F-16 Kontra Mig-29

 

Jerzy Gotowała

 

 

Każdy pilot chce polatać na nowym typie samolotu, szczególnie wówczas, gdy wykazuje on znaczącą przewagę nad maszynami już mu znanymi. Dość łatwo oczarować go wówczas płynnością kształtów, mocą napędu, wydolnością awioniki, potęgą uzbrojenia czy unikalnością zastosowań. MiGa-29 już znalem nieco kiedy przybywając z wizytą w amerykańskich siłach powietrznych poprosiłem o umożliwienie mi kilku lotów na głośnym dziecku Lockheeda - F-16 Fighting Falcon. Zapoznanie się z tą maszyną by10 przyjemnym i ekscytującym jednocześnie doświadczeniem.

 

Rosjanie zakończyli projektowanie myśliwca MiG-29, kiedy F-16 już latał - trzy lata później. I choć założenia obu zespołów konstrukcyjnych były niemal identyczne zastosowane rozwiązania różnią obie maszyny i wyciskają piętno na sposobie realizacji zadań.

Dla uzyskania większej powierzchni oraz użytecznej objętości wewnętrznej w obu konstrukcjach zastosowano stosunkowo szeroki kadłub typu nośnego. Zabieg ten umożliwił znaczne zredukowanie masy i powierzchni skrzydeł oraz zwiększył możliwości udźwigu kadłuba co w konsekwencji poprawiło manewrowość obu samolotów, a zastosowanie dodatkowo skrzydeł o zmiennym wyprofilowaniu wydatnie poprawiło stosunek siły nośnej do oporu.

To co na pierwszy rzut oka odróżnia od siebie oba samoloty - jednostka napędowa, ma duży wpływ na samopoczucie pilota. Rosjanie od razu poszli w kierunku dwóch silników RD-33 (81,4 kN) chociaż dysponowali już jednostką napędową Lulka-Saturn AL-31F o ciągu 122,5 kN z Su-27. Podstawę jednak tej decyzji stanowiła statystyka wypadków dwusilnikowych myśliwców przechwytujących MiG-25, znacznie lepsza niż np. jednosilnikowych MiG-23.

Amerykanie z Fort Worth zdecydowali się na jeden silnik firmy Pratt & Whitney typu F-100-PW-220 (105,7 kN) ceniąc jego niezawodność i znikome zużycie paliwa szczególnie w locie bez stosowania zakresu dopalania. Łatwo akceptuje się takie rozwiązanie dodając do wymienionych już cech żywotność tego zespołu napędowego. Poddając analizie dostępne dane z eksploatacji samolotu w latach 1980-96 wyliczyłem, że amerykańskie siły powietrzne straciły 3,98 samolotu F-16 na każde 100000 wylatanych godzin, a zatem wielkość porównywalną z wartością współczynnika zużycia dla najlepszych dwusilnikowych samolotów myśliwskich (F-14, F-15, F-18 czy Tornado).

Drugim rzucającym się w oczy kontrastem jest kształt chwytów powietrza do silników. Uwzględniając doświadczenia płynące z przebiegu manewrowych walk powietrznych w konfliktach zbrojnych lat 1965-73 określono, że zdecydowana większość powietrznych starć przebiegała na prędkościach poddźwiękowych 550-950 km/h z wykorzystywaniem niewielkich odcinków dopędzania przeciwnika z prędkością nie przekraczającą Ma = 1,6. Z tego względu Amerykanie wybrali dla swego myśliwca chwyt powietrza odpowiadający tej liczbie. Przy tym stała geometria chwytu sprzyjać miała nie tylko uproszczeniu produkcji ale i obniżeniu masy konstrukcji o 270 kg w stosunku do rozpatrywanego chwytu regulowanego. Sęk w tym, że sprawność tego typu wlotu maleje gwałtownie powyżej prędkości Ma = 1,6, choć stosunkowo mała wartość obciążenia ciągu umożliwia osiąganie na F-16 prędkości odpowiadającej Ma = 2,00. Ale wówczas zużycie paliwa rośnie zauważalnie, a rozchodomierz upodabnia się do wskazującej minuty wskazówki zegara. Z uwagi na fakt, że również współcześnie w przechwytywaniu celów powietrznych i walce najczęściej wykorzystywany zakres prędkości usytuowany bywa w granicach Ma = 0,5-1,6. Zastosowanie nieregulowanego wlotu powietrza uznać można za uzasadnione i zapewniające warunki do realizacji wszystkich zadań w ramach walki o panowanie w powietrzu.

Owalny wlot umieszczony został w pozycji podkadłubowej. Takie rozwiązanie do minimum ogranicza czułość amerykańskiego myśliwca na wielkość stosowanych w manewrowej walce powietrznej kątów natarcia. Dodatkowo w celu skrócenia kanału wlotowego, a także wydatnego zmniejszenia oporu czołowego i masy, chwyt powietrza F-16 przesunięty został ku tyłowi. Lecz takie rozwiązanie spowodować musiało także przesunięcie ku tyłowi komory usytuowania pokładowego działka oraz zmianę mocowania przedniej goleni podwozia. Trzeba było bowiem uwzględnić ochronę silnika przed zasysaniem gazów prochowych podczas prowadzenia ognia i zanieczyszczeń z pasa startowego w trakcie realizacji startu i po wylądowania. Wylot luf 20 mm działka M61 Vulcan znalazł się zatem nad Górną powierzchnią lewego skrzydła.

Z uwagi na potrzebę rozwijania większych prędkości lotu, Rosjanie w MiG-29 zastosowali dwuwymiarowe chwyty powietrza do silników o regulowanej geometrii, z jedną krawędzią stałą i dwoma ruchomymi. Taki system zapewnia stabilną pracę silnikom, nawet w locie z prędkościami znacznie przewyższającymi wartości Ma = 2,00. Zminimalizowanie wpływu dużego kąta natarcia uzyskano drogą wydłużenia ku przodowi wzdłuż kadłuba samolotu powierzchni skrzydeł i skrócenia długości kanałów wlotowych kosztem zwiększenia ich powierzchni przekroju.

Dość podobnie w obu konstrukcjach rozwiązano problem zapobiegania przedostawaniu się ciał obcych do pracujących silników. Amerykanie przyzwyczajeni są do działań swoich samolotów z dobrze przygotowanych lotnisk, gdzie drogi startowe i kołowania są systematycznie czyszczone. Mimo tego i zdecydowanego odsunięcia w F-16 ku tyłowi mocno spłaszczonego i przylegającego do kadłuba samolotu wlotu powietrz a do silnika, wyposażono go dodatkowo w specjalne zasłony utrudniające zasysanie przypadkowych nieczystości z pasa startowego.

Praktyczni Rosjanie stoją na stanowisku konieczności wykorzystania swojego lotnictwa z lotnisk o zdecydowanie mniejszych możliwościach w tym względzie, a nawet z powierzchni gruntowych. Oprócz zatem specjalnej osłony przednich kół do przodu wysunięto krawędzie natarcia skrzydeł, a wloty powietrza cofnięto ku tyłowi płatowca, ale przed strefę wpływu przedniego podwozia. Niezależnie od tych zabiegów wprowadzono dwie ruchome osłony, które zasłaniają wloty do silników podczas kołowania i startu. Gdy główne wloty powietrza są zamknięte, silniki zasysają powietrze przez górne wloty dodatkowe umieszczone w przedniej części skrzydeł. Otwieranie i zamykanie przesłon odbywa się automatycznie drogą przetwarzania sygnałów przekazywanych z prędkościomierza i mechanizmów wykonawczych podwozia głównego. Otwarcie następuje w etapie startu po osiągnięciu prędkości 200 km/h, a zamknięcie po dotknięciu podczas lądowania kołami głównego podwozia powierzchni pasa startowego.

Zdecydowanie odmiennie rozwiązano konstrukcyjnie kompensację zawirowań od daleko wysuniętej ku przodowi nosowej części kadłuba. F-16 charakteryzuje się klasycznym, centralnym umieszczeniem statecznika pionowego. W MiGu-29 symetrycznie zabudowano dwa stateczniki. Główny konstruktor rosyjskiego myśliwca, Michaił Waldenberg zastosowanie dwóch stateczników pionowych tłumaczy potrzebą kompensacji czterech stref zawirowań powietrza opływającego rozpędzony płatowiec: dwóch na przejściu kadłuba w skrzydło i kolejnych dwóch na połączeniach wysuniętych ku przodowi i w bok krawędzi poszycia ze skrzydłem zasadniczym.

Przyglądając się F-16 w locie łatwo zauważyć, że skrzydłem myśliwca jest "przycięta delta" z krawędziami natarcia o skosie 400 i wydłużeniem sięgającym 3,2. Krawędzie natarcia mają przy tym stały profil (NACA 64A204) co umożliwia mniejsze obciążenie i zapewnia niezłą manewrowość na okołodźwiękowych prędkościach lotu. Ale przy gwałtownym przechodzeniu na maksymalne kąty natarcia wyczuwa się krótkotrwałe drżenie skrzydeł. Stąd zastosowanie przednich klap ruchomych wysklepiających profil skrzydła, zwiększających siłę nośną oraz poprawiających stateczność kierunkową. Podczas manewrowania w walce powietrznej na znikomej prędkości i konieczności utrzymania się z tyłu za gwałtownie manewrującym przeciwnikiem każdy pilot szybko doceni to udogodnienie.

Skrzydło MiGa-29 natomiast ma kształt zbliżony do konwencjonalnego, choć o większym od F-16 wydłużeniu (3,4) i większym współczynniku zwężenia (0,25), a skos krawędzi natarcia wynosi 42°. Jeśli współczynnik względnej grubości skrzydła wynosi 4 %, to w MiGu-29 jest zmienny: w pobliżu kadłuba wynosi 6, a dopiero przy jego końcu osiąga także 4%.

Skonstruowany na bazie pojedynczego, potężnego silnika F-16 jest lekki. Dysponuje więc ogromnym zapasem ciągu, a co za tym idzie, dużą prędkością wznoszenia i znakomitym przyspieszeniem. Ale jego cecha podstawowa, zapewniająca mu doskonałą zwrotność, wynika z zamierzonej niestabilności. Specjaliści doskonale wiedzą, że równowaga między stabilnością, a niestabilnością była podstawową troską konstruktorów samolotów myśliwskich od czasów I wś. W samolocie stabilnym środek siły nośnej i środek ciężkości znajdują się blisko siebie. Jeśli dokona się przesunięcia środka siły nośnej ku tyłowi, samolot może szybciej zmieniać kierunek, co w walce powietrznej daje mu przewagę nad samolotem bardziej stabilnym, ale jednocześnie staje się znacznie trudniejszy w pilotażu. Aby złagodzić tę trudność, zamiast systemu mechanicznego, w którym ruchy drążka sterowego są przenoszone na ruchome powierzchnie sterujące za pomocą cięgieł, zastosowano elektryczny system "sterowania po drucie" (Fly-by-Wire), z wykorzystaniem joistick'a, niewielkiej dźwigni połączonej poczwórną instalacją elektryczną z mechanizmami wykonawczymi, a problem niestabilności rozwiązują aż cztery komputery, zanim właściwy impuls dotrze przewodowo do mechanizmów wykonawczych. Kiedy skomputeryzowany system sterowania przezwyciężył problem niestabilności, natychmiast pojawiły się nowe korzyści aerodynamiczne.

W F-16 skrzydła, usterzenie i kadłub są powierzchniami wytwarzającymi siłę nośną. Cały samolot dzięki świetnemu ukształtowaniu elementów składowych stał się powierzchnią nośną. Dlatego zachowuje się tak dobrze podczas manewrowania mimo stosunkowo niewielkiej powierzchni skrzydeł oraz przyspiesza nawet w manewrach pochyłych. Ale daleko mu do rozpędzania w figurach pionowych, co dzięki ogromnemu nadmiarowi ciągu łatwe jest do osiągnięcia na MiG-29. Pilot tego samolotu znajduje się zawsze w komfortowej sytuacji i nawet z 400 km/h po włączeniu dopalania może swobodnie realizować pętlę czy imellmanna bez obawy o gwałtowną utratę prędkości. Nadwyżka ciągu jest tak znakomita na MiG-29, że jego pilot wygrywa walkę powietrzną z większością dotychczas Użytkowanych myśliwców.

Rosyjski myśliwiec wyposażono w tradycyjny - mechaniczny (ze wspomaganiem hydraulicznym) system sterowania. Przy kątach natarcia sięgających 8,7° podczas manewrowania prócz lotek wykorzystywane jest również różnicowo pracujące usterzenie poziome. Po przekroczeniu tej wartości wraca ono do przypisanej mu roli, automatycznie natomiast pracują klapy na krawędziach natarcia. Ale podczas gwałtownego manewrowania, przy wzroście kąta natarcia z 8,7 do 20,5° od razu wyczuwa się znaczny wpływ oporu czołowego, a tendencje do kołysania trzeba kompensować lekkimi wychyleniami steru kierunku.

Zwyczajowo obszedłem F-16 dookoła i powierzchownie obejrzałem smukły, szary, piętnastometrowy samolot. Zaraz potem energicznie wspiąłem się po drabince prowadzącej wprost do kabiny myśliwca, uchwyciłem górne uchwyty i wężowym ruchem wsunąłem się do ciasnej nieco dla mnie kabiny - a wszystko to przypominało sadowienie się w sportowym kabriolecie. Zapiąłem zatrzaski spadochronowej uprzęży, która w myśliwcu spełnia także rolę pasów bezpieczeństwa. Siedzisz ... - powiedział szef technicznej obsługi, gdy ciekawie rozglądałem się wokół.

F-16 niewątpliwie rozpoczął przełom w lotnictwie angażując do tego nowe technologie. Stąd po zajęciu miejsca w kabinie zaskakuje wiele nowinek, które zapewniają wzrost jego skuteczności bojowej. Jedną z nich jest sterowanie samolotem przy pomocy joistick'a, niewielkiej delikatnej rękojeści umieszczonej na prawym podłokietniku fotela wyrzucanego, na wysokości zgiętej w łokciu ręki, wymagającego zaangażowania do sterowania znikomej jedynie siły . Ale pilot przyzwyczajony do drążka umieszczonego centralnie musi do tego przywyknąć. Również to samo się odnosi do usytuowania w kabinie fotela odchylonego do tyłu aż o 30° (standardowe odchylenie w znanych mi myśliwcach nie przekraczało 13°).

Zalety tak usytuowanego fotela docenić można tylko w locie z dużymi przeciążeniami. To usytuowanie wychodziło naprzeciw postulatom pilotów zabiegających o zoptymalizowanie warunków pracy z jakimi spotykali się podczas intensywnego manewrowania. I choć w nowym rozwiązaniu zachowany został 90° kąt między siedzeniem a oparciem fotela, ciało pozostaje w położeniu znacznie korzystniejszym niż w przypadku klasycznych kabin myśliwców z fotelami zabudowanymi bez odchylenia. Ciężar pilota rozkłada się na większej niż dotychczas powierzchni, raczej na spodniej powierzchni ud, pośladkach i plecach aż do łopatek. W fotelu siedzi się więc przez cały czas z lekko uniesioną ku górze głową i jest to zarówno normalne jak i wygodne.

Podczas manewrowania bojowego i wykonywania akrobacji z dużymi przeciążeniami natomiast, głowa najczęściej "ucieka" do tyłu i opiera się o zagłówek fotela. Dość łatwo znosi się wtedy "dziewiątkę" (9 g) unikając niemal zjawiska ciemnienia w oczach. To z tego tytułu także pilot może wytrzymać to zwiększone przeciążenie przez dłuższy czas. Bardzo lekki ubiór przeciwprzeciążeniowy, racjonalnie odchylony fotel i dobrze usytuowany orczyk znoszenie tych przeciążeń ułatwiają. Fotel katapultowy ACES-II umożliwia opuszczenie samolotu z wys. od 0 m do praktycznego pułapu włącznie i przy prędkościach od 0 do 1112 km/h.

Podczas przechodzenia z prędkości pod - do naddźwiękowej, z zastosowaniem zakresu dopalania przeciążenie narasta do 5 g, a podczas gwałtownego hamowania z wyłączeniem dopalania i otwarciem efektywnych hamulców aerodynamicznych, samolot niemal staje w miejscu uzyskując przeciążenie 7 g. I mimo, że hamowanie trwało 58 s. nie czułem dyskomfortu ...

Zadowolenie każdego pilota "dosiadającego" F-16 budzi wysoko wystająca nad kadłub jednoczęściowa osłona kabiny bez żadnego metalowego wzmocnienia ograniczającego widoczność. To istne cudo. Wykonana z poliwęglanów - materiału już kosmicznej ery - pełni rolę zarówno kabinowej osłony jak i pancernej szyby przedniej zarazem. Stanowi bezpieczną ochronę załogi przed zagrożeniem zderzenia w powietrzu z ptakami. Przy przypadkowym zderzeniu się z nimi w lotach na małej wysokości osłona nie ulega rozbiciu na drobne szczątki, jak w kopułach akrylowych, ugina się nieznacznie, po czym wraca do poprzedniego kształtu. Ta fantastyczna osłona cichutko otacza pilota i pasuje niczym rękawiczka. Po jej opuszczeniu znalazłem się jakby We wnętrzu szklanej kuli z doskonałą widocznością we wszystkich kierunkach.

Nie jest to rzecz jasna do końca prawda. Wprawdzie dysponuje się dookólną obserwacją w zakresie 360° w płaszczyźnie poziomej, 195° w pionowej, 40° do dołu w bok i 15° do dołu w przód, ale wrażenie to potęgowały doświadczenia z widzialnością z kabin innych typów współczesnych samolotów myśliwskich.

MiG-29 ma wprawdzie dzielony wiatrochron, ale strefa obserwacji z kabiny specjalnie nie różni się od F-16 jeżeli pilot wykonuje lot na podwyższonym elektrycznie fotelu. Ten ostatni - K-36 DMs.2, uchodzi za znakomitość i umożliwia bezpieczne opuszczenie samolotu z wysokości zerowej do 25000 m i przy prędkościach od 0 do 1300 km/h, a z ciśnieniowym hełmem 1400 km/h.

Analiza wymiarów i masy obu konstrukcji uświadamia, że MiG-29 jest maszyną nieco większą od F-16. Jest o 15,2% dłuższy, o 11,4% szerszy i 7,6% wyższy. Rosyjska maszyna ma o 36,3% większą powierzchnię skrzydeł kompensującą jej większy ciężar w stosunku do Fighting Falcona. Masa własna MiG-29 wynosi blisko 11000 kg i jest to o 49% więcej niżF-16.

W wykorzystaniu możliwości przestrzennych F-16 dysponując zasięgiem 3900 km jest wyraźnym faworytem. Zasięg MiGa-29 sięga do 2100 km (z paliwem integralnym od p F-16 2000 km, MiG-29 - 1430 km). Promień bojowego zastosowania samolotów wyposażonych w dwie bomby Mk84 (cztery OFAB-250-270) i dwa pociski rakietowe AIM-9 Sidewinder (R-60MK) i realizujących zadania według profilu hi-lo-lo-hi (wysoko-nisko-nisko-wysoko ) wynosi: dla F-16 - 740 km, dla MiG-29 tylko 350 km. Pamiętać jednak należy, że F-16 przewidziany został do wywalczenia panowania w powietrzu na dużych odległościach od granic, MiG-29 do skutecznej osłony wojsk i obiektów na własnym obszarze przed celami szybkimi i atakującymi wysokiego wysokiego pułapu.

W zakresie manewrowości daje o sobie znać stosunek ciągu do masy samolotu. F-16 może zabrać większą masę uzbrojenia pod skrzydła ale jest wtedy bardzo ociężały i pryska mit przeciążenia 9 g. W kategoriach liczbowych F-16A ma większą o 3% wartości udźwigu skrzydeł i mniejszy o 14% stosunek ciągu do masy.

MiG-29 wychodzi zazwyczaj swobodnie ze strefy walki, jeżeli jego pilot terminowo podejmie taką decyzję. W manewrowej walce powietrznej F-16 może uzyskać przewagę na małych i w dolnej strefie średnich wysokości lotu, MiG-29 zaś na około- i naddźwiękowych prędkościach oraz na dużej wysokości. Ograniczenie w tym obszarze przeciążenia do 7,5 g jest u MiGa znaczną wadą w stosunku do 9 g wykorzystywanego przez pilotów F-16.

Zakres wykrywania pokładowej stacji radiolokacyjnej NO19 MiG-29 jest o ok. 20% większy niż AN/APG-66 F-16. Dodatkowo MiG-29 wyposażony został w celownik OEPS-29 z termolokatorem i dalmierzem laserowym oraz umieszczony w hełmie pilota układ Szczel-3M1 umożliwiający sterowanie pociskami bliskiego zasięgu za pomocą ruchów głowy pilota. Ponadto przenosi kierowane pociski rakietowe krótkiego zasięgu i średniego zasięgu R-60MK, R-73 i R-27R1. F-16A: bliskiego zasięgu AIM-9M i średniego zasięgu - AIM-120 AMRAAM (po modernizacji MLU).

W szczególnych sytuacjach obydwa samoloty mogą realizować również zadania wsparcia walczących wojsk lądowych. W tego rodzaju misjach F-16 zdecydowanie góruje nad rosyjskim myśliwcem. Może bowiem zabrać duży ładunek, sięgający 5443 kg na misje o niewielkim promieniu lub uszczuplony ładunek 3000 kg i trzy dodatkowe zbiorniki paliwa przy atakowaniu celów naziemnych położonych w dużej odległości. Dysponuje również możliwościami poboru paliwa w locie.

MiG-29 mimo swej dużej masy startowej nie dysponuje takimi możliwościami. Podczas uzbrojenia w zestaw 2000 kg bomb i dwóch pocisków R-60MK dodatkowo może zabrać tylko jeden zbiornik podwieszany.

Obie konstrukcje przewyższają się wzajemnie w realizacji różnego rodzaju zadań, w wielu dziedzinach są równorzędne. F-16 jak się wydaje potrzebuje skrzydeł o większej powierzchni, jest maszyną delikatną, wymagającą pielęgnacji i eksploatacji w dobrych warunkach stałego raczej bazowania.

MiG-29 to samolot-żołnierz zdolny do bazowania w każdych niemal warunkach. Wymaga zwiększenia jeszcze masy startowej dla polepszenia zasięgu i wagi przenoszonego uzbrojenia, wyposażenia w urządzenia do tankowania w powietrzu, podwyższenia wartości rozporządzalnego przeciążenia i silników o dłuższym okresie .eksploatacji.

Obie maszyny stanowią zatem groźną broń w ręku dobrze wyszkolonego pilota.

Na zakończenie pobytu w Nellis, Amerykanie wpięli mi w klapę munduru maleńką plakietkę z napisem 9 g - symbol pilotów, którzy przy takiej wartości przeciążenia widzą przeciwnika i poprawnie interpretują sytuację powietrzną ...