroj tvarovo pomerne podobný projektu spoločnosti Lockheed Martin, ale mal združené chvostové plochy podobne ako prototyp YF-23. Verzia pre námornú pechotu mala mať za kabínou umiestnenú pomocnú zdvihovú pohonnú jednotku a dýzu hlavnej pohonnej jednotky vektorovateľnú v rozsahu 20° vo všetkých smeroch. V prípade závady a vysadenia hlavnej pohonnej jednotky mala pomocná pohonná jednotka umožniť lietadlu udržať sa vo vzduchu, aj keď rýchlosť pri núdzovom pristávaní s ňou mala dosahovať viac ako 320 km.h-1. Verzia vojenského letectva mala mať v mieste pomocnej pohonnej jednotky umiestnenú ďalšiu palivovú nádrž na zväčšenie doletu. Námorná verzia sa vyznačovala väčším krídlom na zabezpečenie nižšej pristávacej rýchlosti.

Vráťme sa teraz k dvojici, ktorá bola vybratá do ďalšej etapy súťaže. Demonštrátory spoločnosti Boeing budú označené X-32A a X-32B, demonštrátory spoločnosti Lockheed Martin X-35A a X-35B. Verzia ”A” každého z demonštrátorov bude overovať konštrukčné riešenia pre lietadlá vojenského letectva a palubné lietadlá vojenského námorníctva s konvenčným vzletom a pristátím. Verzia ”B” oboch výrobcov bude overovať variant s krátkym vzletom a zvislým pristátím určený pre letectvo námornej pechoty a letecké útvary britského kráľovského vojenského námorníctva. Víťazný stroj by sa mal vyrábať v už spomenutých počtoch, čo by mohlo spolu s výrobou pre ďalších potenciálnych zákazníkov predstavovať približne 5000 lietadiel. Táto skutočnosť robí projekt JSF najväčším od skončenia studenej vojny. Demonštrátory oboch spoločností alebo zoskupení majú byť dokončené v roku 1999 a ich letové skúšky sa začnú v roku 2000. Z rozpočtu ministerstva obrany bolo na kontrakt fázy demonštrovania konceptu CDP (Concept Demonstration Phase) vyčlenených 662 miliónov USD. CDP je rozplánovaná na obdobie 51 kalendárnych mesiacov. Rozhodnutie o víťazovi súťaže a teda aj začiatok etapy vývoja a výroby EMD (Engineering and Manufacturing Development) bojového lietadla JSF je plánované na rok 2001. S prvým letom prototypu sa ráta v roku 2004. Počiatočná operačná spôsobilosť je plánovaná na rok 2008.

Projekt firmy Boeing

Je jednoznačne najrevolučnejší zo všetkých pôvodných troch projektov. Spoločnosť Boeing 20. januára 1997 podpísala so spoločnosťou McDonnell Douglas dohodu (Memorandum of Understanding) o spoločnej práci na projekte. Základné vývojové práce v rámci konceptu sú uskutočňované vo výskumnom a vývojom útvare nazývanom Phantom Works. Všetky tri varianty prípadného sériového lietadla sú charakteristické veľkým jednoduchým trojuholníkovým krídlom a dvojicou od seba silne odklonených chvostových plôch. Lietadlo vychádza veľmi kompaktné. Samozrejmosťou je vysoký stupeň použitia kompozitov, materiálov RAM (Radar Absorbing Materials) a iných najnovších materiálov a technológií. Jeden rozmerný vstupný otvor kanálu prívodu vzduchu k pohonnej jednotke je umiestnený pod kratučkým nosom.

Prvá bude verzia s konvenčným vzletom a pristátím (CTOL) určená pre vojenské letectvo. Trojuholníkové krídlo s plnou mechanizáciou má väčší objem palivových nádrží než súčasné stíhacie lietadlá radu F-15 - cca 8159 kg paliva. Hlavné priestory pre raketovú a bombovú výzbroj sú umiestnené po bokoch trupu, okolo pohonnej jednotky. Pod krídlom sú celkove štyri doplnkové závesníky na podvesovanie výzbroje (po dva pod každou stranou krídla). Jedine verzia CTOL bude vybavená zapusteným systémom na doplňovanie paliva vo vzduchu. Kabína je jednomiestna, verzia CTOL však môže byť vybavená aj dvojmiestnou kabínou. Pohonná jednotka oboch demonštrátorov je derivátom prúdového motora Pratt & Whitney F-119 použitého v stíhacom lietadle F-22. Verzia pre lietadlo JSF konceptu Boeing je označovaná Pratt &Whitney JSF 119-614. Dýza motora je plochá, s vektorovaním v jednej rovine. Predbežné vyhodnotenie konštrukcie pohonnej jednotky (oboch modifikácií) sa konalo v marci 1997 a kritické prehodnotenie v novembri 1997. Prvý motor bol na skúšky dodaný v júni 1998. Prvý let v demonštrátore je naplánovaný na jar roku 2000. Lietadlo bude mať na ľavej strane vedľa kabíny pilota v nábežnej časti krídla pevne zabudovanú hlavňovú zbraň.

Ďalšou verziou je stroj s klasickým vzletom a pristátím určené pre lietadlové lode (CV). Požiadavky naň sa predsa len líšia od požiadaviek na lietadlo operujúce z pevných letiskových plôch. V prvom rade ide o štrukturálne zosilnenie trupu aj krídla kvôli vzletom pomocou katapultu a pristátiam so zachytením pristávacím hákom. Zosilnený je aj hlavný a predný podvozok. Najviditeľnejšou úpravou predného podvozku je inštalácia dvojice kolies a háku na uchytenie k vozíku parného katapultu. V zadnej spodnej časti trupu je umiestnený sklopný pristávací hák. Zlepšenie pristávacích charakteristík, v prvom rade zlepšenie obtekania nosnej plochy a tým aj zníženie pristávacej rýchlosti, sa má dosiahnuť ešte lepšou mechanizáciou krídla, konkrétne vortexovými klapkami na hornej strane nábežnej časti krídla. Na tankovanie paliva za letu slúži výsuvný nadstavec umiestnený na pravej strane pri kabíne pilota. Hlavňová zbraň je, podobne ako pri pozemnej verzii, umiestnená v ľavej prednej časti trupu v mieste začiatku nábežnej hrany krídla. Krídlo je nesklopné, keďže lietadlo to vzhľadom na vonkajšie rozmery nevyžaduje.

Verzia s krátkym vzletom a zvislým pristátím (STOVL) pre americkú námornú pechotu a britské kráľovské námorníctvo má najviac viditeľných odlišností. Princíp krátkeho vzletu a zvislého pristátia je diametrálne odlišný od konkurenčného projektu. Lietadlo nie je vybavené ani zdvihovým dúchadlom (koncept Lockheed Martin), ani zdvihovým motorom (projekt McDonnell Douglas/Northrop). Princíp je podobný ako pri lietadle Harrier. Prúd plynov je pravdepodobne nejakou klapkou alebo sústavou klapiek vedený do dvojice sklopných dýz umiestnených v ťažisku lietadla a do plochej dýzy tvaru T (T-Jet screen) v prednej časti motora. Pri vzlete je to s najväčšou pravdepodobnosťou len určitá časť prúdu plynov a pri zvislom pristátí ich väčšina. Okrem toho je z pohonnej jednotky odoberaný stlačený vzduch do malých dýz v zadnej časti lietadla a na koncoch krídla na manévrovanie vo všetkých troch osiach pri vzlete a pristátí. Najviditeľnejšou zmenou na lietadle sú samozrejme sklopné zdvihové dýzy. Podvozok je zosilnený, ale na prednej podvozkovej nohe je jednoduché koleso. Na tankovanie paliva za letu slúži, podobne ako pri verzii CV, vysúvací nadstavec umiestnený na pravej strane pri kabíne pilota. Hlavňová zbraň je rovnako ako v predošlých verziách umiestnená v ľavej prednej časti trupu v mieste začiatku nábežnej hrany krídla. Lietadlo nie je vybavené pristávacím záchytným hákom. Najzaujímavejšou konštrukčnou úpravou tejto verzie je vstupný otvor na prívod vzduchu k motoru, ktorý je mechanizovaný s cieľom zlepšenia efektívnosti v režime visenia. Veľkým otáznikom je umiestnenie samotnej pohonnej jednotky v ťažisku lietadla a tým aj veľmi krátky kanál pre vstup vzduchu k pohonnej jednotke. Medzi požiadavkami na lietadlo nechýba znížená možnosť zachytenia rádiolokátorom a tá sa pri krátkom rovnom kanáli prívodu vzduchu realizuje veľmi ťažko. Konštrukčné a materiálové riešenie tohoto problému patrí medzi najväčšie a najžiarlivejšie chránené know-how novej konštrukcie spoločnosti Boeing.

Generálnym manažérom programu JSF v spoločnosti Boeing je jej viceprezident Frank D. Statkus. Do tejto funkcie bol vymenovaný v auguste 1997 po fúzií spoločností Boeing a McDonnell Douglas. Predtým bol od marca 1997 viceprezidentom a generálnym manažérom divízie vojenských lietadiel (Military Airplanes Division) spoločnosti Boeing Defense & Space Group s oprávnením na celkové riadenia programov stíhacieho lietadla F-22, viacúčelového lietadla JSF, leteckého protiraketového laseru ABL, bombardérov B-2 a B-1B, bezpilotného vzdušného prostriedku DarkStar a komerčných derivátov. Základnými kontraktormi pri vývoji programu JSF spoločnosti Boeing sú britské spoločnosti Rolls-Royce, GEC-Marconi, Flight Refueling Ltd., Messier-Dowty, holandské spoločnosti Fokker a Philips, dánska spoločnosť Per Udsen a množstvo ďalších.

Vo februári 1999 firma Boeing oznámila určité zmeny, či zdokonalenia vlastného konceptu JSF. Stroj má v novej podobe pridanú vodorovnú chvostovú plochu, modifikovanú odtokovú hranu krídla, zatiaľ čo uhol šípu nábežnej hrany pôvodného trojuholníkového krídla zostal zachovaný a prekonštruovaný, vzad zošikmený vstupný otvor na prívod vzduchu k motoru.

26. marca 1999 bola vo vývojových dielňach Phantom Works v St. Louis predstavená predná časť trupu demonštrátora X-32A, ktorá bola následne odoslaná do závodu Boeing v Palmdale na konečnú montáž prvého skutočného stroja. O niekoľko dní neskôr, 7. apríla 1999, sa na strelnici v Arizone uskutočnila oficiálna ukážka ostrej streľby z predpokladanej hlavňovej zbrane pre lietadlo JSF, označovanej Advanced 27 mm Aircraft Cannon. Ide o ľahký jednohlavňový revolverový kanón kalibru 27 mm fungujúci na základe využitia energie prachových plynov. Náboje sú odpaľované elektricky. Rýchlosť streľby dosahuje 1800 rán za minútu. Nová zbraň, odvodená z kanóna Mauser BK 27, sa vyznačuje zníženým spätným rázom a výšľahom z ústia. Používať bude novú vysoko výbušnú dvojúčelovú muníciu HEDP (High Explosive Dual Purpose). Na vývoji celého zbraňového systému sa podieľajú firmy Boeing Company, Mauser-Werke Oberndorf (Nemecko), Primex Technologies Inc. a Western Design.

Projekt firmy Lockheed Martin

Koncept lietadla JSF spoločnosti Lockheed Martin je odlišný tvarovo aj koncepčne. Tvarovo vychádza konvenčnejší. Spoločnosť Lockheed Martin dodáva, že jej projekt ponúka vysoké možnosti, nízku úroveň rizika pri vývoji a väzbu na predošlé projekty. S tou väzbou je to nepochybne pravda, lebo predstavy lietadla JSF podľa konceptu spoločnosti Lockheed Martin tvarmi silne pripomínajú zmenšený jednomotorový stíhací stroj F-22. Podobne ako konkurenčný projekt, aj lietadlo JSF spoločnosti Lockheed Martin sa bude uchádzať o kontrakt v troch základných verziách: vo verzii s konvenčným vzletom a pristátím (CTOL) interne označenej 230-3A určenej pre vojenské letectvo; vo verzii s konvenčným vzletom a pristátím interne označenej 230-3C určenej pre lietadlové lode (CV) vojenského námorníctva a vo verzii s krátkym vzletom a zvislým pristátím (STOVL) interne označenej 230-3B určenej pre námornú pechotu a britské kráľovské vojenské námorníctvo.

Lietadlo je navrhnuté ako jednomotorový stredoplošník. Kabína pilota je umiestnená až v nose lietadla, ale na rozdiel od predchádzajúceho projektu viac splýva s celkovými líniami stroja. Vstupné otvory kanálov prívodu vzduchu k pohonnej jednotke sú dva a pri ich navrhovaní určite zohrali svoju úlohu skúsenosti konštruktérov spoločnosti Lockheed Martin získané pri prácach na stroji F-22. Vodorovné chvostové plochy sú umiestnené na konci trupu mierne za výtokovou dýzou pohonnej jednotky a tesne pred nimi sú od seba odklonené zvislé chvostové plochy. Pohonná jednotka je na rozdiel od predchádzajúceho konceptu umiestnená v zadnej časti trupu lietadla. Ide tiež o verziu motora F-119 použitého v stíhacom lietadle F-22. Vo verzii pre koncept lietadla JSF spoločnosti Lockheed Martin je pohonná jednotka označená Pratt &Whitney JSF 119-611. Hlavná raketová a bombová výzbroj lietadla je, podobne ako pri konkurenčnom projekte, umiestnená v uzavretých priestoroch na bokoch trupu medzi poťahom a kanálmi prívodu vzduchu k pohonnej jednotke. Hlavňová výzbroj bude umiestnená nad ľavým kanálom. Doplnková výzbroj bude s najväčšou pravdepodobnosťou tiež podvesovaná na štyri závesníky pod krídlom (po dva pod každou časťou krídla). Nohy hlavného podvozku sú, podobne ako pri predchádzajúcom projekte, uchytené v koreňoch krídla a predná podvozková noha v prednej časti trupu pod kabínou. Podobne ako konkurenčný projekt je aj návrh JSF spoločnosti Lockheed Martin nadzvukovým lietadlom skonštruovaným na báze technológií ”stealth” a najmodernejšej elektroniky. Pri navrhovaní bolo uskutočnených viac ako 9000 hodín ofukovania v aerodynamických tuneloch v Spojených štátoch, vo Veľkej Británii, v Holandsku a v Nemecku. Špecifické tunelové testy modelov lietadla JSF boli doplnené výsledkami viac ako 43 000 hodín ofukovania modelov pri vývoji lietadla F-22, ktoré má veľmi podobné aerodynamické tvary. Hlavnou organizáciou týmu JSF Lockheed Martin je spoločnosť Lockheed Martin Tactical Aircraft Systems. Ďalšími hlavnými participantami sú spoločnosti Northrop Grumman a British Aerospace. Tým spoločnosti Lockheed Martin zahŕňa tiež svetoznáme dielne Skunk Works, ktoré v súčasnosti pracujú ako spoločnosť špecializujúca sa na rýchle navrhovanie a konštruovanie nových lietajúcich prostriedkov a na technológie “stealth”.

Základnou odlišnosťou verzie JSF určenej pre službu na lietadlových lodiach bude, okrem iného systému na doplňovanie paliva vo vzduchu, celkové zosilnenie konštrukcie lietadla, zosilnený hlavný aj predný podvozok, dvojitá montáž kolies na prednej podvozkovej nohe a inštalácia ťahadla pre katapult na túto nohu, v zadnej časti trupu umiestnený sklopný pristávací záchytný hák a sklopné krídlo kvôli umiestneniu lietadiel v podpalubných hangároch lietadlových lodí. Stroj bude vybavený tiež hlavňovou zbraňou nad ľavým kanálom prívodu vzduchu k pohonnej jednotke. Raketová a bombová výzbroj bude, podobne ako pri verzii pre vojenské letectvo, umiestnená v uzavretých priestoroch na bokoch trupu.

Najzaujímavejšia je samozrejme verzia STOVL, a to z hľadiska konštrukčného riešenia najchúlostivejšej operácie - zvislého pristávania. Ako sme už uviedli, pohonná jednotka P&W JSF 119-611 je, na rozdiel od pohonnej jednotky P&W JSF 119-614 použitej v lietadle konceptu spoločnosti Boeing, umiestnená v zadnej časti trupu. Pri režime zvislého pristátia má dýza dvojnásobne lomené koleno, ktorým sa vektor ťahu mení o 90° , čiže prúd plynov smeruje kolmo pod lietadlo. Na vyrovnanie vektora ťahu slúži pomocné dúchadlo umiestnené tesne za kabínou. Dúchadlo je poháňané mechanickým náhonom z hlavnej pohonnej jednotky. Výhodou je, že dúchadlo fúka studený prúd a tým sa nepodieľa na hlavnej necnosti lietadiel kategórií VTOL/STOVL, a to narušovaní povrchu letísk a plavidiel vplyvom silných erozívnych vlastností prúdu horúcich plynov z dýz pohonnej jednotky (jednotiek). Riešenie dvojnásobne lomeného kolena podľa zverejnených kresieb a vystavovaných modelov silne pripomína riešenie toho istého detailu na motore sovietskej konštrukcie R-79 určeného pre stíhacieho lietadlo so zvislým vzletom a pristátím JaK-41M (-141). To by mohlo potvrdzovať informáciu, že Američania od ruskej konštrukčnej kancelárie ”Skorosť” zakúpili skoro kompletnú dokumentáciu a vyhodnotenia skúšok lietadla Jak-41.

Len čas ukáže, ktorý koncept viac vyhovuje požiadavkám jednotlivých druhov ozbrojených síl. A, samozrejme, kolotoč vývoja stále novších a dokonalejších technológií a ich využitie pri navrhovaní stále účinnejších zbraňových systémov sa tak skoro nezastaví. Generácia amerických pilotov, ktorá bude v blízkej budúcnosti začínať kariéru na strojoch radu F-22, F/A-18E a JSF, už asi zažije vytváranie novoponímaných vzdušných síl nového tisícročia. Budú to s najväčšou pravdepodobnosťou vzdušné sily, ktorých strojový park bude pozostávať z bojových pilotovaných aj nepilotovaných lietadiel. Už sa objavujú prvé konkrétnejšie informácie o novej koncepcii bezpilotných bojových prostriedkov budúcnosti UCAV (Uninhabited Combat Air Vehicle). Nad definovaním požiadaviek na prostriedky UCAV sa v súčasnosti v amerických aj britských výskumných zariadeniach intenzívne pracuje.

 

 


Pokud najdete v článku chyby, pište autorovi článku. Jeho jméno je uvedeno v záhlaví či na konci stránky.

V případě jiných dotazů, nápadů nebo problémů,  napište mail sem

Copyright © 2017 All Rights Reserved

Bez písemného souhlasu autorů není dovoleno využívat zveřejněné informace ke komerčním účelům.


Naše další stránky: Agile Factory | Experio | Beatles