Detta är en fortsättning på föregående artikel. För fullständighetens skull rekommenderar jag att du läser den första delen.
Vi fortsätter att jämföra kapaciteten hos 4 ++ generationens krigare med femte generationen och vänder oss till de ljusaste produktionsrepresentanterna. Naturligtvis är det Su-35 och F-22. Detta är inte helt rättvist, som jag sa i den första delen, men ändå.
Su-35s är en utveckling av den legendariska Su-27. Vad är det unika med hans förfader, tror jag, alla kommer ihåg. Fram till 1985 härskade F-15 i luften i nio år. Men stämningen utomlands rasade när de första seriella Su-27-talet började antas. En fighter med supermanövrerbarhet, som kan nå tidigare ouppnåeliga angreppsvinklar, 1989 för första gången som offentligt demonstrerar Cobra Pugachev-tekniken, ligger utanför räckhåll för västerländska konkurrenter. Naturligtvis har hans nya "trettiofemte" modifiering absorberat alla förfaderns fördelar och lagt till ett antal funktioner, vilket ger den "tjugosjunde" designen till idealet.
En slående egenskap hos Su-35s, liksom resten av våra 4+ generationens flygplan, är den avböjda dragvektorn. Av någon okänd anledning är det vanligt bara i vårt land. Är detta element så unikt att ingen kan kopiera det? Den avböjda dragvektortekniken har också testats på amerikanska fjärde generationens flygplan. General Electric utvecklade AVEN-munstycket, som installerades och testades på F-16VISTA-flygplanet 1993. Fig. # 1. Pratt Whitney utvecklade PYBBN (bättre design än GE) munstycke installerat och testat på F-15ACTIVE 1996. Fig. Nr 2. 1998 testades TVN: s böjbara munstycke för Eurofighter. Men inte ett enda västerländskt flygplan av den fjärde generationen fick OVT i serien, trots att modernisering och produktion fortsätter till denna dag.
Figur 1
Figur 2
Med lämplig teknik för avböjning av tryckvektorn beslutade de 1993 (AVEN) att inte använda dem på F-22. De gick åt andra hållet och skapade rektangulära munstycken för att minska radar och termisk signatur. Som en bonus avböjs dessa munstycken bara upp och ner.
Vad är anledningen till en sådan ogillar västvärlden för den avböjda dragvektorn? För att göra detta, låt oss försöka ta reda på vad nära luftstrid är baserat på, och hur en avböjd tryckvektor kan appliceras i den.
Flygplanets manövrerbarhet bestäms av G-styrkorna. De är i sin tur begränsade av flygplanets styrka, personens fysiologiska förmågor och de begränsande angreppsvinklarna. Flygplanets vikt-tryckförhållande är också viktigt. Vid manövrering är huvuduppgiften att ändra hastigheten vektorn eller flygplanets vinkelposition i rymden så snabbt som möjligt. Det är därför den viktigaste frågan i manövreringen är den stadiga eller tvingade vändningen. Med en stadig böjning ändrar planet rörelsevektorns riktning så snabbt som möjligt, utan att tappa hastighet. Den påtvingade vändningen beror på en snabbare förändring av flygplanets vinkelläge i rymden, men det åtföljs av aktiva hastighetsförluster.
ETT. Lapchinsky citerade i sina böcker om första världskriget ord från flera västaspiloter: det tyska esset Nimmelmann skrev: "Jag är obeväpnad medan jag är lägre"; Belke sa: "Det viktigaste i luftstriden är vertikal hastighet." Tja, hur man inte kommer ihåg formeln för den berömda A. Pokryshkina: "Höjd - hastighet - manöver - eld."
Efter att ha strukturerat dessa påståenden med föregående stycke kan vi förstå att hastighet, höjd och förhållande mellan tryck och vikt kommer att vara avgörande i luftstrid. Dessa fenomen kan kombineras med begreppet energiflyghöjd. Den beräknas enligt formeln i figur 3. Där han är flygplanets energinivå, H är flyghöjden, V2 / 2g är den kinetiska höjden. Förändringen i kinetisk höjd över tiden kallas stigningens energitakt. Den praktiska kärnan i energinivån ligger i möjligheten att piloten omfördelar den mellan höjd och hastighet, beroende på situationen. Med en hastighetsreserv, men brist på höjd, kan piloten slutföra backen, som testamenterades av Nimmelmann, och få en taktisk fördel. Pilotens förmåga att kompetent hantera den tillgängliga energireserven är en av de avgörande faktorerna i luftkamp.
Figur №3
Nu förstår vi att när manöver på etablerade svängar tappar planet inte sin energi. Motorernas aerodynamik och dragkraft balanserar motståndet. Under en påtvingad sväng förlorar flygplanets energi och varaktigheten för sådana manövrar begränsas inte bara av flygplanets minsta evolutionära hastighet, utan också av energifördelens utgifter.
Från formeln i figur 3 kan vi beräkna stigningshastigheten för flygplanet, som jag sa ovan. Men nu blir absurditeten i data om stigningstakten, som ges i öppna källor för vissa flygplan, tydlig, eftersom det är en dynamiskt förändrad parameter som beror på höjd, flyghastighet och överbelastning. Men samtidigt är det den viktigaste komponenten i flygplanets energinivå. Baserat på det föregående kan flygplanets potential när det gäller energivinst bestämmas villkorat av dess aerodynamiska kvalitet och förhållande mellan tryck och vikt. De där. potentialen hos flygplan med den sämsta aerodynamiken kan utjämnas genom att öka motorns dragkraft och vice versa.
Naturligtvis är det omöjligt att vinna en kamp med energi ensam. Inte mindre viktigt är flygplanets vändbarhet. För det är formeln som visas i figur 4 giltig. Det kan ses att egenskaperna hos flygplanets vändbarhet direkt beror på g-krafterna Ny. Följaktligen är Nyр viktigt för en stadig sväng (utan energiförlust) - den tillgängliga eller normala överbelastningen, och för en tvungen vändning Nyпр - den maximala trycköverbelastningen. Först och främst är det viktigt att dessa parametrar inte går utöver gränserna för den operativa överbelastningen av det nya flygplanet, d.v.s. styrka gräns. Om detta villkor är uppfyllt, är den viktigaste uppgiften vid utformningen av flygplanet den maximala approximationen av Nyp till Nye. I enklare termer, ett flygplans förmåga att utföra manövrar i ett större intervall utan att tappa hastighet (energi). Vad påverkar Nyp? Naturligtvis, flygplanets aerodynamik, ju högre aerodynamisk kvalitet, desto högre är det möjliga värdet av Nyр, i sin tur påverkar indexet för belastningen på vingen förbättringen av aerodynamik. Ju mindre det är, desto högre är flygplanets vändbarhet. Flygplanets vikt / vikt-förhållande påverkar också Nyp, principen som vi pratade om ovan (i energisektorn) gäller också för flygplanets vändbarhet.
Figur №4
För att förenkla det ovanstående och ännu inte beröra avvikelsen för dragvektorn noterar vi med rätta att de viktigaste parametrarna för ett manövrerbart flygplan kommer att vara förhållandet mellan tryck och vikt och lastning av vingar. Deras förbättringar kan endast begränsas av tillverkarens kostnad och tekniska kapacitet. I detta avseende är grafen som presenteras i figur 5 intressant, det ger en förståelse för varför F-15 fram till 1985 var herre över situationen.
Bild nr 5
För att jämföra Su-35s med F-22 i närstrid måste vi först vända oss till deras förfäder, nämligen Su-27 och F-15. Låt oss jämföra de viktigaste egenskaperna som är tillgängliga för oss, till exempel tryck-till-vikt-förhållande och vinglastning. Frågan uppstår dock, för vilken massa? I Airplane Flight Manual beräknas normal startvikt baserat på 50% av bränslet i tankarna, två medeldistansmissiler, två kortdistansmissiler och kanonens ammunitionslast. Men den maximala bränslemassan för Su-27 är mycket större än F-15 (9400 kg kontra 6109 kg), därför är reserven på 50% annorlunda. Detta innebär att F-15 kommer att ha en lägre viktfördel i förväg. För att göra jämförelsen mer ärlig föreslår jag att ta massan av 50% av Su-27-bränslet som ett prov, så vi får två resultat för Eagle. Som beväpning av Su-27 accepterar vi två R-27-missiler på APU-470 och två R-73-missiler på p-72-1. För F-15C är beväpningen AIM-7 på LAU-106a och AIM-9 på LAU-7D / A. För de angivna massorna beräknar vi förhållandet mellan tryck och vikt och vingbelastning. Data presenteras i tabellen i figur 6.
Figur 6
Om vi jämför F-15 med bränslet som beräknats för det, är indikatorerna mycket imponerande, men om vi tar ett bränsle som är lika med massan till 50% av Su-27-bränslet, är fördelen praktiskt taget minimal. I förhållandet tryck-till-vikt är skillnaden med hundradelar, men när det gäller belastningen på vingen ligger F-15 trots allt hyfsat framåt. Baserat på de beräknade uppgifterna bör "Eagle" ha en fördel i nära luftstrid. Men i praktiken förblev träningsstriderna mellan F-15 och Su-27 som regel hos oss. Tekniskt sett kunde Sukhoi Design Bureau inte skapa ett flygplan som var så lätt som konkurrenterna, det är ingen hemlighet att när det gäller avionikens vikt har vi alltid varit något sämre. Våra designers tog dock en annan väg. I träningstävlingar använde ingen "Pugachev's Cobr" och använde inte OVT (det fanns inte ännu). Det var Sukhois perfekta aerodynamik som gav den en betydande fördel. Den integrerade flygplanskroppens layout och aerodynamiska kvalitet i 11, 6 (för F-15c 10) neutraliserade fördelen med F-15 med vingbelastning.
Su-27: s fördel var dock aldrig överväldigande. I många situationer och under olika flygförhållanden kan F-15c fortfarande tävla, eftersom de flesta fortfarande är beroende av pilotens kvalifikationer. Detta kan lätt spåras från manövrerbarhetsgraferna, som kommer att diskuteras nedan.
För att återgå till jämförelsen mellan fjärde generationens flygplan och det femte, kommer vi att sammanställa en liknande tabell med egenskaperna för förhållandet mellan tryck och vikt och lastning av vingar. Nu tar vi data om Su-35 som grund för mängden bränsle, eftersom F-22 har färre tankar (fig. 7). Sushkas beväpning innehåller två RVV-SD-missiler på AKU-170 och två RVV-MD-missiler på P-72-1. Raptors beväpning är två AIM-120 på LAU-142 och två AIM-9 på LAU-141 / A. För den allmänna bilden ges beräkningar också för T-50 och F-35A. Du bör vara skeptisk till parametrarna för T-50, eftersom de är uppskattningar och tillverkaren inte gav officiella data.
Bild №7
Tabellen i figur 7 visar tydligt huvudfördelarna med femte generationens flygplan jämfört med det fjärde. Klyftan i vinglastning och förhållande mellan tryck och vikt är mycket större än F-15 och Su-27. Potentialen för energi och en ökning av Nyp i femte generationen är mycket högre. Ett av problemen med modern luftfart - multifunktionalitet, påverkade också Su -35. Om det ser bra ut med förhållandet mellan dragkraft och vikt vid efterbrännaren, är belastningen på vingen underlägsen även Su-27. Detta visar tydligt att utformningen av flygramens fjärde generationens flygplan inte, med hänsyn till moderniseringen, kan nå indikatorerna för den femte.
Aerodynamiken i F-22 bör noteras. Det finns inga officiella data om aerodynamisk kvalitet, men enligt tillverkaren är den högre än F-15c, flygkroppen har en integrerad layout, vinglasten är ännu mindre än Eagles.
Motorerna bör noteras separat. Eftersom endast Raptor har motorer av den femte generationen är detta särskilt märkbart i förhållandet mellan tryck och vikt vid "max" -läget. Den specifika flödeshastigheten vid "efterbrännare" -läget är som regel mer än dubbelt flödeshastigheten vid "max" -läget. Motordriftstiden vid "efterbrännare" begränsas avsevärt av flygplanets bränslereserver. Till exempel äter Su-27 på "efterbrännare" mer än 800 kg fotogen per minut, därför kommer ett flygplan med ett bättre drag-till-vikt-förhållande vid "maximalt" att ha fördelar i dragkraft under mycket längre tid. Det är därför Izd 117s inte är en femte generationens motor, och varken Su-35s eller T-50 har några fördelar i förhållandet mellan vikt och vikt jämfört med F-22. Följaktligen är den utvecklade femte generationens motor "typ 30" mycket viktig för T-50.
Varifrån allt ovanstående är det fortfarande möjligt att applicera den avböjda dragvektorn? Se grafen i figur 8 för att göra detta. Dessa data erhölls för den horisontella manövren för Su-27 och F-15c-krigare. Tyvärr är liknande data för Su-35 ännu inte offentligt tillgängliga. Var uppmärksam på gränserna för den stabila svängen för höjder på 200 m och 3000 m. Längs ordinatorn kan vi se att i intervallet 800–900 km / h för de angivna höjderna uppnås den högsta vinkelhastigheten, vilket är 15 respektive 21 grader / s. Det begränsas endast av överbelastningen av flygplanet i intervallet 7, 5 till 9. Det är denna hastighet som anses vara den mest fördelaktiga för att utföra nära luftstrid, eftersom flygplanets vinkelposition i rymden förändras så snabbt som möjligt. När vi återvänder till femte generationens motorer, får ett flygplan med ett högre drag-i-vikt-förhållande och förmåga att överljudsrörelse utan användning av efterbrännare en energifördel, eftersom det kan använda upp hastigheten för att klättra tills det faller inom det mest fördelaktiga intervallet för BVB.
Bild №8
Om vi extrapolerar grafen i figur 8 på Su-35: orna med en avböjd tryckvektor, hur kan situationen ändras? Svaret är perfekt synligt från grafen - inget sätt! Eftersom gränsen i den begränsande attackvinkeln (αadd) är mycket högre än flygplanets styrka. De där. aerodynamiska kontroller används inte fullt ut.
Tänk på den horisontella manövergrafen för höjder på 5000–7000 m, som visas i figur 9. Den högsta vinkelhastigheten är 10-12 grader / s och uppnås i hastighetsområdet 900-1000 km / h. Det är trevligt att notera att det är i detta sortiment som Su-27 och Su-35 har avgörande fördelar. Dessa höjder är emellertid inte de mest fördelaktiga för BVB på grund av fallet i vinkelhastigheter. Hur kan den avböjda dragvektorn hjälpa oss i det här fallet? Svaret är perfekt synligt från grafen - inget sätt! Eftersom gränsen i den begränsande attackvinkeln (αadd) är mycket högre än flygplanets styrka.
Bild №9
Så var kan fördelen med den avböjda dragvektorn realiseras? På höjder över de mest fördelaktiga och i hastigheter under det optimala för BVB. Samtidigt djupt bortom gränserna för den etablerade vändningen, d.v.s. med en påtvingad sväng, där flygplanets energi redan förbrukas. Följaktligen är OVT endast tillämpligt i speciella fall och med energiförsörjning. Sådana lägen är inte så populära i BVB, men det är naturligtvis bättre när det finns en möjlighet till vektoravvikelse.
Låt oss nu vända oss lite till historien. Under Röda flaggens övningar vann F-22 ständigt segrar över fjärde generationens flygplan. Det finns bara isolerade fall av förlust. Han träffade aldrig Su-27/30/35 på Red Flag (det finns åtminstone inga sådana uppgifter). Su-30MKI deltog dock i den röda flaggan. Tävlingsrapporter för 2008 finns tillgängliga online. Naturligtvis hade Su-30MKI en fördel gentemot de amerikanska fordonen, som Su-27 (men inte på grund av OVT och inte överväldigande). Från rapporterna kan vi se att Su-30MKI på den röda flaggan visade en maximal vinkelhastighet i området 22 grader / s (troligtvis vid hastigheter i området 800 km / h, se grafen), i sin tur, F-15c gick in i vinkelhastigheten 21 grader / sek (liknande hastigheter). Det är märkligt att F-22 visade en vinkelhastighet på 28 grader / s under samma övningar. Nu förstår vi hur detta kan förklaras. För det första är överbelastningen i vissa lägen av F-22 inte begränsad till 7, utan är 9 (se Airplane Flight Manual för Su-27 och F-15). För det andra, på grund av den lägre vingbelastningen och det högre förhållandet mellan dragkraft och vikt, kommer gränserna för den stabila vändningen i våra grafer för F-22 att flyttas uppåt.
Separat bör det noteras den unika aerobatiken som kan demonstreras av Su-35s. Är de så tillämpliga i nära luftstrid? Med användning av en avböjd tryckvektor utförs sådana figurer som "Florova Chakra" eller "Pannkakor". Vad förenar dessa siffror? De utförs med låga hastigheter för att komma in i operativ överbelastning, långt ifrån det mest lönsamma i BVB. Planen ändrar plötsligt sin position i förhållande till massans centrum, eftersom hastighetsvektorn, även om den skiftar, inte förändras dramatiskt. Vinkelpositionen i rymden förblir oförändrad! Vad är skillnaden mellan en raket eller en radarstation som planet snurrar på sin axel? Absolut ingen, samtidigt som han förlorar sin flygenergi. Kanske kan vi återvända eld mot fienden med sådana kullerbyttor? Här är det viktigt att förstå att innan raketen startas måste flygplanet låsa sig på målet, varefter piloten måste ge "samtycke" genom att trycka på "enter" -knappen, varefter data överförs till raketen och uppskjutningen är utburen. Hur lång tid tar det? Uppenbarligen mer än bråkdelar av en sekund, som spenderas med "pannkakor" eller "chakra", eller något annat. Dessutom är allt detta också uppenbarligen förlorade hastigheter och med förlust av energi. Men det är möjligt att skjuta upp kortdistansmissiler med termiska huvuden utan fångst. Samtidigt hoppas vi att missilens sökare själv kommer att fånga målet. Följaktligen bör riktningen för angriparens hastighetsvektor ungefär sammanfalla med fiendens vektor, annars kommer missilen, med tröghet mottagen från bäraren, att lämna zonen för eventuell fångst av sin sökare. Ett problem är att detta villkor inte är uppfyllt, eftersom hastighetsvektorn inte förändras dramatiskt med sådan aerobatik.
Tänk på Pugachevs kobra. För att utföra det är det nödvändigt att stänga av automatiken, som redan är ett kontroversiellt villkor för luftstrid. Åtminstone är kvalifikationerna för stridspiloter betydligt lägre än för aerobatics ess, och även detta måste göras med smycken under extremt stressiga förhållanden. Men detta är det minsta av onda. Cobra utförs på höjder i området 1000 m och hastigheter i intervallet 500 km / h. De där. planet ska initialt ha lägre hastigheter än de som rekommenderas för BVB! Följaktligen kan han inte nå dem förrän fienden tappar samma mängd energi, för att inte förlora sin taktiska fördel. Efter genomförandet av "kobran" faller flygplanets hastighet inom 300 km / h (omedelbar energiförlust!) Och ligger inom räckvidden för den minsta evolutionära. Följaktligen måste "Torkning" gå in i ett dyk för att få fart, medan fienden inte bara behåller fördelen i hastighet, utan också i höjd.
Men kan en sådan manöver ge de nödvändiga fördelarna? Det finns en uppfattning om att med sådan inbromsning kan vi låta motståndaren gå vidare. För det första har Su-35 redan förmågan att luftbromsa utan att behöva stänga av automatiseringen. För det andra, som det är känt från formeln för flygens energi, är det nödvändigt att sakta ner genom att klättra, och inte på något annat sätt. För det tredje, i modern strid, vad ska en motståndare göra nära svansen utan att attackera? Att se framför dig "Torka", utföra "kobra", hur mycket lättare blir det att sikta mot fiendens ökade område? För det fjärde, som vi sa ovan, kommer det inte att fungera att fånga målet med en sådan manöver, och en missil som skjuts upp utan att fångas kommer att gå in i mjölken av den resulterande trögheten. En sådan händelse visas schematiskt i figur 17. För det femte vill jag återigen fråga hur fienden kom så nära utan att attackeras tidigare, och varför”Cobra” när det är möjligt att göra”Gorka” samtidigt som man sparar energi?
Bild №10
Svaret på många frågor om aerobatik är faktiskt extremt enkelt. Demonstrationsföreställningar och shower har ingenting att göra med riktiga tekniker i nära luftstrid, eftersom de utförs i flyglägen som uppenbarligen inte är tillämpliga i BVB.
På detta måste var och en själv dra slutsatsen hur mycket flygplanen i 4 ++ - generationen klarar av den femte generationens flygplan.
I den tredje delen kommer vi att prata mer detaljerat om F-35 och T-50 i jämförelse med konkurrenter.
