Toto je pokračování předchozího článku. Pro úplnost vám doporučuji přečíst si první část.
Pokračujeme ve srovnávání schopností stíhaček generace 4 ++ s 5. generací a obracíme se na nejjasnější zástupce výroby. Přirozeně se jedná o Su-35 a F-22. To není úplně fér, jak jsem řekl v první části, ale přesto.
Su-35s je vývoj legendárního Su-27. V čem je podle mě jeho předek výjimečný, si každý pamatuje. Až do roku 1985 vládl F-15 ve vzduchu devět let. Ale nálada v zámoří se propadla, když se začaly používat první sériové Su-27. Stíhačka se super manévrovatelností, schopná dosáhnout dříve nedosažitelných úhlů útoku, v roce 1989 poprvé veřejně předvádějící techniku Cobra Pugachev, je mimo dosah západních konkurentů. Jeho nová „třicátá pátá“modifikace přirozeně pohltila všechny předky a přidala řadu jejích vlastností, čímž „dvacátý sedmý“design dovedla k ideálu.
Výrazným rysem letounů Su-35, stejně jako zbytku letadel naší generace 4+, je vychýlený vektor tahu. Z neznámého důvodu je běžný pouze u nás. Je tento prvek tak jedinečný, že ho nikdo nemůže duplikovat? Technologie vektoru vychýleného tahu byla testována také na amerických letadlech čtvrté generace. Společnost General Electric vyvinula trysku AVEN, která byla nainstalována a testována na letounu F-16VISTA v roce 1993. Obr. # 1. Pratt Whitney vyvinul trysku PYBBN (lepší konstrukce než GE) nainstalovanou a testovanou na F-15ACTIVE v roce 1996. Obr. Č. 2. V roce 1998 byla testována vychylovací tryska TVN pro Eurofighter. Ovšem ani jedno západní letadlo čtvrté generace neobdrželo OVT v sérii, přestože modernizace a výroba pokračují dodnes.
Obrázek 1
Obrázek č. 2
S příslušnými technologiemi pro vychýlení tahového vektoru se v roce 1993 (AVEN) rozhodli, že je na F-22 nepoužijí. Šli opačným směrem a vytvářeli obdélníkové trysky, které snižovaly radarový a tepelný podpis. Jako bonus jsou tyto trysky vychýleny pouze nahoru a dolů.
Jaký je důvod takové nechuti Západu k vychýlenému tahovému vektoru? Abychom to udělali, zkusme zjistit, na čem je založen vzdušný souboj a jak v něm lze použít vychýlený vektor tahu.
Manévrovatelnost letadla je určována silami G. Na druhé straně jsou omezeni silou letadla, fyziologickými schopnostmi osoby a omezujícími úhly útoku. Důležitý je také poměr tahu k hmotnosti letadla. Při manévrování je hlavním úkolem co nejrychleji změnit směr vektoru rychlosti nebo úhlovou polohu letadla v prostoru. Proto je klíčovým problémem manévrování stálý nebo vynucený obrat. Při rovnoměrném ohybu letadlo mění směr vektoru pohybu tak rychle, jak je to možné, a přitom neztrácí rychlost. Vynucené otočení je způsobeno rychlejší změnou úhlové polohy letadla v prostoru, ale je doprovázeno aktivními ztrátami rychlosti.
A. N. Lapchinsky ve svých knihách o první světové válce citoval slova několika západních pilotů es: německé eso Nimmelmann napsal: „Jsem neozbrojený, zatímco jsem nižší“; Belke řekl: „Hlavní věcí ve vzdušném boji je vertikální rychlost.“Jak si nevzpomenout na vzorec slavného A. Pokryshkina: "Výška - rychlost - manévr - oheň."
Po strukturování těchto prohlášení s předchozím odstavcem můžeme pochopit, že rychlost, nadmořská výška a poměr tahu k hmotnosti budou ve vzdušných soubojích rozhodující. Tyto jevy lze kombinovat s konceptem výšky letu energie. Vypočítává se podle vzorce uvedeného na obrázku 3. Kde On je energetická hladina letadla, H je letová výška, V2 / 2g je kinetická výška. Změna kinetické výšky v čase se nazývá energetická rychlost stoupání. Praktická podstata energetické hladiny spočívá v možnosti jejího přerozdělení pilotem mezi nadmořskou výškou a rychlostí, v závislosti na situaci. S rezervou rychlosti, ale s nedostatečnou výškou, může pilot dokončit kopec, jak ho odkázal Nimmelmann, a získat taktickou výhodu. Schopnost pilota kompetentně spravovat dostupnou energetickou rezervu je jedním z určujících faktorů vzdušného boje.
Obrázek №3
Nyní chápeme, že při manévrování na zavedených zatáčkách letadlo neztrácí energii. Aerodynamika a tah motorů vyvažují odpor. Při vynuceném zatáčení se ztrácí energie letadla a doba trvání takových manévrů není omezena pouze minimální evoluční rychlostí letadla, ale také výdajem energetické výhody.
Ze vzorce na obrázku 3 můžeme vypočítat parametr rychlosti stoupání letadla, jak jsem řekl výše. Nyní se však vyjasňuje absurdita údajů o rychlosti stoupání, které jsou u určitých letadel uvedeny v otevřených zdrojích, protože jde o dynamicky se měnící parametr, který závisí na nadmořské výšce, rychlosti letu a přetížení. Ale zároveň je to nejdůležitější složka energetické hladiny letadla. Na základě výše uvedeného může být potenciál letadla z hlediska energetického zisku podmíněně určen jeho aerodynamickou kvalitou a poměrem tahu k hmotnosti. Tito. potenciál letounu s nejhorší aerodynamikou lze vyrovnat zvýšením tahu motorů a naopak.
Přirozeně není možné vyhrát bitvu pouze s energií. Neméně důležitá je charakteristika otáčivosti letadla. Pro něj platí vzorec zobrazený na obrázku 4. Je vidět, že charakteristiky otáčivosti letounu přímo závisí na g-silách Ny. V souladu s tím je pro stabilní zatáčení (bez ztráty energie) důležitý Nyр - dostupné nebo normální přetížení a pro vynucené otáčení Nyпр - maximální tahové přetížení. Předně je důležité, aby tyto parametry nepřekračovaly hranice provozního přetížení nového letadla, tj. mez pevnosti. Pokud je tato podmínka splněna, pak nejdůležitějším úkolem při konstrukci letadla bude maximální aproximace Nyp na Nye. Jednoduše řečeno, schopnost letadla provádět manévry v širším rozsahu bez ztráty rychlosti (energie). Co ovlivňuje Nyp? Přirozeně, že aerodynamika letadla, čím vyšší je aerodynamická kvalita, tím vyšší je možná hodnota Nyr, naopak index zatížení křídla ovlivňuje zlepšení aerodynamiky. Čím je menší, tím vyšší je obratnost letadla. Poměr tahu k hmotnosti letadla také ovlivňuje Nyp, zásada, o které jsme hovořili výše (v energetickém sektoru), platí také pro otáčivost letadla.
Obrázek č. 4
Abychom zjednodušili výše uvedené a ještě se nedotkli odchylky vektoru tahu, oprávněně poznamenáváme, že nejdůležitějšími parametry pro manévrovatelné letadlo bude poměr tahu k hmotnosti a zatížení křídel. Jejich vylepšení mohou být omezena pouze náklady a technickými možnostmi výrobce. V tomto ohledu je graf uvedený na obrázku 5 zajímavý a dává pochopení, proč byl letoun F-15 do roku 1985 pánem situace.
Obrázek č. 5
Abychom mohli porovnat Su-35 s F-22 v boji zblízka, musíme se nejprve obrátit na jejich předky, konkrétně na Su-27 a F-15. Porovnejme nejdůležitější vlastnosti, které máme k dispozici, jako je poměr tahu k hmotnosti a zatížení křídel. Nabízí se však otázka, pro jakou hmotu? V letové příručce letounu je normální vzletová hmotnost vypočítána na základě 50% paliva v nádržích, dvou raket středního doletu, dvou střel krátkého dosahu a muničního zatížení děla. Maximální hmotnost paliva Su-27 je však mnohem větší než u F-15 (9400 kg oproti 6109 kg), proto je 50% rezerva odlišná. To znamená, že F-15 bude mít předem nižší hmotnostní výhodu. Aby bylo srovnání upřímnější, navrhuji vzít jako vzorek hmotnost 50% paliva Su-27, takže pro Eagle získáme dva výsledky. Jako výzbroj Su-27 přijímáme dvě rakety R-27 na APU-470 a dvě rakety R-73 na p-72-1. U F-15C je výzbroj AIM-7 na LAU-106a a AIM-9 na LAU-7D / A. Pro uvedené hmotnosti vypočítáme poměr tahu k hmotnosti a zatížení křídla. Data jsou uvedena v tabulce na obrázku 6.
Obrázek 6
Pokud porovnáme F-15 s palivem vypočítaným pro něj, pak jsou ukazatele velmi působivé, pokud však vezmeme palivo o hmotnosti 50% paliva Su-27, pak je výhoda prakticky minimální. V poměru tahu k hmotnosti je rozdíl o setiny, ale co se týče zatížení křídla, F-15 přesto slušně předbíhá. Na základě vypočítaných údajů by měl „Orel“mít výhodu v boji zblízka. V praxi však tréninkové bitvy mezi letouny F-15 a Su-27 zpravidla zůstaly u nás. Technologicky nebyla Sukhoi Design Bureau schopna vytvořit letoun tak lehký jako konkurenti, není žádným tajemstvím, že pokud jde o hmotnost avioniky, vždy jsme byli o něco méněcenní. Naši návrháři se však vydali jinou cestou. Na tréninkových soutěžích nikdo nepoužíval „Pugachevův Cobr“a nepoužíval OVT (dosud neexistoval). Právě dokonalá aerodynamika Suchoja mu poskytla významnou výhodu. Integrované uspořádání trupu a aerodynamická kvalita v 11, 6 (u F-15c 10) neutralizovaly výhodu v zatížení křídel F-15.
Výhoda Su-27 však nikdy nebyla zdrcující. V mnoha situacích a za různých letových podmínek může letoun F-15c stále soutěžit, protože většina stále závisí na kvalifikaci pilota. To lze snadno vysledovat z grafů manévrovatelnosti, které budou diskutovány níže.
Vrátíme-li se ke srovnání letadel čtvrté generace s pátými, sestavíme podobnou tabulku s charakteristikami poměru tahu k hmotnosti a zatížení křídel. Nyní vezmeme údaje o Su-35 jako základ pro množství paliva, protože F-22 má méně nádrží (obr. 7). Sushkova výzbroj obsahuje dvě rakety RVV-SD na AKU-170 a dvě rakety RVV-MD na P-72-1. Výzbroj Raptoru je dva AIM-120 na LAU-142 a dva AIM-9 na LAU-141 / A. Pro obecný obrázek jsou uvedeny výpočty také pro T-50 a F-35A. K parametrům T-50 byste měli být skeptičtí, protože se jedná o odhady, a výrobce neposkytl oficiální data.
Obrázek č. 7
Tabulka na obrázku 7 jasně ukazuje hlavní výhody letadel páté generace oproti čtvrté. Mezera v zatížení křídel a poměru tahu k hmotnosti je mnohem významnější než u letounů F-15 a Su-27. Energetický potenciál a nárůst Nyp v páté generaci je mnohem vyšší. Jeden z problémů moderního letectví - multifunkčnost, zasáhl i Su -35. Pokud to vypadá dobře s poměrem tahu k hmotnosti u přídavného spalování, pak je zatížení křídla nižší než u Su-27. To jasně ukazuje, že konstrukce draku letadla čtvrté generace nemůže, s přihlédnutím k modernizaci, dosáhnout ukazatelů pátého.
Je třeba poznamenat aerodynamiku F-22. Neexistují žádné oficiální údaje o aerodynamické kvalitě, ale podle výrobce je vyšší než u F-15c, trup má integrované uspořádání, zatížení křídel je ještě menší než u Eagle.
Motory je třeba poznamenat samostatně. Jelikož pouze Raptor má motory páté generace, je to zvláště patrné na poměru tahu a hmotnosti v režimu „maximum“. Specifický průtok v režimu "přídavného spalování" je zpravidla více než dvojnásobný než průtok v režimu "maximální". Provozní doba motoru na „přídavném spalování“je výrazně omezena rezervami paliva v letadle. Například Su-27 na „přídavném spalování“žere více než 800 kg petroleje za minutu, takže letadlo s lepším poměrem tahu k hmotnosti při „maximu“bude mít výhody v tahu mnohem déle. To je důvod, proč Izd 117s není motorem páté generace a Su-35 ani T-50 nemají oproti F-22 žádné výhody v poměru tahu k hmotnosti. V důsledku toho je pro T-50 vyvinutý motor páté generace „typ 30“velmi důležitý.
Kde ze všech výše uvedených je stále možné aplikovat vychýlený tahový vektor? Chcete -li to provést, podívejte se na graf na obrázku 8. Tato data byla získána pro horizontální manévr stíhaček Su-27 a F-15c. Podobná data pro Su-35 zatím bohužel nejsou veřejně dostupná. Dávejte pozor na hranice ustálené zatáčky ve výškách 200 m a 3000 m. Podél osy můžeme vidět, že v rozmezí 800–900 km / h pro uvedené výšky je dosahováno nejvyšší úhlové rychlosti, která je 15, respektive 21 stupňů / s. Je omezena pouze přetížením letadla v rozmezí od 7, 5 do 9. Právě tato rychlost je považována za nejvýhodnější pro vedení vzdušného boje na blízko, protože úhlová poloha letadla v prostoru se mění co nejrychleji. Vrátíme-li se k motorům páté generace, získává letadlo s vyšším poměrem tahu k hmotnosti a schopné nadzvukového pohybu bez použití přídavného spalování energetickou výhodu, protože dokáže využít rychlost ke stoupání, dokud nespadne do nejvýhodnějšího rozsahu pro BVB.
Obrázek č. 8
Pokud extrapolujeme graf na obrázku 8 na Su-35 s vychýleným vektorem tahu, jak lze situaci změnit? Odpověď je z grafu dobře viditelná - v žádném případě! Protože hranice v mezním úhlu náběhu (αadd) je mnohem vyšší než mez pevnosti letadla. Tito. aerodynamické ovládací prvky nejsou plně využity.
Zvažte graf horizontálních manévrů pro výšky 5 000–7 000 m, jak je znázorněno na obrázku 9. Nejvyšší úhlová rychlost je 10–12 stupňů / s a je dosahována v rozsahu rychlostí 900–1 000 km / h. Je příjemné poznamenat, že právě v této řadě mají Su-27 a Su-35 rozhodující výhody. Tyto výšky však nejsou pro BVB nejvýhodnější, kvůli poklesu úhlových rychlostí. Jak nám může v tomto případě vychýlený vektor tahu pomoci? Odpověď je z grafu dobře viditelná - v žádném případě! Protože hranice v mezním úhlu náběhu (αadd) je mnohem vyšší než mez pevnosti letadla.
Obrázek č. 9
Kde tedy lze realizovat výhodu vychýleného tahového vektoru? Ve výškách nad nejvýhodnějšími a při rychlostech pod optimem pro BVB. Současně hluboko za hranicemi zavedeného obratu, tj. s vynucenou zatáčkou, ve které je již spotřebována energie letadla. V důsledku toho je OVT použitelný pouze ve zvláštních případech as dodávkou energie. Takové režimy nejsou v BVB tak populární, ale samozřejmě je lepší, když existuje možnost vektorové odchylky.
Pojďme nyní trochu k historii. Během cvičení Rudé vlajky F-22 neustále získávalo vítězství nad letadly čtvrté generace. Existují pouze ojedinělé případy ztráty. Na Red Flag se nikdy nesetkal se Su-27/30/35 (alespoň taková data neexistují). Su-30MKI se však zúčastnilo Rudé vlajky. Zprávy o hospodářské soutěži za rok 2008 jsou k dispozici online. Su-30MKI měl samozřejmě výhodu oproti americkým vozidlům, jako Su-27 (ale v žádném případě kvůli OVT a ne zdrcující). Ze zpráv vidíme, že Su-30MKI na Rudé vlajce vykazoval maximální úhlovou rychlost v oblasti 22 stupňů / s (pravděpodobně při rychlostech v oblasti 800 km / h, viz graf), podle pořadí, F-15c zadal úhlovou rychlost 21 stupňů / s (podobné rychlosti). Je zvláštní, že F-22 vykazoval při stejných cvičeních úhlovou rychlost 28 stupňů / s. Nyní chápeme, jak to lze vysvětlit. Za prvé, přetížení v určitých režimech letounu F-22 není omezeno na 7, ale je 9 (viz letový manuál letounu pro Su-27 a F-15). Za druhé, kvůli nižšímu zatížení křídel a vyššímu poměru tahu k hmotnosti se hranice ustálené zatáčky v našich grafech pro F-22 posunou nahoru.
Samostatně je třeba poznamenat jedinečnou akrobacii, kterou mohou Su-35 demonstrovat. Jsou tak použitelné v boji zblízka? S využitím vychýleného tahového vektoru jsou prováděny figury jako „Florova čakra“nebo „Palačinky“. Co tato čísla spojuje? Provádějí se při nízkých rychlostech, aby se dostalo do provozního přetížení, daleko od nejziskovějších v BVB. Rovina náhle mění svoji polohu vzhledem k těžišti, protože vektor rychlosti, přestože se posouvá, se nijak dramaticky nemění. Úhlová poloha v prostoru zůstává nezměněna! Jaký je rozdíl mezi raketou nebo radarovou stanicí, že se letadlo otáčí kolem své osy? Absolutně žádný, přičemž také ztrácí letovou energii. Snad můžeme takovými kotrmelci opětovat palbu na nepřítele? Zde je důležité pochopit, že před spuštěním rakety se letadlo musí uzamknout na cíl, po kterém musí pilot dát „souhlas“stisknutím tlačítka „Enter“, poté se data přenesou do rakety a ke startu se provádí. Jak dlouho to trvá? Očividně víc než zlomky sekundy, které se stráví „palačinkami“nebo „čakrou“nebo něčím jiným. Navíc to všechno také evidentně ztrácí rychlost a ztrácí energii. Je však možné odpalovat rakety krátkého dosahu s tepelnými hlavami bez zachycení. Zároveň doufáme, že samotný hledač rakety cíl zachytí. V důsledku toho by se měl směr vektoru rychlosti útočníka přibližně shodovat s vektorem nepřítele, jinak raketa setrvačností přijatá od nosiče opustí zónu možného zajetí jejím hledačem. Jedním problémem je, že tato podmínka není splněna, protože vektor rychlosti se u takové akrobacie dramaticky nemění.
Zvažte Pugachevovu kobru. K jejímu provedení je nutné vypnout automatiku, což je již kontroverzní podmínka vzdušného boje. Kvalifikace bojových pilotů je přinejmenším výrazně nižší než u akrobatických es, a i to se musí dělat se šperky v extrémně stresových podmínkách. Ale toto je to menší zlo. Cobra se provádí ve výškách v oblasti 1000 m a rychlostech v rozmezí 500 km / h. Tito. letadlo by mělo být zpočátku v rychlostech nižších, než jsou doporučené pro BVB! V důsledku toho se k nim nemůže dostat, dokud nepřítel neztratí stejné množství energie, aby nepřišel o svou taktickou výhodu. Po provedení „kobry“se rychlost letadla pohybuje do 300 km / h (okamžitá ztráta energie!) A pohybuje se v rozmezí minimálního evolučního. V důsledku toho „Sušení“musí jít do ponoru, aby získalo rychlost, zatímco nepřítel si zachovává výhodu nejen v rychlosti, ale také ve výšce.
Může však takový manévr poskytnout potřebné výhody? Existuje názor, že s takovým brzděním můžeme soupeře pustit dopředu. Za prvé, Su-35s již má schopnost vzduchového brzdění, aniž by bylo nutné vypnout automatizaci. Za druhé, jak je známo ze vzorce pro energii letu, je nutné zpomalit lezením, a ne jiným způsobem. Za třetí, co by měl v moderním boji dělat soupeř blízko ocasu, aniž by zaútočil? Když před sebou vidíme „Sušení“, provádění „kobry“, o kolik snazší bude zaměřit se na zvětšenou oblast nepřítele? Za čtvrté, jak jsme si řekli výše, nepovede se zachytit cíl takovým manévrem a raketa vypuštěná bez zajetí půjde do mléka výsledné setrvačnosti. Taková událost je schematicky znázorněna na obrázku 17. Za páté bych se chtěl znovu zeptat, jak se nepřítel dostal tak blízko, aniž by byl dříve napaden, a proč „Cobra“, když je možné při zachování energie vyrobit „Gorku“?
Obrázek №10
Ve skutečnosti je odpověď na mnoho otázek týkajících se akrobacie extrémně jednoduchá. Demonstrační výkony a přehlídky nemají nic společného se skutečnými technikami v boji zblízka, protože jsou prováděny v letových režimech, které v BVB evidentně nejsou použitelné.
Na tom musí každý sám usoudit, jak moc je letoun generace 4 ++ schopen odolat letadlu páté generace.
Ve třetím díle si podrobněji povíme o F-35 a T-50 ve srovnání s konkurenty.
