Поколение в авиации

   Выполнению боевой задачи способствует изворотливость, умение прятаться и действовать по обстоятельствам. Ради таких качеств можно согласиться и на некоторую медлительность

   Основная концепция истребителей пятого поколения состоит в том, что каждый из них должен работать за троих — то есть быть в несколько раз эффективнее своих предшественников…

Тише едешь — круче рулишь!

    Появление в конце 70-х годов истребителей четвертого поколения — американских F-16, британского «Торнадо», французского «Мираж-2000», советских МиГ-29 и Су-27 — сделало ясным: дальше так продолжаться не может. Дальнейшее совершенствование конструкций самолетов встретило не столько технические, сколько принципиальные ограничения.

    Например, при скорости в 2500 км/ч минимальный радиус поворота — около 40 км. Технически его можно сделать меньше, но тогда перегрузки, испытываемые пилотом, сделают невозможным не только управление самолетом, но и вообще — выполнение боевой задачи. Высокая маневренность подразумевает невысокие скорости, а чтобы самолет эффективно управлялся и на дозвуковых, и на сверхзвуковых скоростях, ему нужна переменная аэродинамика. А конструктивные сложности неизбежно влекут за собой увеличение массы, потерю надежности и неоправданную сложность управления.

    Чтобы улучшить одно, надо было пожертвовать чем-то другим. Чем? Вопрос оказался не из простых, об ответах спорили добрых два десятилетия, и даже сейчас на него ответы получены пока ещё не все. Первое, что стало ясно — гонку за скоростью следует прекратить, и даже немного поубавить резвости. Своего разумного предела истребители достигли в 60-х годах, перешагнув рубеж в 2000 км/ч. Для истребителей пятого поколения, которые должны вести, в том числе, и маневренный бой, сверхскорость становится ненужной. Догнать и уничтожить противника может выпущенная ими ракета. Да и защититься от чужого реактивного снаряда лучше, не пытаясь убежать от него на форсаже, а расставив постановщиков помех и ложные цели.

     Поэтому в максимальной скорости созданные модели истребителей пятого поколения даже немного уступают своим предшественникам. Но зато они превосходят их в маневренности, которая будет играть важную роль во время боя. Особое требование: возможность производить сложный маневр без изменения скорости, или, напротив, — резко увеличить или сбросить её, не нарушая траектории полета. Это, конечно, достигается непросто: созданы специальные планеры, в которых продуман каждый квадратный сантиметр и изгиб, на них устанавливают специальные двигатели. Последние имеют регулируемые сопла, помогающие самолету проделать все эти кульбиты. Кстати, Россия значительно опередила в этом США — отечественные проекты пятого поколения превосходят американские по ряду летных характеристик и особенно в маневренности.

F-22 «Raptor» выполняет разворот во время аэрошоу на базе ВВС в Калифорнии. Фото: U.S. Air Force /Tech Sgt Justin D. Pyle

На все руки мастер

    Истребитель пятого поколения должен быть также максимально многофункциональным. Как известно, ещё со времен Первой мировой истребители занимались не только уничтожением воздушных целей: они расстреливали цели на земле, сбрасывали бомбы, во Второй мировой использовались для атак на вражеские корабли и подводные лодки. Но далеко не каждый самолет мог выполнять все эти задачи, поэтому в XX веке истребители часто были специализированными: перехватчики, ударные истребители, штурмовики… Такая узкая специализация себя не оправдала.

     Обеспечить универсальность призваны высокоточное оружие вкупе с различными системами наблюдения и управления. Пожалуй, их создание было одной из самых сложных задач. Автоматика должна «вести» сразу несколько целей и летящих к ним ракет. В эту минуту другое оборудование следит за безопасностью самолета — наблюдая за небом и землей и держа наготове целый комплекс защитных систем. Тут же работает навигационная система, а вдобавок поступает информация тактического характера о местонахождении важных целей и вообще о том, как идет война за бортом кабины пилота. Не забудем и об информации о состоянии узлов самолета.

     Без мощного бортового компьютера с такой задачей не справиться, но большинство окончательных решений принимает все же человек, и для этого ему приходится контролировать огромный поток информации, поступающей ему в аудиовизуальном виде. Поток настолько велик, что одним дисплеем теперь уже не обойтись, даже если проецировать «картинку» на лобовое стекло или забрало шлема. Возникла проблема «сжатия» изображения, накладывания одних картинок на другие.

     Скорость, с которой человеческий мозг может воспринимать и перерабатывать такую информацию, имеет свой предел, который станет основным препятствием на пути дальнейшего развития боевых самолетов. И над решением этой проблемы уже задумываются те, кто уже сегодня пытается представить себе, какими будут самолеты следующего, шестого поколения.

Турбореактивные двигатели F119-PW-100, установленные на F-22 «Raptor», позволяют изменять направление струи на угол ±20°, что значительно увеличивает запас маневренности самолета. Фото: Pratt & Whitney/United Technologies Corp.

Шапка-невидимка для истребителя

      Ещё одно требование к машинам XXI века — они должны быть минимально видимы на радарах. Эту проблему в основном разрешили с помощью специальных покрытий и метаматериалов.

     Первые подобные покрытия разрабатывались ещё в Третьем Рейхе — для защиты рубок подводных лодок, которые обнаруживали локаторы боевых кораблей союзников. Затем системы радиолокационного обнаружения усовершенствовались, и о «невидимости» на какое-то время забыли — пока США не создало свою программу «Стелс». Однако американцы делали основной упор на «обтекаемую» форму самолета — что сильно снижало их летные качества. Машины, добивающиеся «невидимости» благодаря специальной форме корпуса (как F-117 и В-2), не могут производить сложные воздушные маневры — они и так не слишком устойчивы в полете. К тому же, такие самолеты в любом случае имеют большое эффективное сечение в вертикальных аспектах — когда смотришь на самолет сверху или снизу.

     Поэтому угловатые, похожие на НЛО «стелсы» уже перестали быть техническим чудом — добиться нужного результата оказалось куда эффективней с помощью покрытий. Добавим — напылить на самолет специальный слой будет и дешевле, чем создавать самолеты причудливых форм.

     Это покрытие представляет собой микроскопические петли проводника, поглощающие микроволновое излучение радиолокаторов ближнего действия. Такое покрытие создается с помощью нанотехнологий, однако главная проблема не в них самих, а в том, как их «приклеить» к обшивке самолета, чтобы они держались в условия полета реактивного истребителя со сверхзвуковой скоростью. А это ещё один аргумент в пользу снижения его скорости.

F-117 «Nighthawks» на военно-воздушной базе Аль-Джабер в Кувейте. Специфический дизайн фюзеляжа позволил конструкторам сделать самолет практически невидимым для радаров самолетов противника. Зато их хорошо видно со спутника. Фото: U.S. Air Force

     Истребители пятого поколения становятся почти невидимыми для локаторов ПВО и самолетов противника — хотя и заметны для РЛС дальнего обнаружения, работающих в метровом диапазоне. В этом отношении «стелсы» были менее заметны для последних — однако легко обнаруживались космическими спутниками. Но В-2 является стратегическим межконтинентальным бомбардировщиком, который нужно засекать за тысячи километров, а истребители пятого поколения стартуют за сотни и десятки километров от цели. Поэтому для них необходима «шапка-невидимка», прячущая их именно от локаторов ближнего действия.

     Добавим, что такое покрытие из метаматериалов будет наноситься и на модернизированные самолеты предыдущих поколений, в частности, на российские МиГ-21 и Су-27.

    Кроме того, современные самолеты оснащены и активными постановщиками помех, которые частично ослепляют локаторы противника и вообще вносят хаос в работу всех радиоприборов. Частичное представление об их работе могут дать свидетельства очевидцев воздушных атак в последней грузино-осетинской войне: сначала в гостинице на экранах телевизоров появился «белый шум», потом перестали работать мобильные телефоны, а через несколько секунд в воздухе раздался шум пролетающих боевых самолетов.

«Ястребы» и «стервятники» XXI века

    Сложность любой машины дорого обходится покупателю — то есть бюджету и наполняющим его налогоплательщикам. Да и вообще, сегодня иметь собственное авиационное производство «с нуля» стало непозволительной роскошью для многих. Это лет 70 назад выпуском истребителей занималось чуть ли не каждое государство Европы. А теперь даже такие ветераны авиастроения, как Великобритания и Франция, вынуждены кооперировать свои возможности.

     Одним из таких «кооперативов» стал совместный проект многоцелевого истребителя EF-2000 «Typhoon», идея которого возникла в 80-е годы — как ответ на американский F-16. Обеспокоенные экспансией американских самолетостроителей в Старый Свет, лоббировавших свое новое детище, Британия, Италия, Франция и Германия решили создать свой собственный «европейский истребитель». Специально для этого был создан концерн «Eurofighter». Однако окончание «холодной войны» привело к тому, что работы над самолетом, предназначенным для войны против СССР, затормозились по причине исчезновения противника. Первый EF-2000 поднялся в воздух лишь 29 марта 1994 года, однако интерес к нему к тому времени уже пропал. Поскольку и F-16, и его потенциальный противник МиГ-29 к началу XXI века уже несколько устарели, то и сам EF-2000 тянул максимум на «четвертое с плюсом» поколение.

Сборка европейского истребителя «Eurofighter» на заводе Казелле в Турине. Фото: Eurofighter Typhoon

     Два реактивных двигателя разгоняют EF-2000 на форсаже до 2150 км/ч — такая относительно большая скорость поясняется тем, что во время его разработки она ещё играла решающее значение. В целом ничем выдающимся он не отличается — напротив, экономия средств и времени привели к тому, что EF-2000 имеет однокилевую конструкцию. Менее сложную и дорогую, чем двухкилевая — но и менее прочную. К тому же в спешке машину выпустили в воздух практически без внутренней электронной начинки. Доработки начались потом, и как раз эти доработки, которые шли почти десятилетие (из-за споров участников проекта), позволили подтянуть самолет до уровня истребителя XXI века. Но это привело к тому, что стоимость одного EF-2000 превысила $100 млн.

     Конечно, покупатели нашлись и на такую дорогую машину — хотя их оказалось куда меньше, чем ожидалось. Однако с появлением новых американских истребителей ими заинтересовались даже страны-акционеры «Eurofighter».

    Американский F-35 JSF как самолет пятого поколения во многом опережает своего европейского соперника по техническим характеристикам. Скорость в 1600–1700 км/ч позволяет ему гораздо большую маневренность, и его изначально создавали с учетом требования «невидимости» — он даже имеет соответствующий специальный режим, при котором вооружением снаряжаются лишь закрытые отсеки и специальные «невидимые» контейнеры (полезная нагрузка при этом уменьшается вдвое). EF-2000 в этом отношении ему сильно проигрывает. К тому же F-35 стоит «всего» $35 млн за штуку.

     Работы над ним начались в 1996 году, и уже 24 октября 2000 года его прототип Х-35 совершил свой первый полет. Главный его создатель — американская «Lockheed Martin», также в проекте участвовала британская «BAE Systems». Постепенно изъявили свое желание присоединиться к проекту Италия, Канада, Дания, Голландия и Норвегия. Это самый дорогой военный проект в истории человечества — расходы на разработку и производство самолета достигли $280 млрд! Уже поступили заявки на более чем 4,5 тысячи F-35 для армий стран-членов НАТО. Из них около 1800 для США (которые уже распродают свои F-16 союзникам), а также Израиля и Австралии.

     Машина будет производиться в трех вариантах: наземного базирования, палубный истребитель (для ВМС США) и самолет вертикального взлета (для замены британских «Harrier»). Особое внимание при создании F-35 уделялось его возможностям быстро находить и уничтожать наземные цели с помощью высокоточного оружия, а также защите от ПВО противника. В связи с чем его называют «самолетом первого дня войны», а оппоненты — «боевой машиной агрессора».

Бывший командующий ВВС США генерал Майкл Мозли (Michael Moseley) успел провести презентацию истребителя нового поколения F-35 на заводе Локхида Мартина в Техасе уже после объявления об отставке, но еще будучи на посту. Фото: Lockheed Martin

     Однако в Пентагоне немало сторонников сокращения расходов на закупку F-35 в пользу другого истребителя, F/A-22 «Raptor». Ещё одного «долгостроя», разработка которого началась ещё 1980-х, а испытания проходят до сих пор. «Raptor», который проектировался с уклоном в сторону перехватчика, превосходит своего собрата в летных качествах и ещё более «невидим», а также более насыщен автоматикой и электроникой. К тому же его отсеки более вместительны, поэтому он в режиме максимальной «невидимости» может нести ракеты, которые не помещаются на F-35. Но и стоит он почти в 2,5 раза дороже!

     Итак, Запад свое слово сказал. Чем же ответит Россия на появление этих «стервятников», как в ней обстоят дела с истребителями пятого поколения? Обстоят неплохо, поскольку Россия никогда не испытывала дефицита в талантливых конструкторах. Но продвигаются медленно, поскольку талантливым конструкторам по ночам приходится ещё и «немножко шить». Но сейчас некоторые проекты, разработанные ещё в 80-е годы, размораживаются, и дело постепенно идет к появлению первых опытных образцов.

     Ещё в 1989 году на американского хищника СССР ответил своим истребителем «Терминатор» Су-37, переходной моделью, вполне тянущей на четыре с плюсом. Для пятого поколения он слишком тяжел (максимальная взлетная масса 34 т), но зато и берет с собою в небо почти 8 т вооружения, в том числе противокорабельные ракеты. И хотя максимальная скорость его достигает 2500 км/ч, Су-37 проектировался как многоцелевой самолет (одно из главных требований пятого поколения) и может эффективно работать на дозвуковых скоростях. Есть надежда на его удачные модификации.

     Его собрат Су-47 «Беркут» имеет близкие характеристики, но ещё большую маневренность — благодаря обратной стреловидности крыла. Пока неизвестно, будут ли его выпускать серийно, или он станет только машиной для экспериментов с новыми технологиями. Но есть заявка и на полноценный российский истребитель пятого поколения, даже две — проекты МиГ-1.44 и ПАК ФА. Последний, как обещают его создатели, будет ещё более «невидимый», чем американский F/A-22. Подробные технические характеристики машин пока ещё являются секретом, причем порою это приводит к конфузам — например, вместо фото МиГ-1.44 печатают снимки EF-2000, хотя они совсем не похожи.

Су-47 скорее всего так и останется экспериментальной моделью. Фото: ОАО «Компания "Сухой"»

    Правда, как утверждается, у российских истребителей пятого поколения будет своя отличительная черта — они сохранят скорости самолетов четвертого. То есть они смогут разгоняться до 2500 км/ч, сохраняя полноценный режим средних и малых скоростей. Каким образом это удастся — пока тайна. Вероятно, государственная.

взято у Сергейа Кутового,

=================

    Российские авиа продукты изначально были гораздо маневреннее, но проигрывали пиндостанским в дальности атаки (проще говоря сильная  сторона пиндосовских самолетов –  воздушный  бой  за  пределами  визуальной  видимости. Тот же шедевр F-15C являясь истребителем с ограниченными возможностями для ведения ближнего воздушного боя, выделяется  высоким потенциалом в дальнем поиске воздушных целей, их правильной идентификации  и  уничтожении  ракетами AIM-120 AMRAAM  за  пределами  зон  поражения самолётов противника.).

    Однако при ближнем воздушном бое в лучшем случае пилот F-15C успеет крикнуть в рацию "Where the fuck is this bastard?! OH FUCK! I`m hit! I`m hit! Ejectig!..."

     Дело в том, что скорость очень важна и пиндосы отказываються от нее лишь для поднятия маневренности их так не желающих ворочаться свинок. Скорость важна как в противоракетных маневрах (во-первых для изматывания ракет -тут важна скорость в купе с маневренностью, во вторых для раннего достижения зоны допустимых пусков- в силу суммирования скоростей ракеты и объекта ее пустившего для более раннего пуска). Немного матчасти:

     Максимальная  дальность  пуска  ракеты -  величина  не  постоянная,  зависящая  от  многих  причин: высоты и скорости полета носителя, ракурса цели, полусферы атаки. Обычно ракеты характеризуются максимальной дальностью пуска, которая достигается на большой высоте, большой скорости, на встречных курсах истребителя и цели. Но стоит учитывать, что дальность пуска это совсем не то же самое, что и дальность полета ракеты. Например, при дальности пуска в 50 км ракета реально пролетает навстречу цели около 30-35 км. У земли, где плотность воздуха максимальна, дальность пуска обычно падает раза в два. 
      При  стрельбе в  заднюю полусферу цели дальность пуска  тоже  значительно уменьшается, т.к. ракете приходится догонять улетающую цель. Дальность стрельбы в заднюю полусферу (ЗПС) обычно раза в 2-3 меньше чем в переднюю (ППС). Например, данные для ракеты Р-27ЭР: 

•  Максимальная дальность пуска в ППС на высоте 10 000 м. – 66 км. 
•  Максимальная дальность пуска в ППС на высоте 1000 м. – 28 км. 
•  Максимальная дальность пуска в ЗПС на высоте 1000 м. – 10 км.  

    В конце концов имея более скоростной аппарат от противника можно элементарно улететь (так и не подпустив в зону его допустимых пусков- запустил пару Р-33 с разницей в 3 сек и улетел с чувством выполненного долга).

    Таким образом излишняя и невостребованная в прошлом маневренность совколетов оказалась как нельзя кстати- не придется жертвовать скоростью ради ее повышения. Единственное, что  на сегодняшний день ограничивает маневренность современной боевой машины- возможности человека- а это подводит нас к новой теме- плавному уходу к беспилотным аппаратам.