F-16

F-16 Fighting Falcon - vienas iš sėkmingiausių visų laikų naikintuvų, sukurtas JAV inžinierių grupelės, kuri aviacijoje ilgai buvo vadinama "Fighter Mafia". Toji grupelė anuomet buvo smarkiai nekenčiama kariuomenės, nes lindo visur, aiškindama, kad JAV susišiko su savo naikintuvų-bombonešių programa, darydama didžiulius, universalius ir griozdiškus lėktuvus, kurie Vietnamo karo metais gaudavo nuo primityvių ir atsilikusių rusiškų MiG naikintuvų į kaulus.

Lėktuvas buvo toksai sėkmingas, kad realiai pradėjo naują, ketvirtą naikintuvų kartą, visiškai pakeisdamas visus iki tol buvusius oro mūšių konceptus. Su šiuo naikintuvu JAV tiesiog momentaliai pasidarė absoliučiai dominuojančia oro mūšiuose valstybe ir tokį dominavimą, leisdama vis naujas F-16 versijas, išlaikė gerą pusę šimto metų. Ir panašu, kad dar porą dešimtmečių tai vis dar bus vienas iš populiariausių ir efektyviausių pasaulio naikintuvų.

F-16 naikintuvo sukūrimas

Kaip ta naikintuvų mafija ir skundėsi, taip ir buvo - amerikonai neretai gaudavo į kaulus vien todėl, kad dideli universalūs naikintuvai-bombonešiai tiesiog nespėdavo daryti manevrų paskui rusiškus migus, o pastarieji, kad ir techniškai atsilikę, būdavo porą kartų lengvesni, veikiantys artimesniu atstumu, tad manevringi.

Amerikonams reikėjo lėktuvo, kuris būtų ir labai pigus, o todėl labai masinis, nes jam turėjo tekti kovoti su MiG-21, kurių prigaminti realiai rekordiniai ir nenormalūs skaičiai. Kartu tas lėktuvas turėjo būti kraštutinai manevringas ir vienareikšmiškai geresnis, nei tie rusiški migai. Kadangi variklis buvo viena iš esminių kainos sudedamųjų, lėktuve pasirinkta apsieiti tik su vienu varikliu, o ne su dviem. O kad ir sparnų bei fiuzeliažo kaina nebūtų per daug žvėriška, buvo atsisakyta ir daugybės visokių superbrangių kompozitinių plastmasių, kurių labai daug buvo F-15 naikintuve. T.y., F-16 naikintuvas turėjo būti dar ir pigus.

Perteklinė variklio trauka

Taigi, susibūrusi kariškių ir aviacijos inžinierių grupė sukūrė ir paskleidė pirmiausiai akrobatinės energetikos teoriją (ši vadinama ir įvairiais kitais vardais), pagal kurią oro mūšių sėkmę nulemia pirmiausiai naikintuvo gebėjimas savo skrydžio aukštį efektyviai paversti greičiu, o paskui, atlikus manevrus - vėl kuo greičiau atgauti ir skrydžio aukštį, ir greitį. Kaip rodė statistika, būtent skrydžio aukščio ir greičio atgavimas būdavo lemiančiu faktoriumi oro mūšiuose. Taigi, naikintuvai pagal šitą idėją turėjo būti aprūpinti tiesiog nesuvokiamai dideliu pertekliumi variklio traukos. Jei iki tol nemažai lėktuvų turėdavo vos kokį penktadalį variklio traukos nuo masės, o labai pertekline trauka buvo laikoma maždaug pusė traukos nuo masės, tai F-16 kūrėjai sugalvojo, kad čia trauka turi būti didesnė, nei lėktuvo masė - t.y., maždaug apie 1,11 kilogramo traukos vienam kilogramui lėktuvo svorio.

Aišku, kad su tokia trauka lėktuvas degalus eikvodavo gan sparčiai, tad sprendimas irgi buvo aiškus: lėktuvas neturi būti skirtas skrydžiams už kelių tūkstančių kilometrų, o turi būti skirtas artimiems oro mūšiams. Skrydžio nuotolis neturi jokios prasmės, jei nuskridus į oro mūšio vietą, neužteks manevringumo ir dėl to mūšis bus pralaimėtas. Pirmiausiai turi būti besąlygiškai didelis manevringumas, o tik jau paskui - didinamas skrydžio nuotolis.

Aerodinaminis nestabilumas ir automatinis valdymas

Iki tol įprasta praktika buvo daryti taip vadinamus aerodinamiškai stabilius lėktuvus, kurie, pametę kokią kryptį per manevrą, paskui patys atsigautų ir stabilizuotųsi, o ne tėkštųsi į žemę. Bet tai reiškė labai smarkiai sumažintą manevringumą, nes save stabilizuodamas, lėktuvas elgiasi priešingai manevrui, t.y., švaisto energiją manevro stabdymui. Amerikonai nutarė, kad reikia daryti tyčia aerodinamiškai nestabilius naikintuvus, kurie, jei nukrypsta, nuo savo nuokrypio dar labiau prarastų stabilumą. Tai reiškė, kad tokie lėktuvai gali daryti ypatingai aštrius manevrus.

Aišku, kaip parodė jau pirmi YF-16 (būsimo F-16) bandymai, aerodinamiškai nestabilūs lėktuvai buvo be proto, nesveikai bandantys padaryti kokią nors katastrofą. Net mikroskopinis manevras sukeldavo naikintuvo siūbavimus. Kaip paaiškėjo per pirmą antžeminį bandymą, skirtą lėktuvo važinėjimui patikrinti, jo aerodinamika ir manevringumas buvo per geri - netikėtai lėktuvas vienu savo šonu atsiplėšė nuo žemės ir pabandė persiversti. Lakūnas, bandydamas išlaikyti stabilumą, buvo priverstas kilti, bet bandymas nulaikyti lėktuvą, metė šį į priešingą pusę, taigi, tas vėl vos neapsivertė - žodžiu, dėl aerodinaminio nestabilumo prasidėjo sužadinti šoniniai svyravimai. Lakūnas katastrofos išvengė, tik duodamas per gazus ir staigiai pradėdamas kilti į viršų. Tik paskui jau, ore kažkiek apsipratęs su tuo nestabilumu, lakūnas sugebėjo labai atsargiai lėktuvą nuleisti ant aerodromo tako.

Taigi, pagal savo charakteristikas naikintuvas gavosi iš principo netinkamas skraidymui, nes per daug nestabilus. Bet kadangi visa ta inžinierių šutvė tyčia to ir siekė, tai jie jau buvo numatę ir sprendimą - prikaišiojo į naikintuvą daviklių, įkišo kompiuterį ir padarė stabilizavimo sistemą. Tuo tarpu visus valdymo prietaisus padarė ne tiesioginius, o valdomus per tą patį kompiuterį - tai buvo taip vadinama "fly-by-wire" sistema. Ši sistema buvo skirta tam, kad nedideliais, mažais judesiais kompensuotų mažus nestabilumus, kurie gali peraugti į didelius.

Kaip paaiškėjo, taip smulkius nuokrypius kompensuojantis kompiuteris puikiausiai stabilizuodavo skrydį, bet kai prireikdavo - leisdavo panaudoti ir visus to aerodinaminio nestabilumo privalumus.

Lakūnų atsparumas kraštutinėms perkrovoms

Galų gale, paskutinis momentas, kuris išlindo, bekuriant F-16 - tai dėl to perteklinio manevringumo atsiradusios neįtikėtinos perkrovos. Kaip paaiškėjo, visai normalaus manevravimo metu perkrova gali siekti apie 9g, t.y., 9 kartus viršyti Žėmės trauką. Tai reiškė, kad 70 kilogramų sveriantis pilotas faktiškai ima sverti 630 kilogramų, o dėl tokio svorio visas jo kraujas nuteka į kojas ir pilotas praranda sąmonę. Kad neprarastų sąmonės, buvo įrengta speciali sėdynė, kuri vartosi ir manevro metu tiesiog paguldo pilotą beveik gulsčiomis, taip pat pilotui skirti specialūs orą staigiai pripumpuojantys drabužiai, kurie išstumia kraują iš kojų ir pilvo srities, kad daugiau kraujo liktų galvai.

Ir netgi nepaisant to, pilotai visvien prarasdavo sąmonę, tad galų gale lėktuvuose buvo įtaisyti specialūs autopilotai, kurie, atradę, kad lakūnas prarado kontrolę, pirmiausiai palaiko trajektoriją, o paskui, nukritus skrydžio aukščiui, patys perveda lėktuvą į horizontalų skrydį. Per tą laiką pilotas atgauna sąmonę ir tada jau gali priimti valdymą atgal. Kadangi lėktuvai jau ir šiaip buvo padaryti su elektroniniu valdymu, tai šitokie autopilotai jau buvo tik dar vienas papildomas žingsnis.

Ilgą laiką tie F-16 naikintuvų autopilotai buvo itin slaptais, nes kaip paaiškėjo, manevriniuose oro mūšiuose būtent tokie autopilotai neretai nulemdavo mūšio baigtį. Lakūnai tyčia darydavo manevrus ant sąmonės praradimo ribos, žinodami, kad lėktuvas jais pasirūpins. Nuo manevro pilotai sekundei-kelioms prarasdavo sąmonę, tačiau lėktuvas toliau laikydavo skrydžio kryptį ir lakūnas be problemų mūšį tęsdavo toliau.

Palyginimui, ano meto MiG-21 galėdavo pasiekti apie 7g manevrus, o vėliau buvo sustiprintas iki 8,5g, tačiau rusams anais laikais taip ir nepavyko padaryti, kad pilotui praradus sąmonę, lėktuvas nesusidaužytų, o sąmonę tuose naikintuvuose pilotai prarasdavo ir prie 5-6g apkrovos, ypač jei šioji trukdavo ilgiau, nei kelias sekundes.

Dar žr.

• SAAB Grippen - daug vėlesnis, bet idėjiškai labai artimas naikintuvas, kuriame elektronika perėmė išvis visą lėktuvo valdymą, o lėktuvo kaina nėra labai didelė
• F-15 - kiek anksčiau pradėtas kurti daug prabangesnis naikintuvas, kuris perėmė didesnę daugumą F-16 idėjų, susijusių su manevravimais
• F/A-18 - faktiškai kartu su F-16 kurtas tiesioginis konkurentas, tos pačios naikintuvų mafijos įtakotas, bet visgi ne toks radikalus lėktuvas, kuris turėjo būti pagerintu F-16, bet išties gavosi ir brangesniu, ir ne tokiu geru