Su-47 "Berkut" - caccia multiuso sperimentale

2024 Autore: Matthew Elmers | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 22:17

Descrizione del velivolo

Alla fine di settembre 1997, si è verificato un evento storico nella storia dell'aviazione russa: ha avuto luogo il volo di un nuovo aereo sperimentale, il Su-47 "Berkut", che potrebbe diventare un prototipo del caccia domestico di quinta generazione. Un uccello nero predatore con un naso bianco, staccandosi dal cemento della pista dell'aeroporto di Zhukovsky, è rapidamente scomparso nel cielo grigio vicino a Mosca, annunciando con il tuono delle sue turbine l'inizio di una nuova tappa nella biografia del russo aereo da caccia.

La ricerca sull'aspetto di un caccia di quinta generazione è iniziata nel nostro paese, come negli Stati Uniti, a metà degli anni '70, quando i velivoli di quarta generazione - SU-27 e MiG-29 - stavano solo facendo i loro "primi passi". ". I nuovi velivoli avrebbero dovuto avere un potenziale di combattimento significativamente più alto rispetto ai loro predecessori. I principali centri di ricerca del settore e gli uffici di progettazione sono stati coinvolti nel lavoro. Insieme al cliente, sono state gradualmente formulate le principali disposizioni del concetto del nuovo combattente: multifunzionalità, ad es. alta efficienza nella sconfitta di bersagli aerei, terrestri, di superficie e subacquei, la presenza di un sistema di informazione circolare, lo sviluppo di modalità di volo di crociera a velocità supersoniche. Si prevedeva inoltre di ottenere una drastica diminuzione della visibilità del velivolo nelle gamme radar e infrarossi in combinazione con il passaggio dei sensori di bordo a metodi passivi per ottenere informazioni, nonché a modalità di maggiore invisibilità. Doveva integrare tutti gli strumenti informativi disponibili e creare sistemi esperti a bordo.

Si supponeva che l'aereo di quinta generazione avesse la capacità di effettuare bombardamenti a tutto tondo di bersagli in combattimenti aerei ravvicinati, nonché di condurre missili multicanale durante il combattimento a lungo raggio. Previsto per l'automazione del controllo delle informazioni di bordo e dei sistemi di disturbo; maggiore autonomia di combattimento grazie all'installazione di un indicatore di situazione tattica nella cabina di pilotaggio di un aereo monoposto con la capacità di mescolare le informazioni (cioè, uscita simultanea e sovrapposizione su un'unica scala di "immagini" da vari sensori), nonché l'uso di sistemi di scambio di informazioni di telecodice con fonti esterne. L'aerodinamica e i sistemi di bordo del caccia di quinta generazione avrebbero dovuto fornire la capacità di modificare l'orientamento angolare e la traiettoria dell'aereo senza ritardi evidenti, senza richiedere uno stretto coordinamento e coordinamento dei movimenti degli organi di controllo. L'aereo doveva "perdonare" errori di pilotaggio grossolani in un'ampia gamma di condizioni di volo.

È stato pianificato di dotare il promettente aereo di un sistema di controllo automatizzato a livello di risoluzione di problemi tattici, che ha una modalità esperta "per aiutare il pilota".

Uno dei requisiti più importanti per il caccia russo di quinta generazione era la "super manovrabilità": la capacità di mantenere stabilità e controllabilità ad angoli di attacco di 900 o più. Va notato che la "super-manovrabilità" originariamente figurava nei requisiti per il caccia americano di quinta generazione, creato quasi contemporaneamente all'aereo russo, nell'ambito del programma ATF. Tuttavia, in futuro, gli americani, di fronte all'arduo compito di combinare bassa visibilità, velocità di crociera supersonica e "super manovrabilità" in un aereo, furono costretti a sacrificare quest'ultimo (la manovrabilità del caccia americano ATF / F-22 è probabilmente solo avvicinandosi al livello raggiunto sul velivolo modernizzato Su-27, dotato di un sistema di controllo del vettore di spinta). Il rifiuto dell'aeronautica statunitense di ottenere la super manovrabilità è stato motivato, in particolare, dal rapido miglioramento delle armi dell'aviazione: la comparsa di missili a tutto tondo altamente manovrabili, sistemi di designazione dei bersagli montati sull'elmetto e nuove teste di riferimento hanno permesso di abbandonare il ingresso obbligatorio nell'emisfero posteriore del nemico. Si presumeva che il combattimento aereo sarebbe ora condotto a medie distanze, con il passaggio allo stadio manovrabile solo come ultima risorsa, "se qualcosa fosse stato fatto male".

Tuttavia, nella storia dell'aviazione militare, hanno ripetutamente abbandonato il combattimento aereo manovrabile ravvicinato, ma in seguito i calcoli teorici sono stati confutati dalla vita - in tutti i conflitti armati (con l'eccezione, forse, del falso "Desert Storm") combattenti che sono entrati in combattimento a lunghe distanze, come di regola, lo trasferivano a distanze più brevi e spesso finivano con una forte raffica di cannone e non con un lancio di razzi. Si prevede una situazione in cui il miglioramento dei sistemi di guerra elettronica, nonché una diminuzione della firma radar e termica dei caccia, porterà a un calo dell'efficacia relativa dei missili a lungo e medio raggio. Inoltre, anche quando si conduce una battaglia missilistica a lungo raggio usando armi di capacità approssimativamente uguali da entrambe le parti, il nemico che sarà in grado di orientare rapidamente il suo combattente nella direzione del bersaglio avrà un vantaggio, che consentirà di sfruttare appieno le capacità dinamiche dei suoi missili. In queste condizioni, è di particolare importanza raggiungere le più alte velocità angolari possibili di virata instabile sia a velocità subsoniche che supersoniche. Pertanto, il requisito della super manovrabilità per il caccia russo di quinta generazione, nonostante la complessità del problema, è rimasto invariato.

Come una delle soluzioni che forniscono le caratteristiche di manovra richieste, è stato considerato l'uso di un'ala a freccia in avanti (KOS). Tale ala, che offre alcuni vantaggi di layout rispetto a un'ala a freccia diritta, è stata utilizzata nell'aviazione militare negli anni '40.

Il primo aereo a reazione con un'ala in avanti fu il bombardiere tedesco Junkers Ju-287. L'auto, che fece il suo primo volo nel febbraio 1944, era progettata per una velocità massima di 815 km/h. In futuro, due bombardieri esperti di questo tipo andarono in URSS come trofei.

Nei primi anni del dopoguerra, il nostro paese ha condotto la propria ricerca di KOS in relazione agli aerei manovrabili ad alta velocità. Nel 1945, su istruzioni della LII, il designer P. P. Tsybin iniziò la progettazione di alianti sperimentali destinati a testare l'aerodinamica di promettenti caccia. L'aliante ha guadagnato quota, trainato dall'aereo, e si è tuffato per accelerare a velocità transoniche, incluso il booster a polvere. Uno degli alianti, LL-Z, che entrò in prova nel 1947, aveva un'ala piegata in avanti e raggiunse una velocità di 1150 km / h (M = 0,95).

Tuttavia, a quel tempo, non era possibile realizzare i vantaggi di una tale ala, tk. KOS si è rivelato particolarmente suscettibile alla divergenza aerodinamica, alla perdita di stabilità statica quando sono stati raggiunti determinati valori di velocità e angoli di attacco. I materiali e le tecnologie strutturali di quel tempo non consentivano la creazione di un'ala a spazzata in avanti con una rigidità sufficiente. I creatori di aerei da combattimento tornarono a invertire la rotta solo a metà degli anni '70, quando l'URSS e gli Stati Uniti iniziarono a lavorare sullo studio dell'aspetto di un combattente di quinta generazione. L'uso di KOS ha permesso di migliorare la controllabilità a basse velocità di volo e aumentare l'efficienza aerodinamica in tutte le aree delle modalità di volo. La disposizione delle ali in avanti ha fornito una migliore articolazione dell'ala e della fusoliera, oltre a ottimizzare la distribuzione della pressione sull'ala e sul PGO. Secondo i calcoli degli specialisti americani, l'uso di un'ala ad arco in avanti su un aereo F-16 avrebbe dovuto portare ad un aumento della velocità angolare di virata del 14% e del raggio di azione del 34%, mentre il prendere -off e la distanza di atterraggio è stata ridotta del 35%. I progressi nella costruzione di aeromobili hanno permesso di risolvere il problema della divergenza attraverso l'uso di materiali compositi con una disposizione razionale delle fibre, che aumenta la rigidità dell'ala nelle direzioni date.

Tuttavia, la creazione della CBS ha posto una serie di compiti complessi, che potrebbero essere risolti solo come risultato di una ricerca su larga scala. Per questi scopi, negli Stati Uniti, per ordine della BBC, è stato costruito il velivolo Gruman X-29A. La macchina, che aveva il design aerodinamico Duck, era equipaggiata con un KOS con un angolo di spazzata di 35╟ L'X-29A era una macchina puramente sperimentale e, naturalmente, non poteva servire come prototipo per un vero aereo da combattimento. Al fine di ridurre i costi, nella sua progettazione sono stati ampiamente utilizzati unità e gruppi di caccia seriali (il muso della fusoliera e il carrello di atterraggio anteriore - dall'F-5A, il carrello di atterraggio principale - dall'F-16, ecc.). Il primo volo del velivolo sperimentale ebbe luogo il 14 dicembre 1984. Fino al 1991, i due velivoli costruiti hanno effettuato un totale di 616 voli. Tuttavia, il programma X-29A non ha portato allori ai suoi iniziatori ed è considerato negli Stati Uniti come un insuccesso: nonostante l'uso dei materiali strutturali più moderni, gli americani non sono riusciti a far fronte pienamente alla divergenza aerodinamica e KOS non era più considerato un attributo dei promettenti caccia dell'Air Force e della US Navy (in particolare, tra i tanti layout studiati nell'ambito del programma JSF, non c'erano velivoli con spinta in avanti).

Infatti, il missile da crociera strategico americano Hughes AGM-129 ASM, progettato per armare i bombardieri B-52, è stato l'unico aereo con un KOS che è entrato nella serie. Tuttavia, in relazione a questo velivolo, la scelta di un'ala a freccia in avanti era principalmente dovuta a considerazioni di invisibilità: la radiazione radar riflessa dal bordo d'attacco dell'ala era schermata dal corpo del razzo.

Il lavoro sulla formazione dell'aspetto di un aereo manovrabile domestico con KOS è stato svolto dai più grandi centri di ricerca aeronautica del paese: TsAGI e SibNIA. In particolare, a TsAGI, è stato fatto saltare un modello di un aereo con un KOS, realizzato sulla base del velivolo MiG-23, e a Novosibirsk è stato studiato il layout dell'SU-27 con un'ala rivolta in avanti. Le basi scientifiche esistenti hanno permesso al Sukhoi OKW di affrontare il compito senza precedenti di creare il primo aereo da combattimento supersonico al mondo con un'ala a spinta in avanti. Nel 1996, una fotografia di un modello di un promettente combattente con un KOS, mostrata alla leadership dell'aeronautica russa, è arrivata sulle pagine della stampa aeronautica. A differenza dell'X-29A americano, la nuova macchina era realizzata secondo lo schema del "triplano" e aveva una coda verticale a due pinne. La presenza di un gancio del freno suggeriva la possibilità di un caccia a base di nave. Le estremità alari ospitavano lanciamissili aria-aria.

Nell'estate del 1997, il prototipo del caccia di quinta generazione del Sukhoi Design Bureau (così come il suo "rivale" MAPO-MIG, noto come "1-42") era già sul territorio del Gromov Flight Research Institute di Zhukovskij. A settembre è iniziato il rullaggio ad alta velocità e il 25 dello stesso mese l'aereo, che ha appreso l'indice di funzionamento del Su-47 e l'orgoglioso nome "Berkut", pilotato dal pilota collaudatore Igor Votintsev, ha effettuato il suo primo volo. Va notato che l'aereo russo è rimasto indietro rispetto al suo rivale americano - il primo caccia esperto Lockheed-Martin F-22A Raptor (Eagle-Burial) di soli 18 giorni (il Raptor ha effettuato il suo primo volo il 7 settembre, il 14 settembre è di nuovo decollò, dopo di che i voli furono interrotti fino a luglio 1998 e l'F-22A fu completato).

Proviamo a farci un'idea del nuovo velivolo del Sukhoi Design Bureau, sulla base delle fotografie di un aereo sperimentale, nonché di alcuni materiali sul Su-47, pubblicati sulle pagine della stampa russa e straniera.

"Berkut" è realizzato secondo lo schema aerodinamico "triplano integrale longitudinale", che è diventato una caratteristica distintiva dell'aereo di questo OKW. L'ala si accoppia dolcemente con la fusoliera, formando un unico sistema di cuscinetti. Le caratteristiche del layout includono afflussi alari sviluppati, sotto i quali sono posizionate prese d'aria non regolate dei motori, aventi una forma in sezione trasversale vicino a un settore di un cerchio.

La cellula del velivolo è realizzata con ampio uso di materiali compositi (CM). L'uso di compositi avanzati fornisce un aumento dell'efficienza del peso del 20-25%, una risorsa - di 1,5-3,0 volte, un tasso di utilizzo del materiale fino a 0,85, una diminuzione dei costi di manodopera per le parti di produzione del 40-60%, come oltre ad ottenere le caratteristiche termiche e radiotecniche richieste. Allo stesso tempo, gli esperimenti condotti negli Stati Uniti nell'ambito del programma F-22 indicano una minore sopravvivenza al combattimento delle strutture in CFRP rispetto alle strutture in leghe di alluminio e titanio.

L'ala del caccia ha una parte radice sviluppata con un ampio arco (circa 750) ad angolo retto lungo il bordo d'attacco e una parte a sbalzo con un movimento in avanti che si accoppia dolcemente con esso (circa 200 lungo il bordo d'attacco). L'ala è dotata di flaperoni, che occupano più della metà della campata, così come di alettoni. Forse, oltre alla parte anteriore, ci sono anche calze deflettenti (sebbene le foto pubblicate del Su-47 non ci permettano di trarre una conclusione inequivocabile sulla loro presenza).

La coda orizzontale anteriore tutto mobile (PGO) con una luce di circa 7,5 m ha una forma trapezoidale. Il suo angolo di apertura lungo il bordo d'attacco è di circa 500. Anche la coda orizzontale posteriore di un'area relativamente piccola è completamente girevole, con un angolo di apertura lungo la parte anteriore, eccetto per circa 750. La sua apertura è di circa 8 m.

La coda verticale a due pinne con timoni è attaccata alla sezione centrale dell'ala e ha un "camber" verso l'esterno.

La calotta della cabina di pilotaggio del Su-47 è quasi identica a quella del caccia Su-27. Tuttavia, sul modello dell'aereo, la cui fotografia è apparsa sulle pagine della stampa estera, la torcia è resa impeccabile, come quella dell'American Raptor (questo migliora la visibilità, aiuta a ridurre la firma radar, ma complica il processo di espulsione).

I principali supporti del carrello di atterraggio a una ruota del Su-47 sono fissati alla fusoliera e retratti in avanti in volo con le ruote che si trasformano in nicchie dietro le prese d'aria del motore. Il supporto delle due ruote anteriori si ritrae nella fusoliera in avanti nella direzione di volo. La base del telaio è di circa 8 m, il binario è di 4 m.

La stampa ha riferito che il velivolo prototipo era equipaggiato con due motori del Perm NPO Aviadvigatel D-30F6 (2x15500 kgf, peso a secco 2x2416 kg), utilizzati anche sui caccia intercettori MiG-31. Tuttavia, in futuro, questi motori turbofan saranno ovviamente sostituiti da motori di quinta generazione.

Non c'è dubbio che la nuova macchina utilizza le più moderne apparecchiature di bordo create dall'industria nazionale: un EDSU digitale multicanale, un sistema di controllo integrato automatizzato, un complesso di navigazione, che include un INS basato su giroscopi laser in combinazione con la navigazione satellitare e una "mappa digitale", che hanno già trovato applicazione su macchine come Su-30MKI, Su-32/34 e Su-32FN / 34.

È probabile che l'aereo sia equipaggiato (o sarà dotato di) una nuova generazione di sistemi integrati di supporto vitale e di espulsione dell'equipaggio.

Per controllare l'aereo, così come sul Su-47, è probabile che vengano utilizzati uno stick di controllo laterale a bassa velocità e una valvola a farfalla estensimetrica.

La posizione e le dimensioni delle antenne delle apparecchiature radio-elettroniche al boro testimoniano il desiderio dei progettisti di fornire una visibilità a 360 gradi. Oltre al radar aereo principale, situato nel muso sotto la carenatura a coste, il caccia ha due antenne di retrovisione installate tra l'ala e gli ugelli del motore. Anche i calzini della coda verticale, dei parafanghi e del PGO sono probabilmente occupati da antenne per vari scopi (lo dimostra il loro colore bianco, tipico delle carenature radiotrasparenti domestiche).

Sebbene non ci siano informazioni sulla stazione radar aviotrasportata utilizzata sull'aereo Berkut, indirettamente sulle potenziali capacità del complesso radar dei caccia di quinta generazione, che può essere creato sulla base del Su-47, può essere giudicato dalle informazioni pubblicato sulla stampa pubblica sul nuovo radar aviotrasportato, sviluppato dal 1992 dall'associazione "Phazotron" per i caccia promettenti. La stazione è progettata per essere posizionata nel muso di un aereo della "categoria di peso" Su-35/47. Ha un'antenna phased array piatta e opera nella banda X. Secondo i rappresentanti delle ONG, per espandere l'area di copertura nei piani verticale e orizzontale, si presume che sia possibile combinare la scansione elettronica e meccanica, che aumenterà il campo visivo del nuovo radar di 600 in tutte le direzioni. Il raggio di rilevamento dei bersagli aerei è di 165-245 km (a seconda del loro RCS). La stazione è in grado di tracciare contemporaneamente 24 bersagli, garantendo l'uso simultaneo di armi missilistiche contro otto aerei nemici.

"Berkut" può anche essere dotato di una stazione di localizzazione ottica situata nella fusoliera anteriore, di fronte al tettuccio del pilota. Come nei caccia SU-33 e SU-35, la carenatura della stazione è spostata a destra per non limitare la visuale del pilota. La presenza di una stazione di localizzazione ottica, che probabilmente include apparecchiature televisive, termiche e laser, nonché una stazione radar per la retromarcia, distingue l'auto russa dall'analogo americano dell'F-22A.

In accordo con i canoni della tecnologia stealth, la maggior parte dell'armamento di bordo dei veicoli da combattimento creati sulla base del Berkut sarà ovviamente collocato all'interno della cellula. In condizioni in cui l'aereo opererà in uno spazio aereo che non ha una potente copertura missilistica antiaerea e contro un nemico che non ha caccia moderni, è consentito aumentare il carico di combattimento posizionando alcune delle armi su punti di attacco esterni.

Per analogia con il Su-35 e il Su-47, si può presumere che il nuovo veicolo multifunzionale trasporterà missili aria-aria a lunghissima e lunga gittata, in particolare l'UR, noto come KS-172 (questo missile a due stadi in grado di sviluppare velocità ipersonica e dotato di un sistema di homing combinato, in grado di nitrire bersagli aerei a una distanza superiore a 400 km). È probabile che l'uso di tali missili richieda la designazione di obiettivi esterni.

Tuttavia, il "calibro principale" di un caccia promettente, ovviamente, saranno i lanciamissili a medio raggio del tipo RVV-AE, che hanno un sistema radar di homing finale attivo e sono ottimizzati per il posizionamento nei compartimenti di carico degli aerei (ha un basso ala allungata e timoni pieghevoli a traliccio). NPO Vympel ha annunciato test di volo di successo sull'aereo Su-27 di una versione migliorata di questo missile, dotato di un motore Haze ramjet (ramjet). La nuova modifica ha una maggiore portata e velocità.

Come in precedenza, anche i missili aria-aria a corto raggio dovrebbero svolgere un ruolo importante nell'armamento degli aerei. Alla mostra MAKS-97 è stato dimostrato un nuovo razzo di questa classe, il K-74, creato sulla base dell'UR R-73 e che differisce da quest'ultimo per un sistema di homing termico migliorato con un angolo di cattura del bersaglio aumentato da da 80-900 a 1200. L'uso di una nuova testa termica di riferimento (TGS) ha inoltre consentito di aumentare la portata massima di distruzione del bersaglio del 30% (fino a 40 km). Lo sviluppo del K-74 iniziò a metà degli anni '80 e iniziò i test di volo nel 1994. Il razzo è attualmente pronto per la produzione in serie.

Oltre a creare un cercatore migliorato per l'UR K-74, NPO Vympel sta lavorando su una serie di altri missili a corto raggio, anch'essi dotati di un sistema di controllo del vettore di spinta del motore.

Probabilmente, anche il cannone GSh-301 da 30 mm verrà mantenuto come parte dell'armamento di bordo di promettenti caccia.

Come altri velivoli multifunzionali domestici - Su-30MKI, Su-35 e Su-47, il nuovo velivolo, ovviamente, trasporterà anche armi da attacco - classe aria-superficie UR e KAV ad alta precisione per ingaggiare bersagli di terra e di superficie, come così come nemico radar.

Le capacità del sistema difensivo, che può essere installato su un combattente promettente, possono essere giudicate dalle mostre dimostrate alla mostra MAKS-97. In particolare, l'impresa Aviakonversiya ha dimostrato un bersaglio esca combinato (KLC) per la protezione contro i missili con teste radar, termiche e laser. A differenza dei dispositivi di protezione passiva utilizzati sugli aerei da combattimento nazionali ed esteri, il KLC è efficace in tutte le lunghezze d'onda utilizzate nelle teste di homing dei missili aria-aria e terra-aria. KLC è una zona di combustione formata lontano dall'aeromobile protetto a causa dell'uso di un flusso diretto di gas. Nel getto viene introdotto un liquido infiammabile (in particolare può essere il carburante utilizzato dai motori degli aerei), spruzzato per ottenere una miscela carburante-gas, che viene poi acceso. La combustione viene mantenuta per un periodo di tempo predeterminato.

La radiazione termica della zona di combustione è un falso bersaglio per le munizioni con cercatore, operante nel raggio dell'infrarosso. La composizione spettrale della nube in fiamme è identica alla composizione spettrale della radiazione dell'oggetto protetto (viene utilizzato lo stesso combustibile), che non consente al TGS di distinguere un falso bersaglio per caratteristiche spettrali e di trovare un falso bersaglio a una la distanza fissa dall'oggetto reale non consente al TGS di selezionarlo per caratteristiche di traiettoria.

Per proteggersi dalle munizioni con un sistema di guida radar, nel KLC vengono utilizzati additivi per la formazione di plasma, che portano ad un aumento della riflessione delle onde radio dalla zona di combustione. Tali additivi formano elettroni liberi alla temperatura di combustione. Quando la loro concentrazione è abbastanza alta, la nuvola in fiamme riflette le onde radio come un corpo di metallo.

Per la gamma di lunghezze d'onda del laser vengono utilizzate polveri finemente disperse di sostanze dei corpi di lavoro dei laser. Nel processo di combustione, emettono onde elettromagnetiche alla stessa frequenza con cui funziona il laser di illuminazione bersaglio o, senza bruciare, vengono espulsi dall'area di combustione e, durante il raffreddamento, emettono onde elettromagnetiche della portata richiesta. La potenza di radiazione deve corrispondere alla potenza del segnale riflesso dall'oggetto protetto quando illuminato dal laser del nemico. È regolato dalla selezione delle sostanze aggiunte al liquido infiammabile e dalla loro quantità.

In una serie di pubblicazioni, senza riferimento alle fonti, vengono pubblicate le caratteristiche del nuovo velivolo. Se corrispondono alla realtà, allora "Berkut", nel suo insieme, è nella "categoria di peso" del caccia Su-27 e delle sue versioni modificate. L'aerodinamica avanzata e un sistema di controllo del vettore di spinta dovrebbero fornire ai promettenti caccia seguaci del Su-47 la superiorità nel combattimento aereo manovrabile ravvicinato su tutti i potenziali avversari esistenti o previsti. Tutti gli altri caccia, dopo l'incontro con il russo Berkut e l'americano Gravedigger Eagle, hanno una possibilità molto modesta di tornare al loro aeroporto. Le leggi della corsa agli armamenti (che, ovviamente, non si sono concluse dopo l'"autodissoluzione" dell'URSS) sono crudeli.

Un tempo, l'apparizione della corazzata "Dreadnought" rese obsolete tutte le corazzate precedentemente costruite. La storia è ripetitiva.