Созданию F-117 предшествовали длительные НИОКР по практической реализации теоретических методов снижения заметности, которые проводились по контрактам с ВВС США, начиная с 1965 года. Непосредственным толчком для проведения этих работ стала неожиданно высокая эффективность советских зенитных ракетных систем С-75, С-125 и «Куб». Первая из них во Вьетнаме фактически «загнала» американскую авиацию на малые высоты, под огонь малокалибернеой зенитной артиллерии, а две вторые положили конец господству израильской авиации в небе Египта в конце 60-х – начале 70-х годов. По аналогии с поединком брони и снаряда началась гонка РЭБ против РЛС, причем аппаратура радиоэлектронной борьбы всегда оказывалась в роли «догоняющей». Выход виделся в радикальном снижении ЭПР самолета.
В 1972-1973 гг. в США прошли испытания малозаметных самолетов неметаллической конструкции: доработанный небольшой четырехместный гражданский поршневой самолет Уиндекер «Игл» и построенный на его основе опытный самолет YE-5A. Обе машины имели обшивку из стеклопластика и внутреннюю конструкцию, выполненную с применением радиопоглощающих материалов.
Модель самолета «Хэв Блюю», предназначенная для снятия радиолокационных характеристик, установлена в безэховой камере исследовательского центра фирмы Локхид в Рой-Каньоне.
Нижняя поверхность самолета «Хэв Блю» была выполнена плоской, без щелей и выступов, которые могли бы увеличить ЭПР. Управление по крену и тангажу осуществлялось отклонением элевонов, которые совмещали в себе функции элеронов и рулей высоты. Самолет полностью окрашен в светло-серый цвет.
Было изготовлено несколько исследовательских моделей самолета «Хэв Блю». Модели делались из тех же материалов, что и настоящие самолеты: алюминий, радиопоглощающие материалы.
Второй самолет «Хэв Блю» (1002) был полностью окрашен в светло-серый цвет (примерно FS35630) в испытательном полете. В отличие от первого, второй был покрыт радиопоглощающими материалами и имел управляемую переднюю опору шасси (на первом стояла свободноориентирующаяся носовая опора).Второй самолет отличался от первого рядом важных особенностей. Так на нем не ставился специальный высокоточный приемник воздушного давления и отсутствовал тормозной парашют. Первый полет самолет выполнил 20 июля 1978 г., на тот момент он вообще не имел никакой маркировки. Самолет успел выполнить 52 испытательных полета, прежде чем разбился 11 июля 1979 г. Летчик-испытатель подполковник Кен Дайсон успешно катапультировался, не получив серьезных повреждений.
Специалисты готовят модель F-117А в масштабе 1:4 к испытаниям па оценку эффективной отражающей поверхности рассеивания, полигон фирмы Локхид Хелендэйл.
Первый «Хэв Блю» (1001) был полностью собран на заводе № 82 в Бербенке, шт. Калифорния. На воздухозаборники установлены заглушки красного цвета, предохраняющие каналы подвода воздуха к двигателям от попадания в них посторонних объектов. Также чехлами красного цвета закрыты очень тонкие носки крыла. Самолет «1001» был доставлен в Грум-Лэйк военно-транспортным самолетом С-5А «Гэлэкси». Летные испытания первого «Хэв Блю» начались в декабре 1977 г. Первые наземные испытания самолета «Хэв Блюю» проводились на заводе фирмы Локхид в Бербенке, шт. Калифорния. Гонки двигателя выполнялись по ночам в гражданском аэропорту Бербенка. Выполненная из алюминия конструкция самолета «Хэв Блю» была сравнительно простой. Малая заметность в электромагнитной области спектра достигалась особой формой планера и радиопоглощающим покрытием.
На основе результатов этих испытаний в 1974 г. ВВС США совместно с Управлением перспективных исследований (DARPA) министерства обороны США приступили к секретным углубленным проектным исследованиям реактивного малозаметного боевого самолета. Ведущим самолетостроительным фирмам было направлено техническое задание. В качестве руководства к действиям ТЗ восприняли на фирмах Боинг, Грумман, LTV, Макдоннелл-Дуглас и Нортроп. Техническим заданием предусматривалась разработка истребителя, а поскольку Фима Локхид истребительной тематикой не занималась уже в течение десяти лет, участвовать в программе ей не предложили. На Локхиде оскорбились: как- никак именно секретное отделение фирмы, «Сканк Уоркс», имело самый богатый если не в мире, то в США, точно опыт разработки малозаметных самолетов. Бен Рич, заместитель Келли Джонса, обратился к боссу с предложением инициировать бумагу от ЦРУ (с этой «фирмой» у Локхида сохранились самые тесные связи со времен U-2 и А-12) на участие в проекте DAPRA. Такую бумагу сделали, после чего фирма Локхид была допущена к участие в проекте «Харвй» – концептуальном изучении малозаметных технологий. Впрочем бумага появилась только в 1975 г., а в 1974 г. и большую часть 1975 г. работы по технологиям «стелс» велись на фирме Локхид в инициативном порядке и на собственные средства. По программе «Эхо I» изучалась зависимость ЭПР от конфигурации планера самолета. На этом этапе главным стало математическое моделирование, а «первыми лицами» программы являлись программист Денис Оверхользер и математик Билл Шредер. Шредер создавал свои матмодели на основе уравнений шотландца Максвелла, немца Зоммерфельда и русского Уфимцева. Работы Максвелла в сильно упрощенном виде изложены в банальном школьном курсе физики – это классика. Арнольд Йоханнес Зоммерфельд описал отражение электромагнитного излучения от геометрических поверхностей. Русский физик Петр Уфимцев сделал следующий шаг: перешел к трехмерным объектам. Уравнения Максвелла, Зоммерфельда и Уфимцева позволяли математически описать картину отражения электромагнитного излучения от объектов простой геометрической формы, к коим самолет, увы, не относился. Работа сотрудника Института радиотехники и электроники (ИРЭ) Академии Наук СССР П. Уфимцева была опубликована в 1962 г. в малотиражном узковедомственном журнале и переведена на английский язык в 1971 г.
Сборка первого «Хэв Блю» па заводе № 82 в Бербенке. Две фигуры технических специалистов подчеркивают очень небольшие размеры летательного аппарата. Перед отправкой в Грум-Лэйк транспортным бортом, «Хэв Блю» был частично разобран. Заново самолет собрали в Агеа-51.
Три проекции самолета «Хэв Блю», демонстрационный плакат фирмы Локхид. Стреловидность крыла экспериментальной машины по серийной кромке составляет 72,5 градуса, в то время как стреловидность крыла по передней кромке у серийного F-117A – 67,5 градусов. Правильные размеры самолета «Хэв Блю» следующие: длина -47 футов 3 дюйма (14,4 м), размах крыла – 22 фута 6 дюймов (6,9 м), высота – 7 футов 6 дюймов (2,3 м).
Шредер выдвинул чудовищную с точки зрения любого аэродинамика идею: формировать планер самолета из плоских панелей. Программист исходил из возможностей имевшихся в его распоряжении ЭВМ, мощности которых не позволяли рассчитывать отражение волн от объектов сложной криволинейной формы. Так была заложена основа «фасеточного» самолета. Планер формировался плоскими панелями, каждая из которых отклоняла сигнал от облучающей самолет РЛС в сторону, сводя отраженный в сторону излучателя сигнал к минимуму (у большинства РЛС излучатель и приемник расположены конструктивно в одном узле). Под такой планер команда Оверхользера ударными темпами создала математическую модель. Проект «Эхо I» родился всего за пять недель! Идеализированная, сильно приближенная, модель самолета-невидимки получила прозвище «Безнадежный Брильянт» (Hopeless Diamond). Расчеты давали беспрецедентно низкую ЭПР «Брильянта». Оставалась «мелочь» – научить это «чудо» летать. Мелочь… Главный аэродинамик «Сканк Уоркс» Дик Кантрел впал в ступор, ознакомившись с предложениями математика и программиста. Оверхользер и Шредер в один голос завопили: «Мы его теряем!!!» В нормальное состояние Кантрелл пришел только после стакана контрабандной водки. Таким образом, в создание «стелса» заметный вклад внес не только советский физик Уфимцев, но и советская ликероводочная промышленность, конкретно – ее водочная составляющая.
Работы имели закономерный итог: проект фирмы Локхид в апреле 1976 г. был отобран для полномасштабной разработки. В деле проектирования «малозаметного истребителя» главным являлось первое слово.
Конкуренты с чисто истребительным прошлым оказались в пролете. Программа полномасштабной разработки «невидимки» получила название «Хэа Блюю» (Have Blue).
На этой стадии ведущими лицами программу стали уже самолетчики: Дик Шерер, Уоррен Гилмор, Лео Кельникер. Главным конструктором был назначен Эд Бэлдуин.
«Хэв Блю» представлял собой дозвуковой одноместный самолет, оснащенный двумя двигателями Дженерал Электрик J-85- GE-4A. Крыло в плане представляло собой видоизмененную дельту с углом стреловидности пол передней кромке 72,5 градусов.
Первый «Хэв Блю» перед ангаром-13, расположенным в южной части базы Грум-Лэйк. Самолет окрашен по «разрушающей» камуфляжной схеме красками светло-серого, песочного, средне-серого и черного цвета во избежание обнаружения секретного аэроплана советскими спутниками-шпионами. В носовой части фюзеляжа установлен массивный приемник воздушного давления, точнее – штанга, на которой установлены датчики воздушной скорости, угла атаки и скольжения. Самолет был предназначен для снятия аэродинамических характеристик, оценки устойчивости и управляемости. В кабине самолета устроился техник фирмы Локхид.
«Хэв Блю» имел ряд серьезных внешних отличий от F-117A. Самое заметное – наклоненные внутрь кили. У F-117A кили отклонены наружу.
Деревянный макет самолета F-117A6bUi изготовлен в конце 1979 г. на заводе В-6. Фасеточная форма планера была апробирована на самолетах «Хэв Блю». В то время программа F-117A носила наименование «Сеньор Тренд».
Первый YF-117A (79-10780) собирают после доставки в Area-51. Снимок сделан внутри ангара-14, который находится в южной части базы. Ранее в ангаре стояли самолеты А-12. «Стеле» был доставлен в Грум-Лэйк чартерным рейсом военно-транспортного самолета С-5А «Гэлэкси». Передняя кромка крыла аэроплана закрыта чехлами красного цвета.
Первый YF-117A (79-10780), воздухозаборники, остекление фонаря кабины и датчики аэродинамических параметров закрыты чехлами красного цвета.
Первый YF-117A (79-10780) в ангаре Агеа- 51. Открыт доступ к соплам двигателей Дженерал Электрик F404. Открыты створки бомбоотсека. Двери ангара открыты для лучшей вентиляции, от посторонних глаз, способных заглянуть в ангар, секретный объект скрыт маскировочной сетью.
В фюзеляже непосредственно перед фонарем кабины поставлена ПК система обзора передней полусферы (FL1R). Через шланг к самолету подведен воздух для охлаждения бортовой аппаратуры в ходе поверочных работ.
Тягач буксирует фюзеляж первого YF-117А (79-10780), завод № 81 в Бербанке, шт. Калифорния. Говорят, что тягач грубо толкнул фюзеляж, в результате этого дорожно-транспортного происшествия была нарушена симметрия планера. Асимметрия планера выявилась только во время монтажа двигателей Дженерал Электрик: один движок четко сел наместо, а второй – не захотел. Тут- то и вспомнили про ДТП! «А подать сюда Ляпкина-Тяпкина!». – воскликнул Бен Рич, имея в виду водителя тягача и демонстрируя недюженные познания русской классической литературы.
Подготовка консолей крыла к монтажу, сборочный цех завода № 81 в Бербенке. Тягач подтаскивает фюзеляж. На фюзеляж и консоли крыла уже нанесено радиопоглощающее покрытие, частично закрытое чехлами.
Взлетная масса составляла 5440 кг, размах крыла 6,86 м, длина самолета 11,58 м, высота 2,29 м.
Самолет проектировался как высокоманевренный малозаметный истребитель, но жесткие требования к малозаметности в сочетании с недостаточной мощностью вычислительной техники того времени и банальным недостатком знаний вступили в противоречие с требованиями классической аэродинамики. Получить хорошие маневренные характеристики было можно только на неустойчивом самолете, оснащенным электродистанционной системой управления. Выхлопная система двигателей спроектирована с упором на снижение как радиолокационной, так и тепловой заметности. Сопла двигателей выполнены двухмерными, почти щелевыми – отношение длины к высоте 17:1. Кромки сопел выполнены параллельными задним поверхностям фюзеляжа.
Первые гонки двигателей на прототипе «Хэв Блю» состоялись 4 ноября 1977 г. на заводе фирмы Локхид в Бербенке в обстановке глубокой тайны: ночью, самолет разместили между двумя огромными трейлерами, накрытыми сверху маскировочной сетью. В Бербенке, бок о бок с заводом Локхида, расположен гражданский аэродром. Гонки движков прошли удачно, после чего от самолета отстыковали консоли крыла для перевозки военно-транспортным самолетом С-5. Посадка «Гэлэкси» в Бербенке взывала ажиотаж в кругах местных любителей авиации и прессы. Впервые в истории аэропорта, 17 ноября 1977 г. здесь приземлился С-5А. Толпе любопытных навешали лапшу насчет «суперотливки» из алюминия, изготовленной на заводе фирмы Локхид, для перевозки которой и потребовался «Гэлэкси». «Гэлэкси» доставил первый «Хэв Блю» на секретный испытательный аэродром фирмы Локхид в Грум-Лэйк. Первому полету предшествовали тщательные проверки и регулировки всех систем, скоростные рулежки, проверка тормозного парашюта. 1 декабря 1977 г. старший летчик-испытатель фирмы Локхид Билл Парк выполнил на «Хэв Блю» первый полет, открыв новую эру в истории авиации – эру самолетов малозаметных для РЛС.
Монтаж консолей крыла к фюзеляжу. Самолет окружают выкрашенные в светло-зеленый цвет рабочие платформы. Эти платформы-маты будут уложены на фюзеляж и крыло после окончания монтажных работ, чтобы не повредить обшивку при выполнении монтажа двигателей, системы управления полетом и носовой части фюзеляжа.
Всего по программе предусматривалась постройка двух прототипов. Самолет «1101» предназначался для оценки аэродинамических характеристики, параметров устойчивости и управляемости, самолет «1002» – для оценки «малозаметности». В последующие за первым полетом пять месяцев первый прототип выполнил 36 полетов. 4 мая 1978 г. самолет был потерян при выполнении посадки с меньшей, чем допустимо, скоростью. Билл Парк катапультировался. Не очень удачное катапультирование поставило крест на дальнейшей летной работе Парка. Самолет «1002» выполнил первый полет 20 июля 1978 г. под управлением военного летчика Кена Дайсона (позже он стал ведущим летчиком-испытателем по программе стратегического бомбардировщика В-2). От первого прототипа второй отличался отсутствием «испытательной» штанги приемника воздушного давления и тормозного парашюта. За 12 месяцев на втором прототипе было выполнено 52 полета, главным образом для оценки радиолокационной заметности. В одном из полетов замеренная ЭПР самолета оказалась в несколько раз выше обычной. Тщательный осмотр самолета на земле выявили три незатянутых винта, головки которых выступали над обшивкой! Испытания показали, что «Хэв Блюю» вообще не обнаруживается наземными радарами, а из самолетов его способен засечь только Е-3 и то на очень небольших дистанциях. «Невидимку» не захватывали головки самонаведения ракет «воздух – воздух». Самолет «1002» разбился в 1980 г.
По результатам испытательных полетов на оценку устойчивости и управляемости потребовалось внести коррективы в настройки электродистанционной системы управления. Электромагнитная и ИК сигнатур оценивались в сравнении с самолетом Т-28: «Хэв Влю» и Т-28 летали по одинаковым профилям и по ним «работали» одинаковые средства обнаружения.
Принято считать программу разработки первого полноценного «стелса» едва ли не самой секретной в истории американской авиации. Это – так, но лишь отчасти. До 1977 г. программа «Хэв Блю» была «белой»! В 1977 г. Пентагон оценил какие возможности сулит малозаметность, а самое главное – что малозаметность реальна. Программа немедленно стала «черной», тотально секретной. Заместитель министра обороны США по НИОКР У.Перри лично принял решение развернуть широкую программу разработки малозаметных аппаратов. Для ускорения работ Перри организовал в середине 1977 г. секретный «Экспериментальный комитет» (ХСош), в состав которого вошли высшие военные руководители. Комитет был наделен большими полномочиями, что позволило избежать бюрократических проволочек и длительных процедур «демократического» обсуждения планов работ (нечто подобное имело место при разработке проекта «Архангел», в миру более известного как A-12/SR-71).
Сборка прототипа YF-117A и серийных F- 117А осуществлялась на заводе №81 в Бербенке. Специалисты монтируют трубопроводы топливной системы, электропроводку, систему управления. Консоли крыла уже пристыкованы к фюзеляжу и покрыты матом.
Первый самолет «Сеньор Тренд» YF-117A (79-10780) выполнил свой первый полет 18 июня 1981 г. Четырехцветный камуфляж в израильском стиле надежно скрыл секретный объект от зорких глаз советских спутников-шпионов во время дневных полетов первого «стелса». Па первом YF- 117А в носовой части фюзеляжа стояла штанга с датчиками аэродинамических параметров, площадь килей была меньше, чем у серийных самолетов. Помер «780» написан на килях черной краской.