YF‑23 Black Widow II - zapomniany konkurent Raptora

Miarą rozwoju lotnictwa, jaki nastąpił za sprawą napędu odrzutowego, są umowne generacje, wskazujące na założenia konstrukcyjne i możliwości samolotów z różnych okresów. Od 1944 wyróżniono pięć (i jeden pośredni) głównych etapów rozwoju konstrukcji lotniczych – większość z nich powstała w latach zimnej wojny.

Pojawienie się maszyn kolejnej generacji u któregoś z głównych antagonistów – Związku Radzieckiego i Stanów Zjednoczonych – wymuszało u konkurenta opracowanie własnych konstrukcji nowego typu. Na przełomie lat 60. i 70., bazując na doświadczeniach zdobytych podczas wojny w Wietnamie, Amerykanie rozpoczęli projektowanie maszyn, mających wprowadzić do arsenałów czwartą generację samolotów. Były to m.in. tak znane konstrukcje, jak F-15 i F-16, dające amerykańskiemu lotnictwu znaczną przewagę nad potencjalnym przeciwnikiem.

Ten w ciągu kilku lat odpowiedział własnymi konstrukcjami czwartej generacji – w drugiej połowie lat 70. oblatano prototypy samolotów Su-27 i MiG-29, niwelując dominację Amerykanów. Dla Stanów Zjednoczonych oznaczało to konieczność opracowania maszyny, który ponownie zapewniłby przewagę nad wrogiem.

Na długo przed tym, bo jeszcze w 1969 roku, prace koncepcyjne rozpoczęła grupa o nazwie TAC-85. Nazwą tą określono zespół, którego zadaniem było sprecyzowanie kluczowych problemów, jakim będą musiały sprostać nowoczesne samoloty w połowie lat 80. Efektem prac TAC-85 było nakreślenie trzech problemów.

Były to zdolność do działania z pasów startowych o niewielkiej długości (STOL – Short Take-Off and Landing), trudnowykrywalność oraz zdolność do osiągania prędkości naddźwiękowej bez użycia dopalacza (supercruise). Na podstawie wniosków, przedstawionych przez TAC-95 w połowie lat 70. amerykańskie lotnictwo przyjęło dwa programy rozwoju. Pierwszy o nazwie ETF (Enhanced Tactical Fighter) był projektem krótkoterminowym. Opracowaniem przyszłościowej maszyny miał się zająć drugi – ATAS (Advanced Tactical Attack System).

Początkowo zakładano, że prace, prowadzone w ramach projektu ATAS powinny skupić się na technologiach związanych z atakowaniem celów naziemnych – zakładano, że nowe F-16 i F-15 zapewnią przewagę w powietrzu na długie lata. Szybkie pojawienie się radzieckich odpowiedników zmusiło Amerykanów do zmiany założeń. Skasowano program ETF, a cele programu ATAS zmodyfikowano, kładąc nacisk na możliwość walki powietrznej. Zmieniono również nazwę projektu z ATAS na ATF (Advanced Tactical Fighter).

Założenia programu ATF były ambitne – miał doprowadzić do powstania następcy F-15, a zarazem maszyny z którą amerykańskie lotnictwo wejdzie w nowe tysiąclecie zachowując przewagę nad każdym możliwym przeciwnikiem. Postanowiono uwzględnić w nim wnioski, przekazane przez grupę TAC-85. Każdy z nich wynikał z przewidywanego przebiegu wojny, jaka miała toczyć się w Europie.

Właściwości STOL (z których ostatecznie zrezygnowano) miały zapewnić możliwość operowania z uszkodzonych lotnisk, a utrudnione wykrycie samolotu miało dać mu szansę przetrwania podczas działań nad obszarem nasyconym bronią przeciwlotniczą i samolotami przeciwnika. Konieczność osiągania prędkości supercruise wynikała z faktu, że – według przewidywań – bazy lotnicze położone blisko państw Układu Warszawskiego mogły być szybko wyłączone z użytku.

Oznaczało to, że samoloty będą operować z lotnisk m.in. w krajach Beneluksu i z Wielkiej Brytanii, co wymagało zdolności do możliwie szybkiego, a zarazem oszczędzającego paliwo lotu. W kolejnych latach dopracowano również bardziej szczegółowe wymagania, dotyczące m.in. masy samolotu, zastosowania w nim materiałów kompozytowych, silników czy zdolności manewrowych. Założono m.in. zdolność do przyspieszenia z prędkości Mach 1 do Mach 1,8 w ciągu 50 sekund.

Zwrócono również uwagę na walory eksploatacyjne i komplikacje, związane z naziemną obsługą samolotu - przywracanie zdolności bojowej po wykonaniu misji miało być krótsze - w porównaniu z F-15 - o połowę. Przy okazji ogłoszono również konkurs dla producentów silników, w którym wzięły udział firmy Pratt & Whitney oraz General Electric. Jego następstwem była konieczność przygotowania przez producentów samolotów dwóch prototypów z różnymi silnikami.

Do ogłoszonego konkursu zgłosiło się ostatecznie aż pięciu producentów, prezentujących wiele różnych koncepcji, w tym. m.in. modernizację F-16 czy samolot o kształcie podobnym do SR-71 Blackbird. Do dalszego rozwoju wybrano dwa projekty, przedstawione przez firmy Lockheed (YF-22) i Northrop (YF-23). Ostateczny wybór miał zostać dokonany po ocenie latających prototypów - każda z firm miała przygotować po dwie maszyny: jedną z silnikiem Pratt & Whitney i drugą, napędzaną silnikiem General Electric.

Rozpoczynając prace, Northrop oparł się na szeregu symulacji komputerowych, pozwalających na określenie kluczowych cech, dających przewagę podczas walki powietrznej. Poza oczywistymi wnioskami, jak użycie systemu fly-by-wire (sterowanie samolotem wyłącznie za pomocą elektroniki, bez przekładni mechanicznych) czy zastosowanie w kokpicie dużych, wielofunkcyjnych wyświetlacz,y z symulacji wynikało, że kluczem do sukcesu jest jak najdłuższe ukrycie obecności samolotu.

Godne uwagi są również technologie, nad którymi pracowano podczas konstruowania prototypów. Jedną z nich było obrazowanie sytuacji za pomocą dźwięku 3D i np. różne ostrzeżenia czy komunikaty, przekazywane przez innych pilotów miały być słyszane z kierunków, gdzie rzeczywiście znajdowały się ich samoloty. Poniższe zdjęcie przedstawia jedną z koncepcji obrazowania terenu. Choć wygląda dość archaicznie, widoczna jest m.in. optymalna trasa przelotu a po prawej stronie kopuła, odzwierciedlająca zasięg broni przeciwlotniczej.

Wdrożenie przyjętych złożeń zaowocowało nietypowym wyglądem - zastosowano m.in. usterzenie motylkowe i kształt skrzydeł, zbliżony do rombu, a płatowiec YF-23 (z boku przypominający nieco Blackbirda) został dopracowany również pod kątem zminimalizowania tarcia powietrza. Chodziło nie tylko o ograniczenie oporów, wpływających na prędkość lotu, ale również o wyeliminowanie zjawiska nagrzewania się powierzchni samolotu - miało to utrudnić jego wykrycie w podczerwieni.

Pierwszy, próbny lot YF-23, któremu na cześć myśliwca nocnego z czasów II wojny nadano nieoficjalny przydomek Black Widow II, miał miejsce w sierpniu 1990 roku. Po serii testów, którym poddano samoloty YF-23 i YF-22 (ten, w nawiązaniu do innego, drugowojennego myśliwca, nazywany był początkowo Lightningiem II) w 1991 roku zapadła decyzja, by rozwijać drugi z nich, nazwany następnie Raptorem. Choć szczegółowe wyniki testów obu maszyn pozostają tajne, wybór wywołał nieco kontrowersji.

YF-23 miał prawdopodobnie nad YF-22 kilka istotnych przewag - był szybszy, trudniej wykrywalny, lżejszy i - mimo awangardowych rozwiązań - miał prostszą konstrukcję. Co zatem zdecydowało o zwycięstwie Raptora? Choć warto pamiętać, że są to spekulacje, a nie oficjalne dane, to decydującym czynnikiem mógł okazać się postępujący demontaż Układu Warszawskiego i epoka względnego odprężenia w stosunkach międzynarodowych.

Samolot zaprojektowano do niszczenia nowoczesnych maszyn wroga w warunkach pełnoskalowego konfliktu, a w momencie rozstrzygania konkursu ryzyko wojny między dwoma wielkimi, zaawansowanymi technicznie przeciwnikami znacząco spadło. Lotnictwo, mając do wyboru dwa supernowoczesne samoloty przewagi powietrznej wybrało zatem ten, który miał bardziej konserwatywną budowę, dzięki wektorowaniu ciągu był prawdopodobnie zwrotniejszy przy małych prędkościach a zarazem - w momencie podejmowania decyzji - wydawał się nieznacznie tańszy.

Niezależnie od trafności tego wyboru warto zwrócić w tym miejscu uwagę na to, jakim przełomem technologicznym były zarówno YF-23 jak i zwycięzca konkursu, czyli obecny Raptor. W ostatnich latach co pewien czas pojawiają się kolejne konstrukcje, których twórcy z dumą, choć najprawdopodobniej bardzo na wyrost oznajmiają, że stworzyli przeciwnika dla Raptora. Czy rzeczywiście jest to powód do dumy? Przecież oznacza to, że reszta świata stara się - na razie bez większego powodzenia - stworzyć godnego przeciwnika dla maszyny, oblatanej prawie ćwierć wieku temu. Trudno o lepsze podsumowanie nowej jakości, wniesionej do lotniczego świata przez program ATF.