Tai yra ankstesnio straipsnio tęsinys. Dėl išsamumo patariu perskaityti pirmąją dalį.
Toliau lygindami 4 ++ kartos naikintuvų galimybes su 5 -ąja karta, kreipiamės į ryškiausius gamybos atstovus. Natūralu, kad tai yra „Su-35“ir „F-22“. Tai nėra visiškai teisinga, kaip sakiau pirmoje dalyje, bet vis tiek.
„Su-35“yra legendinio „Su-27“kūrinys. Koks jo protėvio išskirtinumas, manau, visi prisimena. Iki 1985 metų F-15 karaliavo ore devynerius metus. Tačiau nuotaika užsienyje smuko, kai buvo pradėti naudoti pirmieji serijiniai „Su-27“. Kovotojas, turintis itin manevringumą, galintis pasiekti anksčiau nepasiekiamus puolimo kampus, 1989 m., Pirmą kartą viešai demonstruodamas Kobros Pugačiovo techniką, yra nepasiekiamas Vakarų konkurentams. Natūralu, kad jo naujoji „trisdešimt penktoji“modifikacija sugėrė visus protėvio pranašumus ir pridėjo nemažai jo savybių, todėl „dvidešimt septintasis“dizainas tapo idealus.
Ryškus „Su-35“ir kitų 4+ kartos orlaivių bruožas yra nukreiptas traukos vektorius. Dėl kokių nors nežinomų priežasčių tai įprasta tik mūsų šalyje. Ar šis elementas yra toks unikalus, kad niekas negali jo dubliuoti? Nukreiptos traukos vektoriaus technologija taip pat buvo išbandyta Amerikos ketvirtosios kartos orlaiviuose. General Electric sukūrė AVEN purkštuką, kuris buvo sumontuotas ir išbandytas F-16VISTA lėktuve 1993 m. # 1. Pratt Whitney 1996 m. Sukūrė PYBBN (geresnio dizaino nei GE) purkštuką, sumontuotą ir išbandytą ant F-15ACTIVE. 2. 1998 m. Buvo išbandytas „Eurofighter“TVN nukreipiamas antgalis. Tačiau ne vienas Vakarų ketvirtosios kartos lėktuvas serijoje gavo OVT, nepaisant to, kad modernizavimas ir gamyba tęsiasi iki šiol.
Figūra 1
2 paveikslas
Turėdami atitinkamas traukos vektoriaus nukreipimo technologijas, 1993 m. (AVEN) jie nusprendė jų nenaudoti F-22. Jie nuėjo kitu keliu, sukurdami stačiakampius purkštukus, kad sumažintų radaro ir šiluminės savybės. Kaip premiją, šie purkštukai nukreipiami tik aukštyn ir žemyn.
Kokia yra tokio Vakarų nemėgstamumo dėl nukreipto traukos vektoriaus priežastis? Norėdami tai padaryti, pabandykime išsiaiškinti, kuo grindžiamas artimas oro mūšis ir kaip jame galima pritaikyti nukreiptą traukos vektorių.
Lėktuvo manevringumą lemia G pajėgos. Juos, savo ruožtu, riboja orlaivio stiprumas, asmens fiziologiniai sugebėjimai ir ribojantys atakos kampai. Taip pat svarbus orlaivio traukos ir svorio santykis. Manevruojant pagrindinė užduotis yra kuo greičiau pakeisti greičio vektoriaus kryptį arba orlaivio kampinę padėtį erdvėje. Štai kodėl pagrindinis manevravimo klausimas yra pastovus arba priverstinis posūkis. Pastoviai lenkdamas, plokštuma kuo greičiau keičia judesio vektoriaus kryptį, tačiau nepraranda greičio. Priverstinis posūkis atsiranda dėl greitesnio orlaivio kampinės padėties pasikeitimo erdvėje, tačiau jį lydi aktyvūs greičio praradimai.
A. N. Lapčinskis savo knygose apie Pirmąjį pasaulinį karą pacitavo kelių Vakarų tūzų lakūnų žodžius: vokiečių asas Nimmelmannas rašė: „Aš esu beginklis, kol esu žemesnis“; Belke sakė: „Pagrindinis oro kovos dalykas yra vertikalus greitis“. Na, kaip neprisiminti garsiojo A. formulės. Pokryshkina: „Aukštis - greitis - manevras - ugnis“.
Sujungę šiuos teiginius su ankstesne pastraipa, galime suprasti, kad greitis, aukštis ir traukos bei svorio santykis bus lemiamas kovoje su oru. Šiuos reiškinius galima derinti su energijos skrydžio aukščio koncepcija. Jis apskaičiuojamas pagal 3 paveiksle pavaizduotą formulę. Kur Jis yra orlaivio energijos lygis, H yra skrydžio aukštis, V2 / 2g - kinetinis aukštis. Kinetinio aukščio kitimas laikui bėgant vadinamas pakilimo energijos greičiu. Praktinė energijos lygio esmė yra ta, kad pilotas gali ją perskirstyti tarp aukščio ir greičio, priklausomai nuo situacijos. Turėdamas greičio rezervą, bet neturėdamas aukščio, pilotas gali įveikti įkalnę, kaip paliko Nimmelmannas, ir įgyti taktinį pranašumą. Piloto gebėjimas kompetentingai valdyti turimą energijos rezervą yra vienas iš svarbiausių oro kovos veiksnių.
3 paveikslas
Dabar mes suprantame, kad manevruojant nustatytais posūkiais lėktuvas nepraranda savo energijos. Variklių aerodinamika ir trauka subalansuoja pasipriešinimą. Priverstinio posūkio metu prarandama orlaivio energija, o tokių manevrų trukmę riboja ne tik minimalus orlaivio evoliucinis greitis, bet ir energijos pranašumo išlaidos.
Pagal 3 paveiksle pateiktą formulę galime apskaičiuoti orlaivio pakilimo greičio parametrą, kaip minėjau aukščiau. Tačiau dabar paaiškėja absurdiškų duomenų apie pakilimo greitį, kurie pateikiami atviruose šaltiniuose tam tikriems orlaiviams, nes tai yra dinamiškai kintantis parametras, priklausantis nuo aukščio, skrydžio greičio ir perkrovos. Tačiau tuo pat metu tai yra svarbiausia orlaivio energijos lygio sudedamoji dalis. Remiantis tuo, kas išdėstyta, orlaivio potencialą energijos suvartojimo požiūriu galima sąlygiškai nustatyti pagal jo aerodinaminę kokybę ir traukos ir svorio santykį. Tie. blogiausio aerodinamikos orlaivio potencialą galima išlyginti padidinus variklių trauką ir atvirkščiai.
Natūralu, kad vien su energija neįmanoma laimėti mūšio. Ne mažiau svarbi orlaivio pasukamumo charakteristika. Tam tinka 4 paveiksle parodyta formulė. Galima pastebėti, kad orlaivio pasukamumo charakteristikos tiesiogiai priklauso nuo g jėgų Ny. Atitinkamai, norint pastovaus posūkio (neprarandant energijos), Nyр yra svarbus - esama arba įprasta perkrova, o priverstiniam posūkiui Nyпр - maksimali traukos perkrova. Visų pirma svarbu, kad šie parametrai neperžengtų Naujojo lėktuvo eksploatacinės perkrovos ribų, t.y. jėgos riba. Jei ši sąlyga bus įvykdyta, tada svarbiausia orlaivio projektavimo užduotis bus maksimalus Nyp priartėjimas prie Nye. Paprasčiau tariant, orlaivio gebėjimas atlikti manevrus platesniu diapazonu neprarandant greičio (energijos). Kas veikia Nyp? Natūralu, kad orlaivio aerodinamika, kuo geresnė aerodinaminė kokybė, tuo didesnė galima Nyр vertė, savo ruožtu, sparno apkrovos indeksas turi įtakos aerodinamikos pagerėjimui. Kuo jis mažesnis, tuo didesnis orlaivio pasukamumas. Be to, orlaivio traukos ir svorio santykis turi įtakos „Nyp“, principas, apie kurį kalbėjome aukščiau (energetikos sektoriuje), galioja ir orlaivio pasukamumui.
4 paveikslas
Supaprastindami tai, kas išdėstyta pirmiau, ir dar neliečiant traukos vektoriaus nuokrypio, teisingai pažymime, kad svarbiausi manevringo orlaivio parametrai bus traukos ir svorio santykis ir sparnų apkrova. Jų patobulinimus gali riboti tik gamintojo išlaidos ir techninės galimybės. Šiuo atžvilgiu 5 paveiksle pateikta diagrama yra įdomi, ji leidžia suprasti, kodėl F-15 iki 1985 m. Buvo situacijos šeimininkas.
5 paveikslas
Norėdami palyginti Su-35 ir F-22 artimoje kovoje, pirmiausia turime kreiptis į jų protėvius, būtent Su-27 ir F-15. Palyginkime svarbiausias mums prieinamas charakteristikas, tokias kaip traukos ir svorio santykis ir sparnų apkrova. Tačiau kyla klausimas, kokiai masei? Lėktuvo skrydžio vadove normalus kilimo svoris apskaičiuojamas atsižvelgiant į 50% degalų, esančių bake, dvi vidutinio nuotolio raketas, dvi trumpo nuotolio raketas ir patrankos šaudmenų kiekį. Tačiau maksimali „Su-27“degalų masė yra daug didesnė nei F-15 (9400 kg, palyginti su 6109 kg), todėl 50% rezervas yra kitoks. Tai reiškia, kad F-15 iš anksto turės mažesnį svorio pranašumą. Kad palyginimas būtų sąžiningesnis, siūlau imti 50% „Su-27“degalų masę kaip pavyzdį, taigi gauname du „Eagle“rezultatus. Kaip „Su-27“ginkluotę, mes priimame dvi raketas R-27 APU-470 ir dvi raketas R-73 p-72-1. F-15C ginkluotė yra AIM-7 LAU-106a ir AIM-9 LAU-7D / A. Nurodytoms masėms apskaičiuojame traukos ir svorio santykį ir sparno apkrovą. Duomenys pateikti 6 paveikslo lentelėje.
6 pav
Jei palyginsime F-15 su jam apskaičiuotais degalais, tada rodikliai yra labai įspūdingi, tačiau, jei degalus, kurių masė lygi 50% „Su-27“degalų, pranašumas yra praktiškai minimalus. Traukos ir svorio santykiu skirtumas yra šimtųjų dalių, tačiau, atsižvelgiant į sparno apkrovą, F-15 vis dėlto deramai lenkia. Remiantis apskaičiuotais duomenimis, „erelis“turėtų turėti pranašumą artimoje oro kovoje. Tačiau praktiškai treniruočių mūšiai tarp F-15 ir Su-27, kaip taisyklė, liko mūsų. Technologiškai Sukhoi dizaino biuras nesugebėjo sukurti tokio lengvo orlaivio kaip konkurentai, ne paslaptis, kad pagal avionikos svorį mes visada buvome šiek tiek prastesni. Tačiau mūsų dizaineriai pasuko kitu keliu. Treniruočių varžybose niekas nesinaudojo „Pugačiovo kobra“ir nesinaudojo OVT (jos dar nebuvo). Tai buvo puiki „Sukhoi“aerodinamika, suteikusi jai didelį pranašumą. Integruotas korpuso išdėstymas ir aerodinaminė kokybė 11, 6 (F-15c 10) neutralizavo F-15 sparnų apkrovos pranašumą.
Tačiau „Su-27“pranašumas niekada nebuvo didžiulis. Daugeliu atvejų ir esant skirtingoms skrydžio sąlygoms F-15c vis dar gali konkuruoti, nes dauguma vis dar priklauso nuo piloto kvalifikacijos. Tai galima lengvai atsekti iš manevringumo grafikų, kurie bus aptarti toliau.
Grįžtant prie ketvirtosios kartos orlaivių palyginimo su penktaisiais, sudarysime panašią lentelę su traukos ir svorio santykio ir sparnų apkrovos charakteristikomis. Dabar degalų kiekio pagrindu imsime duomenis apie „Su-35“, nes „F-22“turi mažiau bakų (7 pav.). Sushka ginkluotėje yra dvi raketos RVV-SD AKU-170 ir dvi RVV-MD raketos P-72-1. „Raptor“ginkluotė yra du AIM-120 LAU-142 ir du AIM-9 LAU-141 / A. Bendram vaizdui taip pat pateikiami T-50 ir F-35A skaičiavimai. Turėtumėte būti skeptiški dėl T-50 parametrų, nes jie yra apytiksliai, o gamintojas nepateikė oficialių duomenų.
7 paveikslas
7 paveikslo lentelėje aiškiai parodyti pagrindiniai penktosios kartos orlaivio pranašumai, palyginti su ketvirtuoju. Sparnų apkrovos ir traukos bei svorio santykio skirtumas yra daug didesnis nei F-15 ir Su-27. Energijos potencialas ir Nyp padidėjimas penktoje kartoje yra daug didesnis. Viena iš šiuolaikinės aviacijos problemų - daugiafunkciškumas, palietė ir „Su -35“. Jei jis atrodo gerai su traukos ir svorio santykiu po degiklio, tada sparno apkrova yra mažesnė net už „Su-27“. Tai aiškiai rodo, kad ketvirtos kartos orlaivio korpuso konstrukcija, atsižvelgiant į modernizavimą, negali pasiekti penktosios rodiklių.
Reikėtų atkreipti dėmesį į F-22 aerodinamiką. Oficialių duomenų apie aerodinaminę kokybę nėra, tačiau, gamintojo teigimu, ji yra didesnė nei F-15c, fiuzeliažas turi integruotą išdėstymą, sparno apkrova yra dar mažesnė nei „Eagle“.
Varikliai turėtų būti pažymėti atskirai. Kadangi tik „Raptor“turi penktos kartos variklius, tai ypač pastebima traukos ir svorio santykiu esant „maksimaliam“režimui. Savitasis debitas „papildomo degiklio“režimu, kaip taisyklė, yra daugiau nei du kartus didesnis už debitą esant „maksimaliam“režimui. Variklio veikimo laiką „papildomame degiklyje“žymiai riboja orlaivio degalų atsargos. Pavyzdžiui, „Su-27“ant „papildomo degiklio“suvalgo daugiau nei 800 kg žibalo per minutę, todėl orlaivis, turintis geresnį traukos ir svorio santykį „maksimaliai“, turės pranašumų traukos srityje daug ilgiau. Štai kodėl „Izd 117s“nėra penktos kartos variklis, o nei „Su-35“, nei „T-50“neturi pranašumų, susijusių su traukos ir svorio santykiu, palyginti su „F-22“. Vadinasi, „T-50“sukurtas penktosios kartos „30 tipo“variklis yra labai svarbus.
Kur iš visų aukščiau išvardytų dalykų dar galima pritaikyti nukreiptą traukos vektorių? Norėdami tai padaryti, žiūrėkite diagramą 8 paveiksle. Šie duomenys buvo gauti naikintuvų Su-27 ir F-15c horizontaliam manevrui. Deja, panašūs duomenys apie „Su-35“kol kas nėra viešai prieinami. Atkreipkite dėmesį į pastovaus posūkio ribas, kai aukštis yra 200 m ir 3000 m. Išilgai ordinato matome, kad 800–900 km / h diapazone nurodytuose aukščiuose pasiekiamas didžiausias kampinis greitis. Atitinkamai 15 ir 21 laipsnis / s. Jį riboja tik orlaivio perkrova nuo 7, 5 iki 9. Būtent šis greitis laikomas naudingiausiu vykdant artimą oro kovą, nes orlaivio kampinė padėtis erdvėje keičiasi kuo greičiau. Grįžtant prie penktosios kartos variklių, orlaivis, turintis didesnį traukos ir svorio santykį ir galintis viršgarsinį judėjimą, nenaudojant papildomo degiklio, įgyja energijos pranašumą, nes gali panaudoti greitį, kad pakiltų tol, kol patenka į naudingiausią diapazoną dėl BVB.
8 paveikslas
Jei 8 paveiksle pateiktą grafiką ekstrapoliuosime Su-35 su nukrypusiu traukos vektoriumi, kaip galima pakeisti situaciją? Atsakymas puikiai matomas iš grafiko - jokiu būdu! Kadangi riba atakos kampe (αadd) yra daug didesnė už orlaivio stiprumo ribą. Tie. aerodinaminiai valdikliai nėra visiškai išnaudoti.
Apsvarstykite horizontalų 5000–7000 m aukščio manevrų grafiką, parodytą 9 paveiksle. Didžiausias kampinis greitis yra 10–12 laipsnių / s ir pasiekiamas 900–1000 km / h greičio intervale. Malonu pastebėti, kad būtent šiame diapazone „Su-27“ir „Su-35“turi lemiamų pranašumų. Tačiau šie aukščiai nėra palankiausi BVB dėl kampinio greičio sumažėjimo. Kaip šiuo atveju mums gali padėti nukreiptas traukos vektorius? Atsakymas puikiai matomas iš grafiko - jokiu būdu! Kadangi riba atakos kampe (αadd) yra daug didesnė už orlaivio stiprumo ribą.
9 paveikslas
Taigi kur galima panaudoti nukreipto traukos vektoriaus pranašumą? Aukštyje virš naudingiausio ir greičiu, mažesniu už optimalų BVB. Tuo pat metu giliai už nustatyto apsisukimo ribų, t.y. su priverstiniu posūkiu, kai orlaivio energija jau sunaudojama. Todėl OVT taikomas tik ypatingais atvejais ir esant energijos tiekimui. Tokie režimai BVB nėra tokie populiarūs, bet, žinoma, geriau, kai yra vektoriaus nuokrypio galimybė.
Dabar šiek tiek pasukime į istoriją. Per Raudonosios vėliavos pratybas F-22 nuolat iškovojo pergales prieš ketvirtosios kartos orlaivius. Yra tik pavieniai nuostolių atvejai. Jis niekada nesutiko Su-27/30/35 prie Raudonosios vėliavos (bent jau tokių duomenų nėra). Tačiau „Su-30MKI“dalyvavo Raudonojoje vėliavoje. 2008 m. Varžybų ataskaitas galima rasti internete. Žinoma, „Su-30MKI“turėjo pranašumą prieš amerikietiškas transporto priemones, tokias kaip „Su-27“(bet jokiu būdu ne dėl OVT ir nėra didžiulis). Iš ataskaitų matome, kad „Su-30MKI“ant Raudonosios vėliavos parodė maksimalų kampinį greitį 22 laipsnių / s srityje (greičiausiai greičiu 800 km / h, žr. Grafiką)., F-15c pasiekė 21 laipsnio per sekundę kampinį greitį (panašus greitis). Įdomu tai, kad tų pačių pratimų metu F-22 kampinis greitis buvo 28 laipsniai per sekundę. Dabar mes suprantame, kaip tai galima paaiškinti. Pirma, tam tikrų F-22 režimų perkrova neapsiriboja 7, bet yra 9 (žr. Su-27 ir F-15 lėktuvo skrydžio vadovą). Antra, dėl mažesnės sparno apkrovos ir didesnio traukos ir svorio santykio F-22 grafikų pastovaus posūkio ribos pasislinks aukštyn.
Atskirai reikėtų pažymėti unikalią akrobatinę skraidymą, kurią gali pademonstruoti „Su-35“. Ar jie taip taikomi artimoje oro kovoje? Naudojant nukreiptą traukos vektorių, atliekamos tokios figūros kaip „Florovos čakra“arba „Blynai“. Kas vienija šiuos skaičius? Jie atliekami nedideliu greičiu, siekiant patekti į veiklos perkrovą, toli gražu ne pelningiausią BVB. Lėktuvas staiga keičia savo padėtį masės centro atžvilgiu, nes greičio vektorius, nors ir pasislenka, dramatiškai nesikeičia. Kampinė padėtis erdvėje išlieka nepakitusi! Koks skirtumas tarp raketos ar radaro stoties, kai lėktuvas sukasi savo ašimi? Visiškai jokio, tuo tarpu jis taip pat praranda skrydžio energiją. Galbūt su tokiais salto galima grąžinti ugnį į priešą? Čia svarbu suprasti, kad prieš paleisdamas raketą orlaivis turi užsifiksuoti taikinyje, o po to pilotas turi duoti „sutikimą“paspausdamas mygtuką „Enter“, po kurio duomenys perduodami raketai ir paleidimui yra vykdomas. Kiek tai užtruks? Akivaizdu, kad daugiau nei sekundės dalys, praleidžiamos su „blynais“ar „čakra“ar dar kuo nors. Be to, visa tai taip pat akivaizdžiai praranda greitį ir praranda energiją. Bet galima paleisti mažo nuotolio raketas su terminėmis galvutėmis be gaudymo. Kartu tikimės, kad raketos ieškotojas pats užfiksuos taikinį. Vadinasi, užpuoliko greičio vektoriaus kryptis turėtų apytiksliai sutapti su priešo vektoriu, nes priešingu atveju raketa dėl inercijos, gautos iš vežėjo, paliks jos ieškotojo galimo užfiksavimo zoną. Viena problema yra ta, kad ši sąlyga nėra įvykdyta, nes greičio vektorius su tokia akrobatine lenta dramatiškai nesikeičia.
Apsvarstykite Pugačiovo kobrą. Norėdami tai padaryti, būtina išjungti automatiką, o tai jau yra prieštaringa oro kovos sąlyga. Bent jau kovos pilotų kvalifikacija yra žymiai žemesnė nei akrobatinio vėžėjo, ir net tai turi būti padaryta su papuošalais itin įtemptomis sąlygomis. Bet tai yra mažiausia blogybė. Kobra atliekama 1000 m aukštyje, o greitis - 500 km / h. Tie. lėktuvas iš pradžių turėtų būti mažesnis nei rekomenduojamas BVB! Vadinasi, jis negali jų pasiekti, kol priešas nepraras tiek pat energijos, kad neprarastų savo taktinio pranašumo. Įvykdžius „kobrą“, lėktuvo greitis patenka į 300 km / h (momentiniai energijos nuostoliai!) Ir yra mažiausio evoliucijos diapazone. Vadinasi, „džiovinimas“turi nardyti, kad įgautų greitį, o priešas ne tik išlaiko greičio, bet ir aukščio pranašumą.
Tačiau ar toks manevras gali suteikti reikiamos naudos? Yra nuomonė, kad tokiu stabdymu galime leisti priešininkui eiti į priekį. Pirma, „Su-35“jau turi galimybę stabdyti oru, nereikia išjungti automatikos. Antra, kaip žinoma iš skrydžio energijos formulės, reikia sulėtinti greitį lipant, o ne kažkaip kitaip. Trečia, ką šiuolaikinėje kovoje priešininkas turėtų daryti arti uodegos nepuldamas? Matydamas priešais save „džiūstantį“, atlikdamas „kobrą“, kiek lengviau bus nusitaikyti į padidintą priešo plotą? Ketvirta, kaip jau minėjome aukščiau, tokiu manevru nepavyks užfiksuoti taikinio, o be gaudymo paleista raketa pateks į atsiradusios inercijos pieną. Toks įvykis schematiškai parodytas 17 paveiksle. Penkta, norėčiau dar kartą paklausti, kaip priešas taip priartėjo, prieš tai nebuvo užpultas, ir kodėl „Kobra“, kai taupant energiją galima pagaminti „Gorką“?
10 paveikslas
Tiesą sakant, atsakymas į daugelį klausimų apie akrobatinį skraidymą yra labai paprastas. Demonstraciniai pasirodymai ir šou neturi nieko bendra su tikrais artimo oro kovos būdais, nes jie atliekami skrydžio režimais, kurie akivaizdžiai netaikomi BVB.
Šiuo klausimu kiekvienas pats turi padaryti išvadą, kiek 4 ++ kartos orlaiviai gali atlaikyti penktosios kartos orlaivius.
Trečioje dalyje mes išsamiau kalbėsime apie F-35 ir T-50, palyginti su konkurentais.
