Описание самолета
В конце сентября 1997 года в истории отечественной авиации произошло историческое событие - состоялся полет нового экспериментального самолета, Су-47 "Беркут", который может стать прототипом отечественного истребителя пятого поколения. Хищная черная птица с белым носом, оторвавшись от бетона взлетно-посадочной полосы аэродрома в Жуковском, быстро исчезла в сером подмосковном небе, возвестив громом своих турбин о начале нового этапа в биографии российской истребительной авиации.
Исследования облика истребителя пятого поколения начались в нашей стране, как и в США, в середине 1970 годов, когда машины четвертого поколения - СУ-27 и МиГ-29 - делали лишь свои "первые шаги". Новые самолеты должны были иметь значительно более высокий боевой потенциал, чем их предшественники. 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 средств и создание бортовых экспертных систем.
Самолет пятого поколения должен был обладать способностью осуществлять всеракурсный обстрел целей в ближнем воздушном бою, а также вести многоканальную ракетную стрельбу при ведении боя на большой дальности. Предусматривалась автоматизация управления бортовыми информационными и помеховыми системами; повышенная боевая автономность за счет установки в кабине одноместного самолета индикатора тактической обстановки с возможностью микширования информации (т.е. одновременного вывода и взаимного наложения в едином масштабе "картинок" от различных датчиков), а также использования систем телекодового обмена информацией 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 самолета 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 устойчивость и управляемость на углах атаки 900 и более. Следует заметить, что "сверхманевренность" первоначально 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, оснащенном системой управления вектором тяги). 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 на 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. 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-e годы.
Первым реактивным самолетом с крылом обратной стреловидности стал германский бомбардировщик Юнкерс Ju-287. Машина, совершившая первый полет в феврале 1944 года, была рассчитана на максимальную скорость 815 км/ч. В дальнейшем два опытных бомбардировщика 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 до околозвуковых скоростей пикировал, включая при этом пороховой ускоритель. Один из планеров, ЛЛ-З, вышедший на испытания в 1947 году, имел крыло обратной стреловидности и достигал скорости 1150 км/ч (М=0,95).
Однако в то время реализовать преимущества такого крыла не удалось, т.к. КОС оказалось особо подвержено аэродинамической дивергенции потере статической устойчивости при достижении определенных значений скорости и углов атаки. Конструкционные материалы и технологии того времени не позволяли создать крыло обратной стреловидности, имеющее достаточную жесткость. К обратной стреловидности создатели боевых самолетов вернулись лишь в середине 1970-х, когда в СССР и США притупили к работам по изучения облика истребителя пятого поколения. Применение КОС позволяло улучить 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, а также оптимизировала распределения давления на крыле и ПГО. По расчетам американских специалистов, применение крыла обратной стреловидности на самолете типа F-16 должно было привести к увеличению угловой скорости разворота на 14%, а радиуса действия - на 34%, при этом взлетно-посадочная дистанция сокращалась на 35%. Прогресс авиастроения позволял решить проблему дивергенции за счет применения композиционных материалов с рациональным расположением волокон, увеличивающим жесткость крыла в заданных направлениях.
Однако создание КОС ставило ряд сложнейших задач, решить которые можно было лишь в результате проведения широкомасштабных исследований. Для этих целей в США по заказу BBC был построен самолет Груман X-29A. Машина, имевшая аэродинамическую схему "Утка", была оснащена КОС с углом стреловидности 35╟ X-29A был чисто экспериментальной машиной и, разумеется, не мог служить прототипом для реального боевого самолета. В целях уменьшения стоимости в его конструкции широко использовались узлы и агрегаты серийных истребителей (носовая часть фюзеляжа и передняя опора шасси - от F-5A, основное шасси - от F-16 и т.п.). Первый полет экспериментального самолета состоялся 14 декабря 1984 года. До 1991 года две построенные машины выполнили, в общей сложности, 616 полетов. Однако программа X-29A не принесла лавров ее инициаторам и расценивается в США как неудачная: несмотря на применение наиболее современных конструкционных материалов, американцам так и не удалось в полной мере справиться с аэродинамической дивергенцией, а КОС более не рассматривалось как атрибут перспективных ,истребителей ВВС и ВМС США (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 Хьюз 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 кромки крыла, экранировалось корпусом ракеты.
Работы по формированию облика отечественного маневренного самолета с КОС велись крупнейшими авиационными научными центрами страны - ЦАГИ и СибНИА. В частности, в ЦАГИ 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 ОКВ Сухого взяться за решение небывало сложной задачи создания первого в мире сверхзвукового боевого самолета с крылом обратной стреловидности. В 1996 году на страницы авиационной печати попала фотография модели перспективного истребителя с КОС, демонстрировавшейся руководству российских ВВС. В отличие от американского X-29A, новая машина была выполнена по схеме "триплан" и имела двухкилевое вертикальное оперение. Наличие тормозного гака наводило на мысль о возможности корабельного базирования истребителя. На законцовках крыла размещались пусковые установки ракет класса "воздух-воздух".
Летом 1997 года прототип истребителя пятого поколения ОКБ Сухого (также, как и его "соперник" МАПО-МИГ, известный как "1-42") уже находился на территории ЛИИ им.Громова в Жуковском. В сентябре начались скоростные рулежки, а уже 25 числа того же месяца самолет, поучивший рабочий индекс Су-47 и гордое имя "Беркут", пилотируемый летчиком-испытателем Игорем Вотинцеым, совершил свой первый полет. Следует отметить, что российская машина отстала от своего американского соперника - первою 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, а F-22A поставили на доработку).
Попробуем составить представление о новом летательном аппарате ОКБ Сухого, опираясь на фотографии опытного самолета, а также немногочисленные материалы о Су-47, опубликованные на страницах российской и зарубежной печати.
"Беркут" выполнен по аэродинамической схеме "продольный интегральный триплан", ставшей фирменной особенностью самолетов этого ОКВ. Крыло плавно сопрягается с фюзеляжем, образуя единую несущую систему. К особенностям компоновки относятся развитые крыльевые наплывы, под которыми помещены нерегулируемые воздухозаборники двигателей, имеющие в сечении форму, близкую к сектору круга.
Планер самолета изготовлен с широким использованием композиционных материалов (КМ). Применение перспективных композитов обеспечивает повышение весовой отдачи на 20-25%, ресурса - в 1,5-3,0 раза, коэффициента использования материалов до 0,85, снижение трудозатрат на изготовление деталей на 40-60%, а также получение требуемых теплофизических и радиотехнических характеристик. В то же время опыты, проведенные в США в рамках программы F-22, свидетельствуют о меньшей боевой живучести конструкций из углепластика по сравнению с конструкциями, выполненными из алюминиевых и титановых сплавов.
Крыло истребителя имеет развитую корневую часть с большим (порядка 750) прямым углом стреловидности по передней кромке и плавно сопрягаемую с ней консольную часть с обратной стреловидностью (по передней кромке - порядка 200). Крыло оснащено флаперонами, занимающими более половины размаха, а также элеронами. Возможно, на передней кроме имеются и отклоняемые носки (хотя опубликованные фотографии самолета Су-47 не позволяют сделать однозначный вывод об их наличии).
Цельноповоротное переднее горизонтальное оперение (ПГО) размахом около 7,5 м имеет трапециевидную форму. Угол его стреловидности по передней кромке - порядка 500. Заднее горизонтальное оперение относительно небольшой площади также выполнено цельноповоротным, с углом стреловидности по передней кроме порядка 750. Его размах - около 8 м.
Двухкилевое вертикальное оперение с рулями направления крепится к центропланной части крыла и имеет "развал" во внешнюю сторону.
Фонарь кабины Су-47 практически идентичен фонарю истребителя Су-27. Однако на модели самолета, фотография которой попала на страницы зарубежной печати, фонарь выполнен беспереплетным, как и у американского "Рэптора" (это улучшает обзор, способствует снижению радиолокационной заметности, но затрудняет процесс катапультирования).
Основные одноколесные опоры шасси Су-47 крепятся к фюзеляжу и убираются вперед по полету с разворотом колес в ниши за воздухозаборниками двигателей. Передняя двухколесная опора убирается в фюзеляж вперед по направлению полета. База шасси -приблизительно 8 м, колея - 4 м.
В печати сообщалось, что опытный самолет оснащен двумя двигателями пермского НПО "Авиадвигатель" Д-30Ф6 (2x15500 кгс, сухая масса 2х2416 кг), применяемыми, также, на истребителях-перехватчиках МиГ-31. Однако в дальнейшем эти ТРДДФ, очевидно, будут заменены двигателями пятого поколения.
Нет сомнений, что на новой машине применено наиболее современное бортовое оборудование, созданное отечественной промышленностью - цифровая многоканальная ЭДСУ, автоматизированная интегральная система управления, навигационный комплекс, в состав которого входит ИНС на лазерных гироскопах в сочетании со спутниковой навигацией и "цифровой картой", уже нашедшие применение на таких машинах, как Су-30МКИ, Су-32/34 и Су-32ФН/34.
Вероятно, самолет оснащен (или будет оснащен) интегрированной системой жизнеобеспечения и катапультирования экипажа нового поколения.
Для управления самолетом, как и на Су-47, вероятно, применена боковая малоходовая ручка управления и тензометрический РУД.
Размещение и размеры антенн борового радиоэлектронного оборудования свидетельствуют о стремлении конструкторов обеспечить круговой обзор. Помимо основной БРЛС, размещенной в носу под оребренным обтекателем, истребитель имеет две антенны заднего обзора, установленные между крылом и соплами двигателей. Носки вертикального оперения, крыльевого наплыва и ПГО также, вероятно, заняты антеннами различного назначения (об этом говорит их белая окраска, характерная для отечественных радиопрозрачных обтекателей).
Хотя какая-либо информация о бортовой радиолокационной станции, примененной на самолете "Беркут", отсутствует, косвенно о потенциальных возможностях радиолокационного комплекса истребителей пятого поколения, которые могут быть созданы на базе Су-47, можно судить по опубликованным в открытой печати сведениям о новой БРЛС, разрабатывающейся с 1992 года объединением "Фазотрон" для перспективных истребителей. Станция предназначена для размещения в носовой части самолета "весовой категории" Су-35/47. Она имеет плоскую антенную фазированную решетку и работает в Х-диапазоне. По утверждению представителей НПО, для расширения зоны обора в вертикальной и горизонтальной плоскости предполагается возможность совмещения электронного и механического сканирования, что позволит увеличить сектор обзора новой РЛС на 600 во всех направлениях. Дальность обнаружения воздушных целей составляет 165-245 км (в зависимости от их ЭПР). Станция способна одновременно сопровождать 24 цели, обеспечивать одновременное применение ракетного оружия против восьми самолетов противника.
"Беркут" также может быть оснащен оптиколокационной станцией, размещенной в носовой части фюзеляжа, перед козырьком фонаря летчика. Как и на истребителях СУ-33 и СУ-35, обтекатель станции смещен вправо, чтобы не ограничивать обзор летчику. Наличие оптиколокационной станции, в состав которой, вероятно, входит телевизионное, тепловизионное и лазерное оборудование, а также радиолокационной станции заднего обзора выгодно отличает российскую машину от американского аналога F-22A.
В соответствии с канонами технологии "стелс", большая часть бортового вооружения боевых машин, созданных на базе "Беркута", очевидно, будет размещена внутри планера. В условиях, когда самолет будет действовать в воздушном пространстве, не имеющем мощного зенитно-ракетного прикрытия и против противника, не располагающего современными истребителями, допустимо увеличение боевой нагрузки за счет размещения части вооружения на внешних узлах подвески.
По аналогии с Су-35 и Су-47 можно предположить, что новая многофункциональная машина будет нести ракеты класса "воздух-воздух" сверхбольшой и большой дальности, в частности УР, известные как КС-172 (эта двухступенчатая ракета, способная развивать гиперзвуковую скорость и оснащенная комбинированной системой самонаведения, способна поржать воздушные цели на дальности более 400 км). Применение подобных ракет, вероятно, потребует внешнего целеуказания.
Однако "главным калибром" перспективного истребителя, очевидно, станут УР средней дальности типа РВВ-АЕ, имеющие активную радиолокационную систему конечного самонаведения и оптимизированная для размещения в грузоотсеках самолетов (она имеет крыло малого удлинения и складные решетчатые рули). НПО "Вымпел" объявило о проведении успешных летных испытаний на самолете Су-27 усовершенствованного варианта этой ракеты, оснащенной маревым прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ПВРД). Новая модификация обладает увеличенной дальностью и скоростью.
По прежнему важное значение в вооружении самолетов должны иметь и ракеты класса "воздух-воздух" малой дальности. На выставке МАКС-97 демонстрировалась новая ракета этого класса, К-74, созданная на базе УР Р-73 и отличающаяся от последней усовершенствованной системой теплового самонаведения, имеющей угол захвата цели, увеличенный с 80-900 до 1200. Применение новой тепловой головки самонаведения (ТГС) позволило, также, увеличить максимальную дальность поражения цели на 30% (до 40 км). Разработка К-74 началось в середине 1980-X годов, а к ее летным испытаниям приступили в 1994 году. В настоящее время ракета готова к серийному производству.
Помимо создания усовершенствованной головки самонаведения для УР К-74, НПО "Вымпел" ведет работы над рядом других ракет малой дальности, также снабженных системой управления вектором тяги двигателя.
Вероятно, в составе бортового вооружения перспективных истребителей будет сохранена и 30-миллиметровая пушка ГШ-301.
Как и другие отечественные многофункциональные самолеты - Су-30МКИ, Су-35 и Су-47, новые машины, очевидно, будут нести и ударное вооружение - высокоточные УР и КАВ класса "воздух-поверхность" для поражения наземных и надводных целей, а также РЛС противника.
О возможностях оборонительной системы, которая может быть установлена на перспективном истребителе, можно судить по экспонатам, демонстрировавшимся на выставке МАКС-97. В частности, предприятием "Авиаконверсия" была продемонстрировала комбинированная ложная цель (КЛЦ) для защиты от ракет с радиолокационными, тепловыми и лазерными головками самонаведения. В отличие от применяемых на отечественных и зарубежных боевых самолетах средств пассивной защиты, КЛЦ эффективна во всех диапазонах волн, используемых в головках самонаведения ракет класса "воздух-воздух" и "поверхность-воздух". КЛЦ представляет собой зону горения, образуемую в стороне от защищаемого самолета за счет использования направленной струи газов. В струю вводится воспламеняющая жидкость (в частности, ей может быть топливо, используемое двигателями ЛА), распыляемая для получения топливо-газовой смеси, которая затем поджигается. Горение поддерживается в течение заданного отрезка времени.
Тепловое излучение зоны горения является ложной целью для боеприпасов с ГСН, работающих в ИК-диапазоне. Спектральный состав горящего облака идентичен спектральному составу излучения защищаемого объекта (используется одно и то же топливо), что не позволяет ТГС отличать ложную цель по спектральным признакам, а нахождение ложной цели на фиксированном расстоянии от реального объекта не позволяет ТГС селектировать ее и по траекторным признакам.
Для защиты от боеприпасов с радиолокационной системой наведения в КЛЦ используются плазмообразующие добавки, приводящие к увеличению отражения радиоволн от зоны горения. Такие добавки при температуре горения образуют свободные электроны. При их достаточно высокой концентрации горящее облако отражает радиоволны как металлическое тело.
Для лазерного диапазона волн используются мелкодисперсные пороши веществ рабочих тел лазеров. В процессе горения они либо излучают электромагнитные волны на той же частоте, на которой работает лазер подсветки цели, либо, не сгорая, выносятся за пределы области горения и в процессе охлаждения излучают электромагнитные волны требуемого диапазона. Мощность излучения должна соответствовать мощности сигнала, отражаемого от защищаемого объекта при подсветке лазером противника. Она регулируется подбором веществ, добавляемых в воспламеняющую жидкость, и их количеством.
В ряде изданий, без ссылки на источники, опубликованы характеристики нового самолета. Если они соответствуют действительности, то "Беркут", в целом находится в "весовой категории" истребителя Су-27 и его модифицированных вариантов. Передовая аэродинамика и система управления вектором тяги, должны обеспечить перспективным истребителям последователям Су-47 превосходство в ближнем маневренном воздушном бою над всеми существующими или прогнозируемыми потенциальными противниками. Все другие истребители при встрече с российским "Беркутом" и американским "Орлом-могильщиком" имеют весьма скромные шансы вернуться на свой аэродром. Законы гонки вооружений (которая, разумеется, не кончилась после "самороспуска" СССР) жестоки.
В свое время появление линкора "Дредноут" сделало морально устаревшими все ранее построенные броненосцы. Истории свойственны повторения.
Тактико-технические характеристики
Размах крыла - 16,7 м
Длина самолета - 22,6 м
Высота стояночная - 6,4 м
Взлетная масса - 24000 кг
Максимальная скорость - 1670 км/ч
Тип двигателя - 2 х Д-30Ф6
Тяга - 2 х 15500 кгс
Вооружение
возможна установка 30-миллиметровая пушка ГШ-301.
УР различного назначения.
Модификации
нет
