F-117 Nighthawk. As w rękawie.

Historia z zestrzeleniem U-2 pokazała, że Amerykanie muszą szukać nowego asa do swojego rękawa. Ogromna wysokość lotu nie była już zabezpieczeniem, o czym boleśnie przekonał się Gary Powers, a w razie wojny jakoś trzeba było dostać się nad terytorium za żelazną kurtyną. Rozpoczęły się więc gorączkowe prace naukowców, którzy mieli dostarczyć siłom zbrojnym narzędzie umożliwiające im wykonanie zadania, jeśli zajdzie taka potrzeba. Jak się później okazało, tytułowym asem w rękawie i owym narzędziem miał zostać F-117 Nighthawk.

Rosjanie pokazują pazury

Wprowadzane do służby i zaawansowane jak na owe czasy radzieckie systemy rakietowe S-200 pozwalały w łatwy sposób wykryć, namierzyć i zniszczyć samoloty, jakie znajdowały się w parku maszynowym lotnictwa Stanów Zjednoczonych.

Nie chodzi tu tylko o same radzieckie pociski. Mówimy o całym łańcuchu urządzeń składających się z pocisków ziemia-powietrze i powietrze-powietrze, wpiętych w naziemną radarową sieć wczesnego ostrzegania, wychwytywania i naprowadzania na cel. Wszystko to okraszone było przemyślanym systemem dowodzenia i kontroli, który sprawował pieczę nad sprawnym działaniem całości.

Dość powiedzieć, że Sowieci, a później Rosjanie, kontynuowali udoskonalanie tej bardzo dobrej linii uzbrojenia i po dziś dzień, w wersjach rozwojowych, stanowią one twardy orzech do zgryzienia dla państw NATO. Słowem, Rosjanie się postarali i teraz starać musieli się Amerykanie.

S-200 na paradzie
Systemy S-200 zapoczątkowały erę niezwykle groźnych rosyjskich pocisków ziemia powietrze. Źródło: Wikipedia

DARPA widzi problem i szuka rozwiązania. Rysuje się koncepcja F-117

Już w latach 70 ubiegłego wieku DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) rozpoczęła program mający na celu opracowanie strategii i technologii pozwalających na ograniczenie możliwości wykrycia samolotu przez radary. Chodziło o rozwiązania znane dziś powszechnie jako stealth.

Częścią tego przedsięwzięcia było obniżenie skutecznej powierzchni odbicia poprzez umiejętne połączenie kształtu samolotu oraz specjalnych materiałów pochłaniających. Dodatkowo sięgnięto po takie rozwiązania, jak: osłony dla promieniowania podczerwonego, schładzanie gazów wylotowych oraz ich kierunkowanie, rozpraszanie ciepła, zmniejszona sygnatura wizualna, aktywne niwelowanie sygnatury, ekranowanie wlotów oraz specjalne pokrycia owiewek. Uff, nazbierała się tego cała masa, ale zadanie „znikania” z radarów, zwłaszcza rosyjskich, nie było i nadal nie jest łatwe.

F-117 obsługa
Do poprawnego działania F-117 potrzebował wysokokwalifikowanego personelu obsługowego. Źródło; USAF

Sowieci sami podsuwają kluczowe rozwiązanie dla F-117

Inspiracja do dynamicznego rozwoju amerykańskiego programu trudno wykrywalnych dla radarów samolotów przyszła wprost z Rosji. W latach sześćdziesiątych na terenie arcywroga USA w ciszy i spokoju pracował nad odbiciem fal elektromagnetycznych niejaki Piotr Ufimcew. Wynikiem tych badań była książka „Metoda fal krawędziowych w fizycznej teorii dyfrakcji”, która powstała w roku 1962 i zaczęła w spokoju obrastać kurzem, przechodząc bez większego echa.

Na początku lat siedemdziesiątych opracowanie to zostało przetłumaczone na język angielski i wtedy trafiło w ręce bystrego inżyniera, jakim był Denys Overholser. Pracował on w tajnym oddziale badawczo-rozwojowym firmy Lockheed, czyli w popularnym Skunk Works. Zainspirowany ustaleniami Ufimcewa wraz z resztą geniuszy ze swojego działu pchnął sprawy na właściwe tory.

Wprowadzenie samolotu do służby poprzedzone było rygorystycznymi testami mającymi potwierdzić jego przydatność. Źródło: USAF

HAVE Blue przeciera szlak

Zanim powstał F-117 potrzebna była faza badawczo-rozwojowa i była ona realizowana w ramach programu HAVE Blue. Projekt był tak nowatorski, że nawet niedościgniony mistrz znany ze swego nosa do awiacji, Clarence „Kelly” Johnson, uznał, że to nie może się udać… Jednak się udało i to znakomicie.

Ustalono bowiem, że by skutecznie rozpraszać fale wysyłane przez radary (tak, by te do nich nie wracały), trzeba sięgnąć po konstrukcję składającą się z płaskich paneli ułożonych pod różnym kątem. Tak właśnie powstał słynny diamentowy kształt F-117.

Nie mogły to jednak być przypadkowe kształty i rozmiary. Obliczenia musiały być bardzo precyzyjne. Wykonywanie tego wszystkiego na papierze zajmowałoby jednak zbyt dużo czasu, zatem załoga Lockheeda poszła na skróty i zaprzęgła do tej pracy rozwijające się wówczas komputery. Specjalny program nazwany ECHO 1 odwalał brudną robotę za ludzi, a do jego udoskonalenia wykorzystanie wspomniane już wcześniej teorie rosyjskiego naukowca.

F-117 przed wylotem do Arabii Saudyjskiej
F-117 przygotowywane do wylotu na Pustynną Burzę. Źródło: USAF

Jest makieta, a raczej jej nie ma

Efekt okazał się tak dobry, że – aby go nie zepsuć podczas prób rządowych – Lockheed wysupłał ogromną jak na owe czasy sumę 187000 dolarów. Kasa poszła tylko i wyłącznie na specjalny słup, na którym umiejscowiony miał być model samolotu. Wszystko po to, by radary testowe Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych udowodniły, na co stać Have Blue. Próba okazała się pełnym sukcesem. Model był nie do wykrycia.

Gdy baza była już ustalona, rozpoczęło się projektowanie wnętrzności. Have Blue wyglądał zupełnie inaczej i działać miał również inaczej, więc wszystkie podzespoły były niejako nie na swoim, ustalonym od lat w lotnictwie, miejscu. Każdy najdrobniejszy element, każdy panel, każdy otwór technologiczny, słowem wszystko, z czego składa się samolot, musiało zostać zaprojektowane od nowa i pod kątem właściwości stealth.

W sumie powstały dwa egzemplarze testowe z serii samolotów Have Blue, oznaczone jako HB1001 i HB1002, które wykorzystywano do sprawdzania w praktyce tego, jak działają teorie opracowane za biurkiem. Były one mniejsze od wersji produkcyjnej samolotu, ale akurat w tym przypadku nie o rozmiar chodziło.

F-117 tankowanie
Możliwość tankowania w powietrzu podnosiła zasięg operacyjny samolotu. Źródło: USAF

Szybko, sprawnie, na czas i w budżecie. Tak się to kiedyś robiło!

By móc posuwać się sprawnie naprzód, dział Skunk Works miał w zwyczaju sięgać po sprawdzone podzespoły i wykorzystywać je do swoich celów. Tak było też w przypadku Have Blue. Podwozie od samolotu Northrop F-5, silniki od T-2C Buckeye, system sterowania fly-by-wire od F-16.

Prawdziwy geniusz pracujących w tamtym czasie ludzi ujawniał się właśnie w takich momentach. Ze zlepku wydawałoby się niepasujących części, wprowadzając zmiany niekiedy wprost na stanowisku produkcyjnym, potrafili stworzyć arcydzieło.

Gdy pierwszy egzemplarz testowy był już gotowy, został przetransportowany do słynnej dziś, a będącej w fazie rozbudowy ówcześnie, Strefy 51, czyli do tajnej bazy zlokalizowanej nad suchym jeziorem Groom Lake. Tam, 1 grudnia 1977 roku po raz pierwszy w powietrze wzbił się samolot HB1001, za sterami którego zasiadł pilot testowy Lockheeda Bill Park.

Program prób w locie okazał się sukcesem, pomimo tego, że utracono oba egzemplarze testowe. Zdobyte dane i doświadczenia posłużyły później do wprowadzenia niezbędnych udoskonaleń, a te trafiły już do maszyny produkcyjnej.

F-117 eksperymentalny kamuflaż
W toku użytkowania eksperymentowano z różnymi rodzajami kamuflażu, ale kolor czarny na stałe przylgnął do maszyny. Źródło: USAF

Senior Trend, czyli rusza produkcja seryjna F-117 Nighthawk

Gdy już okazało się, jak dobry jest Have Blue, nie było wyjścia i trzeba było ruszyć z produkcją seryjną, a zatem… nowy kryptonim, czyli Senior Trend (swoją drogą kto wymyśla te nazwy?!?). Pierwsza przedprodukcyjna maszyna w docelowej konfiguracji oznaczona jako YF-117A odbyła dziewiczy lot 18 czerwca 1981 z tego samego lotniska, co samoloty testowe.

Wszyscy o tym piszą, więc i my wspomnimy, że nazwa nadana samolotowi może być myląca, gdyż literka F oznacza „fighter”, czyli przynależy do samolotów myśliwskich znajdujących się w parku maszynowym lotnictwa Stanów Zjednoczonych. F-117A był natomiast bombowcem i to takim o dość ograniczonych możliwościach. Samolot wyposażono w dwie komory bombowe, w których znajdował się jedynie jeden punkt podwieszeń, zatem w sumie do dyspozycji pilota były jedynie dwie bomby. Resztę miały załatwić właściwości stealth. Nie było działek, pocisków powietrze-powietrze i innych tego typu wynalazków. Trzeba było wlecieć po cichu, precyzyjnie wykonać zadanie i równie po cichu odlecieć, ale… wróćmy do Senior Trend.

W sumie w ramach całego programu zbudowano 59 egzemplarzy F-117A (plus 5 maszyn testowych YF-117A), z których ostatni został dostarczony 3 lipca 1990 roku. Trzeba zatem przyznać, że nie spieszyli się z tą produkcją, ale jak to w Skunk Works, była to robota rzemieślnicza, a nie przemysłowa i było dobrze i tanio, ale nie szybko.

F-117 spadochron hamujący
W celu skrócenia drogi hamowania F-117 wyposażony był w spadochron hamujący. Źródło: USAF

Zastosowanie bojowe samolotów F-117A Nighthawk

Maszyny F-117 miały swój debiut nad Panamą w roku 1989. Podczas operacji Just Cause dwa samoloty zrzuciły po jednej 2000 funtowe bombie kierowanej laserowo na koszary w Rio Hato, gdzie znajdowało się kluczowe lotnisko. Zrobiły to tak, by za wiele szkód, a już tym bardziej ofiar w ludziach, nie było (było z tym nalotem sporo zamieszania, ale to temat na inną historię). Tak czy owak, Rangersi mieli sporo roboty, ale misja była czysto policyjna…

Na poważnie do działań bojowych F-117 weszły dopiero w trakcie Pustynnej Burzy w roku 1991. Ostatecznie, jak ustalono, ich skuteczność wyniosła pomiędzy 41, a 60 procent. Było to całkiem dobrze, jak na ówczesne standardy, choć znacznie mniej niż początkowe przypisywane im 80 procent.

Sława F-117 została nieco nadszarpnięta podczas operacji nad byłą Jugosławią w roku 1999. W wyniku błędów taktycznych i dobrej roboty Serbów jedna z maszyn została utracona. Jak się niedawno okazało, również drugi samolot został trafiony, ale wrócił do bazy.

Gdy F-117A wchodziły do akcji w roku 2001 w ramach operacji Enduring Freedom i w 2003 w ramach Iraqi Freedom, były już u kresu swych możliwości i ich utrzymanie stawało się coraz bardziej kłopotliwe i kosztowne. Wejście do służby F-22 i prace nad F-35 wbiły gwóźdź do trumny dla F-117A i choć wycofano je ze służby w roku 2008, to nadal można je spotkać latające w niewiadomym celu nad bardziej i mniej tajnymi poligonami w Stanach Zjednoczonych. Ciekawe co oni tam knują?

GE F404
Samolot napędzany był przez sprawdzony silnik GE F402. Źródło: GE

F-117A Nighthawk – ciekawostki konstrukcyjne

Jak już wcześniej wspomniano, wersja testowa różniła się nieco wymiarami od maszyn produkcyjnych. Przyjrzyjmy się zatem co też napchali pod maskę F-117A Nighthawk magicy ze Skunk Works.

Silnik

Do napędu samolotu posłużyły dwa silniki General Electric F404 bez dopalania, jako że nie miało być bardzo szybko, lecz bardzo cicho i niewidocznie. W związku z tym maszyna nie jest w stanie zbliżyć się do prędkości dźwięku.

Jednostki napędowe tego typu montowano w całym szeregu samolotów, a najpopularniejszym z nich był F/A-18 Hornet. Pomimo znacznego wieku silniki te w wersjach rozwojowych stosuje się po dziś dzień w lekkich samolotach bojowych.

Sam brak dopalania w przypadku stealth to trochę za mało. Dodatkowo gazy wylotowe były umiejętnie rozpraszane i mieszane z zimnym powietrzem atmosferycznym tak, by jak najtrudniej było wykryć ślad cieplny przemieszczającego się samolotu.

F-117 kokpit
Kokpit samolotu był dość przestronny co ułatwiało realizację długotrwałych misji. Źródło: USAF

Sterowanie

Konstrukcja samolotu była niestabilna we wszystkich trzech osiach, co oznacza, że skuteczne pilotowanie go bez szybkiego i niezawodnego systemu komputerowej korekty powierzchni sterowych było praktycznie niemożliwe. Zastosowano zatem poczwórny. Tak na wszelki wypadek.

Układ

Ogon w układzie V, skrzydła mocno cofnięte ku tyłowi (by lepiej odbijać fale radarowe) i stożkowy kadłub sprawiały, że z przodu samolot przypomina nieco piramidę. Słowem, niby kloc, a leci.

F-117 wloty i kokpit
Widoczność z kokpitu samolotu nie była najlepsza. Zwłaszcza, że z tyłu było całkowicie martwe pole. Źródło: USAF

Systemy pokładowe

By móc wykonać zadanie, czyli skrycie wlecieć w przestrzeń nieprzyjaciela i zniszczyć kluczowy cel, potrzebny był odpowiedni pakiet awioniki. Do precyzyjnego dolotu nad cel wykorzystywano zatem nie tylko systemy GPS, ale również zaawansowany system nawigacji inercyjnej.

Dolot po wyznaczonej trasie to jedno, ale odpowiednie podejście do celu tuż przed zrzuceniem ładunku, to również skomplikowane zagadnienie i tutaj też pilota wspierała odpowiednia automatyka, tak by ograniczyć błąd ludzki.

Do tego dołóżmy systemy na podczerwień, laserowe systemy pomiaru odległości i wskaźniki celu i mamy całkiem sprawną maszynkę do przenoszenia uzbrojenia precyzyjnego. Co ciekawe samolot nie posiadał własnego radaru, gdyż ten również jest źródłem emisji, które mogą zostać wychwycone i namierzone przez przeciwnika. Pilot leciał zatem trochę na ślepo. Niewiele widział, ale i nie musiał się za bardzo denerwować, że ktoś go atakuje. Nawet nie wiedział…

Zamiast farby powłoki

Cały maszyna pokryta była specjalnymi powłokami absorbującymi, ale jak wiadomo były jeszcze panele, otwory rewizyjne, obsługowe itd. Wszystkie one mogły stanowić słabe ogniwo i zdradzić pozycję samolotu, więc każdorazowo po ich otwarciu były zabezpieczane specjalną pastą o konsystencji gęstego masła, która niwelowała ryzyko wykrycia.

F-117 przed startem
F-117 ustawiają się do startu. Źródło: USAF

F-117A – podstawowe dane

Załoga: 1

Długość: 20,09 m

Rozpiętość skrzydeł: 13,21 m

Wysokość: 3,78 m

Masa na pusto: 13381 kg

Maksymalna masa startowa: 23381 kg

Napęd: 2 silniki General Electric F404-F1D2 o ciągu 47 kN każdy

Prędkość maksymalna: Mach 0,92

Zasięg: ok. 1700 kilometrów

Przenoszone bomby:

  • GBU-10 Paveway II, naprowadzana laserowo, o masie 2000 funtów na bazie bomb Mk 84 lub BLU-109 / BLU 116 z głowicami penetrującymi
  • GBU-12 Paveway II, naprowadzana laserowo, o masie 500 funtów, na bazie bomb Mk 82
  • GBU-27 Paveway III, naprowadzana laserowo, o masie 2000 funtów na bazie bomb Mk 84 lub BLU-109 / BLU 116 z głowicami penetrującymi
  • GBU-31 JDAM INS/GPS, o masie 2000 funtów, na bazie bomb Mk 84 lub BLU-109 z głowicą penetrującą
  • B61 – bomba nuklearna
F-117 skrzydła
Mosno cofnięte skrzydła i specjalny układ ogona pomagały odbijać fale radarowe. Źródło: USAF

F-117 trafia do świadomości masowej

Po sukcesie w siłach zbrojnych przyszedł czas na sukces komercyjny. O F-117 mówiło się dużo i sporo w mediach branżowych, a gdy już oficjalnie się pojawił i przestał być tajemnicą jego sława tylko rosła. Samolot pojawił się w grach takich jak F-117A Nighthawk Stealth Fighter 2.0 czy też F-117 Night Storm.

Futurystyczne kształty i trafiające do świadomości publicznej supermożliwości musiały w końcu znaleźć odzwierciedlenie na srebrnym ekranie. W roku 1996 do kin weszła amerykańska superprodukcja Executive Decision z ówczesnymi gwiazdami ekranu takimi jak Kurt Russel i Steven Seagal i z zyskująca na popularności Halle Berry. F-117 zagrał tam niepoślednią rolę, wywijając na niebie niezłe hołupce. Oczywiście producenci musieli dostosować samolot do wymagań scenariusza i w praktyce wyszło z tego coś zupełnie innego niż pierwowzór, ale chociaż kształty zostały zachowane.

Kolejnym przystankiem sławy F-117 była drużyna futbolu amerykańskiego Omaha Nighthawks, na której logo trafił ten trudno wykrywalny samolot.

Nie trzeba chyba dodawać, że wyprodukowano niezliczone ilości zabawek wszelkiej maści oraz coś, co pasjonaci lotnictwa lubią najbardziej, czyli liczne modele do sklejania. Koniec końców, dzięki swym właściwościom F-117 nie tylko uzyskał uznanie w armii, ale przeniknął też do popkultury.

Podsumowanie

Jak na swoje czasy F-117A był maszyną rewolucyjną. Krawcy ze Skunk Works uszyli go starannie pod jedno zadanie. Miał skrycie wlecieć w terytorium przeciwnika i zrzucić precyzyjny ładunek niszcząc priorytetowy cel. To bardzo wąski zakres działań i na dłuższą metę nie do utrzymania jest sytuacja, w której mamy w parku maszynowym tak wyspecjalizowane samoloty. Amerykanie nawet F-22 zaprzęgli do dodatkowych misji.

Wydaje się więc, że to było piętą achillesową samolotu. Umiał po prostu za mało i ta jedna funkcja była dodatkowo droga w utrzymaniu. Czy to go jednak skreśla? Oczywiście, że nie. Technika idzie co prawda do przodu, ale F-117A był tym punktem wyjścia, tym fundamentem, na którego bazie można było później rozwijać technologię stealth i dojść tu gdzie jesteśmy.

F-117A nie są już combat coded, a już tym bardziej combat ready, ale jeśli poszukujecie sprzętu gotowego do działania tu i teraz, to koniecznie zajrzyjcie na combat.pl

Źródła:
    • https://missilethreat.csis.org/defsys/s-200-sa-5-gammon/
    • https://missilethreat.csis.org/system/russian-air-defense/
    • https://www.darpa.mil/attachments/StealthLayoutFINAL.pdf
    • https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/dyfrakcja-fal;3895293.html
    • https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/733203.pdf
    • https://eu.statesmanjournal.com/story/news/2016/04/16/secret-weapon-stealth-tech-dallas/82678480/
    • https://www.lockheedmartin.com/en-us/who-we-are/business-areas/aeronautics/skunkworks.html
    • https://www.darpa.mil/about-us/timeline/have-blue
    • https://www.lockheedmartin.com/en-us/news/features/history/johnson.html
    • https://www.britannica.com/place/Area-51
    • http://www.f-117a.com/Senior.html
    • https://www.army.mil/article/14302/operation_just_cause_the_invasion_of_panama_december_1989
    • https://irm.am.szczecin.pl/images/instrukcje/PUN/wyklady/nawigacja_inercyjna.pdf
    • https://www.lockheedmartin.com/en-us/news/features/history/f-117.html
    • https://www.airforce-technology.com/projects/f117/
    • https://www.britannica.com/technology/F-117
    • https://fas.org/man/dod-101/sys/ac/f-117.htm
    • https://airman.dodlive.mil/2021/03/18/airframe-f-117-nighthawk/
    • https://www.historynet.com/stealth-secrets-of-the-f-117-nighthawk-mar-96-aviation-history-feature.htm
    • https://www.popularmechanics.com/military/aviation/a28670808/f-117-nighthawk/
    • https://www.thedrive.com/the-war-zone/37379/f-117s-photographed-flying-out-of-nellis-afb-for-the-first-time-in-over-a-decade
    • https://www.airforcemag.com/article/0790blackjet/
    • https://www.nationalmuseum.af.mil/Visit/Museum-Exhibits/Fact-Sheets/Display/Article/198056/lockheed-f-117a-nighthawk/