Su -47 "Berkut" - eksperimentel multifunktionsjager

2024 Forfatter: Matthew Elmers | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 22:00

Beskrivelse af flyet

I slutningen af september 1997 fandt en historisk begivenhed sted i den russiske luftfarts historie - flyvningen af et nyt forsøgsfly, Su -47 "Berkut", fandt sted, som kunne blive en prototype af femte generation indenrigs jagerfly. En rovdyr sort fugl med en hvid næse, der bryder væk fra betonen på flyvebanens landingsbane i Zhukovsky, forsvandt hurtigt ind i den grå himmel nær Moskva og annoncerede med torden af sine turbiner begyndelsen på en ny fase i russisk biografi jagerfly.

Forskning i udseendet af en femte generations jagerfly begyndte i vores land, som i USA, i midten af 1970'erne, da fjerde generations fly-SU-27 og MiG-29-kun var ved at tage deres "første skridt ". Det nye fly skulle have et betydeligt højere kamppotentiale end deres forgængere. Ledende brancheforskningscentre og designbureauer var involveret i arbejdet. Sammen med kunden blev hovedbestemmelserne i konceptet om den nye jager efterhånden formuleret - multifunktionalitet, dvs. høj effektivitet i nederlaget for luft-, jord-, overflade- og undervandsmål, tilstedeværelsen af et cirkulært informationssystem, udviklingen af cruising -flyvemåder ved supersoniske hastigheder. Det var også påtænkt at opnå et dramatisk fald i flyets synlighed i radar- og infrarøde områder i kombination med overgangen fra indbyggede sensorer til passive metoder til indhentning af information samt til former for øget stealth. Det skulle integrere alle tilgængelige informationsværktøjer og oprette ekspertsystemer ombord.

Flyet af femte generation skulle have evnen til at udføre all-round bombardement af mål i tæt luftkamp samt at udføre flerkanals missilskydning under langdistancekamp. Tilvejebragt til automatisering af kontrol af information om bord og jamming -systemer; øget kampautonomi på grund af installationen af en taktisk situationsindikator i cockpittet på et enkelt sædefly med evnen til at blande information (dvs. samtidig output og overlapning i en enkelt skala af "billeder" fra forskellige sensorer), samt brugen af telekode informationsudvekslingssystemer med eksterne kilder. Aerodynamikken og de indbyggede systemer i femte generations jagerfly skulle have mulighed for at ændre flyets vinkelorientering og bane uden mærkbare forsinkelser uden at kræve streng koordinering og koordinering af kontrolorganernes bevægelser. Flyet var forpligtet til at "tilgive" grove piloteringsfejl i en lang række flyveforhold.

Det var planlagt at udstyre det lovende fly med et automatiseret kontrolsystem til løsning af taktiske problemer, som har en eksperttilstand "til at hjælpe piloten".

Et af de vigtigste krav til den russiske femte generations fighter var "supermanøvredygtighed" - evnen til at opretholde stabilitet og kontrollerbarhed i angrebsvinkler på 900 eller mere. Det skal bemærkes, at "supermanøvredygtighed" oprindeligt figurerede i kravene til den amerikanske femtegenerationsjager, der blev skabt næsten samtidigt med det russiske fly, under ATF-programmet. I fremtiden stod amerikanerne imidlertid over for den uhåndterlige opgave at kombinere lav sigtbarhed, supersonisk krydshastighed og "supermanøvrerbarhed" i et fly, og blev tvunget til at ofre sidstnævnte (manøvredygtigheden af den amerikanske ATF / F-22 jagerfly er sandsynligvis kun nærmer sig det niveau, der er opnået på det moderniserede fly Su-27, udstyret med et trykvektorstyringssystem). Det amerikanske luftvåbens afvisning af at opnå supermanøvredygtighed var især motiveret af den hurtige forbedring af luftvåben: udseendet af meget manøvrerbare alle-missiler, hjelmmonterede målbetegnelsessystemer og nye hominghoveder gjorde det muligt at opgive obligatorisk adgang til fjendens bageste halvkugle. Det blev antaget, at luftkamp nu ville blive gennemført på mellemstore afstande, med overgangen til den manøvrerbare etape kun som en sidste udvej, "hvis noget blev gjort forkert."

Men i militær luftfarts historie har de gentagne gange opgivet tæt manøvredygtig luftkamp, men senere blev teoretiske beregninger tilbagevist af livet - i alle væbnede konflikter (med undtagelse måske af de falske "Desert Storm") krigere, der kom i kamp på lange afstande, som f.eks. som regel, overførte de den til kortere afstande og endte ofte med et markant kanonsprængning og ikke en raketopsendelse. Der forudsiges en situation, når forbedringen af elektroniske krigsførelsessystemer samt et fald i radarer og termisk signatur af krigere vil føre til et fald i den relative effektivitet af lange og mellemdistance missiler. Selv når der udføres en langdistanceret missilkamp ved hjælp af våben med omtrent lige store evner fra begge sider, vil fjenden, der hurtigt vil kunne orientere sin fighter i retning af målet, have en fordel, hvilket gør det muligt at gøre mere fuld brug af de dynamiske evner i hans missiler. Under disse forhold er det af særlig betydning at opnå de højest mulige vinkelhastigheder ved ustabil drejning ved både subsoniske og supersoniske hastigheder. Derfor forblev kravet om supermanøvredygtighed for den russiske femte generations fighter, på trods af problemets kompleksitet, uændret.

Som en af løsningerne, der gav de krævede manøvreringskarakteristika, blev brugen af en fremadrettet fløj (KOS) overvejet. En sådan fløj, der giver visse layoutfordele frem for en lige fejet fløj, blev forsøgt brugt i militær luftfart tilbage i 1940'erne.

Det første jetfly med en fremadrettet fløj var den tyske Junkers Ju-287 bombefly. Bilen, der foretog sin første flyvning i februar 1944, var designet til en maksimal hastighed på 815 km / t. I fremtiden tog to erfarne bombefly af denne type til Sovjetunionen som trofæer.

I de første efterkrigsår gennemførte vores land sin egen undersøgelse af KOS i forhold til højhastighedsmanøvrerbare fly. I 1945 begyndte designer P. P. Tsybin efter instruktion fra LII designet af eksperimentelle svævefly, der var beregnet til at teste aerodynamik af lovende krigere. Svæveflyet opnåede højde, trukket af flyet og dykkede for at accelerere til transoniske hastigheder, herunder pulverforstærkeren. En af svæveflyene, LL-Z, der kom i forsøg i 1947, havde en fremadrettet fløj og nåede en hastighed på 1150 km / t (M = 0,95).

På det tidspunkt var det imidlertid ikke muligt at indse fordelene ved en sådan fløj, tk. KOS viste sig at være særlig modtagelig for aerodynamisk divergens, tab af statisk stabilitet, når visse værdier af hastighed og angrebsvinkler blev nået. Strukturelle materialer og teknologier på den tid tillod ikke oprettelsen af en fremadrettet fløj med tilstrækkelig stivhed. Skaberne af kampfly vendte først tilbage til bakkefejning i midten af 1970'erne, da Sovjetunionen og USA begyndte at arbejde med at studere udseendet af en femte generations jagerfly. Brugen af KOS gjorde det muligt at forbedre styrbarheden ved lave flyvehastigheder og øge den aerodynamiske effektivitet på alle områder af flyvemåder. Det fremadblæste vingearrangement gav bedre artikulation af vingen og skroget, samt optimerede trykfordelingen på vingen og PGO. Ifølge beregninger foretaget af amerikanske specialister skulle brugen af en fremadrettet fløj på et F-16-fly have medført en stigning i vinkelhastigheden med 14%og aktionsradius med 34%, mens optagelsen -off og landingsafstand blev reduceret med 35%. Fremskridtene inden for flykonstruktion gjorde det muligt at løse problemet med divergens ved brug af kompositmaterialer med et rationelt arrangement af fibre, hvilket øger vingens stivhed i de givne retninger.

Oprettelsen af CBS udgjorde imidlertid en række komplekse opgaver, som kun kunne løses som følge af storstilet forskning. Til disse formål blev der i USA efter ordre fra BBC bygget Gruman X-29A flyet. Maskinen, der havde Duck aerodynamisk design, var udstyret med en KOS med en fejevinkel på 35╟. X-29A var en rent eksperimentel maskine og kunne naturligvis ikke tjene som prototype for et rigtigt kampfly. For at reducere omkostningerne blev enheder og samlinger af seriekæmpere i vid udstrækning brugt i dets design (skrogens næse og det forreste landingsudstyr - fra F -5A, hovedlandingsudstyret - fra F -16 osv.). Forsøgsflyets første flyvning fandt sted den 14. december 1984. Indtil 1991 foretog de to fly, der blev bygget, i alt 616 flyvninger. X-29A-programmet bragte imidlertid ikke laurbær til sine initiativtagere og betragtes i USA som mislykket: trods brugen af de mest moderne strukturmaterialer formåede amerikanerne ikke fuldt ud at klare aerodynamisk divergens, og KOS var ingen længere betragtet som en egenskab af lovende luftvåbnekæmpere og Den amerikanske flåde (især blandt de mange layouts, der blev undersøgt under JSF-programmet, var der ingen fly, der blev fejet fremad).

Faktisk var det amerikanske strategiske krydstogtmissil Hughes AGM-129 ASM, designet til at bevæbne B-52 bombefly, det eneste fly med en KOS, der kom ind i serien. Men i forhold til dette fly skyldtes valget af en fremadrettet fløj først og fremmest overvejelser om stealth: radarstrålingen reflekteret fra vingens forkant blev afskærmet af raketlegemet.

Arbejdet med dannelsen af udseendet af et indenlandsk manøvrerbart fly med KOS blev udført af landets største luftfartsforskningscentre - TsAGI og SibNIA. Især på TsAGI blev en model af et fly med et KOS, fremstillet på basis af MiG-23-flyet, blæst igennem, og i Novosibirsk blev layoutet af SU-27 med en fremadrettet fløj undersøgt. Det eksisterende videnskabelige grundlag tillod Sukhoi OKW at tackle den hidtil uset vanskelige opgave med at skabe verdens første supersoniske kampfly med en fremadrettet fløj. I 1996 kom et fotografi af en model af en lovende jagerfly med en KOS, vist for ledelsen af det russiske luftvåben, til siderne i luftfartspressen. I modsætning til den amerikanske X-29A blev den nye maskine fremstillet i henhold til "triplane" -ordningen og havde en lodret hale med to finer. Tilstedeværelsen af en bremsekrog antydede muligheden for en skibsbaseret jagerfly. Vingespidserne husede luft-til-luft missilaffyringsramper.

I sommeren 1997 var prototypen på femte generations jagerfly fra Sukhoi Design Bureau (såvel som dens "rival" MAPO-MIG, kendt som "1-42") allerede på Gromov Flight Research Institute's område i Zhukovsky. I september begyndte højhastigheds-taxa, og den 25. i samme måned foretog flyet, der lærte Su-47s arbejdsindeks og det stolte navn "Berkut", piloteret af testpilot Igor Votintsev, sin første flyvning. Det skal bemærkes, at det russiske fly halter bagefter sin amerikanske rival-den første erfarne Lockheed-Martin F-22A Raptor (Eagle-Burial) jagerfly med kun 18 dage (Raptor foretog sin første flyvning den 7. september, den 14. september den igen tog fart, hvorefter flyvninger blev standset indtil juli 1998, og F-22A blev sat færdig).

Lad os prøve at få en idé om det nye fly fra Sukhoi Design Bureau, baseret på fotografier af et eksperimentelt fly samt et par materialer om Su-47, offentliggjort på siderne i russisk og udenlandsk presse.

"Berkut" er fremstillet i henhold til "longitudinal integral triplane" aerodynamisk ordning, som er blevet et varemærketræk ved flyet i denne OKW. Vingen parrer jævnt med skroget og danner et enkelt lejesystem. Funktionerne i layoutet omfatter udviklede vingeindstrømninger, under hvilke der er placeret uregulerede luftindtag i motorerne, der har en tværsnitsform tæt på en sektion af en cirkel.

Flyets flyramme er lavet med omfattende brug af kompositmaterialer (CM). Anvendelsen af avancerede kompositter giver en stigning i vægteffektivitet med 20-25%, en ressource-med 1,5-3,0 gange, en udnyttelsesgrad på op til 0,85, et fald i lønomkostninger til fremstilling af dele med 40-60%, som samt opnåelse af de nødvendige termiske og radiotekniske egenskaber. På samme tid indikerer eksperimenter udført i USA under F-22-programmet en lavere kampoverlevelsesevne for CFRP-strukturer sammenlignet med strukturer fremstillet af aluminium og titanlegeringer.

Jagerens vinge har en udviklet roddel med en stor (ca. 750) retvinklet svejsning langs forkanten og en udkragningsdel med en fremadgående svejning, der jævnt passer sammen med den (ca. 200 langs forkanten). Vingen er udstyret med flaperons, der optager mere end halvdelen af spændet, samt ailerons. Måske er der udover fronten også afbøjelige strømper (selvom de offentliggjorte fotos af Su-47 ikke tillader os at foretage en entydig konklusion om deres tilstedeværelse).

Den helt bevægelige forreste vandrette hale (PGO) med et spænd på ca. 7,5 m har en trapezform. Dens fejevinkel langs forkanten er omkring 500. Den bageste vandrette hale af et relativt lille område er også lavet drejning med en fejevinkel langs fronten, bortset fra omkring 750. Dens spændvidde er ca. 8 m.

Den tofins lodrette hale med ror er fastgjort til vingens midtersektion og har en "camber" udad.

Baldakinen i Su-47 cockpittet er næsten identisk med Su-27 jagerens. Men på modellen af flyet, hvis fotografi blev vist på siderne i udenlandsk presse, er lommelygten gjort fejlfri, ligesom den amerikanske Raptor (dette forbedrer synligheden, hjælper med at reducere radarsignaturen, men komplicerer udslyngningsprocessen).

Su-47's vigtigste ethjuls landingshjulsunderstøtninger er fastgjort til skroget og trukket fremad under flyvning med hjulene, der bliver til nicher bag motorens luftindtag. Den forreste tohjulede støtte trækker sig ind i skroget fremad i flyveretningen. Chassisbasen er cirka 8 m, banen er 4 m.

Pressen rapporterede, at prototypeflyet var udstyret med to motorer fra Perm NPO Aviadvigatel D-30F6 (2x15500 kgf, tørvægt 2x2416 kg), som også blev brugt på MiG-31 interceptor jagere. Men i fremtiden vil disse turbofanmotorer naturligvis blive erstattet af femtegenerationsmotorer.

Der er ingen tvivl om, at den nye maskine anvender det mest moderne udstyr om bord, der er skabt af den indenlandske industri - et digitalt multikanal EDSU, et automatiseret integreret kontrolsystem, et navigationskompleks, der indeholder et INS baseret på lasergyroskoper i kombination med satellitnavigation og et "digitalt kort", som allerede har fundet anvendelse på maskiner som Su-30MKI, Su-32 /34 og Su-32FN / 34.

Flyet vil sandsynligvis blive udstyret (eller vil blive udstyret med) en ny generation af integrerede livsstøtte- og besætningsudstødningssystemer.

For at styre flyet, såvel som på Su-47, er det sandsynligt, at der bruges en lateral lavhastigheds kontrolpind og en spændingsmålert gas.

Placeringen og størrelsen af antennerne på borradioelektronisk udstyr vidner om designernes ønske om at give allround synlighed. Udover den vigtigste luftbårne radar, der er placeret i næsen under den riflede kåbe, har jageren to bagudvendte antenner installeret mellem vingen og motorens dyser. Sokkerne i den lodrette hale, skærme og PGO er sandsynligvis også optaget af antenner til forskellige formål (dette fremgår af deres hvide farve, som er typisk for indenlandske radiogennemsigtige fairings).

Selvom der ikke er oplysninger om den luftbårne radarstation, der bruges på Berkut-flyet, kan indirekte om de potentielle kapaciteter i radarkomplekset i femte generations jagerfly, der kan oprettes på grundlag af Su-47, bedømmes ud fra oplysningerne offentliggjort i den åbne presse om den nye luftbårne radar, udviklet siden 1992 af "Phazotron" -foreningen for lovende krigere. Stationen er designet til at blive placeret i næsen på et fly i "vægtkategorien" Su-35/47. Den har en fladfaset array-antenne og fungerer i X-båndet. Ifølge repræsentanter for NGO'er antages det for at udvide dækningsområdet i de lodrette og vandrette planer, at det er muligt at kombinere elektronisk og mekanisk scanning, hvilket vil øge synsfeltet for den nye radar med 600 i alle retninger. Detektionsområdet for luftmål er 165-245 km (afhængigt af deres RCS). Stationen er i stand til samtidig at spore 24 mål og sikre samtidig brug af missilvåben mod otte fjendtlige fly.

"Berkut" kan også udstyres med en optisk lokaliseringsstation placeret i den forreste skrog foran pilotens baldakin. Som i SU-33 og SU-35 jagerfly flyttes stationens kåbe til højre for ikke at begrænse pilotens udsyn. Tilstedeværelsen af en optisk lokaliseringsstation, som sandsynligvis omfatter fjernsyn, termisk billeddannelse og laserudstyr samt en radarstation bagfra, adskiller den russiske bil fra den amerikanske analog til F-22A.

I overensstemmelse med kanonerne i stealth -teknologien vil det meste af den indbyggede bevæbning af kampbiler, der er skabt på grundlag af Berkut, naturligvis blive placeret inde i flyrammen. Under forhold, hvor flyet vil operere i luftrum, der ikke har et kraftigt luftafvisende raketdæksel og mod en fjende, der ikke har moderne krigere, er det tilladt at øge kampbelastningen ved at placere nogle af våbnene på eksterne hardpoints.

I analogi med Su-35 og Su-47 kan det antages, at det nye multifunktionelle køretøj vil bære ultralange og langdistance luft-til-luft-missiler, især UR, kendt som KS-172 (dette to-trins missil i stand til at udvikle hypersonisk hastighed og udstyret med et kombineret homing-system, der er i stand til at nærme luftmål i en afstand på mere end 400 km). Brugen af sådanne missiler vil sandsynligvis kræve ekstern målbetegnelse.

Imidlertid vil "lovende jageres" hovedkaliber "naturligvis være mellemdistance missilaffyringsramper af typen RVV-AE, som har et aktivt endeligt homing-radarsystem og er optimeret til placering i luftrums lastrum (det har en lav aspektforhold vinge og folde gitterroder). NPO Vympel annoncerede vellykkede flyvetest på Su-27-flyet af en forbedret version af dette missil, udstyret med en dis-ramjetmotor (ramjet). Den nye ændring har en øget rækkevidde og hastighed.

Som tidligere bør luft-til-luft-missiler med kort rækkevidde også spille en vigtig rolle i flybevæbning. På MAKS-97-udstillingen blev en ny raket af denne klasse, K-74, demonstreret, skabt på basis af UR R-73 og adskiller sig fra sidstnævnte ved et forbedret termisk homing-system med en målfangningsvinkel øget fra 80-900 til 1200. Brugen af et nyt termisk homing hoved (TGS) gjorde det også muligt at øge det maksimale mål ødelæggelsesområde med 30% (op til 40 km). Udviklingen af K-74 begyndte i midten af 1980'erne og begyndte flyvetest i 1994. Raketten er i øjeblikket klar til serieproduktion.

Ud over at skabe en forbedret søger til UR K-74, arbejder NPO Vympel på en række andre kortdistancemissiler, der også er udstyret med et motorkraftvektorstyringssystem.

Sandsynligvis vil 30-mm GSh-301-kanonen også blive beholdt som en del af den lovende krigeres bevæbning ombord.

Ligesom andre indenlandske multifunktionelle fly-Su-30MKI, Su-35 og Su-47, vil det nye fly naturligvis også bære strejkevåben-UR- og KAV-luft-til-overfladeklasse med høj præcision til at engagere jord- og overflademål, som samt radarfiende.

Defensivsystemets muligheder, som kan installeres på en lovende jagerfly, kan bedømmes af de udstillinger, der blev demonstreret på MAKS-97-udstillingen. Navnlig demonstrerede Aviakonversiya -virksomheden et kombineret lokkemål (KLC) til beskyttelse mod missiler med radar-, termiske og laserbaserede hoveder. I modsætning til de passive beskyttelsesanordninger, der bruges på indenlandske og udenlandske kampfly, er KLC effektiv i alle bølgelængder, der bruges i husets hoveder på luft-til-luft og overflade-til-luft missiler. KLC er en forbrændingszone dannet væk fra det beskyttede fly på grund af brugen af en rettet gasstrøm. En brændbar væske indføres i strålen (især kan det være brændstoffet brugt af flymotorer), sprøjtet for at opnå en brændstof-gasblanding, som derefter antændes. Forbrændingen opretholdes i en forudbestemt tid.

Forbrændingszonens termiske stråling er et falsk mål for ammunition med søger, der opererer i det infrarøde område. Spektralsammensætningen af den brændende sky er identisk med den spektrale sammensætning af strålingen af det beskyttede objekt (det samme brændstof bruges), hvilket ikke tillader TGS at skelne et falsk mål ved spektrale træk og finde et falsk mål ved en fast afstand fra det virkelige objekt tillader ikke TGS at vælge det efter banefunktioner.

For at beskytte mod ammunition med et radarstyringssystem bruges plasmadannende tilsætningsstoffer i KLC, hvilket fører til en stigning i refleksion af radiobølger fra forbrændingszonen. Sådanne tilsætningsstoffer danner frie elektroner ved forbrændingstemperaturen. Når deres koncentration er høj nok, reflekterer den brændende sky radiobølger som et metallegeme.

Til laserbølgelængdeområdet anvendes fint dispergerede pulvere af stoffer fra laserers arbejdskroppe. I brændingsprocessen udsender de enten elektromagnetiske bølger med den samme frekvens, som målbelysningslaseren fungerer, eller føres uden forbrænding ud af forbrændingsområdet og udsender under afkøling elektromagnetiske bølger i det krævede område. Strålingseffekten skal svare til effekten af det signal, der reflekteres fra det beskyttede objekt, når den belyses af fjendens laser. Det reguleres af udvælgelsen af stoffer tilsat til den brandfarlige væske og deres mængde.

I en række publikationer, uden henvisning til kilderne, offentliggøres det nye flys egenskaber. Hvis de svarer til virkeligheden, så er "Berkut" som helhed i "vægtkategorien" for Su-27 jagerflyet og dets modificerede versioner. Avanceret aerodynamik og et trykstyringsvektorkontrolsystem bør give lovende jagerfølge af Su-47 overlegenhed i tæt manøvredygtig luftkamp over alle eksisterende eller forudsagte potentielle modstandere. Alle andre krigere har efter et møde med den russiske Berkut og den amerikanske Gravedigger Eagle en meget beskeden chance for at vende tilbage til deres flyveplads. Lovene i våbenkapløbet (som naturligvis ikke sluttede efter Sovjetunionens "selvopløsning") er grusomme.

På et tidspunkt gjorde udseendet af slagskibet "Dreadnought" alle tidligere byggede slagskibe forældede. Historien er gentaget.