Aquesta és una continuació de l'article anterior. Per completar-lo, us aconsello llegir la primera part.
Continuant comparant les capacitats dels combatents de la generació 4 ++ amb la cinquena, passem als representants de producció més brillants. Naturalment, es tracta dels Su-35 i F-22. Això no és del tot just, com deia a la primera part, però tot i així.
El Su-35 és un desenvolupament del llegendari Su-27. Crec que quina és la singularitat del seu avantpassat, tothom ho recorda. Fins al 1985, el F-15 va regnar en l'aire durant nou anys. Però l'estat d'ànim a l'estranger es va esfondrar quan es va començar a adoptar el primer Su-27 de sèrie. Un combat amb supermaniobilitat, capaç d’assolir angles d’atac fins ara inabastables, demostrant per primera vegada públicament la tècnica de Cobra Pugachev el 1989, està fora de l’abast dels competidors occidentals. Naturalment, la seva nova "trenta-cinquena" modificació ha absorbit tots els avantatges de l'ancestre i n'ha afegit diverses de les seves característiques, cosa que ha convertit el disseny "vint-i-setè" en ideal.
Una característica sorprenent del Su-35, així com de la resta d’avions de 4+ generacions, és el vector d’empenta desviat. Per alguna raó desconeguda, només és habitual al nostre país. És tan únic aquest element que ningú el pot duplicar? La tecnologia de desviació del vector d'empenta també s'ha provat en avions nord-americans de quarta generació. General Electric va desenvolupar el broquet AVEN, que es va instal·lar i provar a l'avió F-16VISTA el 1993. Fig. # 1. Pratt Whitney va desenvolupar el broquet PYBBN (millor disseny que GE) instal·lat i provat al F-15ACTIVE el 1996. Fig. Núm. 2. El 1998 es va provar el broquet deflectible de TVN per a Eurofighter. Tot i això, ni un sol avió occidental de la quarta generació va rebre OVT de la sèrie, tot i que la modernització i la producció continuen fins als nostres dies.
Figura 1
Figura # 2
Disposant de les tecnologies adequades per a la desviació del vector d’empenta, el 1993 (AVEN) van decidir no utilitzar-les al F-22. Van anar cap a l’altre camí, creant broquets rectangulars per reduir la radar i la signatura tèrmica. Com a bonificació, aquests broquets només es desvien cap amunt i cap avall.
Quina és la raó de la desagradabilitat de l'Occident pel vector d'empenta desviat? Per fer-ho, intentem esbrinar en què es basa el combat aeri proper i com es pot aplicar un vector d’empenta desviat.
La maniobrabilitat de l'avió està determinada per les forces G. Al seu torn, estan limitats per la força de l'avió, les capacitats fisiològiques de la persona i els angles d'atac limitants. La relació empenta-pes de l'avió també és important. Quan es maniobra, la tasca principal és canviar la direcció del vector velocitat o la posició angular de l’avió a l’espai el més ràpidament possible. Per això, la qüestió clau en les maniobres és el gir constant o forçat. Amb un revolt constant, el pla canvia la direcció del vector de moviment el més ràpidament possible, sense perdre velocitat. El gir forçat es deu a un canvi més ràpid en la posició angular de l'avió a l'espai, però s'acompanya de pèrdues actives de velocitat.
A. N. Lapchinsky, en els seus llibres sobre la Primera Guerra Mundial, va citar les paraules de diversos pilots d'as occidentals: l'as alemany Nimmelmann va escriure: "Estic desarmat mentre sóc inferior"; Belke va dir: "El principal en el combat aeri és la velocitat vertical". Bé, com no recordar la fórmula de la famosa A. Pokryshkina: "Alçada - velocitat - maniobra - foc".
Després d’haver estructurat aquestes afirmacions amb el paràgraf anterior, podem entendre que la velocitat, l’altitud i la relació empenta-pes seran decisius en el combat aeri. Aquests fenòmens es poden combinar amb el concepte d’altitud de vol d’energia. Es calcula segons la fórmula que es mostra a la figura 3. On He és el nivell d'energia de l'avió, H és l'altitud de vol, V2 / 2g és l'altitud cinètica. El canvi d’altitud cinètica al llarg del temps s’anomena velocitat d’energia de pujada. L’essència pràctica del nivell d’energia rau en la possibilitat de la seva redistribució pel pilot entre altitud i velocitat, segons la situació. Amb una reserva de velocitat, però amb manca d’altitud, el pilot pot completar el turó, tal com va llegar Nimmelmann, i obtenir un avantatge tàctic. La capacitat del pilot per gestionar de manera competent la reserva d’energia disponible és un dels factors definidors en el combat aeri.
Figura №3
Ara entenem que quan maniobra per girs establerts, l’avió no perd la seva energia. L’aerodinàmica i l’empenta dels motors equilibren l’arrossegament. Durant un gir forçat, es perd l'energia de l'avió i la durada d'aquestes maniobres no només està limitada per la velocitat evolutiva mínima de l'avió, sinó també per la despesa de l'avantatge energètic.
A partir de la fórmula de la figura 3, podem calcular el paràmetre de velocitat de pujada de l’avió, com he dit anteriorment. Però ara es fa evident l’absurditat de les dades sobre la velocitat de pujada, que es donen en fonts obertes per a certs avions, ja que es tracta d’un paràmetre que canvia dinàmicament i que depèn de l’altitud, la velocitat de vol i la sobrecàrrega. Però, al mateix temps, és el component més important del nivell d'energia de l'avió. Basant-nos en l’anterior, el potencial de l’avió en termes de guany d’energia es pot determinar en funció de la seva qualitat aerodinàmica i la seva relació empenta-pes. Aquells. el potencial de l'avió amb la pitjor aerodinàmica es pot igualar augmentant l'empenta dels motors i viceversa.
Naturalment, és impossible guanyar una batalla només amb l’energia. No és menys important la característica de gir de l'avió. Per a això, la fórmula que es mostra a la figura 4 és vàlida. Es pot veure que les característiques de la capacitat de gir de l'avió depenen directament de les forces g Ny. En conseqüència, per a un gir constant (sense pèrdua d'energia), Nyр és important, la sobrecàrrega disponible o normal, i per a un gir forçat Nyпр, la sobrecàrrega d'empenta màxima. En primer lloc, és important que aquests paràmetres no superin els límits de la sobrecàrrega operativa del nou avió, és a dir, límit de força. Si es compleix aquesta condició, la tasca més important en el disseny de l'avió serà l'aproximació màxima de Nyp a Nye. En termes més senzills, la capacitat d'un avió per realitzar maniobres en un abast més ampli sense perdre velocitat (energia). Què afecta Nyp? Naturalment, l’aerodinàmica de l’avió, com més gran sigui la qualitat aerodinàmica, major serà el valor possible de Nyр, al seu torn, l’índex de càrrega de l’ala afecta la millora de l’aerodinàmica. Com més petit és, més gran és la capacitat de gir de l'avió. A més, la relació empenta-pes de l'avió afecta Nyp, el principi del qual hem parlat anteriorment (en el sector energètic) també és vàlid per a la capacitat de gir de l'avió.
Figura №4
Simplificant l’anterior i sense tocar encara la desviació del vector d’empenta, justament observem que els paràmetres més importants per a un avió maniobrable seran la relació empenta-pes i la càrrega de l’ala. Les seves millores només es poden limitar pel cost i les capacitats tècniques del fabricant. En aquest sentit, el gràfic presentat a la figura 5 és interessant, permet entendre per què el F-15 fins al 1985 va ser el mestre de la situació.
Imatge núm. 5
Per comparar el Su-35 amb el F-22 en combat proper, primer hem de recórrer als seus avantpassats, és a dir, el Su-27 i el F-15. Comparem les característiques més importants que tenim a l’abast, com ara la relació empenta-pes i la càrrega de l’ala. Tanmateix, sorgeix la pregunta de quina massa? Al Manual de vol de l'avió, el pes normal a l'enlairament es calcula sobre la base del 50% del combustible dels tancs, dos míssils de gamma mitjana, dos míssils de curt abast i la càrrega de munició del canó. Però la massa màxima de combustible del Su-27 és molt superior a la del F-15 (9400 kg contra 6109 kg), per tant, la reserva del 50% és diferent. Això significa que el F-15 tindrà un avantatge de pes inferior per endavant. Per fer la comparació més honesta, proposo agafar com a mostra la massa del 50% del combustible Su-27, de manera que obtindrem dos resultats per a l’Àguila. Com a armament del Su-27, acceptem dos míssils R-27 a l’APU-470 i dos míssils R-73 al p-72-1. Per al F-15C, l’armament és AIM-7 a LAU-106a i AIM-9 a LAU-7D / A. Per a les masses indicades, calculem la relació empenta-pes i la càrrega de les ales. Les dades es presenten a la taula de la figura 6.
Figura 6
Si comparem el F-15 amb el combustible calculat per a això, els indicadors són molt impressionants, però, si prenem un combustible igual a la massa del 50% del combustible Su-27, l’avantatge és pràcticament mínim. En la relació empenta-pes, la diferència és de centèsimes, però, en termes de càrrega a l’ala, el F-15, no obstant això, està decentment per davant. Basant-se en les dades calculades, el "Eagle" hauria de tenir un avantatge en el combat aeri proper. Però, a la pràctica, les batalles d’entrenament entre l’F-15 i el Su-27, per regla general, van quedar a la nostra. Tecnològicament, l’Oficina de Disseny de Sukhoi no va poder crear un avió tan lleuger com els competidors, no és cap secret que en termes de pes de l’aviónica sempre hem estat lleugerament inferiors. No obstant això, els nostres dissenyadors van seguir un camí diferent. A les competicions d’entrenament, ningú no feia servir el “Cobr de Pugachev” i no feia servir OVT (encara no existia). Va ser l’aerodinàmica perfecta del Sukhoi el que li va donar un avantatge important. La distribució integral del fuselatge i la qualitat aerodinàmica de l’11, 6 (per al F-15c 10) van neutralitzar l’avantatge en la càrrega de l’ala del F-15.
No obstant això, l'avantatge del Su-27 mai va ser aclaparador. En moltes situacions i en diferents condicions de vol, el F-15c encara pot competir, ja que la majoria encara depèn de les qualificacions del pilot. Això es pot rastrejar fàcilment a partir dels gràfics de maniobrabilitat, que es tractaran a continuació.
Tornant a la comparació de l'avió de quarta generació amb el cinquè, elaborarem una taula similar amb les característiques de la relació empenta-pes i la càrrega de les ales. Ara prendrem les dades del Su-35 com a base de la quantitat de combustible, ja que el F-22 té menys tancs (Fig. 7). L’armament de Sushka inclou dos míssils RVV-SD a l’AKU-170 i dos míssils RVV-MD al P-72-1. L'armament del Raptor és dos AIM-120 al LAU-142 i dos AIM-9 al LAU-141 / A. Per a la imatge general, també es donen càlculs per al T-50 i el F-35A. Haureu de ser escèptic sobre els paràmetres del T-50, ja que són estimacions i el fabricant no va proporcionar dades oficials.
Figura №7
La taula de la figura 7 mostra clarament els principals avantatges de l'avió de cinquena generació respecte al quart. La bretxa en la càrrega de les ales i la relació empenta-pes és molt més significativa que la del F-15 i el Su-27. El potencial d’energia i un augment de Nyp en la cinquena generació és molt més gran. Un dels problemes de l’aviació moderna, la multifuncionalitat, també va afectar els Su-35. Si es veu bé amb la relació empenta-pes a la postcombustió, la càrrega de l’ala és inferior fins i tot al Su-27. Això demostra clarament que el disseny de la cèl·lula de l'avió de quarta generació no pot, tenint en compte la modernització, assolir els indicadors de la cinquena.
Cal destacar l’aerodinàmica del F-22. No hi ha dades oficials sobre la qualitat aerodinàmica, però, segons el fabricant, és superior a la del F-15c, el fuselatge té una distribució integral, la càrrega de l’ala és fins i tot inferior a la de l’Àguila.
Els motors s’han d’anotar per separat. Com que només el Raptor té motors de cinquena generació, això es nota especialment en la relació empenta-pes en el mode "màxim". El cabal específic en el mode "postcombustió", per regla general, és més del doble del cabal en el mode "màxim". El temps de funcionament del motor al "postcombustió" està significativament limitat per les reserves de combustible de l'avió. Per exemple, el Su-27 del "postquemador" menja més de 800 kg de querosè per minut, per tant, un avió amb una millor relació empenta-pes al "màxim" tindrà avantatges en empenta durant un temps molt més llarg. Per això, l’Izd 117s no és un motor de cinquena generació i ni el Su-35 ni el T-50 tenen cap avantatge en la relació empenta-pes respecte al F-22. En conseqüència, per al T-50, el motor desenvolupat de cinquena generació "tipus 30" és molt important.
D'on de tot l'anterior és possible aplicar el vector d'empenta desviat? Per fer-ho, consulteu el gràfic de la figura 8. Aquestes dades es van obtenir per a la maniobra horitzontal dels caces Su-27 i F-15c. Malauradament, dades similars per als Su-35 encara no estan disponibles públicament. Presteu atenció als límits del gir constant per a alçades de 200 mi 3000 m. Al llarg de l’ordenada, podem veure que en el rang de 800-900 km / h per a les altures indicades, s’aconsegueix la velocitat angular més alta, que és 15 i 21 graus / s, respectivament. Només està limitada per la sobrecàrrega de l'avió en el rang de 7, 5 a 9. És aquesta velocitat la que es considera la més avantatjosa per a la realització d'un combat aeri proper, ja que la posició angular de l'avió a l'espai canvia el més ràpidament possible. Tornant als motors de cinquena generació, un avió amb una relació empenta-pes més alta i capaç de fer moviments supersònics sense l'ús de postcombustible guanya un avantatge energètic, ja que pot augmentar la velocitat per pujar fins a caure en el rang més avantatjós per a la BVB.
Figura №8
Si extrapolem el gràfic de la figura 8 del Su-35 amb un vector d’empenta desviat, com es pot canviar la situació? La resposta és perfectament visible des del gràfic, de cap manera. Atès que el límit de l'angle d'atac limitant (αadd) és molt superior al límit de força de l'avió. Aquells. els controls aerodinàmics no s’utilitzen del tot.
Penseu en el gràfic de maniobra horitzontal per a alçades de 5.000 a 7.000 m, que es mostra a la figura 9. La velocitat angular més alta és de 10-12 graus / s i s’aconsegueix en el rang de velocitat 900-1000 km / h. És agradable observar que és en aquesta gamma on el Su-27 i el Su-35 tenen avantatges decisius. Tanmateix, aquestes altures no són les més avantatjoses per al BVB, a causa de la caiguda de les velocitats angulars. Com ens pot ajudar el vector d’empenta desviat en aquest cas? La resposta és perfectament visible des del gràfic, de cap manera. Atès que el límit de l'angle d'atac limitant (αadd) és molt superior al límit de força de l'avió.
Figura №9
Llavors, on es pot obtenir l'avantatge del vector d'empenta desviat? A altures superiors a les més avantatjoses i a velocitats inferiors a les òptimes per al BVB. Al mateix temps, profundament més enllà dels límits de la inversió establerta, és a dir, amb un gir forçat, en què l’energia de l’avió ja es consumeix. En conseqüència, l’OVT només s’aplica en casos especials i amb subministrament d’energia. Aquests modes no són tan populars a BVB, però, per descomptat, és millor quan hi ha una possibilitat de desviació vectorial.
Ara passem una mica a la història. Durant els exercicis de Bandera Roja, el F-22 aconseguia constantment victòries sobre l'avió de quarta generació. Només hi ha casos aïllats de pèrdua. Mai no va conèixer el Su-27/30/35 a Red Flag (almenys no hi ha aquestes dades). Tot i això, el Su-30MKI va participar a la bandera vermella. Els informes de competició per al 2008 estan disponibles en línia. Per descomptat, el Su-30MKI tenia un avantatge sobre els vehicles nord-americans, com el Su-27 (però en cap cas a causa de l'OVT i no aclaparador). Segons els informes, podem veure que el Su-30MKI a la bandera vermella mostrava una velocitat angular màxima a la regió de 22 graus / s (molt probablement a velocitats de la regió de 800 km / h, vegeu el gràfic), al seu torn, el F-15c va introduir la velocitat angular de 21 graus / seg (velocitats similars). És curiós que el F-22 mostri una velocitat angular de 28 graus / s durant els mateixos exercicis. Ara entenem com es pot explicar això. En primer lloc, la sobrecàrrega en certs modes del F-22 no es limita a 7, sinó a 9 (vegeu el manual de vol de l’avió per al Su-27 i el F-15). En segon lloc, a causa de la càrrega inferior de l’ala i de la relació d’empenta-pes més alta, els límits del gir constant en els nostres gràfics per al F-22 es desplaçaran cap amunt.
A part, cal destacar l’acrobàcia aèria única que poden demostrar els Su-35. Són tan aplicables en el combat aeri? Amb l'ús d'un vector d'empenta desviat, es realitzen figures com el "Florova Chakra" o "Pancakes". Què uneix aquestes xifres? Es realitzen a velocitats baixes per aconseguir una sobrecàrrega operativa, lluny dels més rendibles del BVB. El pla canvia bruscament la seva posició respecte al centre de massa, ja que el vector velocitat, tot i que es desplaça, no canvia dràsticament. La posició angular a l’espai es manté inalterada. Quina diferència hi ha entre un coet o una estació de radar que gira l’avió sobre el seu eix? Absolutament cap, mentre que també perd l'energia del vol. Potser amb tantes voltes podem tornar a disparar contra l'enemic? Aquí és important entendre que abans de llançar el coet, l’avió ha de bloquejar-se a l’objectiu, després del qual el pilot ha de donar el seu “consentiment” prement el botó “entrar”, després del qual es transmeten les dades al coet i al llançament. Es porta a terme. Quant de temps trigarà? Viouslybviament, més que fraccions de segon, que es gasten amb "pancakes" o "chakra", o alguna cosa més. A més, tot això és evidentment a la pèrdua de velocitat i amb pèrdua d’energia. Però és possible llançar míssils de curt abast amb capçals tèrmics sense captura. Al mateix temps, esperem que el propi buscador del míssil capturi l'objectiu. En conseqüència, la direcció del vector de velocitat de l'atacant hauria de coincidir aproximadament amb el de l'enemic, en cas contrari, el míssil, per inèrcia rebuda del transportista, deixarà la zona de possible captura pel seu cercador. Un problema és que aquesta condició no es compleix, ja que el vector velocitat no canvia dràsticament amb aquestes aerobàcies.
Penseu en la cobra de Pugachev. Per dur-ho a terme, cal apagar els automàtics, que ja és una condició controvertida per al combat aeri. Com a mínim, les qualificacions dels pilots de combat són significativament inferiors a les dels aces d’acrobàcia aèria, i fins i tot s’ha de fer amb joies en condicions extremadament estressants. Però aquest és el menor dels mals. La cobra es realitza a altituds de 1.000 m i velocitats de 500 km / h. Aquells. l’avió hauria d’estar inicialment a velocitats inferiors a les recomanades per al BVB. En conseqüència, no els pot arribar fins que l’enemic perd la mateixa quantitat d’energia, per no perdre el seu avantatge tàctic. Després de l'execució de la "cobra", la velocitat de l'avió cau en els 300 km / h (pèrdua instantània d'energia!) I es troba en el rang mínim evolutiu. En conseqüència, "Drying" ha d'entrar en immersió per guanyar velocitat, mentre que l'enemic no només manté l'avantatge en velocitat, sinó també en alçada.
No obstant això, aquesta maniobra pot proporcionar els avantatges necessaris? Hi ha l'opinió que amb aquesta frenada podem deixar que l'adversari segueixi endavant. En primer lloc, el Su-35 ja té la capacitat de frenar per aire sense necessitat d’apagar l’automatització. En segon lloc, com es coneix per la fórmula de l’energia del vol, cal frenar la pujada i no d’una altra manera. En tercer lloc, en el combat modern, què ha de fer un oponent a prop de la cua sense atacar? Veient davant vostre "Assecat", realitzant "cobra", quant serà més fàcil apuntar a la zona augmentada de l'enemic? En quart lloc, com hem dit anteriorment, no funcionarà per capturar l'objectiu amb aquesta maniobra i un míssil llançat sense captura entrarà a la llet de la inèrcia resultant. Aquest esdeveniment es mostra esquemàticament a la figura 17. En cinquè lloc, voldria preguntar-me de nou com es va apropar l'enemic tant sense ser atacat abans, i per què "Cobra" quan és possible fer "Gorka" tot conservant energia?
Figura №10
De fet, la resposta a moltes preguntes sobre l’acrobàcia aèria és extremadament senzilla. Les representacions i espectacles de demostració no tenen res a veure amb tècniques reals en combat aeri, ja que es realitzen en modes de vol que, òbviament, no són aplicables a BVB.
Sobre això, tothom ha de concloure per si mateix fins a quin punt l’avió de la generació 4 ++ és capaç de suportar l’avió de la cinquena generació.
A la tercera part, parlarem amb més detall del F-35 i el T-50 en comparació amb els competidors.
