Техника и вооружение 1998 01
Шрифт:
Исследования облика истребителя пятого поколения начались в нашей стране, как и в США, в середине 1970- х годов, когда машины четвертого поколения – Су-27 и МиГ-29 – делали лишь свои “первые шаги”. К работе были привлечены ведущие отраслевые научные центры и ОКБ. Совместно с заказчиком постепенно были сформулированы основные положения концепции нового истребителя – многофункциональность, т.е. высокая эффективность при поражении воздушных, наземных, надводных и подводных целей, наличие круговой информационной системы, освоение крейсерских режимов полета на сверхзвуковых скоростях. Предусматривалось и достижение кардинального уменьшения заметности самолета в радиолокационном и инфракрасном диапазонах в сочетании с переходом бортовых датчиков на пассивные методы получения информации, а также на режимы повышенной скрытности. Предполагалась интеграция всех имеющихся информационных датчиков и создание бортовых экспертных систем.
Самолет пятого поколения должен был обладать способностью осуществлять всеракурсный обстрел целей в ближнем воздушном бою и вести многоканальную ракетную стрельбу при ведении боя на большой дальности.
Предусматривалась автоматизация управления бортовыми информационными и помеховыми системами; повышенная боевая автономность за счет уставновки в кабине одноместного самолета индикатора тактической обстановки, а также использования систем телекодового обмена информаций с внешними источниками.
Аэродинамика и бортовые системы истребителя пятого поколения должны были обеспечивать возможность изменения угловой ориентации и траектории движения самолета без сколько- нибудь ощутимых запаздываний, не требуя при этом строгой координации и согласования движений управляющих органов. От нее требовалось “прощать” грубые погрешности пилотирования в широком диапазоне условий полета.
Перспективный самолет планировалось оснастить автоматизированной системой управления на уровне решения тактических задач, имеющей экспертный режим “в помощь летчику”.
Одним из важнейших требований к российскому истребителю пятого поколения являлась сверхманевренность – способность сохранять устойчивости и управляемости на углах атаки 90° и более. Следует заметить, что сверхманевренность фигурировала и в требованиях к американскому истребителю пятого поколения, создававшемуся, практически одновременно с российской машиной, по программе ATF. Однако в дальнейшем американцы, столкнувшись с трудноразрешимой задачей совместить в одном самолете малую заметность, сверхзвуковую крейсерскую скорость и сверхманевренность, вынуждены были пожертвовать последней (маневренные возможности американского истребителя ATF/F-22, вероятно, лишь приближаются к уровню, достигнутому на модернизированном самолете Су-27). Отказ ВВС США от достижения сверхманевренности мотивировался, в частности, быстрым совершенствованием авиационного вооружения: появление высокоманевренных всеракурсных ракет, нашлемных систем целеуказания и новых головок самонаведения позволяло отказаться от обязательного захода в заднюю полусферу противника. Предполагалось, что воздушный бой теперь будет вестись на средних дальностях с переходом в маневренную стадию лишь в крайнем случае, “если что-то сделано не так”. Однако в истории военной авиации уже не раз отказывались от ближнего маневренного воздушного боя, но впоследствии теоретические выкладки опровергались жизнью – во всех вооруженных конфликтах (за исключением, разве что, бутафорской “Бури в пустыне”) истребители, вступавшие в бой больших дальностях, как правило, переводили его на меньшие дистанции и часто завершали меткой пушечной очередью, а не ракетным пуском. Вполне прогнозируется ситуация, когда совершенствование средств РЭБ, а также уменьшение радиолокационной и тепловой заметности истребителей приведет к падению относительной эффективности ракет большой и средней дальности. Кроме того, даже при ведении дальнего ракетного боя с использованием обеими сторонами оружия примерно равных возможностей, преимуществом будет обладать тот противник, который сумеет быстрее сориентировать свой истребитель в направлении цели, что позволит полнее использовать динамические возможности своих ракет.
С-37
В этих условиях особое значение приобретает достижение максимально высоких угловых скоростей неустановившегося разворота как на дозвуковой, так и на сверхзвуковой скорости. Поэтому требование сверхманевренности для российского истребителя пятого поколения, несмотря на всю сложность проблемы, осталось неизменным.
В качестве одного из решений, обеспечивающих получение требуемых маневренных характеристик, рассматривалось применение крыла обратной стреловидности (КОС). Такое крыло, обеспечивающее определенные компоновочные преимущества по сравнению с крылом прямой стреловидности, пытались использовать в военной авиации еще в 1940-е годы. Первым реактивным самолетом с крылом обратной стреловидности стал германский бомбардировщик Юнкере Ju-287. Машина, совершившая первый полет в августе 1944 года, была рассчитана на максимальную скорость 860 км/ч. В дальнейшем два опытных самолета этого типа достались СССР в качестве трофеев.
В первые послевоенные годы в нашей стране велись и собственные исследования КОС применительно к скоростным маневренным самолетам. В 1945 году по заданию ЛИИ конструктором П.П.Цыбиным было начато проектирование экспериментальных планеров, предназначенных для отработки аэродинамики перспективных истребителей. Планер набирал высоту, буксируемый самолетом, а для разгона околозвуковых скоростей пикирования включая при этом пороховой ускоритель. Один из планеров, ЛЛ-3, вышедший на испытания в 1947 году, им крыло обратной стреловидности и достигал скорости 1150 км/ч (М=0,95).
Однако в то время реализовать в преимущества такого крыла не удалось из-за отсутствия необходимых конструкционных материалов и к технологии обратной стреловидности создатели боевых самолетов вернулись лишь середине 1970-х, когда в СССР и США приступили к работам по изучения облика истребителя пятого поколения. Применение КОС позволяло улучши управляемость на малых полетных скоростях и повысить аэродинамическую эффективность во всех областях летных режимов. Компоновка с крылом обратной стреловидности обеспечивала лучшее сочленение крыла и фюзеляжа и оптимизировала распределения давления на крыле и ПГО.
Однако создание КОС ставило рад сложнейших задач, решить которые можно было лишь в результате проведения широкомасштабных исследований. Для этих целей в США по заказу ВВС был построен самолет Грумман 29А. Машина, имевшая аэродинамическую схему “Утка”, была оснащен КС с углом стреловидности 35 град. Х-29 был чисто экспериментальным самолетом и, разумеется, не мог служить прототипом для реального боевого самолета. В целях уменьшения стоимости в е конструкции широко использовали узлы и агрегаты других истребителей (носовая часть фюзеляжа и передняя опора шасси – от F-5A, основное шасси – от F-16 и т.п.). Первый полет экспериментального самолета состоялся декабря 1984 года. До 1991 года две построенные машины выполнили, в общей сложности, 616 полетов. Однако программа Х-29А не принесла лавров ее инициаторам и расценивается в США как неудачная, а КОС более не рассматривается как атрибут перспективных американских истребителей (в частности, среди многочисленных компоновок изучавшихся по программе JSF, самолеты с крылом обратной стреловидности отсутствовали).
Фактически единственным летательным аппаратом с КОС, попавшим в серию, стала американская стратегическая крылатая ракета AGM-129 АСМ предназначенная для вооружения бомбардировщиков В-52. Однако применительно к этому ЛА выбор крыла обратной стреловидности был обусловлен в первую очередь, соображениями малозаметности: радиолокационное излучение, отраженное от передней кромке крыла, экранировалось корпусом ракеты.
Работы по формированию облика отечественного маневренного самолет с КОС велись крупнейшими авиационными научными центрами страны ЦАГИ и СибНИА. В частности, в ЦАГ продувалась модель самолета с КОС выполненная на базе самолета МиГ-23, а в Новосибирске изучалась компоновка Су-27 с крылом обратной стреловидности. Имевшийся научный задел и позволил ОКБ Сухого взяться за решение небывало сложной задачи создания первого в мире сверхзвукового боевого самолета с крылом обратной стреловидности. И эта работа завершилась успехом – 25 сентября прототип истребителя пятого поколения С-37 “Беркут”, пилотируемый летчиком-испытателем Игорем Вотинцевым, совершил свой первый полет. Следует отметить, что российская машина отстала от своего американского соперника – первого опытного истребителя Локхид-Мартин F-22A “Рэптор” (“Орел-могильник”) лишь на 18 дней (“Рэптор” выполнил свой первый полет 7 сентября, 14 сентября он вновь поднялся в воздух, после чего полеты прекратили до июля 1998 года, a F-22A поставлен на доработку).
Попробуем составить представление о новом самолете ОКБ Сухого, опираясь на фотографии опытного самолета, а также немногочисленные материалы о С-37, опубликованные на страницах российской и зарубежной печати.
“Беркут” выполнен по аэродинамической схеме “продольный интегральный триплан”, ставшей своего рода фирменным отличием самолетов этого ОКБ. К особенностям компоновки относятся развитые крыльевые наплывы, под которыми помещены нерегулируемые воздухозаборники. Крыло истребителя имеет развитую корневую часть с большим прямым углом стреловидности по передней кромке и плавно сопрягаемую с ней консольную часть с обратной стреловидностью. Приблизительно 2/3 размаха занимают флапероны. Предкрылки или отклоняемые носки, судя по опубликованным фотографиям отсутствуют.