2050 kampflykoncept og våben baseret på nye fysikprincipper

Indholdsfortegnelse:

2050 kampflykoncept og våben baseret på nye fysikprincipper
2050 kampflykoncept og våben baseret på nye fysikprincipper

Video: 2050 kampflykoncept og våben baseret på nye fysikprincipper

Video: 2050 kampflykoncept og våben baseret på nye fysikprincipper
Video: [4K] Stan Aviation Drawing Sketch sharing- Twin AIDC XT-5 and ROCAF F-CK-1D 2024, Marts
Anonim

I den første artikel overvejede vi muligheden for at imødegå fly udstyret med laservåben ved hjælp af taktikken med massive opsendelser af luft-til-luft (VV) lang- og mellemdistance missiler for at overmætte laservåbens og aflytningers evner til at frastøde en strejke. Vi lærte også, at piloter skulle forsøge at undvige tætte luftkampe med et fly udstyret med laservåben. Men med en stigning i laservåbens magt kan dette krigsførelsesscenario vise sig at være ineffektivt, hvilket vil kræve en nytænkning af kampflys udseende for at opnå luftoverlegenhed.

Billede
Billede

Hvilken indvirkning vil den serielle introduktion af laservåben have på kampflys udseende? Et af de angivne krav til fly af sjette generation er valgfri pilotering, det vil sige evnen til at betjene flyet med eller uden pilot. Muligheden for at skabe kunstig intelligens, der er i stand til at træffe komplekse beslutninger i kamp, rejser meget flere spørgsmål end udsigterne til at skabe laservåben, jernbanepistoler og hypersoniske fly tilsammen, men hvad angår cockpittet, vil det sandsynligvis undergå dramatiske ændringer.

1. Cockpit

Tilstedeværelsen af et laservåben på fjenden vil kræve, at piloten er skjult inde i flyets krop uden brug af gennemsigtige strukturer. Pilotering udføres ved hjælp af gennemsigtig rustningsteknologi

Der bør ikke være nogen problemer med implementeringen af denne teknologi, da den faktisk allerede bruges på F-35-familiejagere og tilsyneladende vil blive udviklet aktivt i fremtiden. Ud over USA arbejdes der på oprettelsen af "transparent rustning" i Storbritannien, Israel, Rusland og andre lande.

Billede
Billede

2. Rekognoscering og vejledning

På grund af manglen på et gennemsigtigt cockpit og den store sandsynlighed for at ramme optiske rekognoseringsenheder med laservåben, skal de gentagne gange sikkerhedskopieres med adskillelse til forskellige punkter i skroget og give beskyttelse i form af højhastighedsgardiner, der lukkes øjeblikkeligt, når laserstråling rammer, eller andre metoder til fysisk beskyttelse af følsomme optiske elementer

I 2050 vil grundlaget for rekognoseringsmidler sandsynligvis være en radio-optisk faset array-antenne (ROFAR). Detaljerne om alle mulighederne for denne teknologi er endnu ikke kendt, men det er muligt, at den potentielle fremkomst af ROFAR vil sætte en stopper for alle eksisterende teknologier til at reducere signaturen. Hvis der er problemer med ROFAR, vil avancerede modeller af radarstationer med aktive faseformede antennearays (radar med AFAR) blive brugt på lovende fly.

3. Anbringelse af våben

Behovet for at opnå cruising supersonisk hastighed, reducere synligheden og beskytte våben mod at blive ramt af laservåben kræver deres placering i de interne rum

Moderne fly er usædvanligt tætte. Dette påvirker bekvemmeligheden ved deres efterfølgende modernisering negativt og begrænser ammunitionsmængden. Dette er især mærkbart i eksemplet med krigere lavet med interne våbenbugter. I den anden ende af "skalaen" kan du sætte den amerikanske B-52 bombefly, som på grund af strukturens overdrevne styrke og volumen er blevet moderniseret med succes i mere end et halvt århundrede og sandsynligvis vil overleve betydeligt sin superdyr, iøjnefaldende modstykker. I en situation med laservåben kan et ultratæt layout blive en ekstra kilde til problemer, hvilket vil kræve en stigning i størrelsen på et lovende kampfly.

Billede
Billede

4. Anti-laser beskyttelse

I modsætning til den opfattelse, at det er muligt at beskytte dig selv mod laserstråling med et almindeligt "sølv", for at beskytte mod kraftig stråling, skal du bruge et specielt kabinet, der indeholder flere lag

For eksempel kan det være et ydre lag med høj varmeledningsevne, der er i stand til at "smøre" laserens termiske virkning på kroppen, samtidig med at dens egenskaber bevares under opvarmning ved høj temperatur og et indre lag, der giver termisk isolering af det indre bind.

Det skal huskes på, at en sådan belægning skal være modstandsdygtig over for mange års drift under forskellige klimatiske forhold, modstå overbelastninger, der opstår under flyvning, cykliske termiske og vibrationsbelastninger. Oprettelsen af en sådan beskyttelse er en kompleks videnskabelig og teknisk opgave, der vil blive aktualiseret, efterhånden som laservåbens magt vokser. Det kan antages, at dens tykkelse vil være i størrelsesordenen eller mere end en centimeter, hvilket under hensyntagen til flyets størrelse og behovet for at montere det vil tilføre hele flyrammens struktur masse.

Billede
Billede

5. Laservåben

Baseret på flyets udviklingshastighed kan det antages, at der afhængigt af flyets størrelse inden 2050 kan installeres 1-2 lasere med en effekt på 300-500 kW med mulighed for udgang stråling i flyets nedre og øvre plan, hvilket vil gøre det muligt at implementere et næsten cirkulært det berørte område

Mest sandsynligt vil dette være infrarøde fiberlasere med kombineret strøm fra flere emittere. Implementeringen af vejledningen vil omfatte målretning med pilotens blik og automatiserede algoritmer til valg af sårbare målpunkter.

6. Elektricitetskilder til laservåben og andre systemer ombord

Forsyningen af lasere med elektricitet vil højst sandsynligt blive leveret ved fjernelse af energi fra rotationsakslerne på gasturbinemotorer

I sig selv er teknologien til at aflede en del af strømmen implementeret i F-35B lodret start- og landingsjager for at sikre, at løfteventilatoren fungerer. Som nævnt i den foregående artikel er det ifølge denne ordning, at der kan bygges en variant af F-35 med laservåben. Reduktion af rækkevidde og bæreevne i dette tilfælde kompenseres af de ekstraordinære kapaciteter, der tilbydes af tilstedeværelsen af laservåben om bord.

Billede
Billede

Som en del af ASuMED -programmet i Tyskland er der blevet skabt en prototype af en fuldt superledende synkron flymotor med en kapacitet på 1 megawatt med en effektdensitet på 20 kilowatt pr. Under hensyntagen til synkron elektriske maskiners reversibilitet kan der på grundlag af denne teknologi oprettes kompakte elektriske generatorer til at drive laservåben med minimale dimensioner og høj effektivitet.

Billede
Billede

7. Vægt og dimensioner

Behovet for at installere laservåben, kraftgeneratorer til dem, tilstedeværelsen af store våbenbugter og en massiv anti-laser-belægning vil føre til en stigning i størrelse og startvægt af lovende kampfly

Generelt kan man ikke undgå at lægge mærke til den nuværende tendens med at øge kampflyets størrelse og masse. For eksempel er massen af F-35 halvanden gange massen af sin forgænger, F-16, en lignende situation eksisterer med F-15 og F-22 jagerfly. Det kan antages, at startvægten for en lovende multifunktionel jagerfly i 2050 kan være fra 50 til 100 tons, hvilket kan sammenlignes med Tu-128-patruljeringens interceptor, det urealiserede projekt af MiG-7.01 multifunktionel langdistanceinterceptor eller det missilbærende bombefly Tu-22M3. En stigning i masse og størrelse på lovende kampfly vil føre til et fald i deres manøvredygtighed. Under hensyntagen til tilstedeværelsen af laservåben og stærkt manøvrerbare anti-missiler vil lovende kampflys egen manøvredygtighed imidlertid ikke længere være af væsentlig betydning.

2050 kampflykoncept og våben baseret på nye fysikprincipper
2050 kampflykoncept og våben baseret på nye fysikprincipper

8. Motorer

Det er meget sandsynligt, at det lovende fly bliver to-motoret. Motorernes samlede tryk skal sikre flyvning med supersonisk hastighed uden brug af efterbrænder

I kraftudtagstilstanden til at drive laservåben vil flyets egenskaber falde. I 2050 er det muligt, at tekniske problemer vil blive løst, og pulserende jetmotorer (PUVRD) eller roterende detonationsmotorer begynder at blive installeret på fly. Det er muligt, at det på nogle typer lovende flymotorer ikke vil være muligt at implementere direkte kraftudtag til at drive laservåben, hvilket vil kræve installation af en separat generator med en kompakt gasturbinemotor til dette formål.

Billede
Billede

Fra tid til anden er der information om implementeringen på sjette generations fly om muligheden for at flyve med hypersonisk hastighed. Selvfølgelig kan hypersoniske fly i begyndelsen af 2050 implementeres, men i øjeblikket udføres alle projekter med lovende bombefly i en subsonisk version, ikke alle lande formår at implementere selv en stabil cruisingfly af jagerfly med supersonisk hastighed, og alt projekter med hypersoniske fly er plaget af betydelige tekniske vanskeligheder. Selvom hypersoniske fly ikke er blevet ordentligt udviklet selv i form af engangsmissiler og sprænghoveder, er det imidlertid svært at tale om hypersonisk flyvehastighed for lovende bemandede kampfly.

9. Aerodynamisk skema

Layoutet af et lovende kampfly vil blive optimeret baseret på behovet for at installere anti-laser beskyttelse og opretholde en høj cruising supersonisk hastighed. Hvis der ved årsskiftet 2050 opnås succeser med oprettelsen af hypersoniske fly, vil dette være den afgørende faktor ved valg af flyets layout.

Billede
Billede

Baseret på de eksisterende tendenser kan vi antage afvisning af den lodrette hale, fraværet af den forreste vandrette hale (PGO). I øjeblikket er dette primært forbundet med implementering af stealth -teknologier, men i fremtiden kan den afgørende faktor være beskyttelse mod termiske belastninger, der opstår som følge af høje flyvehastigheder og bestråling med laservåben.

10. Bevæbning

Ligesom oprustningen af krigsskibe vil oprustningen af lovende flysystemer omfatte defensive og offensive systemer. Hypersoniske V-V missiler udstyret med anti-laser beskyttelse vil blive brugt som offensive våben til at besejre fjendtlige fly på lange og mellemstore afstande. Hvis det ikke er muligt at beskytte missilets radar mod de skadelige faktorer ved laserstråling, vil missilet blive styret af transportøren gennem en beskyttet radiokanal eller langs en "lasersti".

Små store manøvredygtige anti-missiler vil blive brugt som defensive våben. De kan også bruges i tæt luftkamp mod fjendtlige fly. På lignende måde vil laservåben blive brugt - som en prioritet til at besejre angribende fjendtlige missiler eller til at ødelægge fjendtlige fly på nært hold.

Ved årsskiftet 2050 kan der opstå spørgsmålet om at udstyre luftfartskomplekser med en anden type våben baseret på nye fysiske principper - en jernbanepistol (RP). I øjeblikket betragtes jernbanepistoler som et element i bevæbning af overfladeskibe. I første omgang var det planlagt, at de ville være bevæbnet med de nyeste amerikanske destroyere af typen Zumwalt, men de tekniske vanskeligheder, der opstod, udsatte introduktionen af dette våben. Ikke desto mindre testes jernbanekanoner aktivt i mange lande rundt om i verden, herunder USA, Tyrkiet og Kina. I juni 2019 blev EMRG -skinnepistolen, der udvikles i den amerikanske flådes interesse, testet med succes. I den nærmeste fremtid er det planlagt at foretage test direkte på skibene i den amerikanske flåde.

Billede
Billede

I modsætning til skibe, der kræver en stor kaliber på 155 mm og en skydevidde på omkring 400-500 kilometer, kan en jernbanepistols kaliber reduceres betydeligt og beløbe sig til omkring 30-40 mm. Skydning bør udføres med projektiler styret af "laser trail" -teknologien i en afstand på omkring 100-200 km. Sådanne våben vil gøre det muligt at ramme fjendtlige fly beskyttet af laservåben, da højhastigheden og lille størrelse på jernbanepistolens projektil vil gøre det svært at opdage og ødelægge det. Tilstedeværelsen af et kontrolsystem i projektilet til RP skyldes ikke behovet for at besejre meget manøvrerbare mål, men behovet for at kompensere for RP -aksens afvigelse under affyring, for at kompensere for atmosfæriske forhold og muligheden for at ændre sig målets kurs inden for omkring 5-15 grader.

Skinnepistolen kan placeres langs flyets akse for at opnå den maksimale længde af den accelererende sektion af tønden. Et særskilt spørgsmål opstår om energilagringsenhederne til sådanne våben, da selv kraften fra de 1-2 MW generatorer, der leverer strøm til laservåbnet, sandsynligvis ikke vil være nok til at drive jernbanepistolen. Det er nødvendigt at forstå, at en skinnepistol er teknologisk mere kompleks, selv i sammenligning med et laservåben. Hvis udseendet af RP på skibe praktisk talt er uden tvivl, kan tilpasningen til hangarskibe være ret vanskelig.

Nær fremtid

Når man taler om fremtidens kampfly, kan man ikke undgå at nævne to lovende projekter. Først og fremmest er dette den lovende amerikanske strategiske bombefly B-21 Raider. Dens forgænger, B-2-bombeflyet, der udvikles i absolut hemmeligholdelse, bragte rekordniveauet for det effektive spredningsområde (EPR) lavt for en så stor maskine til luftfartsverdenen. Det er muligt, at B-21, som er under udvikling til at erstatte den, også vil indeholde nogle banebrydende løsninger. For eksempel kan den udstyres med defensive laservåben og evnen til at ødelægge fjendtlige fly ved hjælp af en kraftig luftbåren radar med AFAR og langdistance V-V missiler. Hvis disse muligheder realiseres, vil B-21 Raider konceptuelt være tæt på udseendet af det lovende kampfly, der diskuteres i denne artikel (defensiv LO, stor ammunitionslast).

Billede
Billede

I Rusland diskuteres periodisk udviklingen af den ideologiske efterfølger til MiG -31 - et lovende langdistanceinterceptflykompleks (PAK DP). Den ikke-eksisterende maskine på Internettet fik navnet MiG-41. I øjeblikket er udseendet af PAK DP ikke endeligt dannet. Det antages, at det vil være en tung maskine med en flyvehastighed på over 3500 km / t og en rækkevidde på omkring 7000 km. Ifølge andre kilder kan den maksimale hastighed være 4-4,5 M, det vil sige 5000-5500 km / t. Det er ganske muligt, at under hensyntagen til den forventede timing af udviklingen af PAK DP - 2025-2030, vil dens design tage højde for de potentielle trusler, som laservåben udsender på fjendtlige fly.

Billede
Billede

konklusioner

Det er ret vanskeligt at forudsige udseendet af et kampflykompleks i så lang tid. Er det muligt i 1920 at pålideligt forudsige udseendet af MiG-15 eller MiG-17 baseret på udseendet af træbiplaner? Hvad er jetmotorer, radarer, guidede våben? Kun en skrue, en maskingevær, kikkert! Eller forudsige i 1945 udseendet af MiG-25 / F-15-maskiner, der dukkede op efter cirka 30 år?

Kompleksiteten af prognoser er forbundet både med de høje tekniske risici, der ledsager udviklingen af fundamentalt nye teknologier, såsom et laservåben, en skinnepistol eller en detonationsmotor, og med det uforudsigelige udseende af helt nye teknologier, der radikalt kan ændre udseendet af lovende luftfartssystemer.

Det anslåede udseende af 2050 kampflykomplekset blev dannet baseret på ekstrapolering af de eksisterende teknologiers muligheder, der i øjeblikket er på den indledende fase af deres udvikling.

Den faktor, der i høj grad bestemmer udseendet af det lovende luftfartskompleks i 2050, er udviklingen af laservåben. Den logiske kæde i dannelsen af udseendet af et lovende luftfartskompleks viser sig omtrent at være følgende:

-udseendet af 100-300 kW lasere på eksisterende femtegenerations jagerfly, i kombination med små missil-missiler af typen CUDA (2025-2035);

- træning og / eller reelle luftslag om fly udstyret med fly

-BVB's uundgåelighed som følge af den lille ammunitionsbeholdning i femte generations fly i kombination med effektiv aflytning af V-V LO-missiler og anti-missiler

- stor sandsynlighed for gensidig nederlag for LO's fly i BVB;

- behovet for at beskytte piloten i et lukket cockpit og redundans af sensorer

- behovet for anti-laserbeskyttelse af fly og våben

- behovet for at øge ammunition

- vækst i flyets størrelse og vægt.

Som i enhver konfrontation mellem "sværd og skjold" vil udseendet af lovende kampfly bestemmes af den avancerede udvikling af enten laservåben eller midler til beskyttelse mod dem. I tilfælde af at laservåbens muligheder overgår mulighederne for beskyttelsesmidler mod dem (belægninger, belægning), vil lovende kampflys udseende skifte til det, der diskuteres i denne artikel. I den modsatte version vil udseendet af lovende kampfly være tættere på eksisterende koncepter om relativt kompakte og manøvrerbare fly.

Anbefalede: