Descripción de la aeronave
A fines de septiembre de 1997, tuvo lugar un evento histórico en la historia de la aviación rusa: tuvo lugar el vuelo de un nuevo avión experimental, el Su-47 "Berkut", que podría convertirse en un prototipo del caza doméstico de quinta generación. Un ave negra depredadora de nariz blanca, desprendiéndose del hormigón de la pista del aeródromo de Zhukovsky, desapareció rápidamente en el cielo gris cerca de Moscú, anunciando con el trueno de sus turbinas el inicio de una nueva etapa en la biografía del ruso. avión de combate.
La investigación sobre la aparición de un caza de quinta generación comenzó en nuestro país, como en Estados Unidos, a mediados de la década de 1970, cuando los aviones de cuarta generación, el SU-27 y MiG-29, apenas estaban dando sus "primeros pasos". ". Se suponía que los nuevos aviones tenían un potencial de combate significativamente mayor que sus predecesores. Los principales centros de investigación de la industria y oficinas de diseño participaron en el trabajo. Junto con el cliente, las principales disposiciones del concepto del nuevo luchador se formularon gradualmente: multifuncionalidad, es decir, alta eficiencia en la derrota de objetivos aéreos, terrestres, superficiales y submarinos, la presencia de un sistema de información circular, el desarrollo de modos de vuelo de crucero a velocidades supersónicas. También se preveía lograr una disminución drástica de la visibilidad de la aeronave en los rangos de radar e infrarrojos en combinación con la transición de sensores a bordo a métodos pasivos de obtención de información, así como a modos de mayor sigilo. Se suponía que integraría todas las herramientas de información disponibles y crearía sistemas expertos a bordo.
Se suponía que el avión de la quinta generación tenía la capacidad de llevar a cabo bombardeos completos de objetivos en combate aéreo cuerpo a cuerpo, así como de realizar disparos de misiles multicanal durante el combate de largo alcance. Proporcionado para la automatización del control de la información a bordo y los sistemas de interferencia; mayor autonomía de combate debido a la instalación de un indicador de situación táctica en la cabina de un avión de un solo asiento con la capacidad de mezclar información (es decir, salida simultánea y superposición en una sola escala de "imágenes" de varios sensores), así como el uso de sistemas de intercambio de información por telecódigo con fuentes externas. Se suponía que la aerodinámica y los sistemas a bordo del caza de quinta generación proporcionarían la capacidad de cambiar la orientación angular y la trayectoria de la aeronave sin retrasos notables, sin requerir una coordinación y coordinación estrictas de los movimientos de los órganos de control. Se requirió que la aeronave "perdonara" errores graves de pilotaje en una amplia gama de condiciones de vuelo.
Se planeó equipar a la prometedora aeronave con un sistema de control automatizado a nivel de resolución de problemas tácticos, que cuenta con un modo experto "para ayudar al piloto".
Uno de los requisitos más importantes para el caza ruso de quinta generación era la "super maniobrabilidad": la capacidad de mantener la estabilidad y la capacidad de control en ángulos de ataque de 900 o más. Cabe señalar que la "supermaniobrabilidad" figuraba originalmente en los requisitos para el caza estadounidense de quinta generación, creado casi simultáneamente con el avión ruso, bajo el programa ATF. Sin embargo, en el futuro, los estadounidenses, ante la difícil tarea de combinar la baja visibilidad, la velocidad de crucero supersónica y la "súper maniobrabilidad" en un avión, se vieron obligados a sacrificar esta última (la maniobrabilidad del caza ATF / F-22 estadounidense es probablemente solo acercándose al nivel alcanzado en el avión modernizado Su-27, equipado con un sistema de control de vector de empuje). La negativa de la Fuerza Aérea de los EE. UU. A lograr una supermaniobrabilidad fue motivada, en particular, por la rápida mejora de las armas de aviación: la aparición de misiles de todos los aspectos altamente maniobrables, sistemas de designación de objetivos montados en el casco y nuevos cabezales de búsqueda hicieron posible abandonar el entrada obligatoria en el hemisferio trasero del enemigo. Se asumió que el combate aéreo ahora se llevaría a cabo a distancias medias, con la transición a la etapa maniobrable solo como último recurso, "si se hacía algo mal".
Sin embargo, en la historia de la aviación militar, en repetidas ocasiones han abandonado el combate aéreo cercano y maniobrable, pero los cálculos teóricos posteriores fueron refutados por la vida, en todos los conflictos armados (con la excepción, quizás, de la falsa "Tormenta del Desierto") los combatientes que entraron en combate. a grandes distancias, como por lo general, lo transfirieron a distancias más cortas y, a menudo, terminaron con una marcada explosión de cañón, y no con el lanzamiento de un cohete. Se predice una situación en la que la mejora de los sistemas de guerra electrónica, así como una disminución en el radar y la firma térmica de los cazas conducirán a una caída en la efectividad relativa de los misiles de largo y medio alcance. Además, incluso cuando se lleva a cabo una batalla de misiles de largo alcance utilizando armas de capacidades aproximadamente iguales por ambos lados, el enemigo que podrá orientar rápidamente a su caza en la dirección del objetivo tendrá una ventaja, lo que permitirá hacer un uso más completo de las capacidades dinámicas de sus misiles. En estas condiciones, es de particular importancia lograr las velocidades angulares más altas posibles de giro inestable a velocidades tanto subsónicas como supersónicas. Por lo tanto, el requisito de supermaniobrabilidad para el caza ruso de quinta generación, a pesar de la complejidad del problema, se mantuvo sin cambios.
Como una de las soluciones que proporciona las características de maniobra requeridas, se consideró el uso de un ala en flecha hacia adelante (KOS). Un ala de este tipo, que ofrece ciertas ventajas de diseño sobre un ala en flecha recta, se intentó utilizar en la aviación militar en la década de 1940.
El primer avión a reacción con un ala barrida hacia adelante fue el bombardero alemán Junkers Ju-287. El automóvil, que realizó su primer vuelo en febrero de 1944, fue diseñado para una velocidad máxima de 815 km / h. En el futuro, dos bombarderos experimentados de este tipo fueron a la URSS como trofeos.
En los primeros años de la posguerra, nuestro país realizó su propia investigación de KOS en relación con aviones maniobrables de alta velocidad. En 1945, siguiendo las instrucciones de la LII, el diseñador P. P. Tsybin comenzó el diseño de planeadores experimentales destinados a probar la aerodinámica de cazas prometedores. El planeador ganó altitud, remolcado por la aeronave y se zambulló para acelerar a velocidades transónicas, incluido el propulsor de polvo. Uno de los planeadores, LL-Z, que entró en pruebas en 1947, tenía un ala barrida hacia adelante y alcanzó una velocidad de 1150 km / h (M = 0,95).
Sin embargo, en ese momento, no fue posible darse cuenta de las ventajas de tal ala, tk. KOS resultó ser especialmente susceptible a la divergencia aerodinámica, pérdida de estabilidad estática cuando se alcanzaron ciertos valores de velocidad y ángulos de ataque. Los materiales estructurales y las tecnologías de esa época no permitieron la creación de un ala barrida hacia adelante con suficiente rigidez. Los creadores de aviones de combate volvieron al barrido inverso solo a mediados de la década de 1970, cuando la URSS y los Estados Unidos comenzaron a trabajar en el estudio de la apariencia de un caza de quinta generación. El uso de KOS hizo posible mejorar la capacidad de control a bajas velocidades de vuelo y aumentar la eficiencia aerodinámica en todas las áreas de los modos de vuelo. La disposición del ala barrida hacia adelante proporcionó una mejor articulación del ala y el fuselaje, así como optimizó la distribución de la presión en el ala y PGO. Según los cálculos de especialistas estadounidenses, el uso de un ala de barrido hacia adelante en un avión F-16 debería haber llevado a un aumento en la velocidad angular de giro en un 14% y el radio de acción en un 34%, mientras que la toma -la distancia de despegue y aterrizaje se redujo en un 35%. Los avances en la construcción de aviones permitieron resolver el problema de la divergencia mediante el uso de materiales compuestos con una disposición racional de fibras, lo que aumenta la rigidez del ala en las direcciones dadas.
Sin embargo, la creación del CBS planteó una serie de tareas complejas, que solo podrían resolverse como resultado de una investigación a gran escala. Para estos fines, en Estados Unidos, por orden de la BBC, se construyó el avión Gruman X-29A. La máquina, que tenía el diseño aerodinámico de Duck, estaba equipada con un KOS con un ángulo de barrido de 35 °. La X-29A era una máquina puramente experimental y, por supuesto, no podía servir como prototipo de un avión de combate real. Para reducir el costo, las unidades y conjuntos de cazas en serie se utilizaron ampliamente en su diseño (la punta del fuselaje y el tren de aterrizaje delantero, desde el F-5A, el tren de aterrizaje principal, desde el F-16, etc.). El primer vuelo del avión experimental tuvo lugar el 14 de diciembre de 1984. Hasta 1991, los dos aviones construidos realizaron un total de 616 vuelos. Sin embargo, el programa X-29A no trajo laureles a sus iniciadores y se considera en los Estados Unidos como un fracaso: a pesar del uso de los materiales estructurales más modernos, los estadounidenses no lograron hacer frente por completo a la divergencia aerodinámica, y KOS no tuvo éxito. ya se considera un atributo de los cazas prometedores de la Fuerza Aérea y de la Marina de los EE. UU. (en particular, entre los muchos diseños estudiados bajo el programa JSF, no había aviones de barrido hacia adelante).
De hecho, el misil de crucero estratégico estadounidense Hughes AGM-129 ASM, diseñado para armar bombarderos B-52, fue el único avión con un KOS que entró en la serie. Sin embargo, en relación con este avión, la elección de un ala en flecha hacia adelante se debió principalmente a consideraciones de sigilo: la radiación del radar reflejada desde el borde de ataque del ala estaba protegida por el cuerpo del cohete.
El trabajo en la formación de la apariencia de un avión maniobrable doméstico con KOS fue llevado a cabo por los centros de investigación de aviación más grandes del país: TsAGI y SibNIA. En particular, en TsAGI, se hizo volar un modelo de un avión con un KOS, hecho sobre la base del avión MiG-23, y en Novosibirsk se estudió el diseño del SU-27 con un ala barrida hacia adelante. El trabajo de base científico existente permitió al Sukhoi OKW abordar la difícil tarea sin precedentes de crear el primer avión de combate supersónico del mundo con un ala de barrido hacia adelante. En 1996, una fotografía de un modelo de un luchador prometedor con un KOS, mostrada al liderazgo de la Fuerza Aérea Rusa, llegó a las páginas de la prensa de aviación. A diferencia del X-29A estadounidense, la nueva máquina se fabricó de acuerdo con el esquema "triplano" y tenía una cola vertical de dos aletas. La presencia de un gancho de freno sugirió la posibilidad de un caza con base en un barco. Las puntas de las alas albergaban lanzadores de misiles aire-aire.
En el verano de 1997, el prototipo del caza de quinta generación del Sukhoi Design Bureau (así como su "rival" MAPO-MIG, conocido como "1-42") ya estaba en el territorio del Instituto de Investigación de Vuelo Gromov en Zhukovsky. En septiembre, comenzó el rodaje de alta velocidad, y el 25 del mismo mes, el avión, que aprendió el índice de trabajo del Su-47 y el orgulloso nombre "Berkut", pilotado por el piloto de pruebas Igor Votintsev, realizó su primer vuelo.. Cabe señalar que el avión ruso se quedó atrás de su rival estadounidense: el primer caza Lockheed-Martin F-22A Raptor (Eagle-Burial) experimentado por solo 18 días (el Raptor hizo su primer vuelo el 7 de septiembre, el 14 de septiembre volvió a despegó, después de lo cual los vuelos se detuvieron hasta julio de 1998, y el F-22A se completó).
Intentemos hacernos una idea del nuevo avión del Sukhoi Design Bureau, basado en fotografías de un avión experimental, así como algunos materiales sobre el Su-47, publicados en las páginas de la prensa rusa y extranjera.
"Berkut" se fabrica de acuerdo con el esquema aerodinámico de "triplano integral longitudinal", que se ha convertido en una característica de la marca registrada de los aviones de este OKW. El ala se acopla suavemente con el fuselaje, formando un solo sistema de cojinetes. Las características del diseño incluyen afluencias de alas desarrolladas, bajo las cuales se colocan las tomas de aire no reguladas de los motores, que tienen una forma de sección transversal cercana a un sector de un círculo.
La estructura del avión está hecha con un uso extensivo de materiales compuestos (CM). El uso de compuestos avanzados proporciona un aumento en la eficiencia del peso en un 20-25%, un recurso: de 1.5 a 3.0 veces, una tasa de utilización de material de hasta 0.85, una disminución en los costos de mano de obra para la fabricación de piezas en un 40-60%, como así como la obtención de las características técnicas térmicas y radioeléctricas requeridas. Al mismo tiempo, los experimentos llevados a cabo en los Estados Unidos bajo el programa F-22 indican una menor capacidad de supervivencia en combate de las estructuras de CFRP en comparación con las estructuras hechas de aleaciones de aluminio y titanio.
El ala del caza tiene una parte de raíz desarrollada con un gran ángulo recto (aproximadamente 750) de barrido a lo largo del borde de ataque y una parte en voladizo con un barrido hacia adelante que se acopla suavemente con él (aproximadamente 200 a lo largo del borde de ataque). El ala está equipada con flaperones, que ocupan más de la mitad de la envergadura, así como alerones. Quizás, además del frontal, también haya calcetines deflectables (aunque las fotos publicadas del Su-47 no nos permiten sacar una conclusión inequívoca sobre su presencia).
La cola horizontal delantera que todo se mueve (PGO) con una luz de aproximadamente 7,5 m tiene una forma trapezoidal. Su ángulo de barrido a lo largo del borde de ataque es de aproximadamente 500. La cola horizontal trasera de un área relativamente pequeña también se hace girar por completo, con un ángulo de barrido a lo largo del frente, excepto alrededor de 750. Su envergadura es de aproximadamente 8 m.
La cola vertical de dos aletas con timones está unida a la sección central del ala y tiene un "camber" hacia afuera.
El dosel de la cabina del Su-47 es casi idéntico al del caza Su-27. Sin embargo, en el modelo de la aeronave, cuya fotografía apareció en las páginas de la prensa extranjera, la linterna está impecable, como la del American Raptor (esto mejora la visibilidad, ayuda a reducir la firma del radar, pero complica el proceso de expulsión).
Los principales soportes del tren de aterrizaje de una rueda del Su-47 están unidos al fuselaje y retraídos hacia adelante en vuelo con las ruedas girando en nichos detrás de las tomas de aire del motor. El soporte delantero de dos ruedas se retrae hacia el fuselaje hacia adelante en la dirección de vuelo. La base del chasis es de aproximadamente 8 m, la pista es de 4 m.
La prensa informó que el avión prototipo estaba equipado con dos motores del Perm NPO Aviadvigatel D-30F6 (2x15500 kgf, peso seco 2x2416 kg), que también se utilizaron en los cazas interceptores MiG-31. Sin embargo, en el futuro, estos motores turbofan obviamente serán reemplazados por motores de quinta generación.
No hay duda de que la nueva máquina utiliza el equipo de a bordo más moderno creado por la industria nacional: una EDSU digital multicanal, un sistema de control integrado automatizado, un complejo de navegación, que incluye un INS basado en giroscopios láser en combinación con navegación por satélite. y un "mapa digital", que ya ha encontrado aplicación en máquinas como Su-30MKI, Su-32/34 y Su-32FN / 34.
Es probable que la aeronave esté equipada (o estará equipada con) una nueva generación de sistemas integrados de soporte vital y eyección de la tripulación.
Para controlar la aeronave, así como en el Su-47, es probable que se utilicen una palanca de control lateral de baja velocidad y un acelerador de galgas extensométricas.
La ubicación y el tamaño de las antenas de los equipos radioelectrónicos de boro atestiguan el deseo de los diseñadores de proporcionar una visibilidad panorámica. Además del radar aerotransportado principal, ubicado en la nariz debajo del carenado acanalado, el caza tiene dos antenas de visión trasera instaladas entre las boquillas del ala y del motor. Los calcetines de la cola vertical, guardabarros y PGO probablemente también estén ocupados por antenas para diversos fines (esto se evidencia por su color blanco, que es típico de los carenados radiotransparentes domésticos).
Aunque no hay información sobre la estación de radar aerotransportada utilizada en la aeronave Berkut, indirectamente sobre las capacidades potenciales del complejo de radar de los cazas de quinta generación, que se puede crear sobre la base del Su-47, se puede juzgar por la información. publicado en la prensa abierta sobre el nuevo radar aerotransportado, desarrollado desde 1992 por la asociación "Phazotron" para luchadores prometedores. La estación está diseñada para colocarse en el morro de un avión de la "categoría de peso" Su-35/47. Tiene una antena de matriz de fase plana y funciona en la banda X. Según representantes de ONG, para ampliar el área de cobertura en los planos vertical y horizontal, se asume que es posible combinar escaneo electrónico y mecánico, lo que aumentará el campo de visión del nuevo radar en 600 en todas las direcciones.. El rango de detección de objetivos aéreos es de 165-245 km (dependiendo de su RCS). La estación es capaz de rastrear simultáneamente 24 objetivos, asegurando el uso simultáneo de armas de misiles contra ocho aviones enemigos.
"Berkut" también se puede equipar con una estación de localización óptica ubicada en el fuselaje delantero, frente a la capota del piloto. Al igual que en los cazas SU-33 y SU-35, el carenado de la estación se desplaza hacia la derecha para no limitar la vista del piloto. La presencia de una estación de localización óptica, que probablemente incluye equipos de televisión, imágenes térmicas y láser, así como una estación de radar de visión trasera, distingue al automóvil ruso del análogo estadounidense del F-22A.
De acuerdo con los cánones de la tecnología furtiva, la mayor parte del armamento a bordo de los vehículos de combate creados sobre la base del Berkut obviamente se colocará dentro del fuselaje. En condiciones en las que la aeronave operará en un espacio aéreo que no tenga una poderosa cobertura de misiles antiaéreos y contra un enemigo que no tenga cazas modernos, está permitido aumentar la carga de combate colocando algunas de las armas en puntos duros externos.
Por analogía con el Su-35 y Su-47, se puede suponer que el nuevo vehículo multifuncional llevará misiles aire-aire de largo y largo alcance, en particular el UR, conocido como KS-172 (este misil de dos etapas capaz de desarrollar una velocidad hipersónica y equipado con un sistema de búsqueda combinado, capaz de aproximar objetivos aéreos a una distancia de más de 400 km). Es probable que el uso de tales misiles requiera la designación de un objetivo externo.
Sin embargo, el "calibre principal" de un caza prometedor, obviamente, serán los lanzadores de misiles de mediano alcance del tipo RVV-AE, que tienen un sistema de radar de búsqueda final activo y están optimizados para su colocación en los compartimentos de carga de la aeronave (tiene un bajo alargamiento de relación de aspecto y timones de celosía abatible). NPO Vympel anunció pruebas de vuelo exitosas en el avión Su-27 de una versión mejorada de este misil, equipado con un motor ramjet haze (ramjet). La nueva modificación tiene un mayor alcance y velocidad.
Como antes, los misiles aire-aire de corto alcance también deberían desempeñar un papel importante en el armamento de aviones. En la exposición MAKS-97, se demostró un nuevo cohete de esta clase, el K-74, creado sobre la base del UR R-73 y que se diferencia de este último por un sistema de búsqueda térmica mejorado con un ángulo de captura del objetivo aumentado de 80-900 hasta 1200. El uso de un nuevo cabezal de retorno térmico (TGS) también hizo posible aumentar el rango máximo de destrucción del objetivo en un 30% (hasta 40 km). El desarrollo del K-74 comenzó a mediados de la década de 1980 y comenzó las pruebas de vuelo en 1994. El cohete está actualmente listo para la producción en serie.
Además de crear un buscador mejorado para el UR K-74, NPO Vympel está trabajando en varios otros misiles de corto alcance, también equipados con un sistema de control vectorial de empuje del motor.
Probablemente, el cañón GSh-301 de 30 mm también se conservará como parte del armamento a bordo de los cazas prometedores.
Al igual que otros aviones multifuncionales domésticos, Su-30MKI, Su-35 y Su-47, el nuevo avión, obviamente, también llevará armas de ataque: clase aire-tierra UR y KAV de alta precisión para atacar objetivos terrestres y de superficie, como así como enemigo de radar.
Las capacidades del sistema defensivo, que se puede instalar en un caza prometedor, se pueden juzgar por las exhibiciones demostradas en la exhibición MAKS-97. En particular, la empresa Aviakonversiya demostró un objetivo señuelo combinado (KLC) para protección contra misiles con cabezales de radar, térmicos y láser. A diferencia de los dispositivos de protección pasiva utilizados en aviones de combate nacionales y extranjeros, el KLC es eficaz en todas las longitudes de onda utilizadas en los cabezales autoguiados de misiles aire-aire y tierra-aire. KLC es una zona de combustión formada lejos de la aeronave protegida debido al uso de una corriente de gases dirigida. Se introduce un líquido inflamable en el jet (en particular, puede ser el combustible utilizado por los motores de los aviones), se rocía para obtener una mezcla de gas y combustible, que luego se enciende. La combustión se mantiene durante un período de tiempo predeterminado.
La radiación térmica de la zona de combustión es un objetivo falso para las municiones con buscador, operando en el rango infrarrojo. La composición espectral de la nube en llamas es idéntica a la composición espectral de la radiación del objeto protegido (se utiliza el mismo combustible), lo que no permite al TGS distinguir un objetivo falso por características espectrales y encontrar un objetivo falso en un La distancia fija desde el objeto real no permite al TGS seleccionarlo por características de trayectoria.
Para protegerse contra municiones con un sistema de guía por radar, se utilizan aditivos formadores de plasma en el KLC, lo que conduce a un aumento en la reflexión de las ondas de radio de la zona de combustión. Dichos aditivos forman electrones libres a la temperatura de combustión. Cuando su concentración es lo suficientemente alta, la nube ardiente refleja las ondas de radio como un cuerpo de metal.
Para el rango de longitud de onda del láser, se utilizan polvos finamente dispersos de sustancias de los cuerpos de trabajo de los láseres. En el proceso de combustión, emiten ondas electromagnéticas a la misma frecuencia a la que trabaja el láser de iluminación del objetivo o, sin quemarse, salen del área de combustión y, durante el enfriamiento, emiten ondas electromagnéticas del rango requerido. La potencia de radiación debe corresponder a la potencia de la señal reflejada por el objeto protegido cuando es iluminado por el láser del enemigo. Está regulado por la selección de sustancias añadidas al líquido inflamable y su cantidad.
En varias publicaciones, sin referencia a las fuentes, se publican las características de la nueva aeronave. Si corresponden a la realidad, entonces "Berkut", en su conjunto, está en la "categoría de peso" del caza Su-27 y sus versiones modificadas. La aerodinámica avanzada y un sistema de control del vector de empuje deberían proporcionar a los seguidores de combate prometedores del Su-47 superioridad en el combate aéreo maniobrable cercano sobre todos los adversarios potenciales existentes o previstos. Todos los demás combatientes, al reunirse con el Berkut ruso y el Gravedigger Eagle estadounidense, tienen una posibilidad muy modesta de regresar a su aeródromo. Las leyes de la carrera armamentista (que, por supuesto, no terminaron después de la "autodisolución" de la URSS) son crueles.
En un momento, la aparición del acorazado "Dreadnought" hizo que todos los acorazados construidos anteriormente fueran obsoletos. La historia es repetitiva.
Características tácticas y técnicas
Envergadura: 16,7 m
Longitud del avión - 22,6 m
Altura de estacionamiento - 6, 4 m
Peso de despegue - 24000 kg
Velocidad máxima: 1670 km / h
Tipo de motor - 2 x D-30F6
Empuje - 2 x 15,500 kgf
Armamento
Es posible la instalación del cañón GSh-301 de 30 mm.
UR para diversos fines.
Modificaciones
No
