F-16 фајтинг фалкон

Детаљи
Категорија: Чланци
Погодака: 641
F-16 фајтинг фалкон
F-16 June 2008.jpg
Опште
Намена Вишенаменски ловац
Посада један / два
Земља порекла Застава Сједињених Америчких Држава САД
Произвођач Џенерал дајнамикс

Локид Мартин
Први лет 1974.
Почетак производње 1978.
Први корисник Америчко ратно ваздухопловство
Димензије
Дужина 15,06 m
Размах крила 9,96 m
Висина 4,88 m
Површина крила 27,87 m²
Маса
Празан 8.570 kg
Нормална полетна 12.000 kg
Макс. тежина при узлетању 19.200 kg
Макс. спољни терет 7.700 kg
Погон
Турбо-млазни мотор 1 × F110-GE-100
Потисак ТММ 76,3 / 127 kN
Перформансе
Макс. брзина на Hopt 2.410 km/h
Макс. брзина на H=0 1.470 km/h
Тактички радијус кретања 550 km
Долет 4.220 km
Плафон лета 18.000+ m
Брзина пењања 15.240 m/min
 
F-16 фајтинг фалкон (енгл. F-16 Fighting Falcon) је амерички вишенаменски ловачки авион, са једним турбомлазним мотором. Развила га је корпорација Џенерал дајнамикс, за потребе америчког ратног ваздухопловства. Замишљен је као лаки, дневни ловац, а временом је трансформисан у успешни вишенаменски масовни борбени авион. У првој варијанти је био развијен на нивоу 3. генерације, а кроз каснији развој је постигнута четврта. У ствари, започет је као експериментални програм, а доживео је масовну серијску производњу, борбеног авиона мултинационалног значаја. Укупно је произведено је око 4.500 примерака, почевши од доношења одлуке 1976. године, о серијској производњи и увођењу у оперативну употребу, све до данас. Производња ће се наставити за инострано тржиште и после интереса Америчког ратног ваздухопловства, предпоставља се, све до 2017. године.

Џенерал дајнамикс је продао цео програм F-16 фајтинг фалкон (цео посао), Локидовој корпорацији 1993. године, а затим је настала нова фирма, под називом Локид Мартин, после Локидовог спајања са Мартин Маријета, 1995. године.

F-16 фајтинг фалкон је приоритетно авион за борбу у ваздушном простору, са бројним револуционарним технолошким иновацијама, у односу на своје претходнике. Новине су двострука настрешница улаза у усисник (друга је стрејк), наглашена једноделна купола поклопца кабине са значајним надвишењем изнад трупа за побољшање видљивости пилота, електричне команде лета, подношење високих оптерећења пилота у заваљеном седишту и са смањеном резервом статичке стабилности, чиме су побољшане маневарске карактеристике авиона. Топ М61 Вулкан, интегрисан је у структуру авиона, а споља је обезбеђено 11 линија за подвешавање разних борбених терета и допунских резервоара горива. F-16 Фајтинг фалкон има историјску улогу у светској ваздухопловној историји, по уведеном великом броју нових технологија и сасвим нових прилаза у концепцији и пројектовању борбених авиона. Пилоти интерно називају F-16 фајтинг фалкон „поскок“, пошто на њега асоцира својим изгледом.

F-16 фајтинг фалкон, поред у америчком, налази се још у ваздухопловствима 25 других држава. Без обзира што је први лет направио пре 38 година, F-16 фајтинг фалкон је још увек веома конкурентан на светском тржишту борбених авиона.

Развој и производња

Лаки ловац

Искуства у локалним ратовима показала су потребу за супериорним ловачким авионима и за великом обученошћу пилота, у борби у ваздушном простору. На основу тога искуства у америчком ваздухопловству, развијен је математички модел потребне енергије за супериорну покретљивост и за постизање врхунских осталих перформанси ловца у ваздушној борби. Студије су показале да лаки ловац треба бити мале масе, малог отпора, малог радарског и IC одраза, са погоном великог потиска, а резултат свега тога је жељена предност у покретљивости, убрзању авиона и мали извор за сензоре противника. Такође је закључено, 1965. године, да ловачке ескадриле треба да буду комбиновано опремљене, са лаким и са већим ловцима. Дефиницији лаког новог ловца, допринела је и чињеница што амерички авион F-4 фантом није добро пролазио у ваздушној борби у Вијетнаму, са совјетским лаким ловцима.[a]

Урађена студија и њени закључци, завредели су велику пажњу војних структура, а касније и политичких, које су обезбедиле и новчана средства, за наставак истраживања, развоја и конкретног доказа овога концепта, и ако је постојала опозиција у односу на ову идеју и концепт, у страху да ће то угрозити програм F-15 игл.

Финансијска средства за истраживање, развој и доказ таквог лаког ловца, обезбеђена су 1969. године. Од тога је Џенерал дајнамикс добио 149.000 $ и Нортроп 100.000 $, са задатком да развију концепте пројеката који ће на основу вишка енергије имати велику покретљивост, по критеријуму: мала димензија, мали отпор, мала маса, чист ловац (без намене ваздух-земља). Резултати њиховог рада, касније су дефинисани и доказани кроз развој прототипова YF-16 и YF-17. Програм је започео кроз дефиницију тактичко-техничких-захтева и расписивање конкурса за развој и производњу. Званично, донета је одлука 6. јануара 1972. године, да се започне развој лаког ловца за задатке ваздух-ваздух, у класи полетне масе до 9.000 kg, оптимизираном за ваздушну борбу у опсегу брзина које одговарају М = 0,6 - 1,6 на висинама лета од 9.150 до 12.200 m. Ово је област анвелопе лета, у којој је Америчко ратно ваздухопловство сагледавало одвијање будућих ваздушних борби. Процена је донета на основу искуства рата у Вијетнаму, Шестодневног рата и у Индијско-пакистанском рату.

Пет компанија је дало одговор на расписани тендер, а изабрана су два предлога за финансирање развоја 1972. године. Уговоре су добили за развој прототипова, Џенерал дајнамикс са 37,9 милиона долара за YF-16 и Нортроп са 39,8 за развој YF-17. Треће место, заузео је Боинг (остао је без уговора).

Цртеж F-16 у три пројекције

YF-16, при динамичком
испитивању структуре.
 
На десној страни је YF-16, а лево је
YF-17. Оба су наоружана
ракетама АИМ-9 сајдвиндер.
 
F–16CJ дејствује са ракетом
АГМ-65 маверик.

Први прототип YF-16, био је готов и напустио је фабричке хале крајем 1973. године, а полетео је 2. фебруара 1974. Прототип YF-17 је каснио.

Ратно ваздухопловство Сједињених америчких држава, званично је објавило да је усвојен стандард YF-16, за серијску производњу. Одлука је донета, после одржане вежбе са симулираном ваздушном борбом под називом Вилин коњиц. Противничку страну су сачињавали авиони: F-106 делта дарт, F-4 фантом и МиГ-21.

Испитивање у лету

Први лет прототипа YF-16 трајао је 90 минута, у ваздухопловном опитном центру Едварс у Калифорнији, 2. фебруара 1974. године. Његов стварни први лет, случајно се догодио раније, током велике брзине затрчавања пред полетање, у току испитивања 20. јануара 1974. године. Узгон је нарастао и авион се одлепио од полетно–слетне стазе, а појавиле су се осцилације око његове уздужне осе због неповољног аеродинамичког утицаја носача ракета на крајевима крила, а и крмило правца је било отклоњено, тако да је авион почео да скреће са правца. Пробни пилот Фил Остришер (енгл. Phil Oestricher), одлучио је да смањи гас и потисак мотора и да спасе авион слетањем, после укупног трајања лета од шест минута. Недостаци су убрзо отклоњени и авион је био спреман за наставак испитивања у лету.

Први лет са надзвучном брзином, реализован је 5. фебруара 1974. године, а други прототип YF-16, полетео је 9. маја 1974. Нортропови прототипови YF-17, полетели су касније, 9. јуна и 21. августа 1974. године. Укупни налет, у току испитивања, направили су прототипови YF-16, 330 а YF-17, 417 сати.

Ловац бомбардер

Америчко ратно ваздухопловство, имало је неколико озбиљних разлога да се опреми са авионом F-16 фајтинг фалкон. Прво, четири земље чланице Северноатлантског савеза (НАТО): Белгија, Данска, Холандија и Норвешка, су тражиле замену за своје F-104G, ловачко-бомбардерске варијанте од F-104 старфајтера пресретача. Штавише, они су тражили и да запосле своју авио-индустрију са лиценцном производњом неког новог авиона. Почетком 1974. године, они су направили начелан договор са Америком, да ако њихово ваздухопловство уведе нови лаки ловачки авион у своје наоружање, да ће и они размотрити наруџбину истих. Друго, док ратно ваздухопловство Америке још није било посебно заинтересовано за одговарајућег ловца за супериорност у ваздушном простору, наметала се и њима потреба за планирање замене њихових, већ застарелих авиона F-105 стандершиф. Треће, Конгрес је тражио да се постигне већа унификација борбених авиона (посебно ловаца), у ратном ваздухопловству и у морнарици. Ови захтеви, релативно се добро међусобно допуњавају, али су рокове испоруке диктирале ургентне потребе четири европска савезника. Они су већ били формирали усаглашен захтев за обезбеђење мултинационалног ловца, што је био и одређен притисак на Америку, због чега је ваздухопловство убрзано одлучило са избором стандарда између F-16 и F-17, у мају 1975. године. Притисак је посебно био велики, пошто је програм имао обележје „посла столећа“, што се на крају и испоставило. Европске земље и њихова ваздухопловна индустрија, били су стратегијски заинтересовани, да они опремају ваздухопловства припадника НАТО алијансе, са масовним унификованим авионом. Посебно је био заинтересован Француски Марсел Дасо да пласира свој Мираж F-1 и Шведска свог Вигена у варијанти САБ 37E еврофајтер. Цела кампања, пропраћена је свестраним и интезивним лобирањем. На крају је ипак оправдано постао масовни авион НАТО пакта авион F-16, али је за то морао да задовољи широк спектар захтева и потреба великог броја корисника. Првенствено је трансформисан у вишенаменског ловца-бомбардера, а кроз већи број варијанти и у ширу лепезу других намена. F-16 је почео свој живот као експериментални авион, а доживео је масовну серијску производњу, једног од најзначајнијих и најмасовнијих типова авиона века, као главни ослонац НАТО савеза за превласт у ваздушном простору. Тога нису били свесни ни почетни наручиоци његовог развоја, ратно ваздухопловство Сједињених Америчких Држава и ако је убрзо почео његов пројекат да се помера од почетне дефиниције, према ловцу-бомбардеру.

Дата је предност прототипу F-16 над F-17, посебно због бољих перформанси у крозвучној и надзвучној области брзина. Он је показао супериорно убрзање у лету, пењање и издржљивост. У предности, урачуната је и чињеница да га покреће исти тип мотора F110-GE-100, као и авион F-15 игл, што значајно поједностављује експлоатацију и смањује њене трошкове.[b]

Производња

Производња F-16 фајтинг фалкона
Lockheed-logo Winnie-Mae.png
Државе и фабрике

 

 САД

 Џенерал дајнамикс 1975-1993.
Локид 1993-1995.
Локид Мартин

(1ª монтажна линија)

1995.-акт.
Европска корпорација
Холандија Фокер (2ª монтажна линија)
Белгија(3ª монтажна линија)
Норвешка (делове)
Данска (делове)
Производња по лиценци
Турска (4ª монтажна линија)
Јужна Кореја (5ª монтажна линија)

Средином 1975. године, Белгија, Данска, Холандија и Норвешка објавили су избор авиона F-16, насупрот паралелним понудама за F-17, Мираж и Виген. Прва планирана поруџбина, ових земаља, била је 348 авиона, у кооперацијској производњи у Европи. За ту заједничку потребу, формиран је конзорцијум пет земаља коопераната за производњу и склапање авиона. Две производне линије су успостављене у Европи, за склапање змаја авиона и за финализацију производа. Линија за белгијске и данске авионе, успостављена је у фебруару 1978. године. У Холандији, у Фокеру успостављена је монтажна линија за холандске и норвешке авионе. Производња појединих подсклопова и делова за моторе, радаре и друге системе пренета је такође у Европу.

Динамика дела производње F-16.
Парт.F-16А/CF-16В/D
\sum
1 21 22 43
5 89 27 116
10 145 25 170
15 409 46 455
25 209 35 244
30 360 48 408
32 56 5 61
40 234 31 265
42 150 47 197
50 175 28 203
52 42 12 54
F-16A/B 674 121 795
F-16C/D 1.216 205 1.421
\sum_{1979.g.}^{1998.g.}

1.089

326

2.216
До марта 2006. године, произведено је

4.400 авиона F-16 фајтинг фалкон.
YF-16 i F-16.jpg
Визуелно упоређење YF-16 и F-16.

Након неколико година, оформљене су још по једна линија производње и монтаже, у Турској и у Јужној Кореји. Турска ваздухопловна индустрија, произвела је 232 примерка F-16, по стандардима партија 30/40/50, а после 2010. године, производили су и опције партија 46 и 40. Ваздухопловна индустрија Јужне Кореје, произвела је 140 авиона по стандарду партије 52. Ако се Индија определи за опремање свог ваздухопловства са F-16IN, произвешће код себе, по лиценци, најмање 140 авиона тога стандарда.

Џенерал дајнамикс почео је производњу F-16, крајем 1975. године, а први предсеријски једносед F-16А, завршен је 20. октобра 1976. године. Полетео је 8. децембра, а двосед F-16B 8. августа 1977, године. Авион F-16, развила је корпорација Џенерал дајнамикс, за потребе америчког ратног ваздухопловства. Џенерал дајнамикс је производио тај авион, све док није продао цео програм, Локидовој корпорацији 1993. године, а затим је настала нова фирма, под називом Локид Мартин (енгл. Lockheed Martin), после Локидовог спајања са Мартин Мариетом 1995. године. Од тада су сви послови тога програма у одговорности фирме Локид Мартин. Први авион F-16, у деловима, стигао је у Европу, 9. јуна 1978. године, авионским транспортом. У европске фабрике, масовно и континуално стизали су делови и подсклопови за F-16 и то: 116 авиона за Белгију, 58 за Данску, 102 за Холандију и 72 за Норвешку. Америчко ратно ваздухопловство је наручило 650 примерака F-16, а први је стигао у ескадрилу 26. јануара 1979. године.

Укупно је произведено, више од 4.400 примерака авиона F-16, по динамици до 1998. године. Табеларно је то приказаној на десној страни, за 2.216 примерака, а остатак је произведен у продужетку до 2006. године. После 1998. године, настављена је производња авиона у варијантама F-16C/D, партије 50. У случају да Америчко ратно ваздухопловство сасвим и престане куповати F-16, његова производња ће се наставити за инострано тржиште.

Измене

Након детаљне анализе, направљене су одређене конструктивне измене серијског F-16, у односу на решења прототипа YF-16. Труп авиона продужен је за 269 mm, већи је носни део (радом) за смештај радара АН/АПГ-66, повећана је површина крила са 26 m² на 28 m², висина вертикалног репа незнатно је смањена, трбушна пераја су увећана, још су два елемента додата и једнокрилна-зглобна врата предње ноге, замењена су са новим, двокрилним. Ове промене, повећале су масу структуре F-16, у односу на YF-16, за приближно 25%.

F-16 је трансформисан у вишенаменски мултинационални авион 1980. године, са значајно проширеним могућностима. F-16CJ у конфигурацији са подвесним теретима. Локид Мартинов F-16 фајтинг фалкон.

Током развоја, смањени су техничко-технолошки ризици, трошкови производње и експлоатације, мања је технолошка припрема. Програм надоградње F-16, текао је у неколико фаза. Све у свему, остварен је процес бржег увођења нових могућности и технологија, са нижим трошковима, као и са смањеним ризицима у односу на традиционалне прилазе. Са флексибилном надоградњом, продужио се живот серијској производњи F-16 и у 21. веку.

F-16CJ у конфигурацији
са подвесним теретима.

У лету се показало да није довољно брз одговор авиона YF-16 на команду хоризонталног репа, на великим нападним угловима лета (на малим брзинама). Као резултат тога, хоризонтални стабилизатор је повећан за 25%, овај такозвани „велики реп“ уведен је у партији производње број 15, у 1981. години, а ретроактивно и на раније произведеним авионима. Поред значајно смањеног ризика (мада не и потпуног), већи хоризонтални реп је побољшао уздужну стабилност, али му се повећала и ефикасност, узрокује бржу ротацију авиона, око „Y“ осе у полетању (бржи одговор авиона на повлачење палице, „на себе“).

Опис

Опште

F-16 фајтинг фалкон је једномоторни надзвучни вишенаменски тактички борбени авион. Пројектован је као тактичко-технички и економски рационални борбени авион, способан за извршавање различитих задатака, са сталном борбеном спремношћу. Много је мањи и лакши авион, од својих претходника, али у његовој концепцији је примењена савремена аеродинамика и системи опреме и њихов принцип интеграције. F-16 је први серијски авион са електричним командама лета и са смањеном резервом уздужне статичке стабилности, што му заједно са осталим аеродинамчким решењима и малом масом обезбеђује високе маневарске карактеристике, са дуготрајним одржањем високог фактора аеродинамичког оптерећења, до n = 9 (az = 9g) и са могућношћу достизања високе максималне брзине, која је еквавилентна М = 2+. Аеродинамику му посебно карактерише прелаз крило-труп и издужење тога предњег дела прелаза у „стрејк“, који је и горња настрешница за карактеристичан подтрупни уводник ваздуха (доња слика).

Усисник F-16.jpg Стрејк на F16.jpg
Испитивање усисника за F-35, по узору решења за F16.
Оригинал усисник F16, приказан је испред модела.
Продужени корен крила
(„стерјк“).

F-16 фајтинг фалкон обухвата иновације као што су једноделна, надвишена, капљаста купола кабине за бољу видљивост (поклопац, погледати на сликама испод), команде лета са измештеном бочном командном палицом, а лакше се подноси и високи фактор аеродинамичког оптерећења у заваљеном седишту пилота. Однос потиска мотора и масе авиона је изнад јединице, тако да се може пењати и по вертикалној путањи лета. Поседује топ M61, уграђен у структуру у корену крила авиона и једанаест спољних подвесних тачака, за ношење убојних средстава и резервоара горива. У зависности од варијанте, направљен је широк асортиман могућности ношења и коришћења ракетног, бомбардерског наоружања, контејнера за разне системе и резервоаре горива.

F-16А, одликује се са четири отвора иза топа, за одвођење гасова, а каснији F-16C, са само два. Аеродинамичке кочнице интегрисане су на непокретном делу преласка задњег дела трупа и хоризонталног репа. Састоје се од по две плоче са горње и доње стране трупа, које се отклањају до 60°. На тај начин, остварује се прираст отпора, практично у оси авиона, што је предност, пошто се при њиховом извлачењу не мења угао тримовања.

Aеродинамичких површина за стварање
допунског узгона, за стабилизацију и
за управљање, око све три осе F-16.

Конфигурација и структура „змаја“ авиона

F-16 фајтинг фалкон користи делта крило са постепеним преласком у труп, чији се предњи корени део издужује у „стрејк“. Поред те специфичности поседује подтрупни усисник ваздуха фиксне геометрије улазног пресека, за напајање једног двопроточног турбомлазног мотора, класични је вертикални реп са крмилом, целообртни хоризонтални реп, два трбушна пераја испод трупа, стајни органи су типа трицикл, испупчену је калоту (поклопац) кабине, интегрисани су преткрилца, крилца и флаперони. На хрбату трупа, иза калоте кабине, налази се наливно грло за утакање горива у лету.

Уводник ваздуха, пројектован је тако да му је дужина довољна за постепено скретање ваздуха, под прихватљивим углом, у вертикалној равни, од доњег до средишњег дела трупа авиона, у коме је уграђен мотор. На тај начин је обезбеђено стабилно протицање и увођење ваздуха у мотор, без отцепљења струјница и штетних губитака.

При развоју F-16 био је доминантан критеријум лаке и јефтине серијске производње и јефтине експлоатације. Постигнуто је, да ти трошкови буду далеко мањи у односу на претходне ловачке авионе.

Структура „змаја“ авиона F-16, направљена је од ваздухопловних квалитетних легура, од 80% алуминијума, 8% челика, 3% композита и 1,5% титанијума. Командне површине и трбушна пераја, у великој мери су произведена од алуминиског саћа, обложеног са композитном кором (сендвич конструкција). F-16поседује укупно 228 приступних отвора, за одржавање система и њихових делова. Тако да у 80% случајева није потребно одвајати подсклопове авиона, у току експлоатационих интервенција. Број места за подмазивање, линија веза за гориво и заменљивих модула такође је значајно смањен у односу на претходне авионе.

F-16A се пуни горивом, у лету

Без обзира на то што је Америчко ратно ваздухопловство захтевало да век структуре авиона буде 4.000 сати лета, са граничним убрзањем од 7,33 g, са 80% количине унутрашњег горива, пројектом је остварено да век авиона буде до 8.000 сати лета и да сруктура авиона подноси убрзање од 9 g у маневру, са пуним унутрашњим горивом. Ово се показало као велика предност у борбеној употреби ваздух-ваздух, у вишенаменској улози. Међутим, са променама у односу на планирану оперативну употребу, маса авиона је стално расла, те су морале да се предузимају и додатне конструктивне мере побољшања, у функцији очувања раније постигнутих перформанси авиона.

Крило

Vista-xmag.pngЗа више информација видети чланак Крило.

Аеродинамичке студије, у раним шездесетим годинама двадесетог века, обезбедиле су практичну примену феномена, познат као „вртложни узгон,“ за повећање носивости крила, на великим нападним угловима. Тетиве кореног дела крила, постепено се издужују са приближавањем према трупу и тако се добије додатна троугласта површина, такозвани „стрејк“. Пошто је тражена велика агилност авиона F-16, у борби у ваздушном простору, његов је пројекат и оптимизиран по томе критеријуму, да буде ефикасан и на великим нападним угловима. Добијени резултат тога је витко делта-крило, са углом стреле од 40° између нападне ивице крила и праве на раван симетрије авиона. Изабран је аеропрофил NACA 64A-204, са променом кривине помоћу аутоматског отклањања флаперона и преткрилаца, преко дигиталног система команди лета, а на основу сигнала са сензора о нападном углу и о брзини лета, при маневру авиона.

Заједно у лету F-16A и совјетски
Су-27, август 1990. године.

„Стрејк“ локално има аеродинамички ефекат малог танког троугластог крила. Настао је са значајнијим продужењем локалних тетива у кореном делу крила. Прави постепен прелаз од нападне ивице корена крила и носног дела трупа и стапа их у јединствену целину. Он генерише вртлог велике енергије на већим нападним угловима крила, што доприноси порасту узгона због побољшаног опструјавања локалнх аеропрофила. На овај начин је значајно повећан критични нападни угао авиона. „Стрејк“ повећава и структуралну носивост оптерећења у корену крила, што смањује димензије локалне структуре па и укупну масу авиона. Такође, повећава и расположиви унутрашњи простор за смештај горива и опреме.

Команде лета

Vista-xmag.pngЗа више информација видети чланак Аеродинамика и Систем команди лета авиона.

Негативна статичка стабилност

F-16 фајтинг фалкон је први авион на свету намерно пројектован тако да буде аеродинамички нестабилан, што значи да је негативна резерва статичке уздужне стабилности, односно да је тежиште за мало испред „неутралне тачке“ авиона. Ова техника значајно побољшава перформансе маневра авиона. Авиони се класично пројектују са позитивном статичком стабилношћу, што одређује авиону тенденцију да се сам враћа у свој првобитни положај, после сваког поремећаја. Међутим, позитивна статичка стабилност се супротставља покретљивости авиона. Та његова тежња да задржи свој пређашњи положај, супротставља се жељи и напору пилота да изведе маневар авиона. Што је већа позитивна резерва стабилности, потребна је већа сила на хоризонталном репу, остварена отклоном крмила, за извођење жељеног маневра. Са друге стране, авион са негативном статичком стабилношћу, у недостатку сталне и брзе корекције управљања, брзо одступи од референтне путање по којој се контролише лет, што је посебно ризично и фатално за његову безбедност. Одступање би било изведено великим убрзањем па и са великим и неконтролисаним оптерећењем, изван дозвољене анвелопе лета. Према томе, авион са негативном статичком стабилношћу, лакше и брже пређе из једног равнотежног стања у неко друго, у односу на случај када има позитивну статичку стабилност, али тада мора постојати посебан наменски надограђени систем, који је у стању одржавати његово стабилно жељено стање кретања. Ова техника је посебно битна за ловачке авионе, који лете у великом распону брзина, од малих подзвучних до великих надзвучних. Пошто се „неутрална тачка“ помера са компресибилитетом струјања ваздуха (у функцији Маховог броја), од приближно 25% до преко 50% средње аеродинамичке тетиве, у нивоу те разлике, мења се и резерва статичке стабилности. Значи, да авион са умереном статичком стабилношћу, на малим брзинама, превише је статички стабилан на великим брзинама и тада му је тешко мењати путању лета, то јест тада теже маневрише и при већим командним сигналима пилота. Зато је најповољније ловце пројектовати са реализованом умереном резервом стабилности, што је могуће ближој нултој вредности, при свим брзинама лета. Идеално би било да је положај тежишта авиона, последично и резерва статичке стабилности, адаптиван у функцији Маховог броја, при лету авиона. У томе случају би се и управљало са резервом статичке стабилности у функцији Маховог броја. То је принципски једино могуће реализовати са претакањем горива, али није технички оправдано са аспекта процеса аутоматског управљања, због дугог временског трајања такве радње (види поглавље YF-16 CCV).

Амерички F-16C, партија
производње 52.

Електричне команде лета

Основа за смањење и оптимизацију величине резерве стабилности, по критеријуму доброг маневра у широј анвелопи лета авиона F-16 фајтинг фалкон, јесу његове четвороканалне електричне команде лета. Са њиховом функцијом, спречава се тенденција бежања авиона са номиналне контролисане путање лета, при негативној и недовољној резерви статичке стабилности. Електричне команде лета прихвате изражену жељу пилота, преко померања палице / педала и поставе командне површине у одговарајућу позицију, али истовремено се брзо мере сви параметри лета, са сензорима. Рачунар упоређује жељене и измерене вредности параметара лета и брзо одређује и задаје корекцију, у смеру смањења разлике на нулу. Тај процес се одвија на основу неколико хиљада измерених одступања вредности остварених од жељених параметара лета, које систем брзо обради и на основу чега коригује командни сигнал отклона површина за управљање авионом. Закони тога управљања су оптимизирани, у софтверу система команди лета авиона F-16. Електричне команде лета F-16, у своме менију могућности, садрже и низ ограничења за управљање око све три осе и управљања са растом узгона, за безбедан лет авиона у оквиру његове експлоатационе анвелопе. За авион F-16 праг ограничења је за нападни угао од 25° и фактор аеродинамичког оптерећења n = 9 односно убрзање az = 9g.

На прототипу YF-17, систем команди лета заснива се на резервном традиционалном хидро-механичком каналу, за повећање поузданости управљања. За разлику од стандарда YF-17 прототип YF-16 и серијски F-16 имају четири међусобно независна, искључиво електронска канала управљања, сваком од командних површина. То је далеко напредније од преноса командног сигнала преко кинематике до разводника хидропокретача, у резервном систему. Почетни развој F-16А/B, имао је аналогне електричне команде лета, касније варијанте F-16C/B добиле су дигитални систем, који је ретроактивно уведен и на претходно произведене авионе.

Двокоморне хидрауличке покретаче командних површина напајају два равноправна хидросистема и један помоћни.

Функционалност и ергономија кабине

Једна од упадљивих карактеристика авиона F-16 фајтинг фалкон јесте изузетна прегледност пилота из његове позиције у кабини. То је од изузетног значаја за вођење борбе ваздух-ваздух. Испупчена калота поклопца кабине пружа пилоту прегледност у пуном углу од 360° усмерења главе, односно очију у хоризонталној равни, а у вертикалној на доле 40° и 15° бочно. Те карактеристике су далеко боље, у односу на све старије ловце од F-16.


Употреба избацивог седишта,
при катапултирању америчког пилота
из F-16, у удесу 14. септембра 2003. 

F-16 фајтинг фалкон је први серијски авион у коме се користи заваљено седиште пилота, са могућношћу катапултирања на нултој брзини и на нултој висини. Ефекат заваљености седишта је остварен са повећањем његовог нагиба, уназад на 30°, за разлику од ранијих стандардних решења са 13-15°. Ово је урађено због лакшег пилотовог подношења инерцијалних оптерећења, на убрзањима у маневру и од 9g.

Још једна специфичност код F-16 односи се на седиште и поклопац кабине. Уређај за активирање ракетног мотора седишта и поклопац кабине, повезани су са кратким ужетом. При команди пилота за катапултирање (избацивање) седишта, прво се одбаци поклопац те се са динамичким ударом поклопца, преко конопца, активира и ракетни мотор седишта. На тај начин, обезбеђен је потребан редослед радњи без икаквих допунских уређаја. То обезбеђује и посебан случај, при катапултирању седишта на нултој висини и на нултој брзини (авион стоји на земљи). На ручици за катапултирање седишта, редно су повезане команде за одбацивање кабине и за активирање ракетног мотора седишта. На овај начин је обезбеђено да ако поклопац са динамичким ударом не активира ракетни мотор то уради директна команда ручицом, која следи иза претходне.

Пошто су на F-16 уведени системи електричних команди лета и заваљено избациво седиште, створени су предуслови, а и нужност, за увођење бочне командне мале палице (џојстика), уместо централне, класичне. Са тим решењем је повећана удобност и ефикасност пилота у току лета, а посебно у току вођења борбе. Ова мала палица нема велике угаоне отклоне са силом супростављања померању, као класична, те није било једноставно за пилоте да се брзо адаптирају на њу. На F-16 је први пут уведен систем управљања HOTAS (енгл. hands on throtle and stick), при коме су руке стално на палицама, десна на палици команди лета и лева на ручици гаса мотора. На палицама су и прекидачи за управљање са авионским системима, тако да се обављају све радње у току лета без потребе скидања руку са палица. После F-16 практично сви ловачки авиони примењују HOTASсистем.

Симболика горњег приказивача
F/A-18 хорнета, за време борбе,
слично је и на F-16.

F-16 поседује нишанску главу, горњи приказивач (енгл. head-up display (HUD)), на којој се приказују параметри лета и употребе наоружања. Када би пилот био приморан да те податке прати само на томе приказивачу, стално би му глава и поглед били усмерени у предњи унутрашњи део кабине и тада не би довољно добро пратио шта се дешава у окружењу авиона. То би му слабило услове и концентрацију на вођење борбе. Зато је опремљен и са кацигом, на чијем визиру су пренете те информације, тако да он може и да окреће главу, да прати окружење, а да истовремено има на располагању податке са нишанске главе. Овај систем је уведен на авионима од партије производње 40 па на даље, посебно се користи при употреби ракета ваздух-ваздух. При навођењу ракете, иста прати покрет главе пилота, односно правац у коме пилот гледа. Систем је први пут примењен у операцијама у рату у Ираку.

Пилот добија детаљне информације из мулти-функционалног приказивача (енгл. multi-function displays (MFD)), о лету авиона и о статусу његових система. Он приказује радарску слику, мапирање, важне информације о мотору, стајним органима, линијама подвешавања спољних терета, количини горива и статусу оружја. У почетку, F-16A/B је имао само једну црно-белу катодну цев, која је служила као екран приказивача информација са различитим традиционалним симболима. То је замењено са приказивањем у боји, на бази течних кристала, на партијама производње 50/52, а у партији 60 уведена су у функцију три приказивача. Са програмирањем и изменом боја и системом слика у слици, могуће је симулирати пуну тактичку ситуацију на екрану, на покретној мапи.

F16 Cockpit, Asian Aerospace 2006.JPG F-16C cockpit m02006112700032.jpg F16PilotNationalGuard.jpg
Кабина земаљског тренажера
Поглед пилота, из седишта F-16
Снимак у кабини F-16
F-16D са аутоматским праћењем
конфигурације терена.

Радар

Авиони варијанте F-16A/B, били су опремљени импулсно доплеровим радаром AN/APG-66, који је интегрисан у систем за управљање ватром. Његова равна решеткаста антена, пројектована је тако да се уклапа у уски носни део трупа F-16. Поседује четири режима рада у задацима ваздух-ваздух и седам у ваздух-земља, у дневним, ноћним и у свим метеоролошким условима. Открива циљеве на земљи, на удаљености од 37 до 56 km, а у ваздуху на 46 до 74 km. Аутоматски захвата циљ на растојању од 9 km. Новија варијанта APG-66(V)2 има јачи процесор, већу излазну снагу, повећану поузданост и отпорност на ометање. Надоградњом, добијена је нова варијанта APG-66(V)2A, са већом брзином рада и са већом меморијом. Развијена је и варијанта APG-66(V)3 за Тајван, који може да води ракете AMRAAM.

Фалкон F-16C/D, опремљен је са радаром AN/APG-68, који је настао са даљим развојем претходних. AN/APG-68 има већи домет и резолуцију, као и 25 режима рада, укључујући и мапирање терена. У режиму откривања и праћења земаљских циљева, доплерски изоштрава сигнал и скенира и истовремено прати до 10 циљева. Интегрисан је у авионски нападно-навигацијски систем и обезбеђује континуално осветљење циља и полуактивно навођење ракете средњег домета AIM-7 спероу (енгл. AIM-7 Sparrow). Напреднија партија производње 50/52 F-16, у почетку је била опремљена радаром AN/APG-68 (V) 5, који има софистициран процесор сигнала, заснован на савременој технологији. Каснији авиони из те партије, опремљени су са AN/APG-68 (V) 9, коме је повећан опсег детекције за 30%, у режиму ваздух-ваздух. Може да мапира терен, са високом резолуцијом слике, открива и препознаје циљеве.

Радар AN/APG-68

У августу 2004. године, потписан је уговор за даљи развој радара AN/APG-68, у нови стандард (V) 10, за авионе F-16 из партије 40/42/50/52. Овај радар омогућиће авионима F-16, у свим временским условима, откривање и гађање циљева са прецизним оружјем и коришћење глобалног позиционог система (GPS).

F-16E/F опремљен је са радаром AN/APG-80, са активним електронским скенирањем и тако је он постао један од три ловачка авиона у свету, који поседују такав систем.

Погон

Систем погона авиона F-16 фајтинг фалкон, састоји се из једноканалног подтрупног уводника ваздуха фиксне геометрије, двопроточног турбомлазног мотора и млазнице, са променљивим излазним пресеком. Са почетним захтевима условљена је унификација мотора Прат енд Витни (енгл. Pratt & Whitney) PW F100-PW, за ловце F-16 и F-15 игл. На авионима F-16 првих партија производње, примењивао се мотор PW F100-PW-200, незнатно измењен у односу на основну верзију PW F100-PW-100, који се користио на F-15 игл. Степен двопроточности мотора PW F100-PW је 0,7, а време опслуживања сведено је на рад од 2 човек-сата по једном сату лета авиона. Захтеви америчког ваздухопловства били су блажи, до 3 човек-сата рада по једном сату лета.

У табели десно, приказане су верзије мотора, који су интегрисани у варијанте и партије производње авиона F-16. Мотори су кроз модификације и развој побољшавани, у домену поузданости рада, повећања потиска, економичности експлоатације и већој унификацији. У оквиру тога настојања развијен је и F100-PW-220/220E, који је резултат настојања америчког ратног ваздухопловства, да обезбеди универзални мотор за ловачке авионе. Тај програм, познат је под незваничним називом „велики борбени мотор“, који је промовисан на авиону F-16.

У оквиру настојања да се побољша мотор F-16, подржавана је и конкуренција између фирми Прат енд Витни и Џенерал електрик, тако да је прихваћен и мотор GE F110-GE-129 за партију 50, а за партију 52 супарнички PW F100-PW-229. Мотор GE F110-GE-132 развијен је за авионе F-16, из партије 60, за Арапске Емирате. Он је највећи од свих примењиваних на томе авиону.

Мотори, по партијама и варијантама производње авиона.
Парт.ВаријантаМоторПотисакФотографија и рендеровани приказ отвореног мотора PW F100
1 F-16A / B PW F100-PW-200 106,0 kN Turbparts7.svg
5 F-16A / B PW F100-PW-200 106,0 kN
10 F-16A / B PW F100-PW-200 106,0 kN
15 F-16A / B PW F100-PW-200 106,0 kN
20 F-16A / B PW F100-PW-200 106,0 kN
25 F-16C / D PW F100-PW-220E 105,7 kN
30 F-16C / D GE F110-GE-100 128,9 kN
32 F-16C / D PW F100-PW-220E 105,7 kN
40 F-16C / D GE F110-GE-100 128,9 kN
42 F-16C / D PW F100-PW-220E 105,7 kN
50 F-16C / D GE F110-GE-129 131,6 kN
52 F-16C / D PW F100-PW-229 129,4 kN
60 F-16E / F GE F110-GE-132 144,6 kN

 

 

PW F100-PW-200, на пробном столу и млазник са механизмом за промену његовог излазног пресека.

Наоружање

F-16 фајтинг фалкон поседује ватрено, ракетно и бомбардерско наоружање, системе за електронску борбу и за пасивну и активну заштиту. Ракетно и бомбардерско наоружање, алтернативно се комбинује заједно са контејнерима електронске опреме и са допунским резервоарима горива, на девет подвесних тачака, носивости до 6.800 kg. У зависности од масе подвешених спољних терета, одређена је и граница анвелопе лета по фактору аеродинамичког оптерећења, n = 5,5 – 9. Од укупних једанаест подвесних тачака, две су на крајевима крила резервисане само за стално ношење ракета AIM-9 сајдвиндер, а осталих девет су за комбиновање алтернативног ношења спољнег терета, шест испод крила и три испод  трупа.

Топ M61A1 као експонат
 
F-16 лансира IC мамце
 
F-16 са подвесним теретима
 
 
 F-16C бомбардujе са Mk 82
Излаз из топа M61A1
 
F-16C је лансирао Сајдвиндер
 
Асортиманом наоружања F-16D
  • Ватрено наоружање сачињава један четвороцевни топ, типа M61A1 вулкан, калибра од 20 mm, са бојевим комплетом од 511 граната.
  • Ракетно наоружање
    • Ваздух-ваздух
      • 2 × AIM-7 Спероу
      • 6 × AIM-9 Сајдвиндер или
      • 6 × IRIS-T или
      • 6 × AIM-120 AMRAAM или
      • 6 × Питон-4
    • Ваздух-тло (земља / море)
      • 6 × AGM-45 шрик
      • 6 × АГМ-65 маверик
      • 6 × AGM-88 харм (против-радарска)
      • 2× AGM-84 харпун (против-бродска) или
      • 4× AGM-119 пингвин (против-бродска)
  • Бомбардерско наоружање
    • Класичне бомбе
      • 4 × Марк 84 бомбе, опште намене
      • 8 × Марк 83 GP, бомбе
      • 12 × Марк 82 GP, бомбе
      • 8 × Бомбе малог пречника
      • Б61 атомска бомба
    • Касетне бомбе
      • 2 × CBU-87 бомба са комбинованим ефектом
      • 2 × CBU-89 гатор бомба
      • 2 × CBU-97 сензор фугасно оружје
    • Навођене бомбе
      • 4 × GBU-10 павевај II
      • 6 × GBU-12 павевај II
      • 6 × Павевај-серије ласерски-вођених бомби
      • 4 × JDAM
  • Подвесни контејнери
    • 4 × LAU-61/LAU-68 лансери невођених ракета ваздух-земља, сваки са по ракета 19 × 70 mm / 7 Хидра 70 (алтернативно)
    • 4 × LAU-5003 лансери невођених ракета ваздух-земља, сваки са по ракета 19 × CRV7 од 70 mm
    • 4 × LAU-10 лансери невођених ракета ваздух-земља, сваки са по ракета 4 × Зуни од 127 mm
    • SUU-42A/A лансер патрона (малих ракета) IC и противрадарских мамаца. IC мамци су запаљене бакље, а против-радарски су листићи станиола. Уграђују се интегрално у контуру и структуру авиона, а допунски се подкачињу за дуже прелете преко непријатељске територије.
    • AN/ALQ-131 & AN/ALQ-184 ECM (контејнер са опремом за електронске против-мере)
    • LANTIRN, Локид Мартин Sniper XR & LITENING –нападно–навигацијски систем са IC сензором
    • 3 × 300/330/370 подвесни резервоари са 3 × 1.136/1.249/1.400 литара горива, за повећање долета и времена остајања у ваздуху.

 Варијанте подвешавања

Карактеристике репрезантативног стандарда авиона F-16C, партија 30

Опште

Бочни изгллед F-16
  • посада = 1
  • дужина авиона = 15,06 m
  • размах крила = 9,96 m
  • висина авиона = 4,88 m
  • површина крила = 27.87 m²
  • аеропрофил крила = NACA 64A204 (базни)
  • маса празног = 8.570 kg
  • полетна маса = 12.000 kg
  • максимална маса полетања = 19.00 kg
  • погон = 1 х F110-GE-100
  • тип турбо-млазног мотора = двопроточни
  • базни потисак = 76,3 kN
  • потисак са допунским сагоревањем= 127 kN

Перформансе

  • Максимална брзина=
    • на нивоу мора: 1.470 km/h (еквивалент M = 1,2)
    • на висини:2.410 km/h (еквивалент M = 2+)
      • највећа брзина = чиста конфигурација
  • Борбени радијус = 550 km
(изведен је профилом; високо–ниско–високо, са шест бомби од 450 kg)
  • Долет = 4.220 km
  • Плафон = 18.000+ m
  • Брзина пењања = 254 m/s
  • Специфично оптерећење крила = 431 kg/m²
  • Однос: потисак/маса = 1,095

Напомене

[a] – Иницијатори, покретачи и аутори идеје и студије о концепцији новог ловца, били су пробни пилот Џон Бојд (енгл. John Boyd) и ваздухопловни систем инжењер Пјер Спреј (фр. Pierre Sprey). После добијања подршке, оформљен је и већи тим, који је радио на овој студији и дефиницији тактичко-техничких захтева за развој лаког ловца. Чињеница, да ниједан постојећи амерички тип авиона није био у стању да се суочи са условима ваздушне борбе са совјетским лаким ловцима и што су због тога губили премоћ у ваздушном простору Вијетнама, била је најјача аргументација за ову идеју и студију. Комбиновано опремање ловачких ескадрила, са лаким и са сложенијим и тежим ловцима, практиковали су и совјети / руси, са авионима МиГ-29 и Су-27, а американци са F-16 и F-15 игл.

[b] – Убрзо, након избора YF-16, објављено је да ратно ваздухопловство планира да набави између 650 и 1.400 примерака F-16. Поручено је и реализовано 8 предсеријских авиона (6 једноседа F-16А и 2 двоседа F-16B), за детаљна испитивања понашања у лету и у експлоатацији. Конгрес је у августу 1974. године, усмерио финансијска средства за развој новог морнаричког лаког ловца-бомбардера. Америчка морнарица, на бази прототипа F-17, развила је свој авион F/A-18 хорнет, са моторима Џенерал Електрика F404-GE-402.

Види још

  • Варијанте, F-16 фајтинг фалкон
  • Оперативна употреба, F-16 фајтинг фалкон
  • МиГ-29
  • ЈAS 39 грипен
  • F/A-18 хорнет
  • Нови авион

Извори

 

 

Главни мени

Пријава