Az új repülőgépekkel szemben támasztott főbb követelmények között szerepelt a következő: utazó szuperszonikus repülési sebesség, amikor a hajtómű nem utánégető üzemmódban működött; rossz látási viszonyok; akár 915 m hosszú kifutópályákról való működés képessége (kezdetben a hosszra 455-610 m volt szükség); fokozott manőverezhetőség szuperszonikus és szubszonikus sebességnél; nagy hatékonyság a légi harcban. Ugyanakkor a „sokk” követelményeit teljesen kizárták az amerikai légierő specifikációjából. Úgy tartották, hogy a vadászgép legfontosabb feladata, amelyre a többi funkcióját feláldozhatja, a légi fölény meghódítása és megtartása.
1983 szeptemberében hét amerikai cég: a Boeing, a General Dynamics, a Lockheed, a Grumman, a McDonnell Douglas, a Rockwell és a Northrop kezdte alakítani az ATF-repülőgépek megjelenését. 31.10.1986. 22. 23-én bejelentették, hogy a Boeing / Lockheed / General Dynamics és a McDonnell-Dootlas / Northrop cégcsoportok demonstratív, egymással versengő YF-818 és YF-119 repülőgépeket építenek (minden cégcsoportnak két repülőgépet kellett létrehoznia). A fővállalkozó a Lockheed és a Northrop volt. Ezekkel a cégekkel 120 millió dollár értékben írtak alá szerződéseket. Mindegyik cégcsoportnak az egyik repülőgépre a Pratt-Whitney YFXNUMX-es hajtóművet, a másikra a General Electric YFXNUMX-as motort kellett beszerelnie (a hajtóműveket szintén versenyprogram keretében fejlesztették ki).
A két repülőgép közül az első, az YF-23 első repülését 27. augusztus 1990-én hajtotta végre. A második világháború kétsugaras éjszakai vadászrepülőgépének emlékére John Northrop YF-23-asának tervei saját „fekete” nevet kaptak. Özvegy II" - "Fekete Özvegy". Ez a repülőgép a konstrukcióba beépített nagyfokú újdonságban különbözött versenytársától - az YF-22-től. Az új repülőgépek fejlesztésében való kísérletezés bátorsága mindig is jellemző volt a Northrop cég mérnökeire. Külsőleg a Fekete Özvegy úgy nézett ki, mint egy XNUMX. századi szökevény. Valószínűleg a projekt újdonsága volt az oka annak, hogy a repülőgépet elhagyták. Történet elég banális.
A lopakodó technológia és az aerodinamika vívmányainak megfelelően az YF-23 integrált aerodinamikai sémával, rombusz alakú középső szárnyakkal, levágott csúcsokkal és V-alakú tollazattal rendelkezett. A fejlesztők a szuperszonikus teljesítmény javítására, a repülőgép radar-, vizuális és infravörös láthatóságának csökkentésére összpontosítottak. Az YF-23 radar-elnyelő anyagokat és alacsony visszaverődésű külső formákat használt. Tervben a sík kontúrjai voltak, amelyeket egyenes vonalak alkottak. Ennek eredményeként a radarhullámok csúcs-visszaverődési irányainak száma négyre csökkent, és a repülőgép radarláthatósága más szögekben meglehetősen jelentősen csökkent. A teljesen mozgó V-alakú farok felületének hátulsó és bevezető élei a szárny széleivel párhuzamosak voltak. Az összes szárny szélei, a fő bőrpanelek, beleértve a fegyverrekeszek hátsó és elülső széleit, a hátsó törzs és a fúvókák felső szárnyainak hátsó szélei cikkcakk alakúak voltak. A repülőgép rögzített és mozgatható szerkezeti elemeinek csomópontjai is sajátos formát kaptak, hogy csökkentsék a beérkező radarjel visszaverődését. A törzs-gondola, amelyben a pilótafülke és a fegyvertér kapott helyet, ugyanerre a célra hatszögletű keresztmetszetet kapott. A motorgondolák, a törzs és a szárny sima felülettel rendelkeztek. Pontosan ugyanezt a megoldást alkalmazták a Northrop B-2 Spirit lopakodó bombázónál is.
Mindkét, az ATF program keretében megalkotott vadászgép tervezésénél fejlett szerkezeti anyagokat használtak, mint például polimer kompozitokat, alumínium-lítium ötvözeteket és fémmátrix kompozitokat. A polimer kompozitok találták a legszélesebb körű alkalmazást, részesedésük a kísérleti YF-23 repülőgépváz tervezésében (tömeg szerint) elérte a 25 százalékot. Repülőgép-építéshez poliéterketon kötőanyag és AS-4 indexű szénszálak alapján készült hőre lágyuló anyagot vizsgáltak.
A szárnyon elhajtható egyrészes zoknik, csűrők és szárnyak voltak, amelyek légfékként is szolgáltak (fékezéskor a külső felületek felfelé, a belső felületek lefelé hajlottak el). Szárnyhosszabbítás - 2, lendítési szög a hátsó és bevezető élek mentén - 40 fok, középső húr - 12,22 méter, véghúr - 1,01 méter, szárny szűkítése - 12,1.
A repülőgép oldalain, az orrától a szárny gyökeréig keskeny, kis oldalsó beáramlások voltak éles külső éllel. Ezek a beáramlások arra szolgáltak, hogy örvényeket generáljanak a nagy támadási szögben végzett manőverezés során, hogy megakadályozzák a repülőgép ellenőrizetlen elfordulását. Az együléses kabin magasan helyezkedett el, és a szárnyhoz képest előretolt. Ez a szélvédő szélével és a pilótafülke ívelt oldalaival kombinálva kiváló kilátást biztosított a pilótának hátra és oldalra, illetve előre és lefelé. A McDonnell Douglas NACES II katapult ülése vészkijáratot biztosított a repülőgépből 1150 km/h sebességig repülés közben és a parkolóban.
A nagy ütési szögek melletti nagy teljesítmény elérése iránti vágy a V-farok felületei közötti széles távolsághoz vezetett, 45 fokkal kifelé dőlve, teljesen elfordulva, és irányítást biztosítva mind a dőlésszögben, mind a dőlésszögben.
Alváz - tricikli, egykerekű emelőkarral, 3,05 méter / másodperces függőleges sebességgel történő leszállásra tervezték szintezés nélkül. A fő állványt visszafordítással távolították el, az elülsőt pedig előre.
Két Pratt-Whitney F119-PW-100 kényszerített bypass turbósugárhajtómű, állandó mérsékelt bypass arány mellett az F100 motorcsalád továbbfejlesztése. Az első sorozat TRDDF maximális statikus tolóereje 13900 kgf volt, a jövőben 15900 kgf-ra növelhető.
A GE F120 motornak érdekesebb volt a kialakítása. A fajlagos üzemanyag-fogyasztás optimalizálása érdekében a különböző repülési módokban az F120 megváltoztathatta a bypass mértékét repülés közben: szubszonikusnál nagyobb volt, szuperszonikusnál pedig csökkent a ventilátor és a kompresszor csatornái között lévő levegő bypass csappantyúk miatt. A General Electric motorja azonban a hibátlan működés ellenére a tervezési összetettség és a költségjellemzők tekintetében alulmaradt a Pratt-Whitney termékkel szemben. Egyébként ez az oka annak, hogy az F119-et választották az ATF-versenyt megnyerő F-22-es vadászgép erőművének.
A hajtóművek oldalsó szárnya alatti légbeömlőin S-alakú csatornák voltak, amelyek megvédték a motorkompresszorok első fokozatait - a repülőgépek legjobban tükröződő szerkezeti elemeit - az ellenséges radarokkal szembeni közvetlen kitettségtől. A szívócsatornákat belülről sugárelnyelő anyaggal borították. A légbeömlő nyílások oldalfalainak lejtése megfelelt a V alakú tollazat felületeinek lejtésének. A szárny elülső gyökérrészein felül légbevezető csappantyúk helyezkedtek el, amelyek szabályozták a légbeömlők működését.
A motor fúvókái laposak voltak. Ez a forma a fúvókák nem optimális alakja miatti tolóerő-veszteség ellenére jelentősen csökkentette a repülőgép láthatóságát. Az F-22-vel ellentétben a tolóerővektor-vezérlő rendszer nem volt biztosítva: csak a fúvóka felső szárnya volt mozgatható. Használták a fúvóka furatának szabályozására, valamint a tolóerő megfordítására leszállás közben. A fúvókákból sugársugár áramlott a farok törzsének tetején lévő empennage konzolok közé egy sík felület felett, ami elnyomta az infravörös sugárzást, és emellett megvédte a hajtóműveket a közvetlen hátulról történő megfigyeléstől. A klasszikus aerodinamikai konfiguráció szerint épített F-22-es gépek által megkívánt tolóerővektor-vezérlőrendszer az F-23-on nehéznek, költségesnek és felesleges feleslegnek tűnt: "Fekete Özvegy" fix fúvókákkal is intenzív manővereket hajt végre. Csak megfelelő szabályozási törvényeket kellett kidolgozni.
A repülőgépre digitális EDSU került beépítésre, amelynek száloptikás adatátviteli vonalai és központi vezérlőgombja van a pilótafülkében. A soros repülőgépek fedélzeti komplexumának architektúrája a legerősebb fedélzeti, többszörösen redundáns IBM-kompatibilis számítógépet tartalmazta. A számítógépnek nagyszámú fedélzeti rendszer funkcióját kellett átvennie. Beleértve az életfenntartó rendszereket, az EDSU-t, a navigációs komplex vezérlést, a célfelderítést és -azonosítást, a kommunikációs rendszert, az erőművet, a fegyvervezérlést, a passzív és aktív zavaró rendszereket és hasonlókat. Valójában a pilótát közvetlenül elszigetelték az irányítástól: csak a fedélzeti számítógépnek kellett parancsokat adnia, amely saját belátása szerint irányította a repülőgépet. Egyébként ma ezt az architektúrát soros F-22-eseken hajtották végre. A számítógép elembázisának fejlesztésével a repülőgépek elektronikus agyában a táblákat és blokkokat fejlettebbekre cserélnék.
A légköri magasságra, légsebességre, támadási szögre, sodródásra stb. vonatkozó adatok megszerzéséhez a repülőgépet az elülső törzs oldalain többfunkciós légnyomásrudakkal látták el. Az orr alján és oldalán lyukak voltak a nem kiálló légnyomás-érzékelők számára. A Northrop egy olyan rendszert fejlesztett ki, amely képes az összes szükséges levegőparaméter megszerzésére nem kiálló érzékelőkkel, akár szuperszonikus repülés közben is. Feltételezték, hogy az LDPE rudakat a nem kiálló érzékelők ellenőrzésére használják, majd a láthatóság csökkentése érdekében teljesen leszerelték. Egy sorozatgyártású repülőgépen pilótavédelmi felszerelést (a pilótafülke üvegezésének polarizációjából) és lézeres felszerelést kellett volna használni. fegyverek.
A "Black Widow" célberendezés összetételének egy nagy teljesítményű radarnak kellett lennie, számos fényszóróval (fázisos antennatömb), amely a törzs, a tollazat és a szárny szélei mentén "elkenődött". Ennek eredményeként a körradar lefedettsége 70-90 kilométer lenne. Az aktív radar harci alkalmazása azonban nagymértékben leleplezi a repülőgépet, így az F-23 repülőgép-komplexum alkotói nagymértékben támaszkodtak az ellenséges RAS sugárzását rögzítő passzív szenzorokra, valamint a JSTARS és AWACS repülőgépektől származó taktikai hírszerzési információkra. műholdak valós időben. Így az 5. generációs vadászgépnek az információs és harcmező egyik elemévé kellett volna válnia, amely a „csapatban” való játékra összpontosít, nem pedig az egyes akciókra. A külső forrásból és a passzív érzékelőktől érkező jeleket számítógéppel kellett feldolgozni, a célpontok listája formájában megadva a pilóta adatait, megjelölve azok elhelyezkedését, a potenciális veszély mértékét és a feladatnak megfelelő prioritást. a repülőgép típusa és nemzetisége. A pilótának csak egy célpontot kellett kiválasztania, és passzív infravörös vagy aktív radarirányítású rakétát kellett indítania. A repülőgép a feladatnak megfelelően legfeljebb 8 rövid hatótávolságú AIM-9 Saidu-Inder irányított rakétát és AIM-120 AMRAAM közepes hatótávolságú levegő-levegő rakétát szállíthatott különféle kombinációkban. A rakétákat a törzsben párhuzamosan elhelyezett, két, 5 m hosszú ajtóval zárt belső fegyverrekeszbe helyezték, indítás előtt a rakétákat hidraulikus vezetőkkel - tolókkal - ki kellett volna tolni a rekeszből. Azt is tervezték, hogy beépítenek egy beépített fegyvert - a hatcsövű M61A1 változatát, amely jól bevált flotta a légierőnél pedig egy hosszúkás törzstömbbel. A prototípusokon a fegyvert nem telepítették. A fegyver elhelyezésének lehetséges lehetőségei az orrkúp alsó részében, a pilótafülke előtt vagy a bal szárny tövében voltak. 4 külső keményponton volt lehetőség meglévő fegyverek vagy üzemanyagtartályok felszerelésére a kompjáratokhoz. A Fekete Özvegyet kizárólag elfogó és légi harci vadászgépnek tervezték, így a levegő-föld rakéták vagy bombák felfüggesztése egyáltalán nem került szóba.
A demonstrációs és értékelő tesztek során két Black Widow prototípus 1990 órát repült 50 repülésben 65 végéig. 15240 méteres magasságban a maximális szám M = 1,8 és a nem utánégető utazószám M = 1,6. A repülőgép kiváló manőverezési jellemzőket mutatott, felülmúlta versenytársát irányíthatóságban és stabilitásban szuperszonikus és nagy támadási szögeknél. Miután a légierő megtagadta a „Fekete Özvegyet”, a programot teljesen megnyirbálták, annak ellenére, hogy a világ gépezetét pozitívan értékelték. repülés a sajtó, valamint a Pentagon néhány képviselője. A Boeing és a Lockheed 5. generációs vadászgép prototípusának választását több tényező magyarázza: a katonaság konzervativizmusa, akik mindig is az ismerősebb megjelenésű repülőgépeket preferálták; a Lockheed anyagi helyzete sokkal rosszabb volt, mint a Nortroné, amely már drága szerződést kötött a B-2-es stratégiai bombázóra, mire az Özvegyen elkezdődtek. És végül a „Black Widow” mint magasabb újdonsági együtthatóval rendelkező repülőgép, a nyilvánvaló kilátások ellenére, sokkal nagyobb pénzügyi költségeket igényelt a sorozat véglegesítéséhez. A program félbehagyása után mindkét prototípus repülőgépet áthelyezték a NASA-hoz, hogy tanulmányozzák a terhelési kalibrációkat. Mindkét gép jelenleg repülõképes állapotban van a repülõmúzeumokban.
Repülési teljesítmény:
Módosítás - YF-23;
Szárnyfesztávolság - 13,29 m;
Repülőgép hossza - 20,54 m;
Repülőgép magasság - 4,24 m;
Szárny területe - 87,80 m2;
Egy üresen felszerelt repülőgép tömege 16800 kg;
Felszállási tömeg - 29000 kg;
Üzemanyag-ellátás - 10900 l;
Motor típusa - 2 kétkörös turbósugárhajtómű Pratt Whitney YF-119 (General Electric YF-120);
Statikus kényszervontatás - 2x155 kN;
Utazási sebesség - M = 1,5;
Maximális sebesség - M = 1,8;
Praktikus mennyezet - 20000 m;
Harci cselekvési sugár - 1500 km;
Kifutópálya hossza - 915 m;
Maximális üzemi túlterhelés - 6;
Becsült függőleges sebesség leszállás közben - 3,05 m / s;
Legénység - 1 fő;
Fegyverzet:
- beépített pisztoly M61A1, kaliber 20 mm;
- maximum 8 db AIM-120 és AIM-9L levegő-levegő irányított rakéta beszerelésére van lehetőség;
- lehetőség van meglévő hagyományos fegyverek telepítésére külső csomópontokra.
