Su -47 "Berkut" - experimentální víceúčelová stíhačka

2024 Autor: Matthew Elmers | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 21:59

Popis letadla

Koncem září 1997 se v historii ruského letectví odehrála historická událost - uskutečnil se let nového experimentálního letadla Su -47 „Berkut“, které by se mohlo stát prototypem domácí stíhačky páté generace. Dravý černý pták s bílým nosem, který se odtrhl od betonu přistávací dráhy letiště v Žukovském, rychle zmizel na šedou oblohu poblíž Moskvy a zahřměním hromů svých turbín oznámil začátek nové etapy biografie Rusa stíhací letoun.

Výzkum vzhledu stíhačky páté generace začal u nás, stejně jako ve Spojených státech, v polovině 70. let minulého století, kdy letadla čtvrté generace-SU-27 a MiG-29-dělaly pouze své „první kroky“ . Nová letadla měla mít výrazně vyšší bojový potenciál než jejich předchůdci. Na práci se podílela přední průmyslová výzkumná centra a projekční kanceláře. Společně se zákazníkem byla postupně formulována hlavní ustanovení koncepce nové stíhačky - multifunkčnost, tzn. vysoká účinnost při porážce vzdušných, pozemních, povrchových a podvodních cílů, přítomnost kruhového informačního systému, vývoj režimů křižování letu při nadzvukových rychlostech. Bylo také plánováno dosáhnout dramatického snížení viditelnosti letadla v radarových a infračervených rozsazích v kombinaci s přechodem palubních senzorů na pasivní způsoby získávání informací, jakož i na režimy zvýšeného utajení. Měl integrovat všechny dostupné informační nástroje a vytvořit palubní expertní systémy.

Letoun páté generace měl mít schopnost provádět všestranné bombardování cílů v boji zblízka a také provádět vícekanálovou střelu během dálkového boje. Zajištěno pro automatizaci řízení palubních informačních a rušicích systémů; zvýšená bojová autonomie díky instalaci indikátoru taktické situace do kokpitu jednomístného letadla se schopností míchat informace (tj. simultánní výstup a překrývání se na jediné stupnici „obrázků“z různých senzorů), jakož i používání systémů pro výměnu informací o telekódech s externími zdroji. Aerodynamika a palubní systémy stíhačky páté generace měly poskytovat možnost měnit úhlovou orientaci a trajektorii letadla bez znatelných zpoždění, aniž by vyžadovaly přísnou koordinaci a koordinaci pohybů řídicích orgánů. Letoun byl povinen „odpustit“hrubé chyby pilotáže v celé řadě letových podmínek.

Bylo v plánu vybavit nadějné letadlo automatizovaným řídicím systémem na úrovni řešení taktických problémů, který má expertní režim „na pomoc pilotovi“.

Jedním z nejdůležitějších požadavků ruské stíhačky páté generace byla „super manévrovatelnost“- schopnost udržovat stabilitu a ovladatelnost v útočných úhlech 900 a více. Je třeba poznamenat, že „super-manévrovatelnost“původně figurovala v požadavcích na americký stíhač páté generace, vytvořený téměř současně s ruskými letadly, v rámci programu ATF. V budoucnu však Američané, kteří stáli před neřešitelným úkolem kombinovat nízkou viditelnost, nadzvukovou cestovní rychlost a „super manévrovatelnost“v jednom letadle, byli nuceni obětovat to druhé (ovladatelnost americké stíhačky ATF / F-22 je pravděpodobně se blíží pouze úrovni dosažené na modernizovaném letounu Su-27, vybaveném systémem vektorového řízení tahu). Odmítnutí amerického letectva dosáhnout super manévrovatelnosti bylo motivováno zejména rychlým zdokonalováním leteckých zbraní: vzhled vysoce ovladatelných raket všech stran, systémy určování cílů namontované na přilbě a nové naváděcí hlavy umožnily opustit povinný vstup na zadní polokouli nepřítele. Předpokládalo se, že vzdušný boj bude nyní veden na střední vzdálenosti, přičemž přechod na manévrovací stupeň bude jen krajním řešením, „pokud se něco udělá špatně“.

V historii vojenského letectví však opakovaně upustili od blízkých manévrovatelných leteckých bojů, ale později teoretické výpočty vyvrátil život - ve všech ozbrojených konfliktech (snad s výjimkou falešných „Pouštní bouře“), kteří vstoupili do boje na dlouhé vzdálenosti, například jako pravidlo, je přenášeli na kratší vzdálenosti a často končili výrazným výbuchem děla, a nikoli odpalováním rakety. Předpovídá se situace, kdy zlepšení systémů elektronického boje, jakož i snížení radarového a tepelného podpisu stíhačů povede ke snížení relativní účinnosti raket dlouhého a středního doletu. Navíc i při vedení raketové bitvy dlouhého doletu pomocí zbraní přibližně stejných schopností na obou stranách bude mít výhodu nepřítel, který bude schopen rychle orientovat svého bojovníka ve směru cíle, což umožní plně využívat dynamické schopnosti jeho raket. Za těchto podmínek je obzvláště důležité dosáhnout nejvyšších možných úhlových rychlostí nestálého zatáčení jak podzvukovou, tak nadzvukovou rychlostí. Proto požadavek na super manévrovatelnost pro ruskou stíhačku páté generace navzdory složitosti problému zůstal nezměněn.

Jako jedno z řešení poskytujících požadované manévrovací vlastnosti bylo zvažováno použití dopředného taženého křídla (KOS). Takové křídlo, které poskytuje určité výhody uspořádání oproti rovnému křídlovému křídlu, bylo vyzkoušeno použít ve vojenském letectví již ve čtyřicátých letech minulého století.

Prvním proudovým letadlem s dopředu smeteným křídlem byl německý bombardér Junkers Ju-287. Vůz, který poprvé letěl v únoru 1944, byl konstruován na maximální rychlost 815 km / h. V budoucnu se dva zkušené bombardéry tohoto typu vydaly do SSSR jako trofeje.

V prvních poválečných letech provedla naše země vlastní výzkum KOS ve vztahu k vysokorychlostním manévrovatelným letadlům. V roce 1945 zahájil konstruktér P. P. Tsybin na pokyn LII návrh experimentálních kluzáků určených k testování aerodynamiky nadějných stíhaček. Kluzák získal výšku, tažen letadlem a potápěl se, aby zrychlil na transonické rychlosti, včetně posilovače prachu. Jeden z kluzáků, LL-Z, který vstoupil do zkoušek v roce 1947, měl dopředu smetené křídlo a dosahoval rychlosti 1150 km / h (M = 0,95).

V té době však nebylo možné realizovat výhody takového křídla, tk. Ukázalo se, že KOS je obzvláště citlivý na aerodynamickou divergenci, ztrátu statické stability, když bylo dosaženo určitých hodnot rychlosti a úhlů náběhu. Konstrukční materiály a technologie té doby nedovolily vytvořit dopředu tažené křídlo s dostatečnou tuhostí. Tvůrci bojových letounů se vrátili zpět k zametání až v polovině 70. let, kdy SSSR a Spojené státy začaly pracovat na studiu vzhledu stíhačky páté generace. Použití KOS umožnilo zlepšit ovladatelnost při nízkých letových rychlostech a zvýšit aerodynamickou účinnost ve všech oblastech letových režimů. Dopředu smetené uspořádání křídel zajišťovalo lepší kloubové spojení křídla a trupu a také optimalizovalo rozložení tlaku na křídlo a PGO. Podle výpočtů amerických specialistů mělo použití dopředu sklopeného křídla na letounu F-16 vést ke zvýšení úhlové rychlosti otáčení o 14%a akčního rádiusu o 34%, přičemž -Vzdálenost na přistání a přistání byla snížena o 35%. Pokrok v konstrukci letadel umožnil vyřešit problém divergence použitím kompozitních materiálů s racionálním uspořádáním vláken, které zvyšuje tuhost křídla v daných směrech.

Vytvoření CBS však znamenalo řadu složitých úkolů, které bylo možné vyřešit pouze v důsledku rozsáhlého výzkumu. Pro tyto účely byl ve Spojených státech na objednávku BBC postaven letoun Gruman X-29A. Stroj, který měl aerodynamický design Duck, byl vybaven KOS s úhlem záběru 35╟. X-29A byl čistě experimentální stroj a samozřejmě nemohl sloužit jako prototyp skutečného bojového letadla. Aby se snížily náklady, byly v jeho konstrukci široce používány jednotky a sestavy sériových stíhaček (nos trupu a přední podvozek - z F -5A, hlavní podvozek - z F -16 atd.). První let experimentálního letadla se uskutečnil 14. prosince 1984. Do roku 1991 provedla dvě postavená letadla celkem 616 letů. Program X-29A však svým iniciátorům nepřinesl vavříny a je ve Spojených státech považován za neúspěšný: navzdory použití nejmodernějších konstrukčních materiálů se Američanům nepodařilo plně vyrovnat s aerodynamickou divergencí a KOS nebyl žádný. delší dobu považován za atribut slibných stíhaček letectva a amerického námořnictva (zejména mezi mnoha rozvrženími studovanými v rámci programu JSF neexistovala žádná dopředu smetená letadla).

Ve skutečnosti byla americká strategická řízená střela Hughes AGM-129 ASM, určená k vyzbrojení bombardérů B-52, jediným letadlem s KOS, které do série vstoupilo. Ve vztahu k tomuto letadlu však byla volba dopředného šípového křídla dána především úvahami o utajení: radarové záření odražené od náběžné hrany křídla bylo stíněno tělem rakety.

Práce na formování vzhledu domácího manévrovatelného letadla s KOS provedly největší letecká výzkumná centra v zemi - TsAGI a SibNIA. Zejména v TsAGI byl proletěn model letadla s KOS, vyrobený na základě letounu MiG-23, a v Novosibirsku bylo studováno rozložení SU-27 s dopředu sklopeným křídlem. Stávající vědecké základy umožnily Suchoj OKW vypořádat se s nebývale obtížným úkolem vytvořit první nadzvukové bojové letadlo na světě s křídlem sklopeným dopředu. V roce 1996 přišla na stránky leteckého tisku fotografie modelu nadějného bojovníka s KOS, ukázaného vedení ruského letectva. Na rozdíl od amerického X-29A byl nový stroj vyroben podle schématu „trojplošník“a měl svislý ocas se dvěma žebry. Přítomnost brzdového háku naznačovala možnost stíhacího letounu. Na koncích křídel byly umístěny odpalovací zařízení raket vzduch-vzduch.

V létě 1997 byl prototyp stíhačky páté generace Suchojského konstrukčního úřadu (stejně jako jeho „rival“MAPO-MIG, známý jako „1-42“) již na území Gromov Flight Research Institute v r. Žukovskij. V září začalo vysokorychlostní pojíždění a 25. téhož měsíce letadlo, které se naučilo pracovní index Su-47 a hrdého jména „Berkut“, pilotované zkušebním pilotem Igorem Votintsevem, uskutečnilo svůj první let. Je třeba poznamenat, že ruské letadlo zaostalo za svým americkým rivalem-první zkušenou stíhačkou Lockheed-Martin F-22A Raptor (Eagle-Burial) pouze o 18 dní (Raptor uskutečnil svůj první let 7. září, 14. září jej znovu vzlétl, poté byly lety zastaveny až do července 1998 a F-22A byla dokončena).

Pokusme se získat představu o novém letadle Sukhoi Design Bureau na základě fotografií experimentálního letadla a také několika materiálů o letounu Su-47, publikovaných na stránkách ruského a zahraničního tisku.

„Berkut“je vyroben podle aerodynamického schématu „podélný integrální trojplošník“, které se stalo ochrannou známkou letadla tohoto OKW. Křídlo se plynule spojuje s trupem a tvoří jediný nosný systém. Vlastnosti rozvržení zahrnují vyvinuté přítoky křídel, pod nimiž jsou umístěny neregulované přívody vzduchu do motorů, které mají tvar průřezu blízký sektoru kruhu.

Drak letadla je vyroben s rozsáhlým využitím kompozitních materiálů (CM). Použití pokročilých kompozitů poskytuje zvýšení hmotnostní účinnosti o 20-25%, zdroj-1,5-3,0krát, míra využití materiálu až 0,85, snížení nákladů na pracovní sílu při výrobě dílů o 40-60%, protože jakož i získání požadovaných tepelných a rádiových technických charakteristik. Experimenty prováděné ve Spojených státech v rámci programu F-22 zároveň naznačují nižší bojeschopnost struktur CFRP ve srovnání se strukturami ze slitin hliníku a titanu.

Křídlo stíhače má vyvinutou kořenovou část s velkým (asi 750) pravým úhlem táhla podél náběžné hrany a konzolovou částí s předním tahem, který s ní plynule páří (asi 200 podél náběžné hrany). Křídlo je vybaveno vztlakovými klapkami, které zabírají více než polovinu rozpětí, a také křidélky. Možná, že kromě přední strany existují i vychýlitelné ponožky (i když zveřejněné fotografie Su-47 nám nedovolují učinit jednoznačný závěr o jejich přítomnosti).

Všestranně se pohybující přední vodorovný ocas (PGO) s rozpětím asi 7,5 m má lichoběžníkový tvar. Jeho úhel sklonu podél náběžné hrany je asi 500. Zadní vodorovný ocas relativně malé oblasti je také otočen zcela, s úhlem zatáčení podél přední části, kromě asi 750. Jeho rozpětí je asi 8 m.

Dvouplotý svislý ocas s kormidla je připevněn ke středové části křídla a má „vyklenutí“směrem ven.

Baldachýn kokpitu Su-47 je téměř identický s tím, jaký měl stíhací letoun Su-27. Na modelu letadla, jehož fotografie se objevila na stránkách zahraničního tisku, je však svítilna bezchybná, jako u amerického raptoru (to zlepšuje viditelnost, pomáhá omezit podpis radaru, ale komplikuje proces vysunutí).

Hlavní jednokolové podvozky Su-47 jsou připevněny k trupu a za letu zasunuty dopředu, přičemž kola se mění na výklenky za přívody vzduchu do motoru. Přední podpěra dvou kol se zatáhne do trupu dopředu ve směru letu. Základna podvozku je přibližně 8 m, dráha je 4 m.

Tisk informoval, že prototyp letounu byl vybaven dvěma motory Perm NPO Aviadvigatel D-30F6 (2x15500 kgf, suchá hmotnost 2x2416 kg), které byly také použity na stíhacích stíhačkách MiG-31. V budoucnu však budou tyto proudové motory evidentně nahrazeny motory páté generace.

Není pochyb o tom, že nový stroj využívá nejmodernější palubní zařízení vytvořené domácím průmyslem - digitální vícekanálový EDSU, automatizovaný integrovaný řídicí systém, navigační komplex, který zahrnuje INS na bázi laserových gyroskopů v kombinaci se satelitní navigací a „digitální mapu“, které již našly uplatnění na takových strojích, jako jsou Su-30MKI, Su-32 /34 a Su-32FN / 34.

Letoun bude pravděpodobně vybaven (nebo bude vybaven) novou generací integrovaných systémů podpory života a vysunutí posádky.

K ovládání letounu, stejně jako na Su-47, je pravděpodobné, že se používá postranní ovládací páka nízké rychlosti a škrticí klapka tenzometru.

Umístění a velikost antén bórového radioelektronického zařízení svědčí o touze konstruktérů zajistit všestrannou viditelnost. Kromě hlavního palubního radaru, umístěného v přídi pod žebrovanou kapotáží, má bojovník dvě tryskové antény instalované mezi tryskami křídla a motoru. Ponožky svislého ocasu, blatníky a PGO jsou také pravděpodobně obsazeny anténami pro různé účely (svědčí to jejich bílá barva, která je typická pro domácí radioprůhledné kapotáže).

Přestože nejsou k dispozici žádné informace o palubní radarové stanici používané na letadle Berkut, nepřímo o potenciálních schopnostech radarového komplexu stíhaček páté generace, který lze vytvořit na základě Su-47, lze podle informací posoudit publikováno v otevřeném tisku o novém palubním radaru, vyvinutém od roku 1992 sdružením „Phazotron“pro nadějné bojovníky. Stanice je navržena tak, aby byla umístěna v přídi letadla „váhové kategorie“Su-35/47. Má plochou fázovanou anténu a pracuje v pásmu X. Podle zástupců nevládních organizací se za účelem rozšíření oblasti pokrytí ve svislých a vodorovných rovinách předpokládá, že je možné kombinovat elektronické a mechanické skenování, což zvýší zorné pole nového radaru o 600 ve všech směrech. Detekční dosah vzdušných cílů je 165-245 km (v závislosti na jejich RCS). Stanice je schopna současně sledovat 24 cílů, což zajišťuje současné použití raketových zbraní proti osmi nepřátelským letadlům.

„Berkut“může být také vybaven optickou lokalizační stanicí umístěnou v předním trupu, před vrchlíkem pilota. Stejně jako u stíhaček SU-33 a SU-35 je kapotáž stanice posunuta doprava, aby neomezovala výhled pilota. Přítomnost optické lokalizační stanice, která pravděpodobně zahrnuje televizní, termovizní a laserové zařízení, a také radarové stanice se zadním pohledem, odlišuje ruské auto od amerického analogu F-22A.

V souladu s kánony technologie stealth bude většina palubní výzbroje bojových vozidel vytvořených na základě Berkutu zjevně umístěna uvnitř draku. V podmínkách, kdy bude letadlo operovat ve vzdušném prostoru, který nemá silný protiletadlový raketový kryt, a proti nepříteli, který nemá moderní stíhače, je přípustné zvýšit bojové zatížení umístěním některých zbraní na vnější závěsníky.

Analogicky se Su-35 a Su-47 lze předpokládat, že nové multifunkční vozidlo ponese rakety vzduch-vzduch ultra dlouhého a dlouhého doletu, zejména UR, známé jako KS-172 (toto dvoustupňová raketa schopná vyvinout hypersonickou rychlost a vybavená kombinovaným naváděcím systémem, schopná sousedit se vzdušnými cíli na vzdálenost více než 400 km). Použití takových raket pravděpodobně vyžaduje označení vnějšího cíle.

„Hlavním kalibrem“nadějné stíhačky však zjevně budou odpalovače raket středního doletu typu RVV-AE, které mají aktivní konečný naváděcí radarový systém a jsou optimalizovány pro umístění v nákladových oddílech letadel (má nízkou poměr stran křídlo a sklopná mřížová směrovka). NPO Vympel oznámil úspěšné letové zkoušky na letounu Su-27 vylepšené verze této rakety, vybavené záporným náporovým motorem (ramjet). Nová úprava má zvýšený dosah a rychlost.

Stejně jako dříve by střely vzduch-vzduch krátkého dosahu měly také hrát důležitou roli ve výzbroji letadel. Na výstavě MAKS-97 byla předvedena nová raketa této třídy, K-74, vytvořená na základě UR R-73 a odlišující se od druhé vylepšeným systémem tepelného navádění s úhlem zachycení cíle zvýšeným od 80-900 až 1200. Použití nové tepelné naváděcí hlavy (TGS) také umožnilo zvýšit maximální dosah ničení cíle o 30% (až na 40 km). Vývoj K-74 byl zahájen v polovině osmdesátých let minulého století a v roce 1994 byly zahájeny letové zkoušky. Raketa je aktuálně připravena na sériovou výrobu.

Kromě vytvoření vylepšeného azyl pro UR K-74, NPO Vympel pracuje na řadě dalších raket krátkého dosahu, vybavených také systémem vektorového řízení tahu motoru.

30mm kanón GSh-301 bude pravděpodobně také zachován jako součást palubní výzbroje nadějných bojovníků.

Stejně jako ostatní domácí multifunkční letouny-Su-30MKI, Su-35 a Su-47, bude nové letadlo samozřejmě také nést úderné zbraně-vysoce přesná třída vzduch-povrch UR a KAV pro zapojení pozemních a povrchových cílů, jako stejně jako radarový nepřítel.

Schopnosti obranného systému, který lze instalovat na slibného bojovníka, lze posoudit podle exponátů předvedených na výstavě MAKS-97. Zejména podnik Aviakonversiya demonstroval kombinovaný návnadový cíl (KLC) pro ochranu před raketami s radarovými, tepelnými a laserovými naváděcími hlavami. Na rozdíl od zařízení pasivní ochrany používaných na domácích a zahraničních bojových letadlech je KLC účinná ve všech vlnových délkách používaných v naváděcích hlavách střel typu vzduch-vzduch a země-vzduch. KLC je spalovací zóna vytvořená mimo chráněné letadlo v důsledku použití usměrněného proudu plynů. Do trysky se zavádí hořlavá kapalina (zejména to může být palivo používané v leteckých motorech), stříká se, aby se získala směs paliva a plynu, která se poté zapálí. Spalování je udržováno po předem stanovenou dobu.

Tepelné záření spalovací zóny je falešným cílem pro munici s hledačem, pracující v infračerveném dosahu. Spektrální složení hořícího oblaku je totožné se spektrálním složením záření chráněného objektu (používá se stejné palivo), což neumožňuje TGS rozlišit falešný cíl podle spektrálních znaků a najít falešný cíl na pevná vzdálenost od skutečného objektu neumožňuje TGS, aby jej vybral podle trajektorických prvků.

K ochraně před municí pomocí radarového naváděcího systému se v KLC používají aditiva tvořící plazmu, což vede ke zvýšení odrazu rádiových vln od spalovací zóny. Taková aditiva tvoří při teplotě spalování volné elektrony. Když je jejich koncentrace dostatečně vysoká, hořící mrak odráží rádiové vlny jako kovové tělo.

Pro rozsah vlnových délek laseru se používají jemně rozptýlené prášky látek z pracovních těles laserů. V procesu hoření buď emitují elektromagnetické vlny na stejné frekvenci, na které pracuje cílový osvětlovací laser, nebo jsou bez spalování vyneseny ze spalovací oblasti a během chlazení emitují elektromagnetické vlny požadovaného rozsahu. Síla záření musí odpovídat síle signálu odraženého od chráněného předmětu při osvětlení laserem nepřítele. Je regulován výběrem látek přidávaných do hořlavé kapaliny a jejich množstvím.

V řadě publikací, bez odkazu na zdroje, jsou zveřejněny charakteristiky nového letadla. Pokud odpovídají realitě, pak „Berkut“jako celek patří do „váhové kategorie“stíhačky Su-27 a jejích upravených verzí. Pokročilá aerodynamika a řídicí vektorový systém tahu by měly slibným stíhacím stíhačům Su-47 zajistit převahu v těsném manévrovatelném vzdušném boji nad všemi stávajícími nebo předpovídanými potenciálními protivníky. Všichni ostatní bojovníci mají po setkání s ruským Berkutem a americkým orelem gravravým velmi malou šanci na návrat na své letiště. Zákony závodu ve zbrojení (které samozřejmě po „samorozpuštění“SSSR neskončily) jsou kruté.

Najednou kvůli vzhledu bitevní lodi „Dreadnought“byly všechny dříve postavené bitevní lodě zastaralé. Historie se opakuje.