Su -47 "Berkut" - eksperimentell flerbruksjager

2024 Forfatter: Matthew Elmers | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 22:28

Beskrivelse av flyet

I slutten av september 1997 fant en historisk hendelse sted i russisk luftfartshistorie - flyet til et nytt eksperimentelt fly, Su -47 "Berkut", fant sted, som kan bli en prototype av femte generasjon innenriks jagerfly. En rovdyr svart fugl med en hvit nese, som brøt vekk fra betongen på rullebanen til flyplassen i Zhukovsky, forsvant raskt inn i den grå himmelen i nærheten av Moskva og kunngjorde med torden av turbinene begynnelsen på et nytt stadium i russisk biografi jagerfly.

Forskning på utseendet til en femtegenerasjons jagerfly begynte i vårt land, som i USA, på midten av 1970-tallet, da fjerde generasjons fly-SU-27 og MiG-29-bare tok sine "første skritt ". Det nye flyet skulle ha et betydelig høyere kamppotensial enn forgjengerne. Ledende bransjeforskningssentre og designbyråer var involvert i arbeidet. Sammen med kunden ble de viktigste bestemmelsene i konseptet med den nye jagerfly gradvis formulert - multifunksjonalitet, dvs. høy effektivitet i nederlaget for luft-, bakke-, overflate- og undersjøiske mål, tilstedeværelsen av et sirkulært informasjonssystem, utvikling av cruisemoduser ved supersonisk hastighet. Det var også planlagt å oppnå en dramatisk nedgang i flyets synlighet i radar- og infrarøde områder i kombinasjon med overgang av innebygde sensorer til passive metoder for å innhente informasjon, samt til moduser for økt stealth. Den skulle integrere alle tilgjengelige informasjonsverktøy og lage innebygde ekspertsystemer.

Flyet i femte generasjon skulle ha evnen til å utføre allsidig bombardement av mål i nær luftkamp, samt å utføre flerkanals missilskyting under langdistanse kamp. Tilveiebrakt for automatisering av kontroll av informasjon om bord og jamming -systemer; økt kampautonomi på grunn av installasjon av en taktisk situasjonsindikator i cockpiten på et enkelt sete fly med evnen til å blande informasjon (dvs. samtidig utgang og overlapping på en enkelt skala av "bilder" fra forskjellige sensorer), samt bruk av telekodeinformasjonsutvekslingssystemer med eksterne kilder. Aerodynamikken og innebygde systemer til femte generasjons jagerfly skulle gi muligheten til å endre flyets vinkelorientering og bane uten merkbare forsinkelser, uten å kreve streng koordinering og koordinering av bevegelsene til kontrollorganene. Flyet ble pålagt å "tilgi" grove piloteringsfeil i et bredt spekter av flyforhold.

Det var planlagt å utstyre det lovende flyet med et automatisert kontrollsystem på nivået for å løse taktiske problemer, som har en ekspertmodus "for å hjelpe piloten".

Et av de viktigste kravene til den russiske femtegenerasjons jagerfly var "supermanøvrerbarhet" - evnen til å opprettholde stabilitet og kontrollerbarhet ved angrepsvinkler på 900 eller mer. Det skal bemerkes at "supermanøvrerbarhet" opprinnelig fantes i kravene til den amerikanske femtegenerasjons jagerfly, opprettet nesten samtidig med det russiske flyet, under ATF-programmet. Imidlertid, i fremtiden, ble amerikanerne, overfor den vanskelige oppgaven med å kombinere lav sikt, supersonisk marsjfart og "supermanøvrerbarhet" i ett fly, tvunget til å ofre sistnevnte (manøvrerbarheten til den amerikanske ATF / F-22 jagerfly er sannsynligvis bare nærmer seg nivået oppnådd på det moderniserte flyet Su-27, utstyrt med et skyvevektorkontrollsystem). Det amerikanske flyvåpenets avslag på å oppnå supermanøvrerbarhet ble særlig motivert av den raske forbedringen av luftfartsvåpen: utseendet på svært manøvrerbare alle-aspekt-missiler, hjelmmonterte målbetegnelsessystemer og nye hominghoder gjorde det mulig å forlate obligatorisk adgang til fiendens bakre halvkule. Det ble antatt at luftkamp nå ville bli utført på mellomstore avstander, med overgangen til det manøvrerbare stadiet bare som en siste utvei, "hvis noe ble gjort galt."

I historien om militær luftfart har de imidlertid gjentatte ganger forlatt tett manøvrerbar luftkamp, men senere ble teoretiske beregninger tilbakevist av livet - i alle væpnede konflikter (med unntak kanskje av de falske "Desert Storm") jagerflyene som kom i kamp på lange avstander, for eksempel som regel, overførte de den til kortere avstander og endte ofte med et markert kanonslag, og ikke en rakettoppskytning. En situasjon er spådd når forbedring av elektroniske krigsføringssystemer, samt en reduksjon i radaren og termisk signatur av krigere vil føre til en nedgang i den relative effektiviteten til lang- og mellomdistanseraketter. I tillegg vil fienden som raskt vil kunne orientere sin jagerfly i retning av målet ha en fordel, noe som vil gjøre det mulig å gjøre mer bruk av de dynamiske egenskapene til rakettene hans. Under disse forholdene er det spesielt viktig å oppnå høyest mulige vinkelhastigheter med ustabil sving ved både subsonisk og supersonisk hastighet. Derfor forble kravet til supermanøvrerbarhet for den russiske femtegenerasjons jagerfly, til tross for problemets kompleksitet, uendret.

Som en av løsningene som gir de nødvendige manøvreringskarakteristikkene, ble bruk av en fremover svepet vinge (KOS) vurdert. En slik fløy, som gir visse layoutfordeler fremfor en rett feid vinge, ble forsøkt brukt i militær luftfart tilbake på 1940 -tallet.

Det første jetflyet med en vendt fremovervinget var det tyske Junkers Ju-287-bombeflyet. Bilen, som foretok sin første flytur i februar 1944, ble designet for en maksimal hastighet på 815 km / t. I fremtiden dro to erfarne bombefly av denne typen til Sovjetunionen som trofeer.

I de første etterkrigsårene utførte landet vårt eget forskning på KOS i forhold til høyhastighets manøvrerbare fly. I 1945, etter instruksjonene fra LII, begynte designeren P. P. Tsybin med å designe eksperimentelle seilfly som var beregnet på å teste aerodynamikken til lovende jagerfly. Glideren fikk høyde, slept av flyet, og dykket for å akselerere til transoniske hastigheter, inkludert pulverforsterkeren. En av seilflyene, LL-Z, som deltok i forsøk i 1947, hadde en vendt fremover og nådde en hastighet på 1150 km / t (M = 0,95).

På den tiden var det imidlertid ikke mulig å innse fordelene med en slik fløy, tk. KOS viste seg å være spesielt utsatt for aerodynamisk divergens, tap av statisk stabilitet når visse hastigheter og angrepsvinkler ble nådd. Strukturelle materialer og teknologier på den tiden tillot ikke opprettelsen av en fremover-feid vinge med tilstrekkelig stivhet. Skaperne av kampfly kom tilbake til baksvep først på midten av 1970-tallet, da Sovjetunionen og USA begynte å jobbe med å studere utseendet til en femtegenerasjons jagerfly. Bruken av KOS gjorde det mulig å forbedre kontrollen ved lave flygehastigheter og øke den aerodynamiske effektiviteten på alle områder av flymoduser. Det fremover sveipede vingearrangementet ga bedre artikulasjon av vingen og flykroppen, samt optimaliserte trykkfordelingen på vingen og PGO. I følge beregningene fra amerikanske spesialister burde bruk av en fremover svepet vinge på et F-16-fly ha ført til en økning i svinghastigheten med 14%og handlingsradius med 34%, mens takten -av- og landingsavstand ble redusert med 35%. Fremdriften i flykonstruksjonen gjorde det mulig å løse divergensproblemet ved bruk av komposittmaterialer med et rasjonelt arrangement av fibre, noe som øker stivheten i vingen i de gitte retningene.

Opprettelsen av CBS utgjorde imidlertid en rekke komplekse oppgaver, som bare kunne løses som et resultat av storskala forskning. For disse formålene, i USA, etter ordre fra BBC, ble Gruman X-29A-flyet bygget. Maskinen, som hadde Duck aerodynamisk design, var utstyrt med en KOS med en sveipevinkel på 35╟. X-29A var en rent eksperimentell maskin og kunne selvfølgelig ikke tjene som prototype for et ekte kampfly. For å redusere kostnadene ble enheter og samlinger av seriekjempere mye brukt i utformingen (nesen til flykroppen og det fremre landingsutstyret - fra F -5A, hovedlandingsutstyret - fra F -16, etc.). Den første flyvningen med forsøksflyet fant sted 14. desember 1984. Fram til 1991 foretok de to flyene som ble bygget totalt 616 flyvninger. X-29A-programmet brakte imidlertid ikke laurbær til initiativtakerne og blir sett på i USA som mislykket: til tross for bruk av de mest moderne strukturmaterialene, klarte ikke amerikanerne å takle aerodynamisk divergens fullt ut, og KOS var ingen lenger betraktet som en egenskap av lovende luftvåpenskjemper og Den amerikanske marinen (spesielt blant de mange oppsettene som ble studert under JSF-programmet, var det ingen fly som ble feid fremover).

Faktisk var det amerikanske strategiske cruisemissilet Hughes AGM-129 ASM, designet for å bevæpne B-52 bombefly, det eneste flyet med en KOS som kom inn i serien. Imidlertid, i forhold til dette flyet, var valget av en fremover svepet vinge først og fremst på grunn av hensyn til stealth: radarstrålingen reflektert fra vingens forkant ble skjermet av rakettlegemet.

Arbeidet med dannelsen av utseendet til et innenriks manøvrerbart fly med KOS ble utført av de største luftfartsforskningssentrene i landet - TsAGI og SibNIA. Spesielt på TsAGI ble en modell av et fly med KOS, laget på grunnlag av MiG-23-flyet, blåst igjennom, og i Novosibirsk ble utformingen av SU-27 med en fremover-feid vinge studert. Det eksisterende vitenskapelige grunnlaget tillot Sukhoi OKW å takle den enestående vanskelige oppgaven med å lage verdens første supersoniske kampfly med en vendt fremover. I 1996 kom et fotografi av en modell av en lovende jagerfly med KOS, vist for ledelsen i det russiske luftvåpenet, til sidene i luftfartspressen. I motsetning til den amerikanske X-29A, ble den nye maskinen laget i henhold til "triplane" -opplegget og hadde en tofins vertikal hale. Tilstedeværelsen av en bremsekrok antydet muligheten for en skipsbasert jagerfly. Vingespissene inneholdt luft-til-luft-missilskyttere.

Sommeren 1997 var prototypen til femte generasjons jagerfly fra Sukhoi Design Bureau (så vel som dens "rival" MAPO-MIG, kjent som "1-42") allerede på territoriet til Gromov Flight Research Institute i Zhukovsky. I september begynte høyhastighetstaxing, og den 25. i samme måned foretok flyet, som lærte arbeidsindeksen til Su-47 og det stolte navnet "Berkut", pilotert av testpilot Igor Votintsev, sin første flytur. Det skal bemerkes at det russiske flyet haltet etter sin amerikanske rival-den første erfarne Lockheed-Martin F-22A Raptor (Eagle-Burial) jagerflyet med bare 18 dager (Raptor foretok sin første flyvning 7. september, 14. september den igjen tok av, hvoretter flyreiser ble stoppet til juli 1998, og F-22A ble satt ferdig).

La oss prøve å få en ide om det nye flyet til Sukhoi Design Bureau, basert på fotografier av et eksperimentelt fly, samt noen få materialer om Su-47, publisert på sidene til russisk og utenlandsk presse.

"Berkut" er laget i henhold til "longitudinal integral triplane" aerodynamisk opplegg, som har blitt et varemerke for flyet til denne OKW. Vingen parrer seg jevnt med flykroppen og danner et enkelt lagersystem. Funksjonene i oppsettet inkluderer utviklede vingetilstrømninger, under hvilke uregulerte luftinntak til motorene er plassert, med en tverrsnittsform nær en sektor av en sirkel.

Flyrammen til flyet er laget med omfattende bruk av komposittmaterialer (CM). Bruken av avanserte kompositter gir en økning i vekteffektivitet med 20-25%, en ressurs-med 1,5-3,0 ganger, en materialutnyttelsesgrad på opptil 0,85, en reduksjon i lønnskostnader for produksjon av deler med 40-60%, som samt å oppnå de nødvendige termiske og radiotekniske egenskapene. Samtidig indikerer eksperimenter utført i USA under F-22-programmet en lavere kampoverlevelsesevne for CFRP-strukturer sammenlignet med strukturer laget av aluminium og titanlegeringer.

Jagerens vinge har en utviklet rotdel med et stort (ca. 750) rettvinklet fei langs forkanten og en utkragningsdel med en fremover sveiping som jevnt parrer seg med den (ca. 200 langs forkanten). Vingen er utstyrt med flaperons, som opptar mer enn halvparten av spennet, samt ailerons. Kanskje, i tillegg til fronten, er det også avbøybare sokker (selv om de publiserte bildene av Su-47 ikke lar oss trekke en entydig konklusjon om deres tilstedeværelse).

Den fremadgående horisontale halen (PGO) med et spenn på ca 7,5 m har en trapezform. Sveipevinkelen langs forkanten er omtrent 500. Den bakre horisontale halen på et relativt lite område er også svingbar, med en sveipevinkel langs fronten, bortsett fra ca 750. Spennvidden er ca 8 m.

Den tofins vertikale halen med ror er festet til den midterste delen av vingen og har en "camber" utover.

Kalesjen i Su-47 cockpit er nesten identisk med Su-27 jagerfly. Imidlertid, på modellen til flyet, fotografiet som ble vist på sidene i utenlandsk presse, er lommelykten gjort feilfri, slik som den amerikanske Raptor (dette forbedrer synligheten, bidrar til å redusere radarsignaturen, men kompliserer utkastingsprosessen).

De viktigste etthjuls landingshjulsstøttene til Su-47 er festet til flykroppen og trukket innover i flukt med hjulene som blir til nisjer bak motorens luftinntak. Den fremre tohjulsstøtten trekker seg inn i flykroppen fremover i flyretningen. Chassisbasen er omtrent 8 m, banen er 4 m.

Pressen rapporterte at prototypeflyet var utstyrt med to motorer fra Perm NPO Aviadvigatel D-30F6 (2x15500 kgf, tørrvekt 2x2416 kg), som også ble brukt på MiG-31 interceptor jagerfly. Imidlertid vil disse turbofanmotorene åpenbart bli erstattet av femtegenerasjons motorer i fremtiden.

Det er ingen tvil om at den nye maskinen bruker det mest moderne utstyret ombord laget av den innenlandske industrien - en digital flerkanals EDSU, et automatisert integrert kontrollsystem, et navigasjonskompleks, som inkluderer en INS basert på lasergyroskoper i kombinasjon med satellittnavigasjon og et "digitalt kart", som allerede har funnet anvendelse på maskiner som Su-30MKI, Su-32 /34 og Su-32FN / 34.

Flyet er sannsynligvis utstyrt (eller vil bli utstyrt med) en ny generasjon integrerte livsstøtte- og mannskapsutkastsystemer.

For å kontrollere flyet, så vel som på Su-47, er det sannsynlig at en lateral lavhastighets kontrollpinne og en strekkmåler gass brukes.

Plasseringen og størrelsen på antennene til borradioelektronisk utstyr vitner om designernes ønske om å gi allsidig synlighet. I tillegg til den viktigste luftbårne radaren, som ligger i nesen under den ribbede kåpen, har jagerflyet to bakre antenner installert mellom vingen og motorens dyser. Sokkene til den vertikale halen, skjermene og PGO er også sannsynligvis okkupert av antenner for forskjellige formål (dette fremgår av den hvite fargen, som er typisk for innenlandske radiotransparente fairings).

Selv om det ikke er informasjon om luftbåren radarstasjon som brukes på Berkut-flyet, kan indirekte om de potensielle egenskapene til radarkomplekset til femte generasjon jagerfly, som kan opprettes på grunnlag av Su-47, bedømmes ut fra informasjonen publisert i åpen presse om den nye luftbårne radaren, utviklet siden 1992 av "Phazotron" -foreningen for lovende jagerfly. Stasjonen er designet for å bli plassert i nesen på et fly i "vektkategorien" Su-35/47. Den har en flatfaset array-antenne og opererer i X-båndet. Ifølge representanter for frivillige organisasjoner, for å utvide dekningsområdet i de vertikale og horisontale flyene, antas det at det er mulig å kombinere elektronisk og mekanisk skanning, noe som vil øke synsfeltet til den nye radaren med 600 i alle retninger. Deteksjonsområdet for luftmål er 165-245 km (avhengig av RCS). Stasjonen er i stand til å spore 24 mål samtidig og sikre samtidig bruk av missilvåpen mot åtte fiendtlige fly.

"Berkut" kan også utstyres med en optisk lokaliseringsstasjon som ligger i den fremre flykroppen, foran pilotens baldakin. Som i SU-33 og SU-35 jagerfly, flyttes stasjonsfartøyet til høyre for ikke å begrense pilotens syn. Tilstedeværelsen av en optisk lokaliseringsstasjon, som sannsynligvis inkluderer fjernsyn, termisk bildebehandling og laserutstyr, samt en radarstasjon bakfra, skiller den russiske bilen fra den amerikanske analogen til F-22A.

I samsvar med kanonene for stealth -teknologi, vil det meste av den innebygde bevæpningen av kampbiler som er opprettet på grunnlag av Berkut, åpenbart bli plassert inne i flyrammen. Under forhold når flyet skal operere i luftrom som ikke har et kraftig luftvern-missildeksel og mot en fiende som ikke har moderne jagerfly, er det tillatt å øke kampbelastningen ved å plassere noen av våpnene på eksterne hardpoints.

I analogi med Su-35 og Su-47 kan det antas at det nye multifunksjonelle kjøretøyet vil bære ultralange og langdistanse luft-til-luft-missiler, spesielt UR, kjent som KS-172 (dette to-trinns missil som er i stand til å utvikle hypersonisk hastighet og utstyrt med et kombinert homing-system som er i stand til å nå luftmål i en avstand på mer enn 400 km). Bruk av slike missiler vil trolig kreve ekstern målbetegnelse.

Imidlertid vil "hovedkaliberet" til en lovende jagerfly åpenbart være raketter til mellomdistanser av typen RVV-AE, som har et aktivt siste homing radarsystem og er optimalisert for plassering i lasterom i fly (det har en lav sideforhold vinge og sammenleggbare gitterroder). NPO Vympel kunngjorde vellykkede flytester på Su-27-flyet av en forbedret versjon av dette missilet, utstyrt med en dis-ramjet-motor (ramjet). Den nye modifikasjonen har økt rekkevidde og hastighet.

Som før bør luft-til-luft-missiler med kort rekkevidde også spille en viktig rolle når det gjelder bevæpning av fly. På MAKS-97-utstillingen ble en ny rakett av denne klassen, K-74, demonstrert, laget på grunnlag av UR R-73 og skiller seg fra sistnevnte ved et forbedret termisk homing-system med en målfangningsvinkel økt fra 80-900 til 1200. Bruken av et nytt termisk homing -hode (TGS) gjorde det også mulig å øke det maksimale målødeleggelsesområdet med 30% (opptil 40 km). Utviklingen av K-74 begynte på midten av 1980-tallet, og begynte flytester i 1994. Raketten er for tiden klar for serieproduksjon.

I tillegg til å skape en forbedret søker for UR K-74, jobber NPO Vympel med en rekke andre kortdistansemissiler, også utstyrt med et motorstyringsvektorkontrollsystem.

Sannsynligvis vil også 30 mm GSh-301-kanonen beholdes som en del av den lovende jagerflyets innebygde bevæpning.

Som andre innenlandske multifunksjonelle fly-Su-30MKI, Su-35 og Su-47, vil det nye flyet selvsagt også ha streikevåpen-UR- og KAV-luft-til-overflate-klasse med høy presisjon for å engasjere bakken og overflatemål, som så vel som radarfiende.

Evnen til det defensive systemet, som kan installeres på en lovende jagerfly, kan bedømmes av utstillingene som ble demonstrert på MAKS-97-utstillingen. Spesielt demonstrerte Aviakonversiya -virksomheten et kombinert lokkemål (KLC) for beskyttelse mot missiler med radar-, termiske og laserhodeskaller. I motsetning til de passive beskyttelsesanordningene som brukes på innenlandske og utenlandske kampfly, er KLC effektiv i alle bølgelengder som brukes i hodene til luft-til-luft- og overflate-til-luft-missiler. KLC er en forbrenningssone dannet vekk fra det beskyttede flyet på grunn av bruk av en rettet strøm av gasser. En brennbar væske blir introdusert i strålen (spesielt kan det være drivstoffet som brukes av flymotorer), sprayet for å oppnå en drivstoff-gassblanding, som deretter antennes. Forbrenning opprettholdes i en forhåndsbestemt tid.

Termisk stråling i forbrenningssonen er et falskt mål for ammunisjon med søker, som opererer i det infrarøde området. Spektralsammensetningen til den brennende skyen er identisk med den spektrale sammensetningen av strålingen til det beskyttede objektet (det samme drivstoffet brukes), som ikke tillater TGS å skille et falskt mål med spektrale trekk, og å finne et falskt mål ved en fast avstand fra det virkelige objektet tillater ikke TGS å velge det etter banefunksjoner.

For å beskytte mot ammunisjon med et radarstyringssystem brukes plasmadannende tilsetningsstoffer i KLC, noe som fører til en økning i refleksjonen av radiobølger fra forbrenningssonen. Slike tilsetningsstoffer danner frie elektroner ved forbrenningstemperaturen. Når konsentrasjonen er høy nok, reflekterer den brennende skyen radiobølger som et metalllegeme.

For laserbølgelengdeområdet brukes fint dispergerte pulver av stoffer i arbeidslegemene til lasere. I brenningsprosessen avgir de enten elektromagnetiske bølger med samme frekvens som målbelysningslaseren fungerer, eller, uten å brenne, blir ført ut av forbrenningsområdet og, under avkjøling, avgir de elektromagnetiske bølger i det nødvendige området. Strålingskraften må tilsvare kraften til signalet som reflekteres fra det beskyttede objektet når den lyses opp av fiendens laser. Det reguleres av valg av stoffer tilsatt den brennbare væsken og mengden.

I en rekke publikasjoner, uten referanse til kildene, blir egenskapene til det nye flyet publisert. Hvis de samsvarer med virkeligheten, er "Berkut", som helhet, i "vektkategorien" til Su-27-jagerflyet og dets modifiserte versjoner. Avansert aerodynamikk og et vektkontrollsystem for skyvekraft bør gi lovende jagerflytilhengere av Su-47 overlegenhet i nær manøvrerbar luftkamp over alle eksisterende eller forutsagte potensielle motstandere. Alle andre jagerfly, etter å ha møtt den russiske Berkut og den amerikanske Gravedigger Eagle, har en veldig beskjeden sjanse til å returnere til flyplassen sin. Lovene i våpenkappløpet (som selvfølgelig ikke tok slutt etter "selvoppløsningen" av Sovjetunionen) er grusomme.

På en gang gjorde utseendet til slagskipet "Dreadnought" alle tidligere bygde slagskip foreldede. Historien er repeterende.