Aceasta este o continuare a articolului anterior. Pentru completitudine, vă sfătuiesc să citiți prima parte.
Continuând să comparăm capacitățile luptătorilor generației 4 ++ cu generația a 5-a, ne îndreptăm către cei mai străluciți reprezentanți ai producției. Bineînțeles, acestea sunt Su-35 și F-22. Acest lucru nu este pe deplin corect, așa cum am spus în prima parte, dar totuși.
Su-35 este o dezvoltare a legendarului Su-27. Cred că este unicitatea strămoșului său, toată lumea își amintește. Până în 1985, F-15 a domnit în aer timp de nouă ani. Dar starea de spirit de peste mări a scăzut când a început să fie adoptat primul serial Su-27. Un luptător cu super-manevrabilitate, capabil să atingă unghiuri de atac inaccesibile anterior, în 1989 demonstrând pentru prima dată tehnica Cobra Pugachev, este dincolo de îndemâna concurenților occidentali. Bineînțeles, noua sa „treizeci și cincea” modificare a absorbit toate avantajele strămoșului și a adăugat o serie de caracteristici ale acestuia, aducând designul „douăzeci și șapte” la ideal.
O caracteristică izbitoare a Su-35-urilor, precum și a celorlalte avioane din generația 4+, este vectorul de tracțiune deviat. Din anumite motive necunoscute, este frecventă doar în țara noastră. Este acest element atât de unic încât nimeni nu îl poate duplica? Tehnologia vectorului de tracțiune deviat a fost testată și pe avioane americane de a patra generație. General Electric a dezvoltat duza AVEN, care a fost instalată și testată pe avionul F-16VISTA în 1993. Fig. # 1. Pratt Whitney a dezvoltat duza PYBBN (mai bună decât GE) instalată și testată pe F-15ACTIVE în 1996. Fig. Nr. 2. În 1998, a fost testată duza deflectabilă TVN pentru Eurofighter. Cu toate acestea, niciun avion occidental din a patra generație nu a primit OVT din serie, în ciuda faptului că modernizarea și producția continuă până în prezent.
Figura 1
Figura # 2
Având tehnologiile adecvate pentru devierea vectorului de împingere, în 1993 (AVEN) au decis să nu le folosească pe F-22. Au mers pe cealaltă direcție, creând duze dreptunghiulare pentru a reduce semnătura radar și termică. Ca bonus, aceste duze sunt deviate numai în sus și în jos.
Care este motivul unei asemenea antipatii față de Occident pentru vectorul de forță deviat? Pentru a face acest lucru, să încercăm să ne dăm seama pe ce se bazează lupta aeriană strânsă și cum se poate aplica un vector de împingere deviat în ea.
Manevrabilitatea aeronavei este determinată de forțele G. La rândul lor, acestea sunt limitate de puterea aeronavei, de abilitățile fiziologice ale persoanei și de unghiurile de atac limitate. Raportul împingere / greutate al aeronavei este, de asemenea, important. La manevrare, sarcina principală este schimbarea direcției vectorului vitezei sau poziția unghiulară a aeronavei în spațiu cât mai repede posibil. De aceea, problema cheie în manevră este virajul constant sau forțat. Cu o îndoire constantă, planul schimbă direcția vectorului de mișcare cât mai repede posibil, fără a pierde viteza. Întoarcerea forțată se datorează unei schimbări mai rapide a poziției unghiulare a aeronavei în spațiu, dar este însoțită de pierderi active de viteză.
UN. Lapchinsky, în cărțile sale despre Primul Război Mondial, a citat cuvintele mai multor piloți ași occidentali: asul german Nimmelmann a scris: „Sunt dezarmat cât sunt mai jos”; Belke a spus: „Principalul lucru în lupta aeriană este viteza verticală”. Ei bine, cum să nu ne amintim de formula celebrului A. Pokryshkina: "Înălțime - viteză - manevră - foc".
După ce am structurat aceste afirmații cu paragraful anterior, putem înțelege că viteza, altitudinea și raportul forță-greutate vor fi decisive în lupta aeriană. Aceste fenomene pot fi combinate cu conceptul de altitudine de zbor de energie. Se calculează conform formulei prezentate în Figura 3. Unde El este nivelul de energie al aeronavei, H este altitudinea de zbor, V2 / 2g este altitudinea cinetică. Schimbarea altitudinii cinetice în timp se numește viteza de urcare a energiei. Esența practică a nivelului de energie constă în posibilitatea redistribuirii acestuia de către pilot între altitudine și viteză, în funcție de situație. Cu o rezervă de viteză, dar lipsă de altitudine, pilotul poate completa dealul, așa cum a lăsat moștenirea lui Nimmelmann, și poate obține un avantaj tactic. Abilitatea pilotului de a gestiona în mod competent rezerva de energie disponibilă este unul dintre factorii definitori ai luptei aeriene.
Figura №3
Acum înțelegem că atunci când manevrează pe viraje stabilite, avionul nu își pierde energia. Aerodinamica și forța motoarelor echilibrează rezistența. În timpul unui viraj forțat, energia aeronavei se pierde, iar durata unor astfel de manevre nu este limitată doar de viteza minimă evolutivă a aeronavei, ci și de cheltuirea avantajului energetic.
Din formula din Figura 3, putem calcula parametrul ratei de urcare a aeronavei, așa cum am spus mai sus. Dar acum absurditatea datelor privind rata de urcare, care sunt date în surse deschise pentru anumite aeronave, devine clară, deoarece este un parametru dinamic în schimbare, care depinde de altitudine, viteza de zbor și suprasarcină. Dar, în același timp, este cea mai importantă componentă a nivelului de energie al aeronavei. Pe baza celor de mai sus, potențialul aeronavei în ceea ce privește câștigul de energie poate fi determinat în mod condiționat de calitatea sa aerodinamică și de raportul forță-greutate. Acestea. potențialul aeronavei cu cea mai slabă aerodinamică poate fi egalizat prin creșterea tracțiunii motoarelor și invers.
Bineînțeles, este imposibil să câștigi o bătălie numai cu energia. Nu mai puțin importantă este caracteristica de turnabilitate a aeronavei. Pentru aceasta, formula prezentată în Figura 4 este valabilă. Se poate observa că caracteristicile turnabilității aeronavei depind în mod direct de forțele g Ny. În consecință, pentru o rotație constantă (fără pierderi de energie), Nyр este important - suprasarcina disponibilă sau normală, iar pentru o rotație forțată Nyпр - suprasarcina de tracțiune maximă. În primul rând, este important ca acești parametri să nu depășească limitele supraîncărcării operaționale a Noii aeronave, adică limita de rezistență. Dacă această condiție este îndeplinită, atunci cea mai importantă sarcină în proiectarea aeronavei va fi aproximarea maximă a Nyp la Nye. În termeni mai simpli, capacitatea unei aeronave de a efectua manevre într-un interval mai larg fără a pierde viteza (energia). Ce afectează Nyp? Bineînțeles, aerodinamica aeronavei, cu cât este mai mare calitatea aerodinamică, cu atât este mai mare valoarea posibilă a lui Nyр, la rândul său, indicele sarcinii pe aripă afectează îmbunătățirea aerodinamicii. Cu cât este mai mic, cu atât este mai mare turnabilitatea aeronavei. De asemenea, raportul împingere / greutate al aeronavei afectează Nyp, principiul despre care am vorbit mai sus (în sectorul energetic) este valabil și pentru turnabilitatea aeronavei.
Figura №4
Simplificând cele de mai sus și nu atingând încă abaterea vectorului de tracțiune, observăm pe bună dreptate că cei mai importanți parametri pentru o aeronavă manevrabilă vor fi raportul tracțiune-greutate și încărcarea aripilor. Îmbunătățirile lor pot fi limitate doar de costurile și capacitățile tehnice ale producătorului. În acest sens, graficul prezentat în Figura 5 este interesant, oferă o înțelegere a motivului pentru care F-15 până în 1985 a fost stăpânul situației.
Poza nr. 5
Pentru a compara Su-35 cu F-22 în luptă strânsă, trebuie mai întâi să apelăm la strămoșii lor, și anume Su-27 și F-15. Să comparăm cele mai importante caracteristici disponibile pentru noi, cum ar fi raportul forță-greutate și încărcarea aripilor. Cu toate acestea, se pune întrebarea, pentru ce masă? În Manualul de zbor al avionului, greutatea normală la decolare este calculată pe baza a 50% din combustibilul din tancuri, două rachete cu rază medie de acțiune, două rachete cu rază scurtă de acțiune și sarcina de muniție a tunului. Dar masa maximă de combustibil a Su-27 este mult mai mare decât cea a F-15 (9400 kg față de 6109 kg), prin urmare, rezerva de 50% este diferită. Aceasta înseamnă că F-15 va avea în avans un avantaj de greutate mai mic. Pentru a face comparația mai onestă, propun să luăm ca probă masa de 50% din combustibilul Su-27, astfel încât să obținem două rezultate pentru Eagle. Ca armament al Su-27, acceptăm două rachete R-27 pe APU-470 și două rachete R-73 pe p-72-1. Pentru F-15C, armamentul este AIM-7 pe LAU-106a și AIM-9 pe LAU-7D / A. Pentru masele indicate, calculăm raportul forță-greutate și sarcina aripii. Datele sunt prezentate în tabelul din Figura 6.
Figura 6
Dacă comparăm F-15 cu combustibilul calculat pentru acesta, atunci indicatorii sunt foarte impresionanți, totuși, dacă luăm un combustibil egal în masă cu 50% din combustibilul Su-27, atunci avantajul este practic minim. În raportul forță-greutate, diferența este cu sutimi, dar în ceea ce privește sarcina pe aripă, F-15 este totuși decent înainte. Pe baza datelor calculate, „Vulturul” ar trebui să aibă un avantaj în lupta aeriană strânsă. Dar, în practică, bătăliile de antrenament între F-15 și Su-27, de regulă, au rămas la noi. Din punct de vedere tehnologic, Sukhoi Design Bureau nu a reușit să creeze o aeronavă la fel de ușoară ca și concurenții, nu este un secret faptul că, în ceea ce privește greutatea avionicii, am fost întotdeauna puțin inferiori. Cu toate acestea, designerii noștri au luat o cale diferită. În competițiile de antrenament, nimeni nu a folosit „Cobra lui Pugachev” și nu a folosit OVT (nu a existat încă). Aerodinamica perfectă a lui Sukhoi i-a oferit un avantaj semnificativ. Dispunerea integrală a fuselajului și calitatea aerodinamică în 11, 6 (pentru F-15c 10) au neutralizat avantajul încărcării cu aripă a F-15.
Cu toate acestea, avantajul Su-27 nu a fost niciodată copleșitor. În multe situații și în condiții de zbor diferite, F-15c poate concura, deoarece majoritatea depind în continuare de calificările pilotului. Acest lucru poate fi urmărit cu ușurință din graficele de manevrabilitate, care vor fi discutate mai jos.
Revenind la comparația aeronavei de a patra generație cu a cincea, vom compila un tabel similar cu caracteristicile raportului împingere-greutate și încărcare aripilor. Acum vom lua datele despre Su-35 ca bază pentru cantitatea de combustibil, deoarece F-22 are mai puține rezervoare (Fig. 7). Armamentul lui Sushka include două rachete RVV-SD pe AKU-170 și două rachete RVV-MD pe P-72-1. Armamentul Raptorului este două AIM-120 pe LAU-142 și două AIM-9 pe LAU-141 / A. Pentru imaginea generală, se dau și calcule pentru T-50 și F-35A. Ar trebui să fiți sceptici cu privire la parametrii T-50, deoarece sunt estimări, iar producătorul nu a dat date oficiale.
Figura №7
Tabelul din Figura 7 prezintă în mod clar principalele avantaje ale aeronavei de generația a cincea față de a patra. Decalajul dintre încărcarea aripilor și raportul forță-greutate este mult mai semnificativ decât cel al modelelor F-15 și Su-27. Potențialul de energie și creșterea Nyp în a cincea generație sunt mult mai mari. Una dintre problemele aviației moderne - multifuncționalitatea, a afectat și Su-35. Dacă arată bine cu raportul împingere / greutate la arzător, atunci sarcina pe aripă este inferioară chiar și Su-27. Acest lucru arată în mod clar că proiectarea cadrului de aeronave a celei de-a patra generații nu poate, ținând seama de modernizare, să atingă indicatorii celei de-a cincea.
Trebuie remarcată aerodinamica modelului F-22. Nu există date oficiale privind calitatea aerodinamică, totuși, potrivit producătorului, este mai mare decât cea a modelului F-15c, fuselajul are un aspect integral, sarcina aripii este chiar mai mică decât cea a Eagle.
Motoarele trebuie notate separat. Deoarece doar Raptorul are motoare de a cincea generație, acest lucru se remarcă mai ales în raportul forță-greutate în modul „maxim”. Debitul specific în modul „afterburner”, de regulă, este mai mult de două ori debitul în modul „maxim”. Timpul de funcționare al motorului la „post-arzător” este semnificativ limitat de rezervele de combustibil ale aeronavei. De exemplu, Su-27 pe „afterburner” mănâncă mai mult de 800 kg de kerosen pe minut, prin urmare, o aeronavă cu un raport mai bun împingere / greutate la „maxim” va avea avantaje în tracțiune pentru o perioadă mult mai lungă de timp. De aceea Izd 117s nu este un motor de a cincea generație și nici Su-35s, nici T-50 nu au avantaje în raportul forță-greutate față de F-22. În consecință, pentru T-50, motorul de generația a cincea „tip 30” dezvoltat este foarte important.
Unde din toate cele de mai sus este încă posibil să se aplice vectorul de împingere deviat? Pentru aceasta, consultați graficul din Figura 8. Aceste date au fost obținute pentru manevra orizontală a luptătorilor Su-27 și F-15c. Din păcate, date similare pentru Su-35 nu sunt încă disponibile publicului. Acordați atenție limitelor virajului constant pentru înălțimi de 200 m și 3000 m. De-a lungul ordonatei, putem vedea că în intervalul 800-900 km / h pentru înălțimile indicate, se atinge cea mai mare viteză unghiulară, care este 15 și, respectiv, 21 grade / s. Este limitată doar de supraîncărcarea aeronavei în intervalul de la 7, 5 la 9. Această viteză este considerată cea mai avantajoasă pentru desfășurarea unei lupte aeriene apropiate, deoarece poziția unghiulară a aeronavei în spațiu se schimbă cât mai repede posibil. Revenind la motoarele de a cincea generație, o aeronavă cu un raport mai mare forță-greutate și capabilă de mișcare supersonică fără utilizarea post-arzătorului câștigă un avantaj energetic, deoarece poate folosi viteza de urcare până când se încadrează în intervalul cel mai avantajos pentru BVB.
Figura №8
Dacă extrapolăm graficul din Figura 8 pe Su-35s cu un vector de împingere deviat, cum se poate schimba situația? Răspunsul este perfect vizibil din grafic - în niciun caz! Deoarece limita în unghiul limitativ de atac (αadd) este mult mai mare decât limita de rezistență a aeronavei. Acestea. controalele aerodinamice nu sunt pe deplin utilizate.
Luați în considerare graficul de manevră orizontală pentru înălțimi de 5000-7000 m, prezentat în Figura 9. Cea mai mare viteză unghiulară este de 10-12 grade / s și este atinsă în intervalul de viteză 900-1000 km / h. Este plăcut să observăm că Su-27 și Su-35 au în această gamă avantaje decisive. Cu toate acestea, aceste înălțimi nu sunt cele mai avantajoase pentru BVB, datorită scăderii vitezei unghiulare. Cum ne poate ajuta vectorul de forță deviat în acest caz? Răspunsul este perfect vizibil din grafic - în niciun caz! Deoarece limita în unghiul limitativ de atac (αadd) este mult mai mare decât limita de rezistență a aeronavei.
Figura №9
Deci, unde se poate realiza avantajul vectorului de împingere deviat? La înălțimi peste cele mai avantajoase și la viteze sub cele optime pentru BVB. În același timp, dincolo de limitele inversării stabilite, adică cu un viraj forțat, în care energia aeronavei este deja consumată. În consecință, OVT se aplică numai în cazuri speciale și cu o sursă de energie. Astfel de moduri nu sunt atât de populare în BVB, dar, desigur, este mai bine atunci când există posibilitatea unei abateri vectoriale.
Acum să ne întoarcem puțin la istorie. În timpul exercițiilor cu Steagul Roșu, F-22 a câștigat în mod constant victorii asupra aeronavei de a patra generație. Există doar cazuri izolate de pierdere. Nu s-a întâlnit niciodată cu Su-27/30/35 la Red Flag (cel puțin nu există astfel de date). Cu toate acestea, Su-30MKI a participat la Steagul Roșu. Rapoartele de concurs pentru 2008 sunt disponibile online. Desigur, Su-30MKI avea un avantaj față de vehiculele americane, precum Su-27 (dar în niciun caz datorită OVT și nu copleșitor). Din rapoarte, putem vedea că Su-30MKI de pe steagul roșu a arătat o viteză unghiulară maximă în regiunea de 22 grade / s (cel mai probabil la viteze în regiunea de 800 km / h, vezi graficul), la rândul său, F-15c a introdus viteza unghiulară de 21 grade / sec (viteze similare). Este curios că F-22 a arătat o viteză unghiulară de 28 grade / s în timpul acelorași exerciții. Acum înțelegem cum poate fi explicat acest lucru. În primul rând, supraîncărcarea în anumite moduri ale F-22 nu este limitată la 7, ci este 9 (consultați Manualul de zbor al avionului pentru Su-27 și F-15). În al doilea rând, datorită încărcării inferioare a aripii și a raportului mai mare forță-greutate, limitele virajului constant în graficele noastre pentru F-22 se vor deplasa în sus.
În mod separat, trebuie remarcat acrobatica unică care poate fi demonstrată de Su-35. Sunt atât de aplicabile în lupta aeriană apropiată? Cu ajutorul unui vector de împingere deviat, se efectuează figuri precum „Florova Chakra” sau „Clătite”. Ce unește aceste cifre? Acestea sunt efectuate la viteze mici pentru a intra în supraîncărcare operațională, departe de a fi cea mai profitabilă din BVB. Planul își schimbă brusc poziția față de centrul de masă, deoarece vectorul viteză, deși se deplasează, nu se schimbă dramatic. Poziția unghiulară în spațiu rămâne neschimbată! Care este diferența dintre o rachetă sau o stație radar pe care avionul se învârte pe axa sa? Absolut niciunul, în timp ce își pierde și el energia de zbor. Poate că cu astfel de salturi putem întoarce focul asupra inamicului? Aici este important să înțelegem că înainte de lansarea rachetei, aeronava trebuie să se blocheze pe țintă, după care pilotul trebuie să dea „consimțământul” apăsând butonul „enter”, după care datele sunt transmise rachetei și lansării Se efectuează. Cât o să dureze? Evident, mai mult decât fracțiuni de secundă, care sunt cheltuite cu „clătite” sau „chakra”, sau altceva. Mai mult, toate acestea sunt, de asemenea, la pierderea evidentă a vitezei și cu o pierdere de energie. Dar este posibil să lansezi rachete cu rază scurtă de acțiune cu capete termice fără captură. În același timp, sperăm că însuși căutătorul rachetei va capta ținta. În consecință, direcția vectorului vitezei atacatorului ar trebui să coincidă aproximativ cu vectorul inamicului, altfel racheta, prin inerția primită de la purtător, va părăsi zona posibilă captură de către căutătorul său. O problemă este că această condiție nu este îndeplinită, deoarece vectorul viteză nu se schimbă dramatic cu astfel de acrobatici aeriene.
Luați în considerare cobra lui Pugachev. Pentru ao realiza, este necesar să opriți automatele, care este deja o condiție controversată pentru lupta aeriană. Cel puțin, calificările piloților de luptă sunt semnificativ mai mici decât cele ale acilor acrobatici, și chiar acest lucru trebuie făcut cu bijuterii în condiții extrem de stresante. Dar aceasta este cea mai mică dintre rele. Cobra se efectuează la altitudini în regiunea de 1000 m și viteze în intervalul de 500 km / h. Acestea. avionul ar trebui să fie inițial la viteze mai mici decât cele recomandate pentru BVB! În consecință, el nu poate ajunge la ei până când inamicul nu pierde aceeași cantitate de energie, pentru a nu-și pierde avantajul tactic. După executarea „cobrei”, viteza aeronavei scade în limita a 300 km / h (pierdere instantanee de energie!) Și se încadrează în intervalul minim evolutiv. În consecință, „Uscarea” trebuie să intre într-o scufundare pentru a câștiga viteză, în timp ce inamicul nu numai că păstrează avantajul în viteză, ci și în înălțime.
Cu toate acestea, o astfel de manevră poate oferi beneficiile necesare? Există o părere că, cu o astfel de frânare, putem lăsa adversarul să meargă înainte. În primul rând, Su-35 are deja capacitatea de a frâna cu aer fără a fi nevoie să opriți automatizarea. În al doilea rând, așa cum se știe din formula energiei zborului, este necesar să încetinim prin urcare și nu într-un alt mod. În al treilea rând, în lupta modernă, ce ar trebui să facă un adversar aproape de coadă fără să atace? Văzând în fața ta „Uscarea”, efectuarea „cobrei”, cât de ușor va fi să țintești spre zona mărită a inamicului? În al patrulea rând, așa cum am spus mai sus, nu va funcționa pentru a captura ținta cu o astfel de manevră, iar o rachetă lansată fără captură va intra în laptele inerției rezultate. Un astfel de eveniment este prezentat schematic în Figura 17. În al cincilea rând, aș vrea să întreb din nou cum s-a apropiat inamicul atât de mult fără să fie atacat mai devreme și de ce „Cobra” când este posibil să faci „Gorka” în timp ce conservi energia?
Figura №10
De fapt, răspunsul la multe întrebări despre acrobatie aeriană este extrem de simplu. Spectacolele demonstrative și spectacolele nu au nimic de-a face cu tehnici reale în lupta aeriană apropiată, deoarece sunt efectuate în moduri de zbor care nu sunt evident aplicabile în BVB.
În acest sens, toată lumea trebuie să concluzioneze singur cât de mult este capabil să reziste aeronava din generația 4 ++ aeronavei din a cincea generație.
În a treia parte, vom vorbi mai detaliat despre F-35 și T-50 în comparație cu concurenții.
