Su-47 "Berkut": lluitador polivalent experimental

2024 Autora: Matthew Elmers | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 21:58

Descripció de l'avió

A finals de setembre de 1997, va tenir lloc un esdeveniment històric en la història de l'aviació russa: es va produir el vol d'un nou avió experimental, el Su-47 "Berkut", que podria convertir-se en un prototip del combat nacional de cinquena generació. Un ocell negre depredador amb un nas blanc, que es desvinculava del formigó de la pista de l’aeròdrom de Zhukovsky, va desaparèixer ràpidament al cel gris prop de Moscou, anunciant amb el tro de les seves turbines l’inici d’una nova etapa en la biografia del rus avions de combat.

Les investigacions sobre l'aparició d'un lluitador de cinquena generació van començar al nostre país, com als Estats Units, a mitjan anys setanta, quan l'avió de quarta generació (el SU-27 i el MiG-29) només feia els seus "primers passos". ". Es suposava que els nous avions tenien un potencial de combat significativament superior al dels seus predecessors. Els principals centres de recerca de la indústria i oficines de disseny van participar en el treball. Juntament amb el client, es van anar formulant les principals disposicions del concepte del nou combatent: multifuncionalitat, és a dir, alta eficiència en la derrota dels objectius aeri, terrestre, superficial i submarí, la presència d’un sistema d’informació circular, el desenvolupament de modes de vol de creuer a velocitats supersòniques. També es preveia aconseguir una disminució dramàtica de la visibilitat de l'avió al radar i a l'infraroig en combinació amb la transició dels sensors integrats a mètodes passius d'obtenció d'informació, així com a modes de sigil augment. Se suposava que havia d’integrar totes les eines d’informació disponibles i crear sistemes experts a bord.

Se suposava que l'avió de la cinquena generació tenia la capacitat de dur a terme bombardejos globals d'objectius en combat aeri proper, així com de disparar míssils multicanal durant el combat a llarg abast. Subministrat per a l'automatització del control de la informació a bord i els sistemes de bloqueig; augment de l’autonomia de combat a causa de la instal·lació d’un indicador de situació tàctica a la cabina d’un avió monoplaça amb la capacitat de barrejar informació (és a dir, sortida simultània i superposició en una sola escala de "imatges" de diversos sensors), així com l’ús de sistemes d’intercanvi d’informació de telecodes amb fonts externes. Es suposava que l’aerodinàmica i els sistemes a bord del combat de cinquena generació proporcionaven la possibilitat de canviar l’orientació angular i la trajectòria de l’aeronau sense retards notables, sense necessitat d’una coordinació i coordinació estrictes dels moviments dels cossos de control. L'avió va haver de "perdonar" els greus errors de pilotatge en una àmplia gamma de condicions de vol.

Es va planejar equipar l'avió prometedor amb un sistema de control automatitzat a nivell de resolució de problemes tàctics, que té un mode expert "per ajudar al pilot".

Un dels requisits més importants per al lluitador de cinquena generació rus era la "super maniobrabilitat": la capacitat de mantenir l'estabilitat i controlabilitat en angles d'atac de 900 o més. Cal assenyalar que la "supermaniobrabilitat" figurava originalment en els requisits per al cacera de cinquena generació nord-americà, creat gairebé simultàniament amb l'avió rus, sota el programa ATF. No obstant això, en el futur, els nord-americans, enfrontats a la tasca intractable de combinar la baixa visibilitat, la velocitat de creuer supersònica i la "super maniobrabilitat" en un avió, es van veure obligats a sacrificar aquest últim (la maniobrabilitat del caça americà ATF / F-22 és probablement només s’acosta al nivell assolit en l’avió modernitzat Su-27, equipat amb un sistema de control de vectors d’empenta). La negativa de la Força Aèria dels Estats Units a assolir la supermaniobrabilitat va estar motivada, en particular, per la ràpida millora de les armes d’aviació: l’aparició de míssils de tot aspecte molt maniobrabils, sistemes de designació de blancs muntats en casc i nous caps de direcció van permetre abandonar la entrada obligatòria a l’hemisferi posterior de l’enemic. Es va suposar que ara el combat aeri es duria a terme a distàncies mitjanes, amb la transició a l'etapa maniobrable només com a últim recurs, "si alguna cosa es feia malament".

Tanmateix, en la història de l’aviació militar, han abandonat repetidament els combats aeris maniobrables i propers, però els càlculs teòrics posteriors van ser refutats per la vida, en tots els conflictes armats (amb l’excepció, potser, dels falsos "Tempesta del Desert") combatents que van entrar en combat a distàncies llargues, com per regla general, el transferien a distàncies més curtes i sovint acabaven amb un esclat de canó marcat i no amb un llançament de coets. Es preveu una situació quan la millora dels sistemes de guerra electrònica, així com una disminució del radar i la signatura tèrmica dels combatents, conduiran a una disminució de l’eficàcia relativa dels míssils de llarg i mig abast. A més, fins i tot quan es realitzi una batalla de míssils de llarg abast amb armes d’aproximadament iguals capacitats per ambdues parts, l’enemic que podrà orientar ràpidament el seu combatent en direcció a l’objectiu tindrà un avantatge, que farà possible fer un ús més complet de les capacitats dinàmiques dels seus míssils. En aquestes condicions, és de particular importància aconseguir les velocitats angulars més altes possibles de gir inestable tant a velocitats subsòniques com supersòniques. Per tant, el requisit de supermaniobrabilitat per al lluitador de cinquena generació rus, malgrat la complexitat del problema, es va mantenir sense canvis.

Com una de les solucions que proporciona les característiques de maniobra necessàries, es va considerar l’ús d’una ala escombrada cap endavant (KOS). Aquesta ala, que proporciona certs avantatges de disposició sobre una ala recta, es va intentar utilitzar en l'aviació militar als anys quaranta.

El primer avió a reacció amb una ala escombrada cap endavant va ser el bombarder alemany Junkers Ju-287. El cotxe, que va fer el seu primer vol el febrer de 1944, va ser dissenyat per a una velocitat màxima de 815 km / h. En el futur, dos bombarders experimentats d’aquest tipus van anar a la URSS com a trofeus.

En els primers anys de la postguerra, el nostre país va realitzar la seva pròpia investigació de KOS en relació amb els avions maniobrables d’alta velocitat. El 1945, segons les instruccions de la LII, el dissenyador P. P. Tsybin va començar el disseny de planadors experimentals destinats a provar l’aerodinàmica de combatents prometedors. El planador va guanyar alçada, remolcat per l'avió, i va capbussar-se per accelerar a velocitats transòniques, inclòs el reforç de pols. Un dels planadors, LL-Z, que va entrar en proves el 1947, tenia una ala escombrada cap endavant i aconseguia una velocitat de 1150 km / h (M = 0,95).

Tanmateix, en aquell moment, no era possible adonar-se dels avantatges de tal ala, tk. KOS va resultar especialment susceptible a la divergència aerodinàmica, la pèrdua d’estabilitat estàtica quan es van assolir certs valors de velocitat i angles d’atac. Els materials estructurals i les tecnologies d’aquella època no permetien la creació d’una ala escombrada cap endavant amb una rigidesa suficient. Els creadors d’avions de combat van tornar a escombrar inversament només a mitjan anys setanta, quan l’URSS i els Estats Units van començar a estudiar l’aparició d’un combat de cinquena generació. L’ús de KOS va permetre millorar la controlabilitat a velocitats de vol baixes i augmentar l’eficiència aerodinàmica en totes les àrees dels modes de vol. La disposició de les ales escombrades cap endavant proporcionava una millor articulació de l’ala i del fuselatge, a més d’optimitzar la distribució de la pressió a l’ala i al PGO. Segons els càlculs d’especialistes nord-americans, l’ús d’una ala escombrada cap endavant en un avió F-16 hauria d’haver provocat un augment de la velocitat angular de gir un 14% i del radi d’acció un 34%, mentre que la presa -La distància de sortida i aterratge es va reduir un 35%. El progrés en la construcció d’avions va permetre resoldre el problema de la divergència mitjançant l’ús de materials compostos amb una disposició racional de fibres, que augmenta la rigidesa de l’ala en les direccions indicades.

No obstant això, la creació de la CBS va plantejar una sèrie de tasques complexes, que només es podrien resoldre com a resultat d'una investigació a gran escala. A aquests efectes, als Estats Units, per ordre de la BBC, es va construir l'avió Gruman X-29A. La màquina, que tenia el disseny aerodinàmic Duck, estava equipada amb un KOS amb un angle d’escombrat de 35╟. El X-29A era una màquina purament experimental i, per descomptat, no podia servir de prototip per a un avió de combat real. Per reduir el cost, es van utilitzar àmpliament en el seu disseny les unitats i els conjunts de caces en sèrie (el nas del fuselatge i el tren d’aterratge davanter - del F-5A, el tren d’aterratge principal - del F-16, etc.).). El primer vol de l'avió experimental va tenir lloc el 14 de desembre de 1984. Fins al 1991, els dos avions construïts realitzaven un total de 616 vols. No obstant això, el programa X-29A no va aportar llorers als seus iniciadors i es considera als Estats Units com un èxit: malgrat l’ús dels materials estructurals més moderns, els nord-americans no van aconseguir fer front totalment a la divergència aerodinàmica i KOS no era ja es considerava un atribut dels caces prometedors de la Força Aèria i de la Marina dels Estats Units (en particular, entre els molts dissenys estudiats sota el programa JSF, no hi havia cap avió escombrat cap endavant).

De fet, el míssil de creuer estratègic nord-americà Hughes AGM-129 ASM, dissenyat per armar bombarders B-52, va ser l’únic avió amb un KOS que va entrar a la sèrie. No obstant això, en relació amb aquest avió, l'elecció d'una ala escombrada cap endavant es deu principalment a consideracions de sigil: la radiació radar reflectida des de la vora principal de l'ala estava protegida pel cos del coet.

Els centres més grans de recerca en aviació del país: TsAGI i SibNIA van dur a terme la formació de l’aparició d’un avió domèstic maniobrable amb KOS. En particular, a TsAGI, es va volar un model d’avió amb KOS, fabricat sobre la base de l’avió MiG-23, i a Novosibirsk es va estudiar la disposició del SU-27 amb una ala escombrada cap endavant. Les bases científiques existents van permetre a Sukhoi OKW afrontar la tasca sense precedents de crear el primer avió de combat supersònic del món amb una ala escombrada cap endavant. El 1996 va arribar a les pàgines de la premsa d'aviació una fotografia d'un model d'un lluitador prometedor amb un KOS, mostrada al lideratge de la Força Aèria Russa. A diferència de l'American X-29A, la nova màquina es va fabricar segons l'esquema del "triplà" i tenia una cua vertical de dues aletes. La presència d'un ganxo de fre suggeria la possibilitat d'un caça basat en vaixells. Les puntes de les ales allotjaven llançadors de míssils aire-aire.

L'estiu de 1997, el prototip del lluitador de cinquena generació de la Sukhoi Design Bureau (així com el seu "rival" MAPO-MIG, conegut com "1-42") ja es trobava al territori de l'Institut d'Investigació en Vol de Gromov a Zhukovsky. Al setembre, va començar el rodatge a alta velocitat i el 25 del mateix mes l'avió, que va conèixer l'índex de treball del Su-47 i l'orgullós nom "Berkut", pilotat pel pilot de proves Igor Votintsev, va fer el seu primer vol. Cal assenyalar que l'avió rus es va quedar enrere del seu rival nord-americà: el primer caça experimentat Lockheed-Martin F-22A Raptor (Eagle-Burial) en només 18 dies (el Raptor va fer el seu primer vol el 7 de setembre, el 14 de setembre el va tornar a fer va enlairar-se, després dels quals es van aturar els vols fins al juliol de 1998 i es va acabar el F-22A).

Intentem fer-nos una idea del nou avió del Sukhoi Design Bureau, basat en fotografies d’un avió experimental, així com en alguns materials sobre el Su-47, publicats a les pàgines de la premsa russa i estrangera.

"Berkut" es fabrica segons l'esquema aerodinàmic del "triplà integral longitudinal", que s'ha convertit en una característica de la marca comercial de l'avió d'aquest OKW. L’ala s’aparella suaument amb el fuselatge, formant un únic sistema de rodaments. Les característiques del disseny inclouen afluències d’ala desenvolupades, sota les quals es col·loquen les preses d’aire no regulades dels motors, amb una forma de secció transversal propera a un sector d’un cercle.

La cèl·lula de l’avió es fa amb un ús extensiu de materials compostos (CM). L’ús de compostos avançats proporciona un augment de l’eficiència del pes entre un 20-25%, un recurs: 1,5-3,0 vegades, una taxa d’utilització de materials de fins a 0,85, una disminució dels costos laborals per a la fabricació de peces en un 40-60%, com així com obtenir les característiques tècniques tèrmiques i radiofòniques necessàries. Al mateix temps, els experiments realitzats als Estats Units sota el programa F-22 indiquen una supervivència en combat inferior de les estructures de CFRP en comparació amb les estructures fetes d'aliatges d'alumini i titani.

L'ala del lluitador té una part arrel desenvolupada amb un gran escombrat d'angle recte (aproximadament 750) al llarg de la vora davantera i una part en voladís amb una escomesa cap endavant que s'ajusta suaument amb ella (uns 200 al llarg de la vora principal). L'ala està equipada amb flaperons, que ocupen més de la meitat del tram, així com alerons. Potser, a més de la part del davant, també hi ha mitjons desviables (tot i que les fotos publicades del Su-47 no permeten fer una conclusió inequívoca sobre la seva presència).

La cua horitzontal frontal (PGO), en moviment, amb una extensió d’uns 7,5 m, té una forma trapezoïdal. El seu angle d’escombrat al llarg de la vora principal és d’uns 500. La cua horitzontal posterior d’una zona relativament petita també es fa totalment giratòria, amb un angle d’escombratge al llarg de la part frontal, excepte uns 750. La seva envergadura és d’uns 8 m.

La cua vertical de dues aletes amb timons està fixada a la secció central de l'ala i té una "cambra" cap a l'exterior.

El dosser de la cabina del Su-47 és gairebé idèntic al del caça Su-27. No obstant això, en el model de l'avió, la fotografia de la qual apareixia a les pàgines de premsa estrangera, la llanterna es fa impecable, com la del Raptor americà (això millora la visibilitat, ajuda a reduir la signatura del radar, però complica el procés d'ejecció).

Els suports principals del tren d’aterratge d’una sola roda del Su-47 s’uneixen al fuselatge i es retreuen cap endavant en vol amb les rodes convertides en nínxols darrere de les entrades d’aire del motor. El suport davanter de dues rodes es retreu cap al fuselatge cap endavant en la direcció del vol. La base del xassís fa aproximadament 8 m, la via és de 4 m.

La premsa va informar que l'avió prototip estava equipat amb dos motors del Perm NPO Aviadvigatel D-30F6 (2x15500 kgf, pes sec 2x2416 kg), que també s'utilitzaven en caces interceptors MiG-31. No obstant això, en el futur, aquests motors turboventiladors, òbviament, seran substituïts per motors de cinquena generació.

No hi ha dubte que la nova màquina utilitza els equips de bord més moderns creats per la indústria nacional: un EDSU digital multicanal, un sistema de control integrat automatitzat, un complex de navegació, que inclou un INS basat en giroscopis làser en combinació amb la navegació per satèl·lit. i un "mapa digital", que ja ha trobat aplicació en màquines com el Su-30MKI, el Su-32/34 i el Su-32FN / 34.

És probable que l’avió estigui equipat (o estigui equipat) amb una nova generació de sistemes integrats de suport vital i d’expulsió de la tripulació.

Per controlar l'avió, així com en el Su-47, és probable que s'utilitzin un pal de control lateral de baixa velocitat i un accelerador de tensió.

La ubicació i la mida de les antenes dels equips radioelectrònics de bor testimonien el desig dels dissenyadors de proporcionar visibilitat global. A més del radar principal de l'aire, situat al nas sota el carenat de canalé, el lluitador té dues antenes de visió posterior instal·lades entre els broquets de l'ala i del motor. Els mitjons de la cua vertical, els parabolts i el PGO també estan ocupats probablement per antenes per a diversos propòsits (així ho demostra el seu color blanc, típic dels carenats radiotransparents nacionals).

Tot i que no hi ha informació sobre l'estació de radar aerotransportada utilitzada a l'avió Berkut, indirectament sobre les capacitats potencials del complex radar dels caces de cinquena generació, que es poden crear sobre la base del Su-47, es pot jutjar per la informació publicat a la premsa oberta sobre el nou radar aerotransportat, desenvolupat des del 1992 per l'associació "Phazotron" per a combatents prometedors. L'estació està dissenyada per col·locar-se al nas d'un avió de la "categoria de pes" Su-35/47. Té una antena de matriu de fases planes i funciona en banda X. Segons representants d'ONG, per tal d'ampliar l'àrea de cobertura en els plans vertical i horitzontal, es suposa que és possible combinar l'escaneig electrònic i mecànic, cosa que augmentarà el camp de visió del nou radar en 600 en totes les direccions.. El rang de detecció dels objectius aeris és de 165-245 km (segons el seu RCS). L'estació és capaç de rastrejar simultàniament 24 objectius, garantint l'ús simultani d'armes de míssils contra vuit avions enemics.

"Berkut" també es pot equipar amb una estació de localització òptica situada al fuselatge davanter, davant del dosser del pilot. Com als SU-33 i SU-35, el carenat de l'estació es desplaça cap a la dreta per no limitar la visió del pilot. La presència d’una estació de localització òptica, que probablement inclou equips de televisió, imatges tèrmiques i làser, a més d’una estació de radar de retrovisió, distingeix el cotxe rus de l’anàleg americà del F-22A.

D'acord amb els cànons de la tecnologia furtiva, la major part de l'armament a bord dels vehicles de combat creats sobre la base del Berkut, òbviament, es col·locarà dins de la cèl·lula. En les condicions en què l’avió operarà en un espai aeri que no tingui una poderosa coberta de míssils antiaeris i contra un enemic que no tingui caces moderns, és permès augmentar la càrrega de combat col·locant algunes de les armes en punts durs externs.

Per analogia amb el Su-35 i el Su-47, es pot suposar que el nou vehicle multifuncional portarà míssils aire-aire de llarg i llarg abast, en particular el UR, conegut com el KS-172 (aquest míssil de dues etapes capaç de desenvolupar velocitat hipersònica i equipat amb un sistema combinat de desplaçament capaç de fer nins objectius aeris a una distància de més de 400 km). És probable que l’ús d’aquests míssils requereixi una designació d’objectiu extern.

Tanmateix, el "principal calibre" d'un lluitador prometedor, òbviament, seran els llançadors de míssils de gamma mitjana del tipus RVV-AE, que disposen d'un sistema de radar final de posada a punt actiu i estan optimitzats per a la seva col·locació als compartiments de càrrega de l'avió (proporció d'ala i timons de gelosia plegables). NPO Vympel va anunciar amb èxit proves de vol a l'avió Su-27 d'una versió millorada d'aquest míssil, equipada amb un motor ramjet de nebulització (ramjet). La nova modificació té un abast i una velocitat augmentats.

Com abans, els míssils aire-aire de curt abast també haurien de tenir un paper important en l’armament de les aeronaus. A l’exposició MAKS-97, es va demostrar un nou coet d’aquesta classe, el K-74, creat sobre la base de l’UR R-73 i que es diferenciava d’aquest darrer per un sistema de recolzament tèrmic millorat amb un angle de captura objectiu augmentat de 80-900 a 1200. L'ús d'un nou capçal tèrmic (TGS) també va permetre augmentar el rang màxim de destrucció objectiu en un 30% (fins a 40 km). El desenvolupament del K-74 va començar a mitjan anys vuitanta i va començar les proves de vol el 1994. Actualment, el coet està llest per a la producció en sèrie.

A més de crear un cercador millorat per a l'UR K-74, NPO Vympel treballa en diversos míssils de curt abast, també equipats amb un sistema de control vectorial d'empenta del motor.

Probablement, el canó GSh-301 de 30 mm també es conservarà com a part de l’armament a bord de combatents prometedors.

Igual que altres avions multifuncionals domèstics (Su-30MKI, Su-35 i Su-47, el nou avió, òbviament, també portarà armes d’atac). així com enemic radar.

Les capacitats del sistema defensiu, que es pot instal·lar en un lluitador prometedor, es poden jutjar per les mostres demostrades a l’exposició MAKS-97. En particular, l’empresa Aviakonversiya va demostrar un objectiu combinat d’engany (KLC) per a la protecció contra míssils amb capçals de radar, tèrmics i làser. A diferència dels dispositius de protecció passiva utilitzats en avions de combat nacionals i estrangers, el KLC és eficaç en totes les longituds d'ona que s'utilitzen en els caps de referència dels míssils aire-aire i terra-aire. KLC és una zona de combustió formada fora de l'avió protegit a causa de l'ús d'un flux dirigit de gasos. S'introdueix un líquid inflamable al raig (en particular, pot ser el combustible utilitzat pels motors de l'avió), ruixat per obtenir una mescla combustible-gas, que després s'encén. La combustió es manté durant un temps predeterminat.

La radiació tèrmica de la zona de combustió és un fals objectiu per a municions amb cercador, que operen en el rang d'infrarojos. La composició espectral del núvol en flames és idèntica a la composició espectral de la radiació de l’objecte protegit (s’utilitza el mateix combustible), cosa que no permet al TGS distingir un objectiu fals per característiques espectrals i trobar un objectiu fals en un la distància fixa de l'objecte real no permet al TGS seleccionar-lo per característiques de trajectòria.

Per protegir-se de les municions amb un sistema de guia radar, s’utilitzen additius formadors de plasma al KLC, cosa que provoca un augment de la reflexió de les ones de ràdio des de la zona de combustió. Aquests additius formen electrons lliures a la temperatura de combustió. Quan la seva concentració és prou elevada, el núvol cremant reflecteix ones de ràdio com un cos metàl·lic.

Per al rang de longituds d'ona del làser, s'utilitzen pols finament disperses de substàncies dels cossos de treball dels làsers. En el procés de cremada, emeten ones electromagnètiques a la mateixa freqüència amb què funciona el làser d’il·luminació objectiu o, sense cremar-se, es duen a terme fora de la zona de combustió i, durant el refredament, emeten ones electromagnètiques del rang requerit. La potència de radiació ha de correspondre a la potència del senyal reflectida des de l’objecte protegit quan s’il·lumina amb el làser enemic. Es regula mitjançant la selecció de substàncies afegides al líquid inflamable i la seva quantitat.

En diverses publicacions, sense referència a les fonts, es publiquen les característiques del nou avió. Si es corresponen amb la realitat, llavors "Berkut", en el seu conjunt, es troba a la "categoria de pes" del caça Su-27 i les seves versions modificades. Una aerodinàmica avançada i un sistema de control de vectors d'empenta haurien de proporcionar als prometedors seguidors de combat del Su-47 superioritat en un combat aeri maniobrable sobre tots els adversaris potencials existents o previstos. La resta de combatents, després de reunir-se amb el rus Berkut i l’americana Gravedigger Eagle, tenen una possibilitat molt modesta de tornar al seu camp d’aviació. Les lleis de la cursa armamentista (que, per descomptat, no van acabar després de l '"autodissolució" de l'URSS) són cruels.

Al mateix temps, l'aparició del cuirassat "Dreadnought" va fer obsolets tots els cuirassats construïts anteriorment. La història és repetitiva.