Su-47 „Berkut” - luptător multifuncțional experimental

2024 Autor: Matthew Elmers | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 22:31

Descrierea aeronavei

La sfârșitul lunii septembrie 1997, a avut loc un eveniment istoric în istoria aviației rusești - a avut loc zborul unui nou avion experimental, Su-47 „Berkut”, care ar putea deveni un prototip al luptătorului de generație a cincea. O pasăre neagră prădătoare cu nasul alb, care s-a desprins de betonul pistei aerodromului din Jukovski, a dispărut rapid pe cerul cenușiu de lângă Moscova, anunțând cu tunetul turbinelor sale începutul unei noi etape în biografia rusului avioane de vânătoare.

Cercetările privind apariția unui luptător de generația a cincea au început în țara noastră, la fel ca în Statele Unite, la mijlocul anilor 1970, când aeronava din a patra generație - SU-27 și MiG-29 - făceau doar „primii pași” . Noua aeronavă trebuia să aibă un potențial de luptă semnificativ mai mare decât predecesorii lor. Centrele de cercetare din industrie și birourile de proiectare au fost implicate în lucrare. Împreună cu clientul, principalele prevederi ale conceptului noului luptător au fost treptat formulate - multifuncționalitate, adică eficiență ridicată în înfrângerea țintelor aeriene, terestre, de suprafață și subacvatice, prezența unui sistem circular de informații, dezvoltarea modurilor de zbor de croazieră la viteze supersonice. De asemenea, s-a avut în vedere realizarea unei scăderi dramatice a vizibilității aeronavei în razele radar și infraroșu, în combinație cu tranziția senzorilor de la bord la metodele pasive de obținere a informațiilor, precum și la modurile de stealth sporit. Trebuia să integreze toate instrumentele de informații disponibile și să creeze sisteme de experți la bord.

Avioanele celei de-a cincea generații trebuia să aibă capacitatea de a efectua un bombardament complet al țintelor în lupta aeriană strânsă, precum și de a efectua focuri de rachete multicanal în timpul luptelor pe distanțe lungi. Asigurat pentru automatizarea controlului sistemelor de informații și blocare la bord; autonomie de luptă sporită datorită instalării unui indicator de situație tactică în cabina de pilotaj a unei aeronave cu un singur loc cu capacitatea de a amesteca informații (ie, ieșire simultană și suprapunere pe o singură scară de „imagini” de la diferiți senzori), precum și utilizarea sistemelor de schimb de informații telecodice cu surse externe. Aerodinamica și sistemele de bord ale luptătorului de generația a cincea trebuiau să ofere posibilitatea de a schimba orientarea unghiulară și traiectoria aeronavei fără întârzieri notabile, fără a necesita o coordonare strictă și coordonarea mișcărilor corpurilor de control. Aeronava a fost obligată să „ierte” erorile grave de pilotaj într-o gamă largă de condiții de zbor.

S-a planificat dotarea aeronavei promițătoare cu un sistem de control automat la nivelul rezolvării problemelor tactice, care are un mod expert „pentru a ajuta pilotul”.

Una dintre cele mai importante cerințe pentru luptătorul rus de a cincea generație a fost „super manevrabilitatea” - capacitatea de a menține stabilitatea și controlabilitatea la unghiuri de atac de 900 sau mai mult. Trebuie remarcat faptul că „super-manevrabilitatea” figurează inițial în cerințele pentru luptătorul american de generația a cincea, creat aproape simultan cu aeronava rusă, în cadrul programului ATF. Cu toate acestea, în viitor, americanii, confruntați cu sarcina intractabilă de a combina vizibilitatea redusă, viteza de croazieră supersonică și „super manevrabilitatea” într-un singur avion, au fost forțați să-l sacrifice pe acesta din urmă (manevrabilitatea luptătorului american ATF / F-22 este probabil se apropie doar de nivelul atins pe aeronava modernizată Su-27, echipată cu un sistem de control al vectorului de tracțiune). Refuzul Forțelor Aeriene ale SUA de a realiza super-manevrabilitate a fost motivat, în special, de îmbunătățirea rapidă a armelor de aviație: apariția rachetelor cu toate aspectele foarte manevrabile, sistemele de desemnare a țintei montate pe cască și noile capete de întoarcere au făcut posibilă abandonarea intrarea obligatorie în emisfera posterioară a inamicului. S-a presupus că lupta aeriană se va desfășura acum la distanțe medii, cu trecerea la stadiul manevrabil doar în ultimă instanță, „dacă ceva a fost greșit”.

Cu toate acestea, în istoria aviației militare, au abandonat în mod repetat lupta aeriană manevrabilă, dar calculele teoretice ulterioare au fost infirmate de viață - în toate conflictele armate (cu excepția, probabil, a falsului „Furtună de deșert”) luptători care au intrat în luptă la distanțe lungi, cum ar fi, de regulă, l-au transferat pe distanțe mai mici și adesea s-au încheiat cu o explozie de tun marcată și nu cu o lansare de rachetă. Se prezice o situație în care îmbunătățirea sistemelor de război electronic, precum și o scădere a radarului și a semnăturii termice a luptătorilor vor duce la o scădere a eficacității relative a rachetelor cu rază lungă și medie. În plus, chiar și atunci când desfășoară o luptă cu rachete de rază lungă folosind arme de capacități aproximativ egale de ambele părți, inamicul care își va putea orienta rapid luptătorul în direcția țintei va avea un avantaj, ceea ce va face posibilă să profite din plin de capacitățile dinamice ale rachetelor sale. În aceste condiții, este de o importanță deosebită să se atingă cele mai mari viteze unghiulare posibile de viraj nestatornic atât la viteza subsonică, cât și la cea supersonică. Prin urmare, cerința de super-manevrabilitate pentru luptătorul rus de a cincea generație, în ciuda complexității problemei, a rămas neschimbată.

Una dintre soluțiile care oferă caracteristicile de manevră necesare, a fost luată în considerare utilizarea unei aripi măturate înainte (KOS). O astfel de aripă, care oferă anumite avantaje în ceea ce privește aspectul față de o aripă dreaptă, a fost încercată să fie utilizată în aviația militară încă din anii 1940.

Primul avion cu reacție cu aripă măturată înainte a fost bombardierul german Junkers Ju-287. Mașina, care a efectuat primul său zbor în februarie 1944, a fost proiectată pentru o viteză maximă de 815 km / h. În viitor, doi bombardieri experimentați de acest tip au mers în URSS ca trofee.

În primii ani postbelici, țara noastră a efectuat propriile cercetări ale KOS în legătură cu avioanele manevrabile de mare viteză. În 1945, la instrucțiunile LII, designerul P. P. Tsybin a început proiectarea planorelor experimentale destinate testării aerodinamicii luptătorilor promițători. Planorul a câștigat altitudine, remorcat de aeronavă și s-a scufundat pentru a accelera la viteze transonice, inclusiv amplificatorul de pulbere. Unul dintre planori, LL-Z, care a intrat în probe în 1947, avea o aripă măturată înainte și a atins o viteză de 1150 km / h (M = 0,95).

Cu toate acestea, în acel moment, nu era posibil să realizăm avantajele unei astfel de aripi, tk. KOS s-a dovedit a fi deosebit de susceptibil la divergențe aerodinamice, pierderi de stabilitate statică atunci când au fost atinse anumite valori ale vitezei și unghiuri de atac. Materialele structurale și tehnologiile de atunci nu permiteau crearea unei aripi măturate înainte cu o rigiditate suficientă. Creatorii de avioane de luptă s-au întors să meargă invers numai la mijlocul anilor 1970, când URSS și Statele Unite au început să lucreze la studierea aspectului unui luptător de generația a cincea. Utilizarea KOS a făcut posibilă îmbunătățirea controlabilității la viteze reduse de zbor și creșterea eficienței aerodinamice în toate domeniile modurilor de zbor. Dispunerea aripii măturate înainte a asigurat o articulare mai bună a aripii și a fuselajului, precum și a optimizat distribuția presiunii pe aripă și PGO. Conform calculelor specialiștilor americani, utilizarea unei aripi măturate înainte pe un avion F-16 ar fi trebuit să ducă la o creștere a ratei unghiulare de viraj cu 14%, iar raza de acțiune cu 34%, în timp ce -depărtarea și distanța de aterizare au fost reduse cu 35%. Progresul în construcția aeronavelor a făcut posibilă rezolvarea problemei divergenței prin utilizarea materialelor compozite cu o dispunere rațională a fibrelor, ceea ce crește rigiditatea aripii în direcțiile date.

Cu toate acestea, crearea CBS a reprezentat o serie de sarcini complexe, care ar putea fi rezolvate doar ca urmare a cercetărilor la scară largă. În aceste scopuri, în Statele Unite, prin ordinul BBC, a fost construită aeronava Gruman X-29A. Mașina, care avea designul aerodinamic Duck, era echipată cu un KOS cu un unghi de deplasare de 35╟. X-29A era o mașină pur experimentală și, bineînțeles, nu putea servi ca prototip pentru un avion de luptă real. Pentru a reduce costurile, unitățile și ansamblurile luptătorilor în serie au fost utilizate pe scară largă în proiectarea acestuia (nasul fuselajului și trenul de aterizare frontal - de la F-5A, trenul principal de aterizare - de la F-16 etc.)). Primul zbor al aeronavei experimentale a avut loc pe 14 decembrie 1984. Până în 1991, cele două aeronave construite făceau în total 616 zboruri. Cu toate acestea, programul X-29A nu a adus lauri inițiatorilor săi și este considerat în Statele Unite ca nereușit: în ciuda utilizării celor mai moderne materiale structurale, americanii nu au reușit să facă față în totalitate divergenței aerodinamice, iar KOS nu era considerat mai mult un atribut al luptătorilor promițători ai Forțelor Aeriene și al Marinei SUA (în special, printre numeroasele planuri studiate în cadrul programului JSF, nu existau aeronave măturate înainte).

De fapt, racheta strategică americană de croazieră Hughes AGM-129 ASM, proiectată pentru a înarma bombardierele B-52, a fost singura aeronavă cu un KOS care a intrat în serie. Cu toate acestea, în legătură cu această aeronavă, alegerea unei aripi măturate înainte s-a datorat, în primul rând, din considerente de stealth: radiația radar reflectată de marginea anterioară a aripii a fost protejată de corpul rachetei.

Lucrările la formarea aspectului unei aeronave interne manevrabile cu KOS au fost efectuate de cele mai mari centre de cercetare a aviației din țară - TsAGI și SibNIA. În special, la TsAGI, a fost aruncat în aer un model de aeronavă cu KOS, realizat pe baza avionului MiG-23, iar în Novosibirsk a fost studiat aspectul SU-27 cu aripă măturată înainte. Bazele științifice existente au permis Sukhoi OKW să abordeze sarcina fără precedent dificilă de a crea primul avion de luptă supersonic din lume cu o aripă măturată înainte. În 1996, a apărut pe paginile presei de aviație o fotografie a unui model de luptător promițător cu un KOS, prezentată conducerii Forțelor Aeriene Ruse. Spre deosebire de modelul american X-29A, noua mașină a fost fabricată conform schemei „triplane” și avea o coadă verticală cu două aripioare. Prezența unui cârlig de frână a sugerat posibilitatea unui luptător pe navă. Vârfurile aripilor adăposteau lansatoare de rachete aer-aer.

În vara anului 1997, prototipul luptătorului celei de-a cincea generații a Sukhoi Design Bureau (precum și „rivalul” său MAPO-MIG, cunoscut sub numele de „1-42”) se afla deja pe teritoriul Institutului de cercetare a zborului Gromov din Jukovski. În septembrie, a început rulajul de mare viteză, iar în 25 a aceleiași luni, avionul, care a aflat indicele de lucru al Su-47 și mândrul nume „Berkut”, pilotat de pilotul de testare Igor Votintsev, a efectuat primul său zbor. Trebuie remarcat faptul că aeronava rusă a rămas în urma rivalului său american - primul luptător cu experiență Lockheed-Martin F-22A Raptor (Eagle-Burial) cu doar 18 zile (Raptorul a efectuat primul său zbor pe 7 septembrie, pe 14 septembrie, din nou a decolat, după care zborurile au fost oprite până în iulie 1998, iar F-22A a fost finalizat).

Să încercăm să ne facem o idee despre noua aeronavă a Sukhoi Design Bureau, pe baza fotografiilor unei aeronave experimentale, precum și a câtorva materiale despre Su-47, publicate pe paginile presei rusești și străine.

„Berkut” este realizat conform schemei aerodinamice „triplan integral longitudinal”, care a devenit o caracteristică a aeronavei acestui OKW. Aripa se împerechează lin cu fuzelajul, formând un singur sistem de rulment. Caracteristicile aspectului includ fluxuri de aripi dezvoltate, sub care sunt plasate prize de aer nereglate ale motoarelor, având o formă de secțiune transversală aproape de un sector al unui cerc.

Cadrul aeronavei este realizat cu o utilizare extinsă a materialelor compozite (CM). Utilizarea compozitelor avansate oferă o creștere a eficienței greutății cu 20-25%, o resursă - de 1,5-3,0 ori, o rată de utilizare a materialului de până la 0,85, o scădere a costurilor forței de muncă pentru piesele de fabricație cu 40-60%, ca precum și obținerea caracteristicilor tehnice termice și radio necesare. În același timp, experimentele efectuate în Statele Unite în cadrul programului F-22 indică o supraviețuire mai redusă în luptă a structurilor CFRP comparativ cu structurile din aliaje de aluminiu și titan.

Aripa luptătorului are o porțiune rădăcină dezvoltată cu o mătură mare (aproximativ 750) cu unghi drept de-a lungul marginii anterioare și o parte în consolă cu o mătură înainte care se împerechează lin cu ea (aproximativ 200 de-a lungul marginii anterioare). Aripa este echipată cu flaperoni, care ocupă mai mult de jumătate din întindere, precum și aleroane. Poate că, pe lângă partea din față, există și șosete deflectabile (deși fotografiile publicate ale Su-47 nu ne permit să facem o concluzie clară despre prezența lor).

Coada orizontală frontală care se mișcă în întregime (PGO) cu o întindere de aproximativ 7,5 m are o formă trapezoidală. Unghiul său de măturare de-a lungul marginii anterioare este de aproximativ 500. Coada orizontală din spate a unei zone relativ mici este, de asemenea, făcută complet rotitoare, cu un unghi de măturare de-a lungul frontului, cu excepția a aproximativ 750. Intervalul său este de aproximativ 8 m.

Coada verticală cu două aripioare, cu cârme, este atașată la secțiunea centrală a aripii și are o „cambră” spre exterior.

Baldachinul cabinei Su-47 este aproape identic cu cel al luptătorului Su-27. Cu toate acestea, pe modelul aeronavei, a cărei fotografie a apărut pe paginile presei străine, lanterna este impecabilă, ca cea a Raptorului american (aceasta îmbunătățește vizibilitatea, ajută la reducerea semnăturii radarului, dar complică procesul de ejecție).

Suporturile principale ale trenului de aterizare cu o singură roată ale Su-47 sunt atașate la fuselaj și retrase înainte în zbor, cu roțile transformându-se în nișe în spatele prizelor de aer ale motorului. Suportul cu două roți din față se retrage în fuselaj înainte în direcția zborului. Baza șasiului este de aproximativ 8 m, pista are 4 m.

Presa a raportat că prototipul aeronavei a fost echipat cu două motoare ale Perm NPO Aviadvigatel D-30F6 (2x15500 kgf, greutate uscată 2x2416 kg), care au fost folosite și la luptătorii interceptori MiG-31. Cu toate acestea, în viitor, aceste motoare cu turbofan vor fi înlocuite în mod evident cu motoare de generația a cincea.

Nu există nicio îndoială că noua mașină folosește cele mai moderne echipamente de la bord create de industria internă - un EDSU digital multicanal, un sistem automat de control integrat, un complex de navigație, care include un INS bazat pe giroscop cu laser în combinație cu navigația prin satelit și o „hartă digitală”, care au găsit deja aplicații pe mașini precum Su-30MKI, Su-32/34 și Su-32FN / 34.

Este probabil ca aeronava să fie echipată (sau va fi echipată cu) o nouă generație de sisteme integrate de susținere a vieții și de evacuare a echipajului.

Pentru a controla aeronava, precum și pe Su-47, este probabil să se utilizeze un buton de control lateral cu viteză redusă și o clapetă de accelerație.

Amplasarea și dimensiunea antenelor echipamentelor radio-electronice din bor mărturisesc dorința proiectanților de a oferi vizibilitate generală. În plus față de radarul principal aerian, situat în nas sub carenajul cu nervuri, luptătorul are două antene retrovizoare instalate între aripile și duzele motorului. Șosetele cozii verticale, aripile și PGO sunt, de asemenea, probabil ocupate de antene în diverse scopuri (acest lucru este demonstrat de culoarea lor albă, care este tipică pentru carenajele transparente radio domestice).

Deși nu există informații despre stația de radar aeriană folosită pe aeronava Berkut, indirect despre potențialele capacități ale complexului radar al luptătorilor de generația a cincea, care pot fi create pe baza Su-47, pot fi apreciate după informațiile publicat în presa deschisă despre noul radar aerian, dezvoltat din 1992 de către asociația „Phazotron” pentru luptătorii promițători. Stația este proiectată pentru a fi plasată în nasul unei aeronave din „categoria de greutate” Su-35/47. Are o antenă matricială cu fază plană și funcționează în banda X. Potrivit reprezentanților ONG-urilor, pentru a extinde aria de acoperire în planurile vertical și orizontal, se presupune că este posibilă combinarea scanării electronice și mecanice, ceea ce va mări câmpul vizual al noului radar cu 600 în toate direcțiile.. Gama de detectare a obiectivelor aeriene este de 165-245 km (în funcție de RCS). Stația este capabilă să urmărească simultan 24 de ținte, asigurând utilizarea simultană a armelor de rachetă împotriva a opt avioane inamice.

„Berkut” poate fi, de asemenea, echipat cu o stație de localizare optică situată în fuselajul din față, în fața baldachinului pilotului. La fel ca în luptătoarele SU-33 și SU-35, carenajul stației este deplasat spre dreapta pentru a nu limita viziunea pilotului. Prezența unei stații optice de localizare, care include probabil echipamente de televiziune, imagistică termică și laser, precum și o stație radar cu vedere din spate, distinge mașina rusă de analogul american al F-22A.

În conformitate cu canoanele tehnologiei stealth, cea mai mare parte a armamentului de la bordul vehiculelor de luptă create pe baza Berkut va fi plasat în mod evident în interiorul aeronavei. În condițiile în care aeronava va funcționa într-un spațiu aerian care nu are o acoperire puternică de rachete antiaeriene și împotriva unui inamic care nu are luptători moderni, este permisă creșterea sarcinii de luptă prin plasarea unora dintre arme pe hardpoint-uri externe.

Prin analogie cu Su-35 și Su-47, se poate presupune că noul vehicul multifuncțional va transporta rachete aer-aer ultra-lungi și cu rază lungă de acțiune, în special UR, cunoscut sub numele de KS-172 (acest rachetă în două etape capabilă să dezvolte viteză hipersonică și echipată cu un sistem combinat de aderare, capabil să înghinească ținte aeriene la o distanță de peste 400 km). Utilizarea unor astfel de rachete va necesita probabil desemnarea unei ținte externe.

Cu toate acestea, „calibrul principal” al unui luptător promițător, evident, vor fi lansatoarele de rachete cu rază medie de acțiune de tipul RVV-AE, care au un sistem de radar de acțiune final activ și sunt optimizate pentru plasarea în compartimentele de încărcare a aeronavelor (are un aspectul aripii și cârme de rețea pliabile). NPO Vympel a anunțat teste de zbor de succes pe aeronava Su-27 a unei versiuni îmbunătățite a acestei rachete, echipată cu un motor ramjet de ceață (ramjet). Noua modificare are o autonomie și o viteză crescute.

Ca și până acum, rachetele aer-aer cu rază scurtă de acțiune ar trebui să joace, de asemenea, un rol important în armamentul aeronavei. La expoziția MAKS-97, a fost demonstrată o nouă rachetă din această clasă, K-74, creată pe baza UR R-73 și diferită de aceasta din urmă printr-un sistem termic îmbunătățit de reglare cu un unghi de captare țintă crescut de la 80-900 la 1200. Utilizarea unui nou cap de reglare termică (TGS) a făcut, de asemenea, posibilă creșterea intervalului maxim de distrugere a țintei cu 30% (până la 40 km). Dezvoltarea K-74 a început la mijlocul anilor 1980 și a început testele de zbor în 1994. Racheta este în prezent gata pentru producția în serie.

Pe lângă crearea unui căutător îmbunătățit pentru UR K-74, NPO Vympel lucrează la o serie de alte rachete cu rază scurtă de acțiune, echipate și cu un sistem de control al vectorului de tracțiune al motorului.

Probabil că tunul GSh-301 de 30 mm va fi păstrat și ca parte a armamentului de la bordul luptătorilor promițătoare.

La fel ca alte aeronave multifuncționale interne - Su-30MKI, Su-35 și Su-47, noua aeronavă, evident, va purta și arme de atac - clasa aer-suprafață UR și KAV de înaltă precizie pentru angajarea țintelor terestre și de suprafață, ca precum și inamicul radar.

Capacitățile sistemului defensiv, care pot fi instalate pe un luptător promițător, pot fi judecate după exponatele demonstrate la expoziția MAKS-97. În special, întreprinderea Aviakonversiya a demonstrat o țintă de momeală combinată (KLC) pentru protecția împotriva rachetelor cu capete de radare, termice și laser. Spre deosebire de dispozitivele de protecție pasivă utilizate pe aeronavele de luptă interne și străine, KLC este eficientă pe toate lungimile de undă utilizate în capetele de rotație ale rachetelor aer-aer și sol-aer. KLC este o zonă de ardere formată departe de aeronava protejată datorită utilizării unui flux direcționat de gaze. Un lichid inflamabil este introdus în jet (în special, poate fi combustibilul utilizat de motoarele aeronavelor), pulverizat pentru a obține un amestec combustibil-gaz, care este apoi aprins. Arderea este menținută pentru o perioadă de timp prestabilită.

Radiația termică a zonei de ardere este o țintă falsă pentru muniția cu căutător, care funcționează în domeniul infraroșu. Compoziția spectrală a norului care arde este identică cu compoziția spectrală a radiației obiectului protejat (se folosește același combustibil), ceea ce nu permite TGS să distingă o țintă falsă prin caracteristici spectrale și găsirea unei ținte false la o distanța fixă de obiectul real nu permite TGS să-l selecteze după caracteristicile traiectoriei.

Pentru a proteja împotriva munițiilor cu un sistem de ghidare radar, în KLC sunt folosiți aditivi care formează plasmă, ceea ce duce la o creștere a reflexiei undelor radio din zona de ardere. Astfel de aditivi formează electroni liberi la temperatura de ardere. Când concentrația lor este suficient de mare, norul care arde reflectă undele radio ca un corp metalic.

Pentru gama de lungimi de undă a laserului, se utilizează pulberi fin dispersate de substanțe ale corpurilor de lucru ale laserelor. În procesul de ardere, ele fie emit unde electromagnetice la aceeași frecvență cu care funcționează laserul de iluminare țintă, fie, fără ardere, sunt efectuate din zona de ardere și, în timpul răcirii, emit unde electromagnetice în domeniul necesar. Puterea de radiație trebuie să corespundă puterii semnalului reflectat de obiectul protejat atunci când este iluminat de laserul inamicului. Este reglementat de selectarea substanțelor adăugate la lichidul inflamabil și cantitatea acestora.

În mai multe publicații, fără referire la surse, sunt publicate caracteristicile noii aeronave. Dacă corespund realității, atunci „Berkut”, în ansamblu, se află în „categoria de greutate” a luptătorului Su-27 și a versiunilor sale modificate. Aerodinamica avansată și un sistem de control al vectorului de tracțiune ar trebui să ofere adepților luptătorilor promițători ai Su-47 superioritate în lupta aeriană manevrabilă strânsă asupra tuturor adversarilor potențiali existenți sau preziși. Toți ceilalți luptători, la întâlnirea cu rusul Berkut și americanul Gravedigger Eagle, au o șansă foarte modestă de a se întoarce la aerodromul lor. Legile cursei înarmărilor (care, desigur, nu s-au încheiat după „autodizolvarea” URSS) sunt crude.

La un moment dat, apariția corăbiei „Dreadnought” a făcut ca toate corăbierele construite anterior să cadă. Istoria este repetitivă.