Lockheed F-117 Nighthawk – pierwszy operacyjny samolot stealth

seria - Maszyny, które zmieniły niebo

Niepozorny początek

W 1964 r. radziecki fizyk Piotr Ufimcew opublikował pracę o zachowaniu fal elektromagnetycznych na powierzchniach różnych kształtów geometrycznych. W ZSRR nikt nie dostrzegł w niej potencjału wojskowego – praca była teoretyczna i szybko trafiła na półkę.

Dekadę później tę samą publikację przeczytał Denys Overholser, inżynier z oddziału Skunk Works firmy Lockheed, i  na jej podstawie stworzył program komputerowy umożliwiający zaprojektowanie samolotu odrzutowego, którego wykrycie przez radar miało być wyjątkowo trudne. Lockheed F-117 Nighthawk, pierwszy operacyjny samolot uderzeniowy o obniżonej wykrywalności, zmienił zasady wojny powietrznej – a technologia stealth, która  umożliwiła jego powstanie, opierała się na pracy opublikowanej po drugiej stronie żelaznej kurtyny.

Bezradny diament

Wojna w Wietnamie i wojna Jom Kipur w 1973 r. pokazały, że radzieckie rakiety ziemia-powietrze potrafią dziesiątkować lotnictwo konwencjonalne. Analizy NATO i USAF stawiały sprawę otwarcie: w konflikcie z Układem Warszawskim obrona przeciwlotnicza prawdopodobnie uniemożliwiłaby skuteczne naloty na cele w Europie Wschodniej. Trzeba było znaleźć sposób, by samolot bombowy w ogóle dotarł do celu.

W 1975 r. DARPA ogłosiła program XST (Experimental Survivable Testbed),  którego celem było opracowanie maszyny o minimalnym przekroju radarowym. Overholser, uzbrojony w matematykę Ufimcewa, napisał program „Echo”, który obliczał odbicia radarowe od płaskich paneli. Na tej podstawie zespół Skunk Works zbudował pierwszy model – geometryczny obiekt o tak ostrych krawędziach i płaskich ścianach, że inżynierowie ochrzcili go „Hopeless Diamond” (Bezradny Diament). Wyglądał absurdalnie, ale na radarze był bardzo trudny do wykrycia.

Ben Rich, nowy szef Skunk Works, przekonał Kelly'ego Johnsona, że fasetowana geometria da mniejszy przekrój radarowy niż zaokrąglone kształty, które Johnson preferował. Rich wygrał spór – co w relacjach z Johnsonem zdarzało się wyjątkowo rzadko.

Na radarze widać tylko tyczkę

W 1976 r. DARPA zleciła Lockheedowi budowę demonstratora technologii pod kryptonimem Have Blue. Na poligonie radarowym White Sands przeprowadzono test, który przeszedł do historii: drewniany model zamontowano na metalowej tyczce, a w testach radarowych model dawał tak mały sygnał, że operatorzy na ekranach widzieli jedynie tyczkę, na której go zamocowano.

 Dwa prototypy Have Blue poleciały w grudniu 1977 r. Oba zostały utracone wskutek usterek mechanicznych, lecz dane radarowe potwierdziły koncepcję. 1 listopada 1978 r. zapadła decyzja o budowie samolotu operacyjnego – program Senior Trend. Pierwszy F-117 oblatano 18 czerwca 1981 r., a gotowość operacyjną osiągnięto w październiku 1983 r. Przez siedem kolejnych lat USAF utrzymywał ten samolot w tajemnicy operacyjnej, zanim w 1988 r. oficjalnie ujawnił jego istnienie.

Jak oszukać radar?

Cała powierzchnia F-117 składa się z płaskich, trójkątnych paneli ustawionych pod precyzyjnie wyliczonymi kątami. Zakrzywiona powierzchnia rozsiewa fale radarowe we wszystkich kierunkach – płaskie panele odbijają je w ściśle określonych kierunkach, z dala od nadajnika. Na to nakłada się wielowarstwowa powłoka RAM (Radar Absorbent Material), pochłaniająca pozostałą energię radarową.

Detal za detalem, każdy element samolotu podporządkowano obniżonej wykrywalności. Szyby kokpitu pokryto metaliczną warstwą maskującą hełm pilota. Dysze wylotowe spłaszczono do kształtu szczeliny – gorące spaliny mieszały się z zimnym powietrzem, redukując sygnaturę w podczerwieni. Wloty powietrza osłonięto siatką odchylającą fale radarowe. Mimo oznaczenia „F” (fighter),  F-117 nie był projektowany do walki powietrze-powietrze – był bombowcem taktycznym przenoszącym dwie bomby kierowane o masie 900 kg każda.

Ceną za fasetowany kształt była niestabilność aerodynamiczna. Bez systemu fly-by-wire z poczwórną redundancją pilot nie byłby w stanie utrzymać maszyny w kontrolowanym locie.

2% lotów, 40% celów

Debiut bojowy nastąpił 19 grudnia 1989 r. podczas operacji Just Cause w Panamie. Prawdziwy egzamin przyszedł jednak dwa lata później. W nocy z 16 na 17 stycznia 1991 r. dziennikarze CNN Bernard Shaw i Peter Arnett relacjonowali na żywo z bagdadzkiego hotelu Al-Rashid eksplozje widoczne za oknem – to bomby zrzucane przez F-117 na najbardziej bronione cele w stolicy Iraku.

Podczas operacji Desert Storm F-117 wykonały 1 271 lotów bojowych bez jednej straty. Stanowiły zaledwie 2% wszystkich lotów koalicji, lecz uderzyły w 40% celów strategicznych. Samolot odrzutowy o obniżonej wykrywalności okazał się zdolny do operowania nad najgęstszą obroną przeciwlotniczą na świecie – bez strat.

W 1999 r. nad Kosowem serbska rakieta SA-3 zestrzeliła jeden F-117 (pilot Dale Zelko przeżył). To jedyna strata bojowa w historii programu i jednocześnie przypomnienie, że technologia stealth zmniejsza ryzyko, lecz go nie eliminuje.

Emerytura, której nie ma

Oficjalnie F-117 wycofano ze służby w 2008 r. W praktyce USAF nadal lata tymi maszynami z bazy Tonopah w Nevadzie. Służą jako platformy testowe dla nowych technologii stealth i jako „red air” w ćwiczeniach – symulują zagrożenie ze strony obcych konstrukcji obniżonej wykrywalności.

Dziedzictwo Nighthawka widać w każdym współczesnym samolocie bojowym: Northrop B-2 Spirit, Lockheed Martin F-22 Raptor, F-35 Lightning II, Northrop Grumman B-21 Raider. Jak ujął to pilot F-117 Scott Stimpert – po F-117 żaden wiarygodny projekt samolotu bojowego nie pomija obniżonej wykrywalności jako parametru.

10 ciekawostek o Lockheed F-117 Nighthawk, które potrafią zaskoczyć nawet pasjonatów lotnictwa

1. Tak naprawdę nie był myśliwcem

Litera „F” oznacza w amerykańskim nazewnictwie myśliwiec (fighter), ale F-117 od początku projektowano jako samolot uderzeniowy do precyzyjnego bombardowania. Nie miał radaru do walki powietrznej ani uzbrojenia do zwalczania innych samolotów. Nazwa miała m.in. ułatwić pozyskanie najlepszych pilotów myśliwskich do tajnego programu.

2. Jego kształt powstał dzięki radzieckiemu matematykowi

Kluczowe obliczenia dotyczące odbicia fal radarowych opierały się na pracach radzieckiego naukowca Piotra Ufimcewa. Co ciekawe, jego badania nie zostały wykorzystane w ZSRR, natomiast amerykańscy inżynierowie z programu Skunk Works dostrzegli ich potencjał.

3. Komputer utrzymuje go w powietrzu

F-117 jest niestabilny aerodynamicznie. Gdyby wyłączyć komputer sterujący systemem fly-by-wire, pilot praktycznie nie byłby w stanie bezpiecznie nim lecieć. Komputer wykonuje tysiące drobnych korekt w czasie rzeczywistym.

4. Nie latał z prędkością naddźwiękową celowo

Projekt od początku zoptymalizowano do lotów poddźwiękowych.  Powód? Fala uderzeniowa (shockwave) mogłaby zdradzić jego obecność, niwecząc część zalet technologii stealth.

5. Był jednym z najskuteczniejszych samolotów podczas wojny w Zatoce Perskiej

W 1991 roku F-117 wykonały tylko niewielki procent wszystkich lotów bojowych, ale zaatakowały wiele najważniejszych i najlepiej bronionych celów w Iraku z wyjątkowo wysoką skutecznością.

6. Tylko jeden został zestrzelony w walce

Mimo setek misji bojowych utracono tylko jednego F-117. Stało się to w 1999 roku podczas działań nad Serbią, gdy został trafiony zmodyfikowanym radzieckim systemem przeciwlotniczym. Prawdopodobnie wykryto go podczas otwierania komory bombowej oraz dzięki przewidywalnym trasom lotu.

7. Stealth nie oznacza „niewidzialny”

F-117 nie był niewykrywalny. Jego celem było maksymalne zmniejszenie wykrywalności radarowej, a nie całkowite zniknięcie z ekranów radarów. Odpowiednia taktyka i starsze radary pracujące na określonych częstotliwościach mogły go wykryć.

8. Przez lata oficjalnie… nie istniał

Samolot osiągnął gotowość operacyjną w 1983 roku, ale amerykański rząd ujawnił jego istnienie dopiero w 1988 roku. Wcześniej wokół programu narosło mnóstwo plotek o tajemniczym „F-19”.

9. Miał niezwykle małą skuteczną powierzchnię odbicia radarowego

Szacuje się, że jego skuteczna powierzchnia odbicia (RCS) wynosiła około 0,001 m², czyli porównywalnie z bardzo małym obiektem, mimo że samolot miał niemal 20 metrów długości. Osiągnięto to dzięki charakterystycznym płaskim powierzchniom, specjalnym materiałom i ukryciu uzbrojenia wewnątrz kadłuba.

10. Formalnie wycofany… ale nadal lata

F-117 zakończył służbę bojową w 2008 roku, jednak część maszyn jest nadal utrzymywana w stanie lotnym. Wykorzystuje się je do testów nowych technologii, szkolenia oraz ćwiczeń z nowoczesnymi samolotami, co czyni go jedną z najbardziej niezwykłych „emerytur” w historii lotnictwa.

To właśnie F-117 zapoczątkował erę nowoczesnych samolotów stealth i stał się technologicznym przodkiem takich konstrukcji jak Northrop B-2 Spirit, Lockheed Martin F-22 Raptor czy Lockheed Martin F-35 Lightning II. Mimo kanciastego wyglądu, który wielu uważa za „najbrzydszy samolot świata”, był jedną z najbardziej przełomowych konstrukcji lotniczych XX wieku.

zdjęcia: Wikipedia, domena publiczna oraz https://www.aerospaceutah.org/