Това е продължение на предишната статия. За пълнота ви съветвам да прочетете първата част.
Продължавайки да сравняваме възможностите на изтребителите от 4 ++ поколение с 5 -то поколение, ние се обръщаме към най -ярките производствени представители. Естествено, това са Су-35 и F-22. Това не е съвсем справедливо, както казах в първата част, но все пак.
Су-35 е разработка на легендарния Су-27. Каква е уникалността на неговия прародител, мисля, че всички помнят. До 1985 г. F-15 царува във въздуха девет години. Но настроенията в чужбина се влошиха, когато започнаха да се приемат първите серийни Су-27. Изтребител със свръхманевреност, способен да достигне досега недостижими ъгли на атака, през 1989 г. за първи път публично демонстриращ техниката на Кобра Пугачев, е извън обсега на западните конкуренти. Естествено, новата му „тридесет и пета“модификация поглъща всички предимства на предка и добавя редица негови характеристики, довеждайки „двадесет и седмия“дизайн до идеала.
Поразителна черта на Су-35, както и на останалите ни самолети от 4+ поколение, е отклоненият вектор на тягата. По неизвестна причина е често срещано само у нас. Толкова ли е уникален този елемент, че никой не може да го дублира? Технологията на отклонения вектор на тягата също е тествана на американски самолети от четвърто поколение. General Electric разработи дюзата AVEN, която беше инсталирана и тествана на самолета F-16VISTA през 1993 г. Фиг. # 1. Прат Уитни разработи дюзата PYBBN (по-добър дизайн от GE), инсталирана и тествана на F-15ACTIVE през 1996 г. Фиг. No2. През 1998 г. беше тествана отклоняващата се дюза TVN за Eurofighter. Въпреки това, нито един западен самолет от четвърто поколение не получи OVT в серията, въпреки факта, че модернизацията и производството продължават и до днес.
Фигура 1
Фигура # 2
Притежавайки подходящите технологии за отклоняване на вектора на тягата, през 1993 г. (AVEN) те решават да не ги използват на F-22. Те отидоха в друга посока, създавайки правоъгълни дюзи за намаляване на радарния и термичен подпис. Като бонус, тези дюзи се отклоняват само нагоре и надолу.
Каква е причината за такова неприязън на Запада към отклонения вектор на тягата? За да направим това, нека се опитаме да разберем на какво се основава близкият въздушен бой и как в него може да се приложи отклонен вектор на тяга.
Маневреността на самолета се определя от G-силите. Те от своя страна са ограничени от силата на самолета, физиологичните способности на човека и ограничаващите ъгли на атака. Съотношението на тягата към теглото на самолета също е важно. При маневриране основната задача е да се промени посоката на вектора на скоростта или ъгловото положение на самолета в космоса възможно най -бързо. Ето защо основният проблем при маневрирането е постоянният или принудителен завой. С постоянен завой равнината променя посоката на вектора на движението възможно най -бързо, без да губи скорост. Принудителният завой се дължи на по -бърза промяна в ъгловото положение на самолета в космоса, но е придружен от активни загуби на скорост.
A. N. Лапчински в книгите си за Първата световна война цитира думите на няколко пилоти от западни аса: германският ас Нимелман пише: „Аз съм невъоръжен, докато съм по -нисък“; Белке каза: "Основното нещо във въздушния бой е вертикалната скорост." Е, как да не си спомним формулата на известния А. Покришкина: "Височина - скорост - маневра - огън."
След като структурирахме тези твърдения с предишния параграф, можем да разберем, че скоростта, надморската височина и съотношението тяга-тегло ще бъдат решаващи при въздушния бой. Тези явления могат да се комбинират с концепцията за височината на полета на енергия. Изчислява се по формулата, показана на фигура 3. Където He е енергийното ниво на самолета, H е височината на полета, V2 / 2g е кинетичната височина. Промяната в кинетичната надморска височина с течение на времето се нарича енергийна скорост на изкачване. Практическата същност на енергийното ниво се крие във възможността за преразпределението му от пилота между надморска височина и скорост, в зависимост от ситуацията. С резерв за скорост, но с липса на надморска височина, пилотът може да завърши хълма, завещан от Нимелман, и да спечели тактическо предимство. Способността на пилота да управлява компетентно наличния енергиен резерв е един от определящите фактори във въздушния бой.
Фигура №3
Сега разбираме, че при маневриране на установени завои, самолетът не губи своята енергия. Аеродинамиката и тягата на двигателите балансират съпротивлението. По време на принудителен завой енергията на самолета се губи и продължителността на такива маневри е ограничена не само от минималната еволюционна скорост на самолета, но и от изразходването на енергийното предимство.
От формулата на фигура 3 можем да изчислим параметъра на скоростта на изкачване на самолета, както казах по -горе. Но сега абсурдността на данните за скоростта на изкачване, които се дават в отворени източници за определени самолети, става ясна, тъй като това е динамично променящ се параметър, който зависи от височината, скоростта на полета и претоварването. Но в същото време това е най -важният компонент от енергийното ниво на самолета. Въз основа на гореизложеното потенциалът на самолета по отношение на енергийната печалба може условно да се определи от неговото аеродинамично качество и съотношението тяга към тегло. Тези. потенциалът на самолета с най -лошата аеродинамика може да бъде изравнен чрез увеличаване на тягата на двигателите и обратно.
Естествено е невъзможно да се спечели битка само с енергия. Не по -малко важна е характеристиката на въртене на самолета. За него е валидна формулата, показана на фигура 4. Може да се види, че характеристиките на въртящата способност на самолета пряко зависят от g-силите Ny. Съответно, за постоянен завой (без загуба на енергия), Nyр е важен - наличното или нормално претоварване, а за принудителен завой Nyпр - максималното претоварване на тягата. На първо място е важно тези параметри да не излизат извън границите на експлоатационното претоварване на Новия самолет, т.е. граница на силата. Ако това условие е изпълнено, тогава най -важната задача при проектирането на самолета ще бъде максималното приближение на Nyp до Nye. По -просто казано, способността на самолета да извършва маневри в по -широк диапазон, без да губи скорост (енергия). Какво влияе върху Nyp? Естествено, аеродинамиката на самолета, колкото по -голямо е аеродинамичното качество, толкова по -висока е възможната стойност на Nyр, от своя страна индексът на натоварването на крилото влияе върху подобряването на аеродинамиката. Колкото по -малък е, толкова по -висока е въртящата способност на самолета. Също така, съотношението на тягата към теглото на самолета влияе върху Nyp, принципът, за който говорихме по-горе (в енергийния сектор), е валиден и за въртенето на самолета.
Фигура №4
Опростявайки горното и все още не докосвайки отклонението на вектора на тягата, справедливо отбелязваме, че най-важните параметри за маневрения самолет ще бъдат съотношението тяга към тегло и натоварването на крилото. Техните подобрения могат да бъдат ограничени само от цената и техническите възможности на производителя. В тази връзка графиката, представена на фигура 5, е интересна, тя дава разбиране защо F-15 до 1985 г. е бил господар на ситуацията.
Снимка No5
За да сравним Су-35 с F-22 в близък бой, първо трябва да се обърнем към техните предци, а именно Су-27 и F-15. Нека сравним най-важните характеристики, с които разполагаме, като съотношение на тяга към тегло и натоварване на крилото. Възниква обаче въпросът, за каква маса? В ръководството за полет на самолет нормалното излитащо тегло се изчислява въз основа на 50% от горивото в резервоарите, две ракети със среден обсег, две ракети с малък обсег и натоварването на боеприпасите на оръдието. Но максималната маса на горивото на Су-27 е много по-голяма от тази на F-15 (9400 кг срещу 6109 кг), поради което резервът от 50% е различен. Това означава, че F-15 ще има по-ниско тегло предимство. За да направя сравнението по-честно, предлагам да вземем за проба масата от 50% от горивото Су-27, така че получаваме два резултата за орела. Като въоръжение на Су-27 приемаме две ракети R-27 на APU-470 и две ракети R-73 на p-72-1. За F-15C въоръжението е AIM-7 на LAU-106a и AIM-9 на LAU-7D / A. За посочените маси изчисляваме съотношението на тягата към теглото и натоварването на крилото. Данните са представени в таблицата на фигура 6.
Фигура 6
Ако сравним F-15 с изчисленото за него гориво, тогава показателите са много впечатляващи, но ако вземем гориво, равно на маса с 50% от горивото Су-27, тогава предимството е практически минимално. В съотношението тяга-тегло разликата е на стотни, но по отношение на натоварването на крилото F-15 все пак е прилично напред. Въз основа на изчислените данни, "Орелът" трябва да има предимство в близък въздушен бой. Но на практика тренировъчните битки между F-15 и Су-27, като правило, останаха при нас. Технологично конструкторското бюро „Сухой“не успя да създаде самолет толкова лек, колкото конкурентите, не е тайна, че по отношение на теглото на авиониката винаги сме били малко по -ниски. Нашите дизайнери обаче поеха по друг път. В тренировъчните състезания никой не е използвал „Пугачов кобр“и не е използвал ОВТ (все още не съществува). Идеалната аеродинамика на Sukhoi му даде значително предимство. Интегралното разположение на фюзелажа и аеродинамичното качество в 11, 6 (за F-15c 10) неутрализираха предимството при натоварването на крилата на F-15.
Предимството на Су-27 обаче никога не беше непреодолимо. В много ситуации и при различни условия на полет F-15c все още може да се състезава, тъй като повечето все още зависят от квалификацията на пилота. Това може лесно да се проследи от графиките за маневреност, които ще бъдат разгледани по -долу.
Връщайки се към сравнението на самолетите от четвърто поколение с петото, ще съставим подобна таблица с характеристиките на съотношението тяга към тегло и натоварването на крилото. Сега ще вземем данните за Су-35 като основа за количеството гориво, тъй като F-22 има по-малко резервоари (фиг. 7). Въоръжението на Сушка включва две ракети RVV-SD на AKU-170 и две ракети RVV-MD на P-72-1. Въоръжението на Raptor е две AIM-120 на LAU-142 и две AIM-9 на LAU-141 / A. За общата картина са дадени изчисления и за Т-50 и Ф-35А. Трябва да бъдете скептични относно параметрите на Т-50, тъй като те са приблизителни и производителят не е дал официални данни.
Фигура №7
Таблицата на фигура 7 ясно показва основните предимства на самолетите от пето поколение пред четвъртото. Разликата в натоварването на крилото и съотношението тяга-тегло е много по-значителна от тази на F-15 и Су-27. Потенциалът за енергия и увеличаване на Nyp през петото поколение е много по -висок. Един от проблемите на съвременната авиация - многофункционалността, засегна и Су -35. Ако изглежда добре със съотношението на тягата към теглото на форсажа, тогава натоварването на крилото е по-ниско дори от Су-27. Това ясно показва, че конструкцията на корпуса на самолета от четвърто поколение не може, като се вземе предвид модернизацията, да достигне показателите на петото.
Трябва да се отбележи аеродинамиката на F-22. Няма официални данни за аеродинамичното качество, но според производителя той е по-висок от този на F-15c, фюзелажът има интегрално разположение, натоварването на крилото е дори по-малко от това на Eagle.
Двигателите трябва да бъдат отбелязани отделно. Тъй като само Raptor има двигатели от пето поколение, това е особено забележимо при съотношението тяга към тегло в режим „максимален“. Специфичният дебит в режим "догаряне", като правило, е повече от два пъти дебита в режим "максимален". Времето на работа на двигателя при "догаряне" е значително ограничено от запасите от самолетно гориво. Например, Су-27 на „догаряне“изяжда повече от 800 кг керосин на минута, следователно самолет с по-добро съотношение тяга към тегло при „максимум“ще има предимства в тягата за много по-дълго време. Ето защо Izd 117s не е двигател от пето поколение и нито Су-35, нито Т-50 нямат никакви предимства в съотношението тяга-тегло спрямо F-22. Следователно за Т-50 разработеният двигател от пето поколение "тип 30" е много важен.
Къде от всичко гореизложено все още е възможно да се приложи отклоненият вектор на тягата? За да направите това, вижте графиката на фигура 8. Тези данни са получени за хоризонталната маневра на изтребителите Су-27 и F-15c. За съжаление, подобни данни за Су-35 все още не са публично достъпни. Обърнете внимание на границите на постоянния завой за височини 200 м и 3000 м. По протежение на ординатата можем да видим, че в диапазона 800–900 км / ч за посочените височини се постига най -високата ъглова скорост, която е 15 и 21 deg / s съответно. Ограничава се само от претоварването на самолета в диапазона от 7, 5 до 9. Именно тази скорост се счита за най -изгодна за водене на близък въздушен бой, тъй като ъгловото положение на самолета в космоса се променя възможно най -бързо. Връщайки се към двигателите от пето поколение, самолет с по-високо съотношение тяга към тегло и способен на свръхзвуково движение без използване на форсаж, печели енергийно предимство, тъй като може да използва скоростта за изкачване, докато не попадне в най-изгодния диапазон за BVB.
Фигура №8
Ако екстраполираме графиката на фигура 8 за Су-35 с отклонен вектор на тягата, как може да се промени ситуацията? Отговорът е напълно видим от графиката - няма как! Тъй като границата в ограничаващия ъгъл на атака (αadd) е много по -висока от границата на якост на самолета. Тези. аеродинамичните контроли не се използват напълно.
Помислете за хоризонталната графика за маневри за височини 5000–7000 m, показана на фигура 9. Най-високата ъглова скорост е 10-12 deg / s и се постига в диапазона на скоростта 900-1000 km / h. Приятно е да се отбележи, че именно в този диапазон Су-27 и Су-35 имат решаващи предимства. Тези височини обаче не са най -изгодните за BVB, поради спада на ъгловите скорости. Как може отклоненият вектор на тяга да ни помогне в този случай? Отговорът е напълно видим от графиката - няма как! Тъй като границата в ограничаващия ъгъл на атака (αadd) е много по -висока от границата на якост на самолета.
Фигура №9
И така, къде може да се реализира предимството на отклонения вектор на тягата? На височини над най -изгодното и при скорости под оптималното за BVB. В същото време дълбоко извън границите на установения обрат, т.е. с принудителен завой, при който енергията на самолета вече се изразходва. Следователно OVT е приложим само в специални случаи и с доставка на енергия. Такива режими не са толкова популярни в BVB, но, разбира се, е по -добре, когато има възможност за векторно отклонение.
Сега нека се обърнем малко към историята. По време на ученията на Червения флаг F-22 постоянно печели победи над самолетите от четвърто поколение. Има само единични случаи на загуба. Той никога не е срещал Су-27/30/35 на Червения флаг (поне няма такива данни). Су-30МКИ обаче участва в Червеното знаме. Докладите за конкуренцията за 2008 г. са достъпни онлайн. Разбира се, Су-30МКИ имаше предимство пред американските превозни средства, като Су-27 (но в никакъв случай поради OVT и не преобладаващо). От докладите можем да видим, че Су-30МКИ на Червения флаг показва максимална ъглова скорост в района на 22 градуса / сек (най-вероятно при скорости в района на 800 км / ч, вижте графиката), на свой ред, F-15c влезе в ъгловата скорост от 21 градуса / сек (подобни скорости). Любопитно е, че F-22 показва ъглова скорост от 28 градуса / сек по време на същите упражнения. Сега разбираме как това може да се обясни. Първо, претоварването в определени режими на F-22 не е ограничено до 7, а е 9 (вижте Самолетно ръководство за полети за Су-27 и F-15). Второ, поради по-ниското натоварване на крилото и по-високото съотношение на тяга към теглото, границите на постоянния завой в нашите графики за F-22 ще се изместят нагоре.
Отделно трябва да се отбележи уникалният пилотаж, който може да бъде демонстриран от Су-35. Толкова ли са приложими в близки въздушни битки? С използването на отклонен вектор на тяга се изпълняват такива фигури като "Флорова чакра" или "Палачинки". Какво обединява тези цифри? Те се изпълняват при ниски скорости, за да се влезе в оперативно претоварване, далеч от най -печелившите в BVB. Самолетът рязко променя позицията си спрямо центъра на масата, тъй като векторът на скоростта, макар и да се измества, не се променя драстично. Ъгловото положение в космоса остава непроменено! Каква е разликата между ракета или радарна станция, която самолетът се върти около оста си? Абсолютно никакъв, докато той губи и полетната си енергия. Може би с такива салта можем да отвърнем на огъня на врага? Тук е важно да се разбере, че преди изстрелването на ракетата, самолетът трябва да се заключи към целта, след което пилотът трябва да даде „съгласие“чрез натискане на бутона „enter“, след което данните се предават на ракетата и изстрелването се осъществява. Колко време ще отнеме? Очевидно повече от части от секундата, които се изразходват с „палачинки“или „чакра“или нещо друго. Освен това всичко това също е с очевидно загуба на скорост и със загуба на енергия. Но е възможно да се изстрелват ракети с малък обсег с термични глави без улавяне. В същото време се надяваме, че самият търсач на ракетата ще улови целта. Следователно посоката на вектора на скоростта на нападателя трябва приблизително да съвпада с вектора на противника, в противен случай ракетата по инерция, получена от носителя, ще напусне зоната на възможно заснемане от търсещия я. Един от проблемите е, че това условие не е изпълнено, тъй като векторът на скоростта не се променя драстично с такъв пилотаж.
Помислете за кобрата на Пугачев. За да го извършите, е необходимо да изключите автоматиката, което вече е спорно условие за въздушен бой. Като минимум квалификацията на бойните пилоти е значително по -ниска от тази на асата от пилотаж и дори това трябва да се прави с бижута при изключително стресиращи условия. Но това е по -малкото зло. Кобрата се изпълнява на височини в района на 1000 м и скорости в диапазона 500 км / ч. Тези. самолетът първоначално трябва да е със скорости по -ниски от препоръчаните за BVB! Следователно той не може да ги достигне, докато врагът не загуби същото количество енергия, за да не загуби тактическото си предимство. След изпълнението на "кобрата" скоростта на самолета пада в рамките на 300 км / ч (мигновена загуба на енергия!) И е в диапазона на минималната еволюционна. Следователно, "Сушенето" трябва да влезе в гмуркане, за да набере скорост, докато врагът не само запазва предимството в скоростта, но и във височината.
Може ли обаче подобна маневра да осигури необходимите ползи? Има мнение, че с такова спиране можем да оставим противника да продължи напред. Първо, Су-35 вече имат възможност за въздушно спиране, без да е необходимо да се изключва автоматизацията. Второ, както е известно от формулата за енергията на полета, е необходимо да се забави чрез изкачване, а не по някакъв друг начин. Трето, в съвременната битка какво трябва да направи противник близо до опашката, без да атакува? Виждайки пред себе си „Сушене“, изпълнявайки „кобра“, колко по -лесно ще бъде да се насочите към увеличената площ на противника? Четвърто, както казахме по -горе, няма да работи за улавяне на целта с такава маневра и ракета, изстреляна без улавяне, ще влезе в млякото на получената инерция. Такова събитие е показано схематично на фигура 17. Пето, бих искал да попитам отново как врагът се е доближил толкова близо, без да бъде атакуван по -рано и защо „Кобра“, когато е възможно да се направи „Горка“, като същевременно се пести енергия?
Фигура №10
Всъщност отговорът на много въпроси относно висшия пилотаж е изключително прост. Демонстрационните представления и представления нямат нищо общо с истинските техники в близък въздушен бой, тъй като се изпълняват в режими на полет, които очевидно не са приложими в BVB.
По този въпрос всеки сам трябва да заключи колко самолетите от поколението 4 ++ са в състояние да издържат на самолетите от пето поколение.
В третата част ще говорим по-подробно за F-35 и T-50 в сравнение с конкурентите.
