На пятёрочку. О истребителе пятого поколения Т-50-1. Сравнение с западными аналогами
21-06-2013, 12:42. Разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ
29-го января 2010 года в воздух поднялся первый прототип Российского истребителя пятого поколения Т-50-1. С этого момента появилась возможность сравнения истребителей пятого поколения. До этого момента все разработки доведенные до стадии утверждения о принятии их на вооружение были представлены только американской стороной. Но для того, что бы сравнивать что-либо, сначала необходимо определиться с критериями сравнения, а именно – с признаками пятого поколения.
Пятое поколение
Для начала, несколько слов о разделении на поколения реактивных истребителей – самолёт относят к тому или иному поколению по комплексу летно-технических характеристик, а также характеристик бортового радиоэлектронного комплекса и силовой установки. До 4-го поколения все было довольно ясно – все самолёты соответствовали признакам своего поколения по большинству критериев и трактовка этих критериев была одинаковой по обе стороны атлантики.
Так и для пятого поколения – характерными признаками стали:
- построение планера с применением мер снижения радиолокационной и инфракрасной заметности;
- наличие отсеков вооружения;
- возможность сверхзвукового полёта на крейсерском бесфорсажном режиме двигателя;
- сверхманевренность;
- построение комплекса БРЭО на основе РЛС с АФАР;
- применение в силовой установке двигателей пятого поколения, отличительным признаком которых является повышение температуры газов перед турбиной до величин в районе 1900 градусов по шкале кельвина;
- интеграция бортовых систем отдельных аппаратов в общую боевую сеть в рамках концепции сетецентрических войн, и связанное с этим изменение методов боевого применения;
- соответствующий комплекс вооружения.
Итак, претендентами для сравнения являются три самолёта.
Т-50 (ПАК ФА)
Российский перспективный комплекс фронтовой авиации, проходящий на сегодняшний день испытания в ЛИИ. Изготовлено 5 лётных образцов. Параллельно ведется подготовка серийного производства. Отрабатывается БРЭО и силовая установка. Самолёт призван заменить в ВВС РФ Су-27 и, отчасти, МиГ-29 и МиГ-31. Разработке самолёта предшествовали опытно-конструкторские работы по различным темам КБ Сухого и Микояна.
F-22 Raptor
Первенец пятого поколения. Путь к нему начался в 1981 году, когда ВВС США сформировали требования к перспективному истребителю завоевания превосходства в воздухе, призванного заменить F-15. Хотя, фирмы разработчики вели изыскания облика перспективного самолёта еще задолго до этого. Следует отметить, что требования ВВС несколько отличались от того, что конструктора рассматривали ранее. На сегодняшний день произведено 187 серийных экземпляра. Серийное производство прекращено. Самолётом вооружены 15 эскадрилий.
F-35
Третий представитель пятого поколения – истребитель Lockheed Martin F-35. Самолёт разрабатывается в трёх модификациях для удовлетворения требований различных заказчиков. На сегодняшний день началось его серийное производство и развёрнуты первые учебные эскадрильи. Самолёт планируется на замену сразу нескольких типов летательных аппаратов предыдущего поколения в ВВС стран-участниц программы и других покупателей. Стоит обратить внимание, что самолёт ориентирован, в первую очередь, на выполнение ударных задач.
Рассмотрим теперь эти самолёты, в контексте критериев пятого поколения.
Планер
По внешним обводам планеры всех трёх представителей выполнены с учетом принципов снижения заметности. Также, это касается технологических лючков, различных створок, покрытий. Особенно, применение покрытий касается вопроса снижения заметности кабины пилота, для чего применяются специальные материалы на фонаре. По-сравнению с американскими оппонентами Т-50 проигрывает только в заметности компрессоров первой ступени двигателей. На заокеанских самолётах применяются изогнутые каналы воздухозаборников, экранирующие двигатели. На Т-50 предполагается установить радар-блокеры в воздушных каналах, подобные тем, что применены на истребителе предыдущего поколения F-18E/F. Такая конструкция несколько снижает параметры силовой установке.
По-этому планируется применить конструкцию, обеспечивающее «переключение» между режимами экранирования компрессоров и обеспечения повышенных характеристик двигателей. При этом, применение S-образных каналов в американских самолётах, также вызывает потери полного давления и не является оптимальным, с точки зрения работы силовой установки. Но пока, на летающих образцах Т-50 подобная конструкция не просматривается.
Согласно отчетам от ноября 2005-го года, ВВС США утверждает что F-22 имеет наименьшую ЭПР среди всех пилотиуемых летательных аппаратов стоящих на вооружении ВВС США, с фронтальным ЭПР 0.0001~0.0002 м² (что соизмеримо с мраморным шариком во фронтальном аспекте). Согласно данным отчетам, F-35 обладает ЭПР сопоставимым с металическим мячом для гольфа, около 0.0015 м². Что является 5 — 10 раз больше чем минимальный фронтальный ЭПР истребителя F/A-22. Однако F-35 обладает ЭПР меньше, чем у F-117, и сравнимым с аналогичным показателем бомбардировщика B-2 (ЭПР которого в двое меньше чем у F-117). Для сравнения, ЭПР МиГ-29 составляет около 5 м². Предполагается, что ЭПР Т-50, также будет на уровне F-35.
Отсеки вооружения
Эта конструктивная мера призвана как снизить радиолокационную заметность самолёта, так и понизить аэродинамическое сопротивление для достижения сверхзвуковой бесфорсажной крейсерской скорости. Тут, опять же, заметны различные подходы у российских и американских конструкторов. Американцы на обоих своих самолётах применили боковые отсеки вооружений, отлично компонующиеся с S-образными каналами воздухозаборников. При этом, в некоторых работах отмечалось, что такая конструкция отсеков не позволяет их открывать на больших сверхзвуковых скоростях. В тех же статьях были предложены некоторые способы решения этой проблемы, в том числе применение выдвижных щитков перед передней стенкой отсека. Как оказалось, при анализе опубликованных позже фотографий, именно предложенным путем пошли американские конструкторы.
Перед создателями F-35 этой проблемы не стояло, так как самолёт вообще не рассчитан на сверхзвуковой крейсерский полёт.
На Т-50 применены длинные и достаточно глубокие центральные отсеки вооружения, расположенные между гондолами двигателей. Это является наиболее оптимальным решением с точки зрения аэродинамики и конструкции, но требует организации дополнительных отсеков для размещения ракет воздух-воздух ближнего боя, которым необходимо обеспечить возможность маневра сразу после пуска, что вступает в противоречие с необходимостью выведения боеприпаса на безопасное расстояние от носителя, перед включением ракетного двигателя, при применении из центральных отсеков. Предполагается, что подобные отсеки реализованы в обтекателях под крылом.
Сверхзвуковая крейсерская бесфорсажная скорость
Из анализа по этому критерию сразу выпадает F-35, потому как при его разработке такая задача и не ставилась. Но это не переводит самолёт в разряд предыдущего поколения. А у оставшихся двух представителей, опять-же, реализованы различные подходы к решению этой задачи. У F-22 аэродинамика и, в особенности конструкция воздухозаборников, оптимизированы именно для достижения этой цели, что снижает его характеристики на прочих режимах полёта. На Т-50 применены регулируемые воздухозаборники с подвижным горизонтальным клином, аналогичные по конструкции таковым у Су-27. Это решение утяжеляет конструкцию, повышает заметность самолёта, но при этом обеспечивает оптимальные характеристики воздухозаборника на всех режимах. В обоих случаях предусмотрена щель для отвода пограничного слоя. На F-35 применена новая конструкция, получившая название DSI-воздухозаборников. Отказ от щели для отвода пограничного слоя позволил снизить заметность, но, скорее всего, на сверхзвуковых скоростях данная конструкция значительно снижает характеристики воздухозаборника.
Сверхманевренность
И по этому параметру не сошлись во взглядах российские и американские конструкторы. Начнем с заокеанского решения. Создавая F-22 американцы в первую очередь создавали перехватчик. И тут, кроме сверхзвуковой крейсерской скорости они решили еще одну проблему. Потому как еще до того, советский Ту-128 выходил на сверхзвук на режиме 0.97 от максимала, а у МиГ-31 форсажный режим работы двигателя, обеспечивающий высокую сверхзвуковую скорость является основным, то есть двигатель спроектирован специально для таких режимов. По этому, американцы для обеспечения победы своему самолёту решили обеспечить ему сверхманевренность. Но не в том понимании, как она была продемонстрирована впоследствии различными вариантами Су-27, а совершенно в другом ключе. Как уже было сказано выше, на сверхзвуке могли до того летать многие самолёты, даже без форсажа. Но располагаемая перегрузка установившегося маневра (без потери скорости) у всех была ограничена небольшой величиной в 2 – 2.5 единицы (речь не идёт о максимальной допустимой перегрузке, ограниченной прочностью планера и переносимостью человеком). На F-22 конструкторы обеспечили достижение установившейся перегрузки на сверхзвуковой скорости в 5 единиц, что стало значительным прорывом. Во-первых, это обеспечивает уникальные маневренные характеристики на большой скорости, во-вторых позволяет навязывать свою инициативу в воздушном бою на больших и средних дистанциях, а также выходить из боя не втягиваясь в ближний, по своему желанию, не дожидаясь ошибки противника. Вместе с тем, F-22 получил выдающиеся разгонные характеристики. Также, как параметр маневренности. Можно рассмотреть максимальную высоту ввода в петлю – и тут F-22 остается чемпионом – в районе 13 километров.
В остальных же аспектах сверхманевренности, а именно возможности выхода на закритические углы атаки и сохранение управляемости на них, F-22 сверхманевренным не является.
Чего не скажешь о Т-50, который унаследовал от своих предшественников аэродинамику, позволяющую выходить на закритические углы атаки и дифференциально отклоняемые сопла двигателей. О сверхзвуковой же маневренности Т-50 пока ничего определённого сказать нельзя. То есть в ближнем бою Т-50 гарантировано перекрутит любой современный истребитель, а F-22 в ближний бой вступать не стоит. Это подтверждают слова одного из инженеров компании Lockheed Martin – «Если пилот F-22 вступит в ближний бой с другими истребителями, значит мы сделали что-то не так».
А вот F-35 опять выпадает из этого сравнения, поскольку не является сверхманевренным ни в одном из трактований этого понятия. И по маневренным характеристикам скорее напоминает утюг.
Бортовая РЛС
Все три самолёта оборудованы РЛС с АФАР, обеспечивающей высокие характеристики, как при работе по воздушным целям, так и по земле. При этом реальные возможности этих станций анализировать довольно сложно, потому как доступны в основном, только их рекламные характеристики. По заявлениям российских разработчиков, БРЛС Т-50, названная Н-036, не будет уступать, а по некоторым параметрам значительно превзойдёт заокеанские аналоги. Так, известно что Н-036 и AN/APG-77 (РЛС установленная на F-22) состоят из 1526 и 1500 приемно-передающих модулей соответственно. При этом Т-50 планируется оборудовать несколькими антеннами, расположенными в различных частях планера, для обеспечения большего сектора обнаружения РЛС, по сравнению с другими самолётами тактической авиации.
Силовая установка
Из таблицы видно, что характеристики изделия 117С ближе к таковым двигателей 4-го поколения. При этом данный двигатель рассматривается в качестве силовой установки первого этапа. Логично предположить, что разрабатываемая в настоящее время силовая установка второго этапа, которая появится уже во время серийного производства Т-50 будет иметь более высокие параметры, на уровне двигателей F-135 и F119-PW-100.
Также, в таблице приведены характеристики двигателей 4-го поколения, которые установлены на истребителях поколения 4++, в конструкции которых применены технологии пятого поколения. Но об этих самолётах чуть позже.
Системы связи и передачи данных
На самолётах пятого поколения большое значение придается не только собственному РЭО, но и способности получать информацию от других источников. Наиболее мощные средства приема и передачи данных, обеспечивающие максимально высокую информированность лётчика о тактической ситуации в небе и на земле устанавливаются на американский ударный истребитель F-35. В качестве основного канала передачи данных в F-35 используется MADL (Multifunction Advanced Data Link).
Данный широкополосный канал работает в Ku-диапазоне, с применением множества средств по повышению помехоустойчивости и защиты канала как псевдослучайная перестройка рабочей частоты (ППРЧ), направленный радиосигнал и т. п. Система, также установлена на стратегическом бомбардировщике B-2. Касаемо F-35, эта система позволяет расширить зоны возможных пусков по воздушным целям, не раскрывая положения самолёта (концепция охотник – убийца), полноценно информировать пилота о наземной ситуации, что позволит заменить этим самолётом штурмовики A-10, так как позволит пилоту F-35 видеть поле боя, как наземный наблюдатель, быстро отыскивать малоразмерные подвижные цели на земле не входя в зону прикрытия армейской ПВО, а также применять высокоточное оружие из безопасных зон.
В системы связи F-22 входит система радиолокационного опознавания — «свой-чужой», а также защищённые и помехоустойчивые каналы IFDL и Link-16 JTIDS.
На самoлете реализована схема как приёма, так и передачи данных по каналу IFDL между другими F-22, тогда как канал Link-16 JTIDS по соображениям улучшения радиолокационной малозаметности реализован только для приёма данных.
В рамках модернизации Increment 3.2, истребитель планировалось оснастить более современным каналом MADL. Однако в 2010-ом году ВВС США отказались от этой инициативы в пользу малозаметности. В результате в качестве ударного самолёта F-22 может поражать только заранее разведанные цели, при этом оставаясь высокоэффективным перехватчиком.
Про системы связи и передачи данных Т-50 сказать что-либо на данный момент довольно трудно, но исходя из положения дел в предыдущих поколениях, можно предположить, что информированность пилота о воздушной обстановке будет очень высокой, а вот взаимодействие тактической авиации с наземными войсками в России никогда не было налажено должным образом.
Комплекс вооружения
Наиболее бедно в этом вопросе выглядит российская разработка Т-50, потому как разработка вооружений нового поколения стартовала относительно недавно, и до сих пор в серийное производство не передано ни одного из образцов. Можно только сказать, что Т-50 сможет применять ракеты типа Р-77 и их будущие модификации. С применением ракет типа Р-73 могут возникнуть проблемы, так как ракета требует захвата цели на подвесе и стартует с АПУ рельсового типа, то есть размещение ракеты в отсеках вооружения выглядит проблематичным. По ударному вооружению класса воздух-поверхность, опять же, большинство современных образцов требует захвата цели на носителе. Возможно, эти проблему будут решены путем применения выдвижных из отсеков вооружения пусковых устройств.
Более богато выглядит в этом плане F-22, хотя, будучи перехватчиком, изначально его вооружение составляли только ракеты AIM-120C AMRAAM, AIM-9M, уступающая по своим характеристикам российской Р-73, а также бомбы серии JDAM, наводимые при помощи системы GPS по неподвижным наземным целям.
На сегодняшний день F-22 получил новейшие версии AIM-120D и AIM-9X, а также значительно расширена номенклатура ударного вооружения, включая бомбы малого диаметра GBU-39, разработанные специально для применения из отсеков вооружения.
F-35 адаптирован под применение наиболее широкого спектра управляемого вооружения, включая как новейшие ракеты воздух-воздух, так и ударное вооружение, в перечень которого входят крылатые ракеты Storm Shadow и AGM-158 JASSM. В номенклатуре вооружения есть и корректируемые бомбы JDAM весом до 910 кг, кластерные бомбы WCMD, управляемые авиационные бомбы AGM-154 Joint Standoff Weapon и противотанковые ракеты Brimstone. В дополнение к базовым требованиям, Норвегия и Австралия финансируют работы по приспособлению F-35 к перспективной противокорабельной ракеты Naval Strike Missile (NSM) которая получит название — Joint Strike Missile (JSM).
Китайцы
Не смотря на то, что довольно долгое время Китай значительно отставал в разработке современных авиационных комплексов, на сегодняшний день были представлены 2 образца, претендующих на зачисление в 5-е поколение. Это истребители J-20 и F-60. Анализ опубликованных фотоматериалов позволяет говорить, что машины эти, если не являются демонстраторами или чисто экспериментальными, то, скорее всего, являются машинами ударными, аналогичными американскому F-35.
Дешевле
Интересно, также, рассмотреть машины поколения 4++, которые по характеристикам вполне могут конкурировать с самолётами пятого поколения. К ним относятся американские F-18E/F и F-15SE, европейский EF-2000 Тайфун и российские Су-35С и МиГ-35.
Особый интерес представляет Тайфун. Он, как и F-22 изначально задумывался как перехватчик, что определило современное состояние его вооружения – более слабое, по сравнению с другими представителями своего поколения ударное вооружение. При этом EF-2000 обладает высокими маневренными характеристиками на сверхзвуке, хоть и выходит на него с применением форсажа.
На сегодняшний день, в неофициальных источниках упоминается, что по результатам учений, проведенных в июне 2012 года на Аляске, включавших индивидуальные воздушные бои истребителей F-22 с Тайфунами под управлением немецких пилотов, противники сражались на равных, на больших расcтояниях F-22 имел преимущество за счёт новейшего оборудования, однако на близкой дистанции более лёгкий Тайфун оказывался в выгодном положении. То есть, фактически признано то, что F-22 имеет превосходство над EF-2000 в основном благодаря применению РЛС с АФАР, а появление аналогичной станции на борту европейского истребителя вопрос времени.
Остальные же представители поколения 4++, особенно если их сравнивать с F-35 имеют перед ним подавляющее превосходство в маневренных характеристиках. При этом вопрос установки на них аналогичных систем связи и передачи данных зависит от пожелания заказчика. И, хоть, заметность их выше, чем у F-35, на F-15SE предложен путь к ее снижению – применение комфорных отсеков вооружения. Аналогичные возможно организовать и на F-18E/F, в котором уже реализованы многие элементы технологии снижения заметности, за исключением отсеков вооружения. Кстати, недавно появился макет, и сообщается о том, что в ближайшее время начнутся лётные испытания версии СуперХорнета со сниженной заметностью. От базовой модели он будет отличаться накладными баками на центроплане, новой интегрированной оптической системой и подвесным малозаметным контейнером вооружения – еще одно интересное решение. А на российских истребителях разместить ограниченное ударное вооружение возможно в отсеках между гондолами двигателей, как это сделано на Т-50.
Для Су-35С и МиГ-35 технологически возможно применение радар-блокеров, аналогичных планируемых к установке на Т-50.
В таком случае, единственное, в чем эти самолёты будут уступать представителям пятого поколения – это возможность сверхзвукового полёта без включения форсажа и маневренность на сверхзвуковой скорости, но смогут выполнять ударные задачи в условиях сильнейшего противодействия противника.
Вернуться назад