Original English version: http://www.joebaugher.com/usaf_fighters/f17.html
Joseph F. Baugher
Sist revidert 12. juli 2017
Etterfulgt av suksessen til F-5A i verdensarmarkedet, begynte Northrop i 1965 å jobbe med en ny taktisk lettvektskamp som ville gi en enda høyere ytelse enn F-5E/F Tiger II, som på den tiden var under utvikling. Bedriftsstudier, inkludert ny aerodynamisk forskning, viste at det ville være mulig å bygge en fighter med kapasiteter som langt overstiger F-5. Dette prosjektet ble kjent som P-530 av selskapet.
P-530 skulle bli drevet av et par 13.000 lb.s. General Electric 15/J1A5 turbojets. GE15 brukte en kjerne som ble nedskalert fra F101 turbofan av B-1 bomber, men var en tvilling-spool motor. Det var ti stadier av kompresjon som ga et trykkforhold så høyt som 25:1. GE15 var en turbofan med lav bypassforhold, med et bypassforhold på bare 0,25, og luftstrømmen gjorde lite mer enn å kjøle det bakre huset på motoren. Av denne grunn ble GE15 ofte referert til som en “lekkende turbojet”. På grunn av den forbigående luften krevde motorbøylene lite kjøling og kunne være laget av lettere, billigere materialer. Den etterfølgende drivstoffet til GE15 skulle være 14.300 pounds, ligner på J79 turbojet, men veier bare halvparten så mye og har mye bedre drivstofføkonomi.
Vingeplanen var ganske lik den for F-5. Svingningsverdien på kvartkordlinjen var 20 grader, og bakkanten var usøpt. Vingen var i utgangspunktet skuldermontert og hadde en anhedral på 5 grader. I løpet av de neste par årene flyttet vingen imidlertid jevnt nedover på skroget til den endte midt på plass. Området var 400 kvadratmeter sammenlignet med 186 kvadratmeter for F-5E. Vingen hadde en variabel camber, som ble tilveiebrakt av hengslede klaffer langs de rette fremre og bakre kantene, de på bakkanten stoppet litt over halvveis til spissen til fordel for konvensjonelle ailerons. I 1968 ble kanten av flippen spilt opp i for- og bakseksjoner for å øke løftekoeffisienten i nedtrykt stilling.
Vingen ble forsynt med en forkanten rot forlengelse (LERX) som tapered i skroget på et nivå med cockpiten. LERX gjorde det mulig å oppnå post-stall manøvreringsevner ved angrepsvinkler over 30 grader og senere til og med 40 grader. Ved høye angrepsvinkler økte LERX ca. 50 prosent til heisen fra grunnvingen. Utvidelsen av LERX foran motorinnløpene hadde den ekstra effekten av å styre luftstrømmen jevnt inn i innløpene og presenterte motoren en full strøm av relativt uforstyrret luft ved høye angrepsvinkler, noe som bidro til å forhindre motorflammeutslipp. I tillegg ble en lang aksial spalt kuttet i hver LERX ved siden av skroget foran inntakene, og forhindret en oppblåsing av luften foran innløpet mens det var i supersonisk flytur. Ved lave hastigheter og høye angrepsvinkler ga disse sporene en flukt for grenselagtsluft som skrubbet over skroget foran innløpet. I 1968 ble LERX ytterligere forstørret, de fremre delene fortsatte fremover som strammer nesten til nesen.
Motoren ble matet av lange kanaler som innrømmet luft fra halvcirkulære innløp. Disse innløpene ble opprinnelig forsynt med en bevegelig halvkegle senterlegeme foran vingen. Imidlertid ble det i 1971 konkludert med at Mach 2-ytelsen ikke var så viktig et designmål, og disse koniske midtpunktene ble eliminert. På omtrent samme tid ble innløpene kortere og brakt tilbake under LERX. Det gjorde at den store LERX lignet hodet til en kobra, så mye så faktisk at Cobra ble navnet Northrop for P-530. Innløpene ble ytterligere raffinert gjennom 1971-71, idet den endelige formene som var valgt, var en kantet oval form med en fast, litt avrundet kant, med toppen plassert 4 tommer under undersiden av LERX. Innløpene ble skilt fra fuselaget av en stor rektangulær splitterplate.
Halen av P-530 var opprinnelig ganske konvensjonell, med skivehalvplaner montert under midtnivå. Opprinnelig ble det planlagt en enkelt vertikal fin. Evnen til P-530 til å flyve ved ekstreme angrep angir at en enkelt vertikal hale ville være utilstrekkelig, siden den ville bli blanketed i kjølvannet av vingen. For å overvinne dette problemet ble den ene senterlinjevennen erstattet av tvillingfinner, hver omtrent halvparten så stor som den opprinnelige enkeltoverflaten, skåret ut i nesten 45 grader for å sette dem i fristrømshastighet. For å redusere tverrkoblingseffekter i rulle nådde rorene bare halvveis opp finnene. I 1969 ble de kantede finnene omtrent fordoblet i størrelse og flyttet frem til en posisjon som delvis overlappende vingen. Ved slutten av 1970 hadde bakkene blitt ytterligere forstørret, og utkanten av finene hadde blitt redusert til bare 18 grader. Samtidig ble de horisontale haler også forstørret og flyttet videre på skroget, så langt bak som mulig.
Flyet ble designet i henhold til prinsippet om avslappet statisk stabilitet, idet flyet er ustabil i lengderetningen med en tendens til å kaste opp nesen opp. Luftkamp manøvrerbarhet ville bli dramatisk forbedret til det punktet hvor begrensningsfaktoren nå skulle være pilot. Northrop følte imidlertid ikke at 1960-årige flykontroll ved hjelp av datakompleks kontrollsystemer var tilstrekkelig pålitelige, og beholdt konvensjonelle mekanisk signaliserte flykontroller.
Baldakinen på P-530 var en stor rammeløs støping med et buet tverrsnitt som ga piloten med uhindret 360 graders visjon og gode synslinjer over nesen og nedover på hver side.
Maksimal startvekt på P-530 ble estimert til 40 600 pund, og en maksimal hastighet på Mach 2 ble forventet. Bevegelsen skulle være en enkelt 20 mm M61 roterende kanon montert på midtlinjen under nesen, og en Sidewinder-missil kunne bæres på hver vingetip. En rekke raketter og bomber kunne bli båret på eksterne våpenpyloner, tre under hver fløy og en på underfuselage senterlinjen.
Potentielle kunder for P-530 Cobra var vestlige nasjoner som ønsket og hvem kunne ha råd til et jagerfly med høyere ytelse enn F-5A/B. Prime mål var hver bruker av F-104 Starfighter, samt flere Midtøsten-land, inkludert Iran. Det ble anslått at P-530-programutviklingskostnadene ville være 350-400 millioner dollar, og flybillettprisen ville være to millioner dollar, med en total anskaffelse tilsvarende F-5.
28. januar 1971 avslørte Northrop sitt P-530-program til verden. En modell av P-530 ble konstruert og mer enn 5000 timer med vindtunneltesting ble utført. Det var imidlertid ingen kjøpere.
Så tidlig som 1965 hadde USAF påbegynt konseptformuleringsstudier av nye high-performance fighters. Disse inkluderte F-X, en tung interceptor/air-overlegenhet jagerfly, og den lette Avansert dagkamp (ADF). F-X skulle være i klassen 40.000 pund og skulle utstyres med avanserte, sofistikerte radarer med lang rekkevidde og bevæpnet med radarstyrte luft-til-luft-raketter. Den automatiske dokumentmateren skulle ligge i 25.000 pund-området og skulle ha et trykk-til-vektforhold og en vingeladning som skulle forbedre ytelsen til MiG-21 med minst 25 prosent. Det generelle konseptet bak den automatiske dokumentmateren var mye det samme som resonnementet som hadde ført etter koreakriget til Lockheed F-104A Starfighter.
Utseendet på Mach 2.8-kapasitet MiG-25 Foxbat i 1967 skremte forsvarsdepartementets analytikere og ba om en omdirigering i USAF fighter planer, med høy ytelse som igjen den primære bekymringen. F-X-konseptet ble senere til å dukke opp som McDonnell Douglas F-15 Eagle, en twin-engined fighter med avanserte avionikk og langdistanse-raketter. Den automatiske dokumentmateren ble midlertidig lagret.
ADF-konseptet ble holdt i live av tidligere fighter instruktør Major John Boyd og Pierre M. Sprey, en sivil som arbeider på kontoret til assisterende sekretær for forsvar for systemanalyse. De likte begge F-X-konseptet som det da eksisterte, og foretrukket en mye enklere design. På slutten av 1960-tallet foreslo de et fly på 25.000 pund, betegnet F-XX, som skulle være en dedikert luftfartsfighter med høy utholdenhet, minimal elektronikk og ingen langdistanse-raketter. Senere studier brakte denne vekten ned til 17 000 pund. Konseptet møtte med mye motstand, siden noen betraktet det som en trussel mot det eksisterende F-X-prosjektet. Imidlertid bestemte Pentagon å fortsette prosjektet på et lavt nivå bare i tilfelle F-X (dvs. F-15) programmet ble forsinket.
I 1969 antydet et Pentagon-memorandum at både Luftvåpen og Navy vedtok F-XX som en erstatning for henholdsvis F-15 og F-14, siden begge disse flyene ble stadig dyrere. Begge tjenestene motvirket kraftig disse bevegelsene, og både F-14 og F-15-prosjektene vokste framover.
Varselssekretær David A. Packard (som kom inn i den nye Nixon-administrasjonen i 1969) var en sterk talsmann for å komme tilbake til konseptet om konkurransedyktig prototyping som en måte å inneholde de stadig økende kostnadene for nye våpen systemer. Under 1960-tallet, under forsvarsminister Robert MacNamara, ble filosofien Total Procurement Package blitt vedtatt, der et fly var forpliktet til produksjon selv før det første eksemplet hadde fløyet og uten konkurransedyktig flyging mot rivaliserende design. Dette hadde ført til slike kontroversielle fly som Lockheed C-5A Galaxy og General Dynamics F-111, som begge hadde møtt dyre og tidkrevende utviklingsproblemer og omfattende kostnadsoverskridelser. Under den nye konkurransedyktige prototypingsfilosofien utarbeidet Luftforsvarssekretæren Robert C. Seamans et sett med grunnregler hvor den første finansieringen av et nytt våpenprosjekt ville være begrenset, med opprinnelige ytelsesmål og militære spesifikasjoner holdt på et minimum. I 1971 jobbet Boyd for Air Force Prototype Study Group. Han var i stand til å presse konseptet på en tid da ideen om konkurransedyktige flyoffs kom tilbake til mote.
Et Light Weight Fighter (LWF) -program ble til under Packards klokke. En forespørsel om forslag (RFP) ble utstedt til industrien 16. januar 1971. RFP krevde et høyt trykk-til-vekt-forhold, en bruttovikt på mindre enn 20 000 pounds og høy manøvrerbarhet. Det ble ikke gjort noe forsøk på å likne ytelsen til MiG-25 Foxbat, med vekt på hva som ble antatt å være de mest sannsynlige forholdene for fremtidig luftkamp – slag på høyder på 30.000-40.000 fot og hastigheter på Mach 0,6 til Mach 1.6. Det var fokus på svinghastighet, akselerasjon og rekkevidde i stedet for på høy hastighet. En liten størrelse ble stresset, siden den lille størrelsen på MiG-17 og MiG-21 hadde gjort dem vanskelige å oppdage visuelt under kamp over Nord-Vietnam. RFP spesifiserte tre hovedmål. Flyet bør fullt ut undersøke fordelene med nye teknologier, redusere risikoen og usikkerhetene i fullskala utvikling og produksjon, og gi en rekke teknologiske muligheter for å møte fremtidige militære maskinvarebehov.
Northrop mente at den hadde grunnlag for en oppføring i LWF-konkurransen i sitt P-530 Cobra-prosjekt, som hittil ikke hadde klarte å tiltrekke seg noen kunder. Dens oppføring ble gitt selskapets betegnelse av P-600. Eksternt var P-600 nesten identisk med 1971-formen av P-530 Cobra. P-530 hadde imidlertid alltid vært planlagt som et flertalsfly med betydelig luft-til-jord-evne, mens P-600 skulle være en luft-til-luft-demonstratør uten bevegelse, bortsett fra en pistol og en Sidewinder-missil på hver vinge.
P-600 skulle bli drevet av et par General Electric YJ101-GE-100 turbofans vurdert til 15.000 lb.s. hver med etterbrenning. J101 var en utvikling av GE15-motoren som ble foreslått for P-530. De to motorene ble montert tett sammen for å minimere de asymmetriske effektene i tilfelle et motortap. Maksimal startvekt på P-600 var i utgangspunktet bare 21 000 pund, men vokste raskt til 23 000 pund. Landingsutstyret var mye enklere enn P-530, og sparer betydelig vekt. En mye høyere andel av strukturen var av grafittfibre, inkludert LERX, ailerons, klaff, luftbremsemotor dører, fin ledende og bakre kanter, ror og mange tilgangsdører.
En inflight tankeboks ble installert over nesen. M61-kanonen ble flyttet til den øvre delen av nesen i stedet for under.
Full kontroll av flykontroll ved hjelp av datakompleks ble vedtatt, Northrop Management konkluderte endelig med at disse systemene nå var tilstrekkelig pålitelige for å garantere at de ble innlemmet. Hale-kretsene var firedoblet overflødige, men aileronsene var simplex fordi flyet alltid kunne kontrolleres i rulle av haleflyene.
Cockpittet til P-600 var generelt identisk med P-530. Et inertial navigasjonssystem (Litton LN-33) ble planlagt, men Northrop på USAF-forespørsel planla ikke for en stor og dyr multimodradar og designerne beholdt en sammensnevret nese med spiss konisk form. I april 1974 tok Northrop imidlertid sammen med Rockwell for en kompakt radar med en faset array antenne som kunne passe inn i den smale nesen.
Fire andre produsenter sendte forslag – Boeing, General Dynamics, Ling-Temco-Vought og Lockheed. I mars 1972 konkluderte Air Staff at Boeing Model 908-909 var førstevalg, med General Dynamics Model 401 og Northrop Model P-600 som nær sekunder. Vought V-1100 og Lockheed CL-1200 Lancer ble eliminert.
Kildevalgmyndigheten, etter videre arbeid, vurdert General Dynamics og Northrop-forslagene foran Boeing-innsendelsen. General Dynamics Model 401-16B og Northrop P-600 ble valgt for videreutvikling 13. april 1972 og kontrakter for to YF-16s (72-1567/1568) og to YF-17s (72-1569/1570) ble tildelt. I stedet for “X” (eksperimentelt) prefiks som ble brukt, ble “Y” (utvikling) prefiks brukt for å indikere at en blanding av hylle og eksperimentelle teknologier ble brukt. YF-16 skulle drives av en enkelt Pratt & Whitney F100 turbofan, mens YF-17 skulle drives av et par General Electric YJ101-GE-100 motorer. “Kostnad pluss fast avgift” -kontrakter dekket design, konstruksjon og testing av to prototyper, og et år med flygingstest. På det tidspunktet var luftvåpenet fortsatt veldig opptatt av F-15-fighteren, og visualisert LWF-programmet som mer av et teknologisk demonstrasjonsprosjekt enn en seriøs innsats for et produksjonsfly. Samtidig ble kontrakter gitt til Pratt & Whitney for en versjon av F100 turbofan spesielt tilpasset for enkeltfly og General Electric for den nye og mindre YJ101-motoren.
Den første YF-17 (72-1569) ble rullet ut i Hawthorne, California 4. april 1974, og ble lastet til Edwards AFB. Den første YF-17 tok av på sin første flyvning 9. juni 1974 fra Edwards AFB, med testleder Hank Chouteau på kontrollene. Den 11. juni ble YF-17 den første amerikanske jagerflyen som overskrider lydens hastighet i planflyging uten bruk av etterbrenning. Den andre YF-17 fløy for første gang 21. august 1974. De to prototyper gjennomførte en serie på 288 prøveflyvninger på totalt 345 timer.
Fly avgårde startet så snart flyetesting startet. Det var et forsøk på å få så mange piloter som mulig å fly både YF-16 og YF-17. Lightweight Fighter-prototyper fløy aldri mot hverandre, men de fløy mot alle nåværende USAF-fightere, så vel som mot MiG-17s og MiG-21s som var blitt “kjøpt” av USAF og operert i Nellis AFB-komplekset.
I mellomtiden hadde regjeringer i Belgia, Nederland, Danmark og Norge begynt å vurdere mulige erstatninger for Lockheed F-104G Starfighter. De dannet Multinational Fighter Program Group for å velge etterfølgeren, og ble enige om at alle fire land ville kjøpe det samme flyet. Hovedkandidatene var Northrop YF-17, Dassault Mirage F.1, SAAB JA37 Viggen og General Dynamics YF-16. Vinneren av ACF-konkurransen i USA ville trolig være den favoriserte kandidaten, men MFPG ønsket å se om USAF skulle kjøpe flyet for seg selv før de hadde forpliktet seg til en amerikansk kandidat.
I luftvåpenpersonalet var det en sterk institusjonell forspenning mot LWF, siden de oppfattet at det var en trussel mot F-15-programmet. Utsiktene til en stor europeisk rekkefølge for LWF gjorde imidlertid appetitten til visse Air Force messing, som nå betraktet prosjektet som noe mer enn bare et teknologidemonstrasjonsprogram. For å forsøke å overbevise F-15 lobbyen om at LWF-programmet ikke var en trussel mot dem, ble LWF-programmet omdøpt til Air Combat Fighter (ACF) av forsvarsdepartementet.
I september 1974 annonserte forsvarsminister James R. Schlesinger at han vurderte produksjonen av vinneren av LWF-konkurransen for å tilfredsstille USAF, Navy og eksportkravene. Frem til den tiden hadde LWF/ACF-programmet i stor grad vært en akademisk øvelse for USAF, men muligheten for en stor europeisk ordre førte USAF til å forandre seg og forutse storstilt tjeneste for flyet. Imidlertid vil designens vekt bli endret til en flygel med flere roller i stedet for bare en air-overlegenhet jagerfly. Det ble enighet om at ACF ville utfylle snarere enn å supplere F-15 Eagle i USAF-tjenesten, og lette noe Air Force-frykt for at det på en eller annen måte ville banke deres Eagle-program. Produksjonsskjemaet til LWF (nå kjent som ACF i pressemeldinger fra forsvarsdepartementet) ville ha en større radarantenn, noe som gir flyet noen BVR-evne. Den 11. september 1974 annonserte USAF planer om å kjøpe 650 ACFer, med muligheten for at dette kunne økes til 1400 eller mer. Dette trekket ble gjort for å sikre de potensielle NATO-kundene at USAF ville stå fast bak den nye fighteren.
Selv om Northrop-konkurrenten demonstrerte bemerkelsesverdige håndteringskvaliteter og faktisk var overlegen i enkelte områder, på 13 januar 1975, kunngjorde luftvåpenminister John McLucas at YF-16 ble valgt som vinneren av ACF-konkurransen. YF-16 var litt raskere enn YF-17, og F100-kraftverket var en bevist motor som var i bruk i andre krigsfly som allerede var i bruk. J101-motoren var et nytt, relativt uberørt kraftverk som ville kreve enorm investering i verktøy, reservedeler og dokumentasjon. I tillegg ble J101 ansett som noe underpowered og var ikke en ekte turbofan som YF-16s F100, og hadde en lavere spesifikk rekkevidde. I tillegg hadde YF-16 et bedre spesifikt område enn YF-17 og var betydelig billigere.
Det kan ha vært slutten på linjen for Northrop-designen, var det ikke for US Navyens ønske om en ny fighter. I august 1974 ble US Navyens eget VFAX-program kansellert av kongressen til fordel for NACF, som instruerte flåten om å velge sin fighter mellom de to ACF-rivalene. Northrop bestemte seg for å samarbeide med McDonnell Douglas for å markedsføre en versjon av sin YF-17 som en oppføring i denne konkurransen. Denne designen skulle etter hvert komme fram som F/A-18 Hornet, som ble bestilt av Navy 2. mai 1975. Den andre YF-17 var øremerket for utviklingsarbeid som “F-18 prototypen” (selv om den sanne F/A-18 flyr ikke til november 1978).
Under LWF/ACF-programmet registrerte de to YF-17ene 345,5 flyetid (inkludert 13 timer supersonisk). En vedvarende angrepsvinkel på 63 grader ble oppnådd med en hastighet på 50 knop.
I 1976 ble YF-17 72-1569 sendt til NASAs Dryden Flyforskningsanlegg ved Edwards AFB til base drag studier for den amerikanske marinen.
72-1569 er for tiden på skjermen på Vestmuseum for flytur i Hawthorne, California. 72-1570 er for tiden på skjermen på OSS maritim luftfart museum i Pensacola, Florida.
Serier av Northrop YF-17:
72-1569/1570 Northrop YF-17
Spesifikasjon av Northrop YF-17:
Motorer: To Generelle Elektriske YJ101-GE-100 turbojets, 15.000 lb.s. hver med etterbrenning. Ytelse: Maksimal hastighet: Mach 2,0 (1320 mph) ved 40 000 fot. Service tak 60.000 fot. Maksimal rekkevidde 2800 miles. Vekter: 21 000 pund tom, 23 000 pund brutto, 30 630 pund maksimal start. Dimensjoner: Wingspan: 35 fot 0 inches, lengde 55 fot 6 inches, høyde 14 fot 6 inches, vingeområde 350 kvadratmeter. Armament: En 20 mm M61A1 kanon. En AIM-9 Sidewinder infrarød-homing air-to-air missil kunne bli båret ved hver vinge. Butikker kan bli båret på en ventral og fire underpyloner.
Kilder:
- Den amerikanske fighteren, Enzo Angelucci og Peter Bowers, Orion, 1987.
- Kampfly F-16, Doug Richardson, Crescent, 1992.
- USAs militære fly Siden 1909, Gordon Swanborough og Peter M. Bowers, Smithsonian, 1989.
- F-16 Bekjempe falk-en større gjennomgang av Vestens Universal var fly, Robert F. Dorr, Verden Luftkraft tidsskrift, Vår 1991.
- Hornet, Robert F. Dorr, Verden Luftkraft tidsskrift, Vår 1990, s. 38.
- McDonnell Douglas Luftfartøy Siden 1920: Volum II, Rene J. Francillon, Naval Institute Press, 1990.
- Northrop YF-17: Kjemperen de ikke ønsker, Bill Gunston, Vinger av berømmelse, vol 1, 1996.
