Ovo je nastavak prethodnog članka. Radi potpunosti, savjetujem vam da pročitate prvi dio.
Nastavljajući uspoređivati sposobnosti boraca generacije 4 ++ s petom generacijom, okrećemo se najsvjetlijim predstavnicima proizvodnje. Naravno, to su Su-35 i F-22. Ovo nije sasvim pošteno, kao što sam rekao u prvom dijelu, ali ipak.
Su-35 su razvoj legendarnog Su-27. Koja je posebnost njegova pretka, mislim da se svi sjećaju. Do 1985. F-15 je vladao u zraku devet godina. No, raspoloženje u inozemstvu je opalo kada su se počeli usvajati prvi serijski Su-27. Borac sa super manevarskim sposobnostima, sposoban doseći prethodno nedostižne kutove napada, 1989. godine, prvi put javno demonstrirajući tehniku Cobra Pugachev, izvan je dosega zapadnih konkurenata. Naravno, njegova nova "tridesetpeta" modifikacija apsorbirala je sve prednosti pretka i dodala niz njegovih značajki, dovodeći "dvadeset sedmi" dizajn do ideala.
Upečatljiva značajka Su-35, kao i ostalih naših zrakoplova generacije 4+, je vektor potisnutog potiska. Iz nepoznatog razloga uobičajen je samo kod nas. Je li ovaj element toliko jedinstven da ga nitko ne može duplicirati? Tehnologija vektora skrenutog potiska također je testirana na američkim zrakoplovima četvrte generacije. General Electric razvio je mlaznicu AVEN koja je instalirana i testirana na zrakoplovu F-16VISTA 1993. Sl. # 1. Pratt Whitney razvio je PYBBN (bolji dizajn od GE) mlaznicu instaliranu i testiranu na F-15ACTIVE 1996. Sl. Br. 2. 1998. godine testirana je TVN skretajuća mlaznica za Eurofighter. Međutim, niti jedan zapadni zrakoplov četvrte generacije nije dobio OVT u seriji, unatoč činjenici da se modernizacija i proizvodnja nastavljaju do danas.
Slika # 1
Slika # 2
Imajući odgovarajuće tehnologije za skretanje vektora potiska, 1993. (AVEN) odlučili su ih ne koristiti na F-22. Išli su drugim putem, stvarajući pravokutne mlaznice za smanjenje radarskog i toplinskog potpisa. Kao bonus, ove se mlaznice samo skreću gore -dolje.
Što je razlog takvoj nesklonosti Zapada prema otklonjenom vektoru potiska? Da bismo to učinili, pokušajmo shvatiti na čemu se temelji bliska zračna borba i kako se u njoj može primijeniti vektor otklona potiska.
Manevarska sposobnost zrakoplova određena je G-silama. Oni su pak ograničeni snagom zrakoplova, fiziološkim sposobnostima osobe i ograničavajućim kutovima napada. Omjer potiska i težine zrakoplova također je važan. Prilikom manevriranja glavni zadatak je što je moguće brže promijeniti smjer vektora brzine ili kutni položaj zrakoplova u svemiru. Zato je ključno pitanje u manevriranju stalno ili prisilno skretanje. Ravnomjernim zavojem ravnina mijenja smjer vektora kretanja što je brže moguće, a pritom ne gubi brzinu. Prisilno okretanje posljedica je bržeg mijenjanja kutnog položaja zrakoplova u svemiru, ali je popraćeno aktivnim gubicima brzine.
A. N. Lapchinsky je u svojim knjigama o Prvom svjetskom ratu citirao riječi nekoliko pilota zapadnih asova: njemački as Nimmelmann napisao je: "Nenaoružan sam dok sam niži"; Belke je rekao: "Glavna stvar u zračnoj borbi je okomita brzina." Pa, kako se ne sjetiti formule slavnog A. Pokryshkina: "Visina - brzina - manevar - vatra."
Strukturirajući ove izjave s prethodnim stavkom, možemo razumjeti da će brzina, visina i omjer potiska i težine biti odlučujući u zračnoj borbi. Ti se fenomeni mogu kombinirati s konceptom visine leta energije. Izračunava se prema formuli prikazanoj na slici 3. Gdje je He razina energije zrakoplova, H je visina leta, V2 / 2g kinetička nadmorska visina. Promjena kinetičke nadmorske visine tijekom vremena naziva se brzina energije uspona. Praktična suština energetske razine leži u mogućnosti njene pilotske preraspodjele između visine i brzine, ovisno o situaciji. S rezervom brzine, ali nedostatkom visine, pilot može dovršiti brdo, kako je to ostavio Nimmelmann, i steći taktičku prednost. Sposobnost pilota da kompetentno upravlja raspoloživom rezervom energije jedan je od odlučujućih čimbenika u zračnoj borbi.
Slika №3
Sada razumijemo da pri manevriranju na utvrđenim zavojima zrakoplov ne gubi energiju. Aerodinamika i potisak motora uravnotežuju otpor. Tijekom prisilnog zaokreta gubi se energija zrakoplova, a trajanje takvih manevara nije ograničeno samo minimalnom evolucijskom brzinom zrakoplova, već i utroškom energetske prednosti.
Iz formule na slici 3 možemo izračunati parametar brzine uspona zrakoplova, kao što sam gore rekao. No, sada postaje jasan apsurd podataka o brzini uspona, koji su dati u otvorenim izvorima za određene zrakoplove, budući da se radi o dinamički promjenjivom parametru koji ovisi o nadmorskoj visini, brzini leta i preopterećenju. No, ujedno je i najvažnija komponenta razine energije zrakoplova. Na temelju prethodnog, potencijal zrakoplova u smislu energetske dobiti može se uvjetno odrediti njegovom aerodinamičkom kvalitetom i omjerom potiska i težine. Oni. potencijal zrakoplova s najgorom aerodinamikom može se izjednačiti povećanjem potiska motora i obrnuto.
Naravno, nemoguće je dobiti bitku samo s energijom. Ništa manje važna je karakteristika okretnosti zrakoplova. Za nju vrijedi formula prikazana na slici 4. Može se vidjeti da karakteristike okretnosti zrakoplova izravno ovise o g-silama Ny. Sukladno tome, za ravnomjerno okretanje (bez gubitka energije) važan je Nyr - dostupno ili normalno preopterećenje, a za prisilno okretanje Nypr - najveće potisno preopterećenje. Prije svega, važno je da ti parametri ne prelaze granice operativnog preopterećenja Novog zrakoplova, t.j. granica snage. Ako je ovaj uvjet ispunjen, tada će najvažniji zadatak u projektiranju zrakoplova biti maksimalno približavanje Nypa Nyeu. Jednostavnije rečeno, sposobnost zrakoplova da izvodi manevre u širem rasponu bez gubitka brzine (energije). Što utječe na Nyp? Naravno, aerodinamika zrakoplova, što je veća aerodinamička kvaliteta, veća je moguća vrijednost Nyr, pa indeks opterećenja na krilu utječe na poboljšanje aerodinamike. Što je manji, veća je okretnost zrakoplova. Također, omjer potiska i težine zrakoplova utječe na Nyp, princip o kojem smo gore govorili (u energetskom sektoru) vrijedi i za okretnost zrakoplova.
Slika №4
Pojednostavljujući gore navedeno, a još se ne dotičući odstupanja vektora potiska, s pravom primjećujemo da će najvažniji parametri za upravljivi zrakoplov biti omjer potiska i težine i opterećenje krila. Njihova poboljšanja mogu biti ograničena samo troškovima i tehničkim mogućnostima proizvođača. U tom smislu, grafikon prikazan na slici 5 je zanimljiv, daje razumijevanje zašto je F-15 do 1985. bio gospodar situacije.
Slika broj 5
Za usporedbu Su-35 s F-22 u bliskoj borbi, najprije se moramo obratiti njihovim precima, naime Su-27 i F-15. Usporedimo najvažnije karakteristike koje su nam dostupne, poput omjera potiska i težine i opterećenja krila. Međutim, postavlja se pitanje, za koju masu? U Priručniku za let zrakoplova normalna težina pri polijetanju izračunava se na temelju 50% goriva u spremnicima, dvije rakete srednjeg dometa, dvije rakete kratkog dometa i opterećenja streljivom topa. No, najveća masa goriva Su-27 mnogo je veća od mase F-15 (9400 kg naspram 6109 kg), pa je i rezerva od 50% drugačija. To znači da će F-15 unaprijed imati manju prednost u težini. Da bi usporedba bila iskrenija, predlažem da se kao uzorak uzme masa od 50% goriva Su-27, tako da dobijemo dva rezultata za Eagle. Kao naoružanje Su-27 prihvaćamo dvije rakete R-27 na APU-470 i dvije rakete R-73 na p-72-1. Za F-15C naoružanje je AIM-7 na LAU-106a i AIM-9 na LAU-7D / A. Za navedene mase izračunavamo omjer potiska i težine i opterećenje krila. Podaci su prikazani u tablici na slici 6.
Slika 6
Usporedimo li F-15 s gorivom izračunatim za njega, tada su pokazatelji vrlo impresivni, međutim, ako uzmemo gorivo jednako masi 50% goriva Su-27, tada je prednost praktički minimalna. U omjeru potiska i težine razlika je za stotine, ali u pogledu opterećenja na krilu, F-15 je ipak pristojno ispred. Na temelju izračunatih podataka, "Orao" bi trebao imati prednost u bliskoj zračnoj borbi. No, u praksi su borbe za obuku između F-15 i Su-27 u pravilu ostale naše. Tehnološki, dizajnerski biro Sukhoi nije uspio stvoriti zrakoplov lagan kao konkurenti, nije tajna da smo po težini avionike uvijek bili malo inferiorni. Međutim, naši dizajneri krenuli su drugim putem. Na natjecanjima za trening nitko nije koristio "Pugačev cobr" i nije koristio OVT (još nije postojao). Savršena aerodinamika Suhoja dala mu je značajnu prednost. Integrirani izgled trupa i aerodinamička kvaliteta u 11, 6 (za F-15c 10) neutralizirali su prednost u opterećenju krila F-15.
Međutim, prednost Su-27 nikada nije bila velika. U mnogim situacijama i pod različitim uvjetima leta, F-15c se i dalje može natjecati, budući da većina i dalje ovisi o kvalifikacijama pilota. To se lako može pratiti iz grafikona upravljivosti, o čemu će biti riječi u nastavku.
Vraćajući se na usporedbu zrakoplova četvrte generacije s petom, sastavit ćemo sličnu tablicu s karakteristikama omjera potiska i težine i opterećenja krila. Sada ćemo kao osnovu za količinu goriva uzeti podatke o Su-35, budući da F-22 ima manje spremnika (slika 7). Sushkino naoružanje uključuje dvije rakete RVV-SD na AKU-170 i dvije rakete RVV-MD na P-72-1. Naoružanje Raptora je dva AIM-120 na LAU-142 i dva AIM-9 na LAU-141 / A. Za opću sliku, izračuni su dati i za T-50 i F-35A. Trebali biste biti skeptični prema parametrima T-50, budući da se radi o procjenama, a proizvođač nije dao službene podatke.
Slika №7
Tablica na slici 7 jasno pokazuje glavne prednosti zrakoplova pete generacije u odnosu na četvrtu. Jaz u opterećenju krila i omjeru potiska i težine znatno je značajniji od onog u F-15 i Su-27. Potencijal za energiju i povećanje Nypa u petoj generaciji mnogo je veći. Jedan od problema modernog zrakoplovstva - multifunkcionalnost, zahvatio je i Su -35. Ako izgleda dobro s omjerom potiska i težine na doplatniku, tada je opterećenje krila inferiorno čak i u odnosu na Su-27. To jasno pokazuje da dizajn letjelice aviona četvrte generacije ne može, uzimajući u obzir modernizaciju, doseći pokazatelje pete.
Valja istaknuti aerodinamiku F-22. Nema službenih podataka o aerodinamičkoj kvaliteti, međutim, prema proizvođaču, viši je od onog F-15c, trup ima integralni raspored, opterećenje krila je čak manje od opterećenja Eagle-a.
Motore treba posebno zabilježiti. Budući da samo Raptor ima motore pete generacije, to je posebno uočljivo u omjeru potiska i težine pri načinu rada "maksimalno". Specifična brzina protoka u načinu rada "afterburner" u pravilu je više nego dvostruka brzina protoka u načinu rada "maksimalno". Vrijeme rada motora na "afterburner -u" značajno je ograničeno rezervama goriva u zrakoplovu. Na primjer, Su-27 na "afterburner-u" pojede više od 800 kg petroleja u minuti, stoga će zrakoplov s boljim omjerom potiska i težine na "maksimalnom" imati prednosti u potisku mnogo duže vrijeme. Zato Izd 117s nije motor pete generacije, a ni Su-35 ni T-50 nemaju nikakve prednosti u omjeru potiska i težine u odnosu na F-22. Slijedom toga, za T-50 vrlo je važan razvijeni motor pete generacije "tip 30".
Gdje je iz svega gore navedenog još uvijek moguće primijeniti vektor otklona potiska? Da biste to učinili, pogledajte grafikon na slici 8. Ti su podaci dobiveni za horizontalni manevar lovaca Su-27 i F-15c. Nažalost, slični podaci za Su-35 još nisu javno dostupni. Obratite pozornost na granice stalnog skretanja za visine od 200 m i 3000 m. Uz ordinatu možemo vidjeti da se u rasponu od 800–900 km / h za navedene visine postiže najveća kutna brzina, koja je 15 odnosno 21 ° / s. Ograničeno je samo preopterećenjem zrakoplova u rasponu od 7, 5 do 9. Upravo se ta brzina smatra najpovoljnijom za vođenje bliskih zračnih borbi, budući da se kutni položaj zrakoplova u svemiru mijenja što je brže moguće. Vraćajući se na motore pete generacije, zrakoplov s većim omjerom potiska i težine i sposoban za nadzvučno kretanje bez upotrebe izgaranja dobiva energetsku prednost, jer može iskoristiti brzinu za penjanje sve dok ne padne u najpovoljniji raspon za BVB.
Slika №8
Ako ekstrapoliramo graf na slici 8 za Su-35 s odbijenim vektorom potiska, kako se situacija može promijeniti? Odgovor je savršeno vidljiv iz grafikona - nikako! Budući da je granica u graničnom napadnom kutu (αadd) mnogo veća od granice snage zrakoplova. Oni. aerodinamičke kontrole nisu u potpunosti iskorištene.
Razmotrite horizontalni manevarski grafikon za visine 5000–7000 m, prikazan na slici 9. Najveća kutna brzina je 10-12 stupnjeva / s, a postiže se u rasponu brzina 900-1000 km / h. Ugodno je primijetiti da upravo u tom rasponu Su-27 i Su-35 imaju odlučujuće prednosti. Međutim, ove visine nisu najpovoljnije za BVB zbog pada kutnih brzina. Kako nam u ovom slučaju može pomoći vektor otklona potiska? Odgovor je savršeno vidljiv iz grafikona - nikako! Budući da je granica u graničnom napadnom kutu (αadd) mnogo veća od granice snage zrakoplova.
Slika №9
Pa gdje se može ostvariti prednost vektora otklonjenog potiska? Na visinama iznad najpovoljnijeg i pri brzinama ispod optimalnog za BVB. Istodobno, duboko izvan granica utvrđenog preokreta, t.j. s prisilnim skretanjem, u kojem se energija zrakoplova već troši. Slijedom toga, OVT je primjenjiv samo u posebnim slučajevima i s opskrbom energijom. Takvi načini nisu toliko popularni u BVB -u, ali, naravno, bolji je kada postoji mogućnost odstupanja vektora.
Okrenimo se sada malo povijesti. Tijekom vježbi Crvene zastave, F-22 je stalno izvojevao pobjede nad avionima četvrte generacije. Postoje samo izolirani slučajevi gubitka. Nikada nije sreo Su-27/30/35 na Crvenoj zastavi (barem nema takvih podataka). Međutim, Su-30MKI sudjelovao je na Crvenoj zastavi. Izvještaji o natjecanju za 2008. dostupni su na internetu. Naravno, Su-30MKI je imao prednost u odnosu na američka vozila, poput Su-27 (ali nikako zbog OVT-a i ne premoćnog). Iz izvješća možemo vidjeti da je Su-30MKI na Crvenoj zastavi pokazao najveću kutnu brzinu u području od 22 stupnja / s (najvjerojatnije pri brzinama u području od 800 km / h, vidi grafikon), pak, F-15c je ušao u kutnu brzinu od 21 stupanj / sek (slične brzine). Zanimljivo je da je F-22 tijekom istih vježbi pokazao kutnu brzinu od 28 stupnjeva / s. Sada razumijemo kako se to može objasniti. Prvo, preopterećenje u određenim načinima rada F-22 nije ograničeno na 7, već je 9 (vidi Priručnik za let aviona za Su-27 i F-15). Drugo, zbog manjeg opterećenja krila i većeg omjera potiska i težine, granice stalnog zavoja u našim grafikonima za F-22 pomaknut će se prema gore.
Odvojeno, valja istaknuti jedinstvene akrobacije koje mogu pokazati Su-35. Jesu li toliko primjenjivi u bliskim zračnim borbama? Korištenjem otklonjenog vektora potiska izvode se figure poput "Florove čakre" ili "Palačinki". Što spaja ove brojke? Izvode se pri malim brzinama kako bi se došlo u operativno preopterećenje, daleko od najisplativijeg u BVB -u. Ravan naglo mijenja svoj položaj u odnosu na središte mase, budući da se vektor brzine, iako se pomiče, ne mijenja dramatično. Kutni položaj u prostoru ostaje nepromijenjen! Koja je razlika između rakete ili radarske postaje koju avion vrti oko svoje osi? Apsolutno nikakav, a pritom gubi i energiju leta. Možda takvim saltama možemo uzvratiti vatru na neprijatelja? Ovdje je važno shvatiti da se prije lansiranja rakete zrakoplov mora zaključati na cilj, nakon čega pilot mora dati "pristanak" pritiskom na tipku "enter", nakon čega se podaci prenose u raketu i lansiranje se provodi. Koliko će to trajati? Očito više od djelića sekunde, koje se potroše uz "palačinke" ili "čakru", ili nešto drugo. Štoviše, sve se to također očito gubi na brzini i s gubitkom energije. No moguće je lansirati rakete kratkog dometa s termalnim glavama bez hvatanja. Istodobno se nadamo da će i sam tražitelj projektila uhvatiti cilj. Slijedom toga, smjer vektora brzine napadača trebao bi se približno podudarati s neprijateljskim vektorom, u protivnom će raketa, po inerciji primljenoj od nosača, napustiti zonu mogućeg hvatanja njezina tražitelja. Jedan je problem što ovaj uvjet nije ispunjen, budući da se vektor brzine ne mijenja dramatično s takvim akrobacijama.
Razmotrimo Pugačevovu kobru. Za njegovu provedbu potrebno je isključiti automatiku, što je već kontroverzan uvjet za zračne borbe. U najmanju ruku, kvalifikacije borbenih pilota znatno su niže od kvalifikacija aerobatskih asova, pa čak i to mora biti učinjeno nakitom u iznimno stresnim uvjetima. Ali ovo je manje zlo. Kobra se izvodi na nadmorskim visinama u području od 1000 m i brzinama u rasponu od 500 km / h. Oni. avion bi u početku trebao imati brzine niže od preporučenih za BVB! Posljedično, ne može ih doseći dok neprijatelj ne izgubi istu količinu energije, kako ne bi izgubio taktičku prednost. Nakon izvršenja "kobre" brzina zrakoplova pada unutar 300 km / h (trenutni gubitak energije!) I nalazi se u rasponu minimalnog evolucijskog. Slijedom toga, "Sušenje" mora uroniti kako bi povećalo brzinu, dok neprijatelj ne zadržava samo prednost u brzini, već i u visini.
Međutim, može li takav manevar donijeti potrebne prednosti? Postoji mišljenje da takvim kočenjem možemo pustiti protivnika naprijed. Prvo, Su-35 već ima mogućnost zračnog kočenja bez potrebe za isključivanjem automatizacije. Drugo, kao što je poznato iz formule za energiju leta, potrebno je usporiti usponom, a ne na neki drugi način. Treće, u modernoj borbi, što bi protivnik trebao učiniti blizu repa bez napada? Vidjevši ispred sebe "Sušenje", izvođenje "kobre", koliko će lakše biti ciljati povećano područje neprijatelja? Četvrto, kao što smo gore rekli, neće uspjeti hvatanje cilja takvim manevrom, a projektil lansiran bez hvatanja ući će u mlijeko nastale inercije. Takav je događaj shematski prikazan na slici 17. Peto, htio bih ponovno pitati kako se neprijatelj tako približio, a da ga ranije nisu napali, i zašto baš "Cobra" kada je moguće napraviti "Gorku" uz očuvanje energije?
Slika №10
Zapravo, odgovor na mnoga pitanja o akrobaciji iznimno je jednostavan. Pokazne izvedbe i emisije nemaju veze sa stvarnim tehnikama u zračnoj borbi, jer se izvode u načinima leta koji očito nisu primjenjivi u BVB -u.
Na tome svatko mora sam zaključiti koliko su zrakoplovi generacije 4 ++ sposobni izdržati zrakoplove pete generacije.
U trećem dijelu ćemo detaljnije govoriti o F-35 i T-50 u usporedbi s konkurentima.
