Konstrukcja
Przekrój F-16.
F-16 to jednosilnikowy, naddźwiękowy, wielozadaniowy samolot myśliwski. F-16 został zaprojektowany z myślą o możliwości wykonywania różnego rodzaju misji. Jest znacznie mniejszy i lżejszy od swoich poprzedników, ale posiada zaawansowaną aerodynamikę i awionikę, w tym system fly-by-wire (RSS/FBW). F-16 może wykonywać przeciągnięcia do 9G. Rozwija prędkość ponad 2 Machów.
F-16 został zaprojektowany tak był stosunkowo niedrogi w produkcji oraz znacznie łatwiejszy do utrzymania od myśliwców wcześniejszych generacji. Płatowiec jest wykonany w 80% z aluminium, 8% stali, 3% kompozytów i 1,5% tytanu. F-16A posiadał 228 paneli dostępowych z czego około 80 było dostępnych bez specjalnego sprzętu. Liczba elementów wymagających smarowania, przewodów paliwowych oraz wymiennych modułów została również znacznie zmniejszona w porównaniu do poprzedników. Pomimo, ze program LWF zakładał stworzenie samolotu o wytrzymałości do 4000 godzin lotu oraz zdolnego do osiąganie przeciążenia 7,33G przy 80% paliwa w zbiornikach inżynierowie General Dynamics zaprojektowali F-16 na co najmniej 8000 godzin oraz osiąganie 9G z pełnymi wewnętrznymi zbiornikami. Okazało się to zaletą gdy samolot został przeszacowany z myśliwca typowego do walki powietrznej na myśliwiec wielozadaniowy.
Ponieważ F-16 miał być zoptymalizowany pod kątem wysokiej sprawności w walce powietrznej, zdecydowano się na średniopłat z trapezowym układzie skrzydeł o kącie natarcia 40° oraz prostej krawędzi z tyłu skrzydła. W celu poprawienia manewrowości zastosowano skrzydła o zmiennym kącie natarcia NACA 64A-204. Kąt natarcia dostosowuje się podczas lotu automatycznie.
F-16 jest pierwszym samolotem celowo zaprojektowanym tak aby być nieznacznie „niestabilnym aerodynamicznie”. Ta technika, zwana „relaxed static stability” została wdrożona by zwiększyć zdolności manewrowe samolotu. Większość samolotów jest projektowanych z założeniem dużej stabilności, co indukuje powrót samolotu do „bezpieczniejszego” położenia w razie powstania niestabilności. Pozytywnym aspektem tego rozwiązania jest łatwiejszy powrót do lotu kontrolowanego, ale z drugiej strony utrudnia manewrowość. Idea konstrukcji F-16 sprawdza się szczególnie dobrze podczas manewrów z prędkością bliską prędkości dźwięku lub szybszą. Aby przeciwdziałać tendencji niestabilności lotu przy małej prędkości F-16 posiada czterokanałowy system kontroli lotu (FLCC) fly-by-wire (FBW). Komputer kontroli lotu, który jest kluczowym elementem systemu, przyjmuje dane z drążka i orczyka i manipuluje powierzchniami sterującymi tak by dokonać manewr bez utraty kontroli. Poza tym FLCC otrzymuje tysiące informacji na sekundę dotyczących zachowania samolotu i koryguje wszelkie odchylenia w locie które nie były zamierzonym działaniem pilota. Doprowadziło to do znanego wśród pilotów F-16 powiedzenia: „Ty nie latasz F-16; To on lata Tobą”. FLCC zapewnia szereg limitów które zapobiegają destabilizacji takiej jak poślizg czy przeciążenie lub wprowadzeniu samolotu oraz pilota w przeciążenie większe niż 9G.
W przeciwieństwie do prototypu YF-17 który zapewniał system FWB z tradycyjnymi hydromechanicznymi systemami kontroli, projektanci F-16 poczynając innowacyjny krok wyeliminowali mechaniczne połączenia między joystickiem sterującym i pedałami orczyka a powierzchniami sterującymi. Zamiast mechanicznych połączeń F-16 posiada wyłącznie elektronikę oraz kable, co dało mu początkowo przydomek „elektryczny myśliwiec”. FLCC został początkowo wprowadzony jako analogowy system w wariantach A/B, ale został zastąpiony przez system cyfrowy w wersjach F-16C/D Block 40 ( oraz nowszych).
Kokpit
Fotel ACES II produkcji McDonnell Douglas Aerospace.
HUD F-16 w akcji.
Jedną z ważniejszych cech z punktu widzenia pilota jest znakomita widoczność z kokpitu. Jest to cecha nie do przecenienia podczas walki powietrznej. Owiewka jest wykonana w jednym kawałku i zapewnia widoczność o 360° dookoła pilota, 40° w dół po bokach oraz 15° w dół przed nosem ( dla porównania 12–13° w poprzednikach). Ponadto owiewka nie posiada przedniej ramki tak jak większość myśliwców, co zapewnia znakomitą widoczność do przodu. Katapultowany rakietowo fotel pilota ( ACES II zero/zero ejection seat ) jest umieszczony niezwykle wysoko oraz jest przechylony do tyłu o 30° ( w większości poprzednich myśliwców 13–15°). Dzięki odchyleniu znacznie zmniejsza się podatność pilota na negatywne skutki latania z dużymi przeciążeniami. Z powodu znacznego odchylenia fotelu oraz cienkiej, jednobryłowej owiewki, fotel F-16 nie posiada stalowych szyn zbijających owiewkę podczas katapultacji jakie można znaleźć w kokpitach większości myśliwców. Podczas katapultacji najpierw odrzucana jest cała owiewka a następnie uruchamiany jest silnik rakietowy fotela.
Pilot steruje samolotem za pomocą joysticka umieszczonego po prawej stronie ( w przeciwieństwie do bardziej popularnego centralnego umieszczenia ) oraz przepustnicy po lewej stronie. Pedały orczyka umieszczone są konwencjonalnie. Dla zwiększenia łatwości kontroli podczas wysokich przeciążeń najbardziej potrzebne przełączniki zostały umieszczone na/lub w okolicy joysticka oraz przepustnicy (hands on throttle-and-stick, HOTAS). Nacisk wytwarzany przez rękę pilota powoduje transmisje sygnałów elektrycznych które są odbierane przez system FBW. Początkowo, joystick był w ogóle nieruchomy (mierzył jedynie siłę nacisku), ale po doświadczeniach pokazujących problemy z przystosowaniem się do takiego rozwiązania postanowiono, że joystick jest ruchomy w bardzo małym zakresie. Od momentu zastosowania systemu HOTAS w myśliwcu F-16 podobne rozwiązania są wprowadzane w większości współczesnych myśliwców.
Kokpit F-16 posiada Head-UP Display (HUD), który jest umieszczony przed pilotem. Wyświetla informacje dotyczące lotu oraz walki bez utrudniania widoku. Wersja Block 52 umożliwia także użycie hełmu JHMCS (Boeing’s Joint Helmet Mounted Cueing System) który zapewnia informacje oraz sterowanie systemami uzbrojenia nawet podczas gdy głowa pilota nie jest skierowana w stronę HUD’u. Pierwsze operacyjne zastosowanie hełmu JHMCS miało miejsce w czasie operacji Iraqi Freedom. Pilot otrzymuje także informację z wyświetlaczy wielofunkcyjnych (MFD). Lewy MFD jest głównym wyświetlaczem który pokazuje radar oraz interaktywną mapę. Prawy MFD zapewnia dostęp do informacji o systemach samolotu: silnika, podwozia, ustawieniach klap, ilości paliwa oraz statusie uzbrojenia. Początkowo F-16A/B był wyposażony w tylko jeden monochromatyczny wyświetlacz CRT. W wersji Block 50/52 wyświetlacze CRT zostały zastąpione przez kolorowe ciekłokrystaliczne MFD. Block 60 posiada trzy programowalne MFD które są zdolne między innymi do informowania o taktycznej sytuacji na interaktywnej, kolorowej, ruchomej mapie.
Radar
F-16A/B był wyposażony w radar AN-APG-66 produkcji Westinghose (obecnie Northrop Grumman). Jego antena została zaprojektowana tak by pasować do relatywnie małego nosa F-16. W trybie poszukiwania APG-66 używa niskiej częstotliwości sygnałów (PRF) do wykrywania celów na średnim i wysokim pułapie a średniej częstotliwości do poszukiwania celów na niskim pułapie oraz w trudniejszych warunkach. Posiada cztery tryby powietrze powietrz i siedem trybów powietrze ziemia przeznaczone do walki w dowolnych warunkach i porze dnia i nocy. Block 15 otrzymał nową wersje APG-66 z silniejszym przetwornikiem sygnałowym, większą mocą wyjściową oraz zwiększonym zasięgiem w zakłócanym środowisku. F-16C/D w wersji Block 25 otrzymał nowy radar AN/APG-68 który jest ewolucją APG-66. APG-68 posiada większy zasięg oraz rozdzielczość, ponadto zapewnia 25 trybów pracy, w tym mapowanie terenu. Z kolei wersja APG-68 montowana w F-16 Block 40/42 jest w pełni kompatybilna z systemem LANTIRN oraz zapewnia ciągłe śledzenie celu dla pół-aktywnie naprowadzanych rakiet (SARH) takich jak AIM-7 Sparrow. Wersja Block 50/52 otrzymała APG-68v5 który ma programowany przetwornik sygnału z technologią VHSIC ( Very-High-Speed Integrated Circuit ). Zaawansowana wersja Block 50/52 (50+/52+) posiada radar APG-68v9 o 30% większym zasięgu powietrze-powietrze oraz systemem SAR. W sierpniu 2008 Northrop Grumman otrzymał kontrakt na ulepszenie radarów APG-68 w wersjach 40/42/50/52 do standardu V10. Z kolei F-16E/F posiada radar Nothrop Grumman AN/APG-80 AESA i jest trzecim myśliwcem posiadającym to urządzenie.
Radar AN/APG-66/68 w tybie AA (powietrze).
|
Radar AN/APG-66/68 w tybie AG (ziemia).
|
Radar AN-APG-68.
|
Silniki
Silnik Pratt & Whitney F100-PW-200 montowany do F-16 Block 25 włącznie.
Pierwszym silnikiem stosowanym w F-16 był turbowentylatorowy Pratt & Whitney F100-PW-200 z doładowaniem, który był nieznacznie zmodyfikowaną wersją silnika F100-PW-100 używaną przez F-15. Posiadający ciąg o sile 106.0 kN ( 23,830 lb ) pozostał standardowym silnikiem F-16 do wersji Block 25 włącznie, z wyjątkiem później wybudowanych Block 15 posiadających tzw. OCU (Operational Capability Upgrade). Ulepszenie OCU wprowadziło silnik F100-PW-220 o ciągu 105,7 kN (23,770lbs), który był instalowany także w wersjach Block 32 oraz Block 42. Pomimo, ze wersja 220 nie posiadała większego ciągu to wprowadzony został system elektronicznego sterowania (DEEC) który znacznie zwiększył niezawodność oraz zmniejszył ryzyko przeciążenia silnika ( wcześniejsza wersja 200 wykazywała okazyjnie taką tendencją, co wiązało się z koniecznością „restartu” silnika podczas lotu ). Wersja ta 220 została również wprowadzona do nowszych wersji F-15 co ponownie, jak w przypadku wersji 200, zmniejszyło koszty oraz ułatwiło serwis. Przyszły rozwój przyniósł silnik General Electric F110-GE-129 o ciągu 131,6 kN (29,588 lb) dla wersji Block 50 oraz Pratt & Whitney F100-PW-229 o ciągu 129,4 (29,100lb) dla wersji Block 52. Wersja Block 60 dla Zjednoczonych Emiratów Arabskich posiada silnik General Electric F110-GE-132 o maksymalnym ciągu aż 144,6kN (32,500lb) i jest najwydajniejszym silnikiem kiedykolwiek montowanym w F-16.
|
