Смелая гипотеза или попытка заглянуть в будущее?

Когда единственным боеготовым истребителем пятого поколения остается “Рэптор”, а большинство задач в современных войнах успешно решаются авиатехникой поколения 4. Насколько своевременны мечты о поколении 6? У нас нет ни четких представлений об облике “самолета будущего”, ни ясной концепции его применения.

“Желтые” СМИ периодически пугают боевой фантастикой, приводя обрывки фраз высокопоставленных лиц МО России и Пентагона о начале работ по созданию истребителя будущего. Гиперзвук, беспилотники и лучевое оружие. Несмотря на сплошную футуристику и кажущуюся неуместность таких проектов, уже сейчас можно сделать определенные выводы о вероятном облике истребителя шестого поколения.

Пилотируемый или беспилотный - вопрос не главный. Главные изменения ожидаются в компоновочной схеме летательного аппарата (ЛА).

Назревает отказ от вертикального оперения. С точки зрения ЭПР, вертикальный стабилизатор - не подарок. Гораздо серьезнее другой момент: при маневрировании на больших углах атаки, эффективность классического вертикального оперения снижается до нуля. Вертикальные стабилизаторы - анахронизм, плохо сочетающийся со сверхманевренностью и малозаметностью, главными трендами современной авиации.

В общем случае, киль необходим ЛА для курсовой стабилизации в полете. В то время, как основным режимом для сверхманевренных истребителей все больше становятся критические и закритические углы атаки (статическая неустойчивость, запредельная тяга двигателей с УВТ). Вертикальное оперение всякий раз оказывается в аэродинамической тени. А если так - зачем оно вообще нужно?

Существует немало реальных примеров ЛА, построенных по схеме “летающее крыло”. Самый знаменитый - стелс-бомбовоз B-2 “Спирит”. Вопреки слухам о плохой управляемости, “летающие крылья” не уступают классическим ЛА, построенным по нормальной аэродинамической схеме. Доказательством служат экспериментальные американские истребители и бомбардировщики эпохи ВМВ, летавшие без помощи пресловутой электроники.



Летающее крыло - прошлый век. В наши дни специалисты-аэродинамики готовы предложить сразу несколько “ненормальных” компоновочных схем, сочетающих в себе элементы различных типов ЛА. Главное, что объединяет всех - отсутствие классического оперения.

В 1996 году на обложках авиационных журналов мелькнула “Хищная Птица”. Прототип малозаметного истребителя-бомбардировщика, построенного по схеме “утка”, однако, без использования ПГО, роль которого выполняет несущий фюзеляж, выполненный по технологии “стелс” и имеющий отрицательный угол установки по отношению к воздушному потоку. Для закрепления эффекта, нижняя часть фюзеляжа в носовой части имеет форму, подобную спускаемым аппаратам космических кораблей. Одновременно с этим, “Bird of Prey” является волнолетом, опирающимся в сверхзвуковом полете непосредственно на скачок уплотнения с помощью своего V-образного крыла (типа “чайка”).



Обладая главным преимуществом аэродинамической схемы “утка” (отсутствие потерь на балансировку, т.к. направление подъемной силы ПГО совпадает по направлению с подъемной силой крыла), “Хищная птица” лишена всех её недостатков (ограничение обзора из кабины и склонность к самоубийственному “клевку”). Строго говоря, в компоновочной схеме “Птицы” вообще нельзя усмотреть недостатки. Одни преимущества. Новая эпоха в авиации.

Неизвестно, чем вдохновлялись конструкторы “Боинга” во время работы над проектом, но стоит отдать им должное за новаторство.

Впрочем, решайте сами:



Совсем неигрушечный макет.

“Хищная птица” совершила 38 испытательных полетов. По словам испытателей, она, будучи статически устойчивой по всем трем осям, управлялась вручную без помощи ЭСДУ. А в её конструкции были использованы узлы обычных серийных самолетов. К примеру, в качестве силовой установки использовался турбореактивный двигатель “Пратт&Уитни JT15D”, устанавливаемый на УТС и бизнес-джетах.

Работы по “Птице” не прошли даром. Черты “Bird of Prey” теперь можно видеть в разведывательно-ударном беспилотнике X-47B.



Разумеется, то был лишь наглый взгляд в будущее, доказавший, что настолько экзотический ЛА способен уверенно держатся в воздухе. Реальный истребитель-бомбардировщик, имеющий схожую аэродинамическую схему, мог бы быть выполнен статически неустойчивым в нескольких каналах. С учетом абсолютной интегральной компоновкой “Хищной птицы”, её хищного, обтекаемого силуэта без вертикальных килей, двигателя с УВТ и высокой эффективности элеронов, находящихся в зоне действия вихрей, формируемых носовой частью ЛА - такой истребитель задал бы жару в ближнем бою.

Так же, как в своё время задавал жару HiMAT. “Шестикрылый восьмихвост”, в чьей конструкции применялось аэроупругое крыло, способное прогибаться под действием перегрузок на 5,5°. Дифференцированный прогиб дополнялся нестандартной компоновкой с размещением двигателя в районе ЦТ, статической неустойчивостью ЛА, а также максимальной механизацией крыла и ПГО. В результате, концепт HiMAT на околозвуковых скоростях мог выполнять разворот с перегрузкой 8g (у обычных истребителей четвертого поколения этот показатель не превышал 4g).




Похожие работы велись в Советском Союзе. Еще в 1963 году учеными ЦАГИ было предложено использовать для управления по крену дифференцированно отклоняемые аэроэластичные носки крыла, названные ими “предэлероны”.

Смелые идеи надолго опередили свое время. Проекты по созданию экстремально маневренного ЛА подтвердили гипотезу о том, что “классическая” истребительная компоновка (высокоплан с крылом среднего удлинения, двукилевым оперением и ковшеобразными боковыми воздухозаборниками) не является единственно верным решением. Истребители четвертого и пятого поколения могут быстро утратить превосходство в воздухе, при появлении ЛА нетрадиционной схемы.

Одновременно с “Хищной Птицей” в 1997 году совершил первый полет X-36 (“Макдоннел-Даглас”/НАСА). Модель перспективного стелс-истребителя, выполненная в масштабе 1:4, также эксплуатирующая тему отказа от вертикального оперения и использования нетрадиционных аэродинамических схем.



Настоящий реквизит для голливудского боевика, в чьем облике можно разглядеть “утку” (балансировочная схема с ПГО), двигатели с управляемым вектором тяги, черты поздней технологии “стелс” (ориентация всех граней и кромок исключительно в двух направлениях), а также расщепляющиеся элероны для управления по углу крена и углу рыскания. По словам разработчиков, реальный X-36 был бы статически неустойчив в продольном и путевом каналах, что, при наличии УВТ, сделало бы такой самолет предельно опасным противником в ближнем воздушном бою. В то время, как беспрецедентные меры по снижению заметности, сделали бы такой истребитель малоуязвимым на больших дистанциях.

Малозаметность - главный критерий выживаемости над полем боя. С появлением зенитных ракет авиация была вынуждена уйти на предельно малые высоты. Где стала великолепной мишенью для ствольной зенитной артиллерии. Вопреки распространенным спорам “МиГ против Фантома”, причиной 3/4 всех потерь ВВС США во Вьетнаме были ДШК и мелкокалиберные зенитки партизан. Жаркое небо Афганистана лишь подтвердило печальную статистику: пулеметный огонь с земли опаснее любого “Стингера”.



Единственное спасение - бегство на средние и большие высоты. Именно потому становятся так важны экстремальные меры по снижению заметности, реализованные в конструкции X-36 и “Bird of Prey”.

Упоминание про ЗРК и огонь с земли неслучайно. Всякий истребитель - высокоманевренный ударный самолет. “Фантомы” с напалмом. Сушки и МиГи над афганскими горами. Высотный трехмаховый МиГ-25 с гроздьями бомб...
Реактивная тяга обеспечивала им боевую нагрузку на уровне “Летающих крепостей” времен ВМВ. При несопоставимых возможностях прицельно-навигационного оборудования.

Впрочем, у всех “классических” истребителей-бомбардировщиков есть одна малозаметная особенность, доставляющая хлопот пилотам и техническому составу. Изначально создававшиеся, как маневренные истребители, все эти “Страйк Иглы” с крылом среднего удлинения спроектированы так, чтобы иметь низкую нагрузку на крыло. В то время, как для бомбардировщика, в идеальном случае, это значение должно быть максимально большим. Для обеспечения жесткости крыла и снижения лобового сопротивления при совершении сверхзвуковых бросков, успешного выхода из атаки и отрыва от преследования. В общем случае, низкое значение удельной нагрузки - не самое большое, но неприятное врожденное заболевание всех многоцелевых истребителей.

Истребители пятого поколения - новый класс боевой техники. Они ИДЕАЛЬНЫЕ перехватчики и тактические ударные самолеты. Короткое трапециевидное крыло с большой стреловидностью передней кромки обладает достаточной жесткостью и позволяет бороться с турбулентностью при полетах на малых высотах. При этом, лишившись бомбовой нагрузки, они способны выполнять эффективные противоракетные маневры. В то время, как сумасшедшая тяговооруженность, вкупе с высокой степенью интеграции крыла и фюзеляжа делает их непревзойденными воздушными бойцами.

Именно по этой причине, F-35 так уверенно теснит все другие типы авиатехники: истребители, штурмовики, ударные машины.

Ситуацию дополняет совершенный прицельный комплекс, на основе радара с активной ФАР. Одинаково эффективный для сопровождения как воздушных, так и наземных целей.

Многофункциональность - третий тренд современной авиации. Нет никаких сомнений в том, что разработчики истребителя шестого поколения будут придерживаться той же линии. Облик и характеристики всех описанных в начале статьи концептов целиком подтверждают данный тезис.

Парой абзацев выше мы коснулись темы БРЭО. Какие изменения произойдут в авионике “истребителей будущего”? Раньше пилот видел лишь точечную отметку на радаре. Современные высокочувствительные РЛС с АФАР с соответствующим ПО позволяют реконструировать внешний вид цели с разрешением менее одного метра.



Следующий этап - создание математического аппарата для трехмерной модели радиолокации.

При взгляде из стратосферы - отличить военный джип от обычной автомашины. Вооруженного человека от невооруженного. Боевая фантастика? Едва ли.

Вооружение “истребителя будущего”: 100% переход на управляемые боеприпасы. Ракеты класса “воздух-воздух”с кинетической боевой частью (меньшие габариты - больший боекомплект), что особенно важно в условиях ограниченных объемов внутренних отсеков вооружений.

Интересный вопрос: понадобится ли живой пилот?
Человек слишком хрупок и ненадежен. Целая кабина с кислородной системой, приборной доской и катапультным креслом. В то время, когда компьютеры способны производить триллионы операций в секунду, превзойдя по уровню комплексной обработки информации человеческий мозг.

Сбой в электронике - вероятность такого события меньше, чем если за штурвалом, волею случая, окажется невыспавшийся, уставший или плохо подготовленный пилот. Который, ко всему, склонен испытывать страх. Да, и вообще, по выносливости никуда не годится.

В целом, вопрос требует более тщательного рассмотрения.

Но кое-что сделано уже сегодня. Например, британский ударный БПЛА “Таранис”. В отличие от других беспилотников, являющихся большими радиоуправляемыми игрушками, этот демон способен сам выбирать цель и открывать огонь БЕЗ подтверждения оператора.



Все это лишь эскизы истребителя будущего. Насколько будут оправданы ожидания? И, вообще, как скоро появится необходимость в таких машинах?

Чтож, при наличии соответствующих условий (новая “холодная война” или противостояние США и Китая), приказ о начале создания истребителя шестого поколения может быть отдан уже в начале следующего десятилетий.

Точный облик “техники будущего” остается загадкой. Но уже известно одно - эти ЛА будут революционным прорывом в будущее. Пресловутое “пятое поколение”, невзирая на все достоинства, страдает от архаичной компоновки. При появлении шестого поколения, вся эта техника будет вынужденно отправлена в отставку.

Единственный, кто имеет шанс остаться в небе - российский ПАК ФА. Очевидно, что он появится слишком поздно и, возможно, именно ему предстоит конкурировать с шестым поколением. Поздно - не всегда плохо. Заявленные характеристики российского истребителя (не имеющий аналогов в мировой практике БРЛК с пятью антеннами или двигатели “второго этапа” со всеракурсный УВТ и тягой по 18 тонн), все это позволит причислить ПАК ФА к поколению 5+.

И тогда начнется самое интересное...



По материалам сайта paralay.com (Стелс-машины) и статей Павла Булата.