Dit is een vervolg op het vorige artikel. Voor de volledigheid raad ik je aan het eerste deel te lezen.
We blijven de capaciteiten van de 4 ++ generatiejagers vergelijken met de 5e generatie en wenden ons tot de slimste productievertegenwoordigers. Uiteraard zijn dit de Su-35's en F-22's. Dit is niet helemaal eerlijk, zoals ik in het eerste deel al zei, maar toch.
De Su-35s is een ontwikkeling van de legendarische Su-27. Wat is het unieke van zijn voorouder, denk ik, herinnert iedereen zich. Tot 1985 regeerde de F-15 negen jaar lang oppermachtig in de lucht. Maar de stemming in het buitenland kelderde toen de eerste seriële Su-27's werden geadopteerd. Een jager met super wendbaarheid, in staat om voorheen onbereikbare aanvalshoeken te bereiken, die in 1989 voor het eerst publiekelijk de Cobra Pugachev-techniek demonstreerde, is buiten het bereik van westerse concurrenten. Uiteraard heeft zijn nieuwe "vijfentwintigste" modificatie alle voordelen van de voorouder overgenomen en een aantal kenmerken toegevoegd, waardoor het "zevenentwintigste" ontwerp het ideaal is geworden.
Een opvallend kenmerk van de Su-35's, evenals de rest van onze 4+ generatie vliegtuigen, is de afgebogen stuwkrachtvector. Om een onbekende reden is het alleen in ons land gebruikelijk. Is dit element zo uniek dat niemand het kan dupliceren? De afgebogen stuwkrachtvectortechnologie is ook getest op Amerikaanse vliegtuigen van de vierde generatie. General Electric ontwikkelde het AVEN-mondstuk, dat in 1993 op het F-16VISTA-vliegtuig werd geïnstalleerd en getest. # 1. Pratt Whitney ontwikkelde het PYBBN-mondstuk (beter ontwerp dan GE) dat in 1996 op de F-15ACTIVE werd geïnstalleerd en getest. nr. 2. In 1998 werd het TVN afbuigbare mondstuk voor Eurofighter getest. Geen enkel Westers vliegtuig van de vierde generatie ontving echter OVT in de serie, ondanks het feit dat modernisering en productie tot op de dag van vandaag doorgaan.
Figuur 1
Figuur 2
Omdat ze over de juiste technologieën beschikten voor het afbuigen van de stuwkrachtvector, besloten ze in 1993 (AVEN) deze niet te gebruiken op de F-22. Ze gingen de andere kant op en creëerden rechthoekige sproeiers om radar en thermische handtekening te verminderen. Als bonus worden deze sproeiers alleen op en neer afgebogen.
Wat is de reden voor zo'n afkeer van het Westen voor de afgebogen stuwkrachtvector? Om dit te doen, proberen we erachter te komen waar luchtgevechten op gebaseerd zijn en hoe een afgebogen stuwkrachtvector daarin kan worden toegepast.
De wendbaarheid van het vliegtuig wordt bepaald door de G-krachten. Ze worden op hun beurt beperkt door de kracht van het vliegtuig, de fysiologische capaciteiten van de persoon en de beperkende aanvalshoeken. De stuwkracht-gewichtsverhouding van het vliegtuig is ook belangrijk. Bij het manoeuvreren is de belangrijkste taak om de richting van de snelheidsvector of de hoekpositie van het vliegtuig in de ruimte zo snel mogelijk te veranderen. Daarom is het belangrijkste punt bij het manoeuvreren de constante of geforceerde bocht. Met een constante bocht verandert het vlak de richting van de bewegingsvector zo snel mogelijk, zonder snelheid te verliezen. De gedwongen bocht is te wijten aan een snellere verandering in de hoekpositie van het vliegtuig in de ruimte, maar gaat gepaard met actieve snelheidsverliezen.
EEN. Lapchinsky citeerde in zijn boeken over de Eerste Wereldoorlog de woorden van verschillende westerse aaspiloten: de Duitse aas Nimmelmann schreef: "Ik ben ongewapend terwijl ik lager ben"; Belke zei: "Het belangrijkste in luchtgevechten is verticale snelheid." Welnu, hoe de formule van de beroemde A. Pokryshkina: "Hoogte - snelheid - manoeuvre - vuur."
Nadat we deze verklaringen met de vorige paragraaf hebben gestructureerd, kunnen we begrijpen dat snelheid, hoogte en stuwkracht-gewichtsverhouding beslissend zullen zijn in luchtgevechten. Deze verschijnselen kunnen worden gecombineerd met het concept van de energievlieghoogte. Het wordt berekend volgens de formule in figuur 3. Waar He het energieniveau van het vliegtuig is, is H de vlieghoogte, V2 / 2g is de kinetische hoogte. De verandering in kinetische hoogte in de tijd wordt de energiesnelheid van de klim genoemd. De praktische essentie van het energieniveau ligt in de mogelijkheid van herverdeling door de piloot tussen hoogte en snelheid, afhankelijk van de situatie. Met een snelheidsreserve, maar een gebrek aan hoogte, kan de piloot de heuvel voltooien, zoals nagelaten door Nimmelmann, en een tactisch voordeel behalen. Het vermogen van de piloot om de beschikbare energiereserves vakkundig te beheren, is een van de bepalende factoren in luchtgevechten.
Figuur №3
Nu begrijpen we dat het vliegtuig bij het manoeuvreren in vastgestelde bochten zijn energie niet verliest. De aerodynamica en stuwkracht van de motoren balanceren de luchtweerstand. Tijdens een gedwongen bocht gaat de vliegtuigenergie verloren en de duur van dergelijke manoeuvres wordt niet alleen beperkt door de minimale evolutionaire snelheid van het vliegtuig, maar ook door de besteding van het energievoordeel.
Uit de formule in figuur 3 kunnen we de stijgsnelheidsparameter van het vliegtuig berekenen, zoals ik hierboven al zei. Maar nu wordt de absurditeit duidelijk van de gegevens over de stijgsnelheid, die in open bronnen voor bepaalde vliegtuigen worden gegeven, omdat het een dynamisch veranderende parameter is die afhankelijk is van hoogte, vliegsnelheid en overbelasting. Maar tegelijkertijd is het het belangrijkste onderdeel van het energieniveau van het vliegtuig. Op basis van het voorgaande kan het potentieel van het vliegtuig in termen van energiewinst voorwaardelijk worden bepaald door zijn aerodynamische kwaliteit en stuwkracht-gewichtsverhouding. Die. het potentieel van het vliegtuig met de slechtste aerodynamica kan worden geëgaliseerd door de stuwkracht van de motoren te vergroten en vice versa.
Natuurlijk is het onmogelijk om een strijd te winnen met alleen energie. Niet minder belangrijk is de draaibaarheid van het vliegtuig. Hiervoor is de formule weergegeven in figuur 4 geldig. Het is te zien dat de kenmerken van de draaibaarheid van het vliegtuig rechtstreeks afhangen van de g-krachten Ny. Dienovereenkomstig is voor een constante bocht (zonder energieverlies) Nyр belangrijk - de beschikbare of normale overbelasting, en voor een geforceerde bocht Nyпр - de maximale stuwkrachtoverbelasting. Allereerst is het belangrijk dat deze parameters niet verder gaan dan de grenzen van de operationele overbelasting van het Nieuwe vliegtuig, d.w.z. sterkte grens. Als aan deze voorwaarde is voldaan, is de belangrijkste taak bij het ontwerp van het vliegtuig de maximale benadering van Nyp tot Nye. In eenvoudiger bewoordingen, het vermogen van een vliegtuig om manoeuvres in een groter bereik uit te voeren zonder snelheid (energie) te verliezen. Wat beïnvloedt Nyp? Natuurlijk, de aerodynamica van het vliegtuig, hoe groter de aerodynamische kwaliteit, hoe hoger de mogelijke waarde van Nyр, op zijn beurt beïnvloedt de index van de belasting op de vleugel de verbetering van de aerodynamica. Hoe kleiner het is, hoe hoger de draaibaarheid van het vliegtuig. Ook heeft de stuwkracht-gewichtsverhouding van het vliegtuig invloed op Nyp, het principe waar we het hierboven over hadden (in de energiesector) geldt ook voor de draaibaarheid van het vliegtuig.
Afbeelding №4
Om het bovenstaande te vereenvoudigen en nog niet in te gaan op de afwijking van de stuwkrachtvector, merken we terecht op dat de belangrijkste parameters voor een manoeuvreerbaar vliegtuig de stuwkracht-gewichtsverhouding en de vleugelbelasting zijn. Hun verbeteringen kunnen alleen worden beperkt door de kosten en technische mogelijkheden van de fabrikant. In dit opzicht is de grafiek in figuur 5 interessant, het geeft inzicht in waarom de F-15 tot 1985 de meester van de situatie was.
Afbeelding nr. 5
Om de Su-35's te vergelijken met de F-22 in close combat, moeten we ons eerst wenden tot hun voorouders, namelijk de Su-27 en F-15. Laten we eens kijken naar de belangrijkste kenmerken die voor ons beschikbaar zijn, zoals stuwkracht-gewichtsverhouding en vleugelbelasting. De vraag rijst echter, voor welke massa? In het Airplane Flight Manual wordt het normale startgewicht berekend op basis van 50% van de brandstof in de tanks, twee middellangeafstandsraketten, twee korteafstandsraketten en de munitielading van het kanon. Maar de maximale brandstofmassa van de Su-27 is veel groter dan die van de F-15 (9400 kg versus 6109 kg), daarom is de reserve van 50% anders. Dit betekent dat de F-15 op voorhand een lager gewichtsvoordeel zal hebben. Om de vergelijking eerlijker te maken, stel ik voor om de massa van 50% van de Su-27-brandstof als monster te nemen, zodat we twee resultaten krijgen voor de Eagle. Als bewapening van de Su-27 accepteren we twee R-27-raketten op de APU-470 en twee R-73-raketten op de p-72-1. Voor de F-15C is de bewapening AIM-7 op LAU-106a en AIM-9 op LAU-7D/A. Voor de aangegeven massa's berekenen we de stuwkracht-gewichtsverhouding en vleugelbelasting. De gegevens zijn weergegeven in de tabel in figuur 6.
Figuur 6
Als we de F-15 vergelijken met de brandstof die ervoor is berekend, dan zijn de indicatoren zeer indrukwekkend, maar als we een brandstof nemen die in massa gelijk is aan 50% van de Su-27-brandstof, dan is het voordeel praktisch minimaal. In stuwkracht-gewichtsverhouding is het verschil honderdsten, maar in termen van de belasting van de vleugel ligt de F-15 niettemin behoorlijk voor. Op basis van de berekende gegevens zou de "Eagle" een voordeel moeten hebben in luchtgevechten. Maar in de praktijk bleven trainingsgevechten tussen de F-15 en Su-27 in de regel bij de onze. Technologisch gezien was het Sukhoi Design Bureau niet in staat om een vliegtuig te maken dat zo licht was als de concurrenten, het is geen geheim dat we qua gewicht van de avionica altijd iets inferieur zijn geweest. Onze ontwerpers sloegen echter een andere weg in. Bij trainingswedstrijden gebruikte niemand "Pugachev's Cobr" en gebruikte geen OVT (het bestond nog niet). Het was de perfecte aerodynamica van de Sukhoi die hem een aanzienlijk voordeel gaf. De integrale romplay-out en aerodynamische kwaliteit in 11, 6 (voor de F-15c 10) neutraliseerden het voordeel in vleugelbelasting van de F-15.
Het voordeel van de Su-27 was echter nooit overweldigend. In veel situaties en onder verschillende vliegomstandigheden kan de F-15c nog steeds concurreren, aangezien de meeste nog steeds afhankelijk zijn van de kwalificaties van de piloot. Dit kan eenvoudig worden afgeleid uit de manoeuvreerbaarheidsgrafieken, die hieronder worden besproken.
Terugkomend op de vergelijking van het vliegtuig van de vierde generatie met het vijfde, zullen we een vergelijkbare tabel samenstellen met de kenmerken van stuwkracht-gewichtsverhouding en vleugelbelasting. Nu nemen we de gegevens van de Su-35s als basis voor de hoeveelheid brandstof, aangezien de F-22 minder tanks heeft (Fig. 7). Sushka's bewapening omvat twee RVV-SD-raketten op de AKU-170 en twee RVV-MD-raketten op de P-72-1. De bewapening van de Raptor is twee AIM-120 op de LAU-142 en twee AIM-9 op de LAU-141 / A. Voor het algemene beeld worden ook berekeningen gegeven voor de T-50 en F-35A. Je moet sceptisch zijn over de parameters van de T-50, omdat het schattingen zijn en de fabrikant geen officiële gegevens heeft gegeven.
Afbeelding №7
De tabel in figuur 7 toont duidelijk de belangrijkste voordelen van de vijfde generatie vliegtuigen ten opzichte van de vierde. De kloof in vleugelbelasting en stuwkracht-gewichtsverhouding is veel groter dan die van de F-15 en Su-27. Het potentieel voor energie en een toename van Nyp in de vijfde generatie is veel groter. Een van de problemen van de moderne luchtvaart - multifunctionaliteit, had ook invloed op de Su-35's. Als het er goed uitziet met de stuwkracht-gewichtsverhouding bij de naverbrander, dan is de belasting op de vleugel zelfs inferieur aan de Su-27. Dit toont duidelijk aan dat het ontwerp van het casco van de vierde generatie vliegtuigen, rekening houdend met de modernisering, de indicatoren van de vijfde niet kan bereiken.
De aerodynamica van de F-22 moet worden opgemerkt. Er zijn geen officiële gegevens over de aerodynamische kwaliteit, maar volgens de fabrikant is deze hoger dan die van de F-15c, de romp heeft een integrale lay-out, de vleugelbelasting is zelfs minder dan die van de Eagle.
De motoren dienen apart vermeld te worden. Aangezien alleen de Raptor motoren van de vijfde generatie heeft, is dit vooral merkbaar in de stuwkracht-gewichtsverhouding in de "maximale" modus. Het specifieke debiet in de modus "naverbrander" is in de regel meer dan het dubbele van het debiet in de modus "maximum". De bedrijfstijd van de motor bij "naverbrander" wordt aanzienlijk beperkt door de brandstofreserves van het vliegtuig. De Su-27 op "naverbrander" eet bijvoorbeeld meer dan 800 kg kerosine per minuut, daarom zal een vliegtuig met een betere stuwkracht-gewichtsverhouding op "maximum" veel langere tijd voordelen hebben in stuwkracht. Dat is de reden waarom de Izd 117s geen motor van de vijfde generatie is, en noch de Su-35s, noch de T-50 hebben voordelen in de stuwkracht-gewichtsverhouding ten opzichte van de F-22. Daarom is voor de T-50 de ontwikkelde motor van de vijfde generatie "type 30" erg belangrijk.
Waar van al het bovenstaande is het nog steeds mogelijk om de afgebogen stuwkrachtvector toe te passen? Raadpleeg hiervoor de grafiek in figuur 8. Deze gegevens werden verkregen voor de horizontale manoeuvre van de Su-27 en F-15c jagers. Helaas zijn vergelijkbare gegevens voor de Su-35's nog niet publiekelijk beschikbaar. Let op de grenzen van de constante bocht voor hoogten van 200 m en 3000 m. Langs de ordinaat kunnen we zien dat in het bereik van 800-900 km / h voor de aangegeven hoogten de hoogste hoeksnelheid wordt bereikt, wat respectievelijk 15 en 21 graden / s. Het wordt alleen beperkt door de overbelasting van het vliegtuig in het bereik van 7, 5 tot 9. Het is deze snelheid die als het meest voordelig wordt beschouwd voor het uitvoeren van luchtgevechten, omdat de hoekpositie van het vliegtuig in de ruimte zo snel mogelijk verandert. Terugkerend naar de motoren van de vijfde generatie, krijgt een vliegtuig met een hogere stuwkracht-gewichtsverhouding en in staat tot supersonische beweging zonder het gebruik van een naverbrander een energievoordeel, omdat het de snelheid kan gebruiken om te klimmen totdat het in het meest voordelige bereik valt voor de BVBA.
Afbeelding №8
Als we de grafiek in figuur 8 op de Su-35s extrapoleren met een afgebogen stuwkrachtvector, hoe kan de situatie dan worden veranderd? Het antwoord is perfect zichtbaar in de grafiek - op geen enkele manier! Omdat de grens in de limiting angle of attack (αadd) veel hoger is dan de sterktelimiet van het vliegtuig. Die. aërodynamische controles worden niet volledig benut.
Beschouw de horizontale manoeuvregrafiek voor hoogtes van 5000-7000 m, weergegeven in figuur 9. De hoogste hoeksnelheid is 10-12 deg / s, en wordt bereikt in het snelheidsbereik 900-1000 km / h. Het is prettig om te zien dat de Su-27 en Su-35's in dit bereik beslissende voordelen hebben. Deze hoogtes zijn echter niet het meest voordelig voor de BVB vanwege de daling van de hoeksnelheden. Hoe kan de afgebogen stuwkrachtvector ons in dit geval helpen? Het antwoord is perfect zichtbaar in de grafiek - op geen enkele manier! Omdat de grens in de limiting angle of attack (αadd) veel hoger is dan de sterktelimiet van het vliegtuig.
Afbeelding №9
Dus waar kan het voordeel van de afgebogen stuwkrachtvector worden gerealiseerd? Op hoogtes boven het voordeligste, en bij snelheden onder het optimum voor de BVB. Tegelijkertijd ver voorbij de grenzen van de gevestigde omkering, d.w.z. met een geforceerde bocht, waarbij de energie van het vliegtuig al verbruikt is. Daarom is OVT alleen van toepassing in bijzondere gevallen en bij levering van energie. Dergelijke modi zijn niet zo populair in BVB, maar het is natuurlijk beter als er een mogelijkheid is van vectorafwijking.
Laten we nu een beetje naar de geschiedenis gaan. Tijdens de Red Flag-oefeningen behaalde de F-22 constant overwinningen op de vierde generatie vliegtuigen. Er zijn alleen geïsoleerde gevallen van verlies. Hij heeft Su-27/30/35 nooit ontmoet bij Red Flag (tenminste zijn er geen dergelijke gegevens). De Su-30MKI nam echter deel aan de Rode Vlag. Wedstrijdverslagen over 2008 zijn online beschikbaar. Natuurlijk had de Su-30MKI een voordeel ten opzichte van de Amerikaanse voertuigen, zoals de Su-27 (maar zeker niet door de OVT en niet overweldigend). Uit de rapporten kunnen we zien dat de Su-30MKI op de rode vlag een maximale hoeksnelheid in de regio van 22 graden / s vertoonde (hoogstwaarschijnlijk bij snelheden in de buurt van 800 km / u, zie de grafiek), op zijn beurt, ging de F-15c de hoeksnelheid in van 21 graden/sec (vergelijkbare snelheden). Het is merkwaardig dat de F-22 tijdens dezelfde oefeningen een hoeksnelheid van 28 deg/s liet zien. Nu begrijpen we hoe dit verklaard kan worden. Ten eerste is de overbelasting in bepaalde modi van de F-22 niet beperkt tot 7, maar is 9 (zie Airplane Flight Manual voor de Su-27 en F-15). Ten tweede, vanwege de lagere vleugelbelasting en hogere stuwkracht-gewichtsverhouding, zullen de grenzen van de gestage bocht in onze grafieken voor de F-22 naar boven verschuiven.
Afzonderlijk moet worden gewezen op de unieke aerobatics die door de Su-35s kunnen worden gedemonstreerd. Zijn ze zo toepasbaar in close air combat? Met behulp van een afgebogen stuwkrachtvector worden figuren als de "Florova Chakra" of "Pannenkoeken" uitgevoerd. Wat verenigt deze cijfers? Ze worden uitgevoerd met lage snelheden om in operationele overbelasting te komen, verre van de meest winstgevende in de BVB. Het vlak verandert abrupt van positie ten opzichte van het massamiddelpunt, omdat de snelheidsvector, hoewel deze verschuift, niet dramatisch verandert. De hoekpositie in de ruimte blijft ongewijzigd! Wat is het verschil tussen een raket of een radarstation dat het vliegtuig om zijn as draait? Absoluut geen, terwijl hij ook zijn vliegenergie verliest. Misschien kunnen we met zulke salto's vuren op de vijand? Hier is het belangrijk om te begrijpen dat voordat de raket wordt gelanceerd, het vliegtuig zich op het doel moet vergrendelen, waarna de piloot "toestemming" moet geven door op de "enter"-knop te drukken, waarna de gegevens naar de raket en de lancering worden verzonden wordt uitgevoerd. Hoelang zal het duren? Duidelijk meer dan fracties van een seconde, die worden besteed aan "pannenkoeken" of "chakra", of iets anders. Bovendien gaat dit alles ook nog eens met uiteraard snelheidsverlies, en met energieverlies. Maar het is mogelijk om korteafstandsraketten met thermische koppen te lanceren zonder te vangen. Tegelijkertijd hopen we dat de zoeker van de raket zelf het doelwit zal veroveren. Dientengevolge moet de richting van de snelheidsvector van de aanvaller ongeveer samenvallen met de vector van de vijand, anders zal de raket, door traagheid ontvangen van de drager, de zone verlaten van mogelijke vangst door zijn zoeker. Een probleem is dat aan deze voorwaarde niet wordt voldaan, aangezien de snelheidsvector bij dergelijke kunstvluchten niet dramatisch verandert.
Denk aan de cobra van Pugachev. Om het uit te voeren, is het noodzakelijk om de automaten uit te schakelen, wat al een controversiële voorwaarde is voor luchtgevechten. Op zijn minst zijn de kwalificaties van gevechtspiloten aanzienlijk lager dan die van aerobatics-azen, en zelfs dit moet worden gedaan met sieraden in extreem stressvolle omstandigheden. Maar dit is het minste van alle kwaden. Cobra wordt uitgevoerd op hoogtes in de buurt van 1000 m en snelheden in het bereik van 500 km / u. Die. het vliegtuig moet in eerste instantie lagere snelheden hebben dan aanbevolen voor de BVB! Bijgevolg kan hij ze niet bereiken totdat de vijand dezelfde hoeveelheid energie verliest, om zijn tactische voordeel niet te verliezen. Na de uitvoering van de "cobra" valt de snelheid van het vliegtuig binnen 300 km/u (onmiddellijk energieverlies!) en ligt in het bereik van het minimale evolutionaire. Bijgevolg moet "Drying" een duik nemen om snelheid te winnen, terwijl de vijand niet alleen het voordeel in snelheid behoudt, maar ook in hoogte.
Kan een dergelijke manoeuvre echter de nodige voordelen opleveren? Er is een mening dat we met zo'n remmen de tegenstander zijn gang kunnen laten gaan. Ten eerste heeft de Su-35s al de mogelijkheid om lucht te remmen zonder de automatisering uit te schakelen. Ten tweede, zoals bekend is uit de formule voor de energie van de vlucht, is het noodzakelijk om te vertragen door te klimmen, en niet op een andere manier. Ten derde, wat moet een tegenstander in moderne gevechten doen dicht bij de staart zonder aan te vallen? Voor je zien "Drogen", "cobra" uitvoeren, hoeveel gemakkelijker zal het zijn om op het grotere gebied van de vijand te richten? Ten vierde, zoals we hierboven zeiden, zal het niet werken om het doelwit met zo'n manoeuvre te veroveren, en een raket die zonder vangst wordt gelanceerd, zal in de melk gaan van de resulterende traagheid. Een dergelijke gebeurtenis is schematisch weergegeven in figuur 17. Ten vijfde zou ik nogmaals willen vragen hoe de vijand zo dichtbij kwam zonder eerder te zijn aangevallen, en waarom "Cobra" als het mogelijk is om "Gorka" te maken met behoud van energie?
Afbeelding №10
In feite is het antwoord op veel vragen over kunstvliegen uiterst eenvoudig. Demonstratievoorstellingen en shows hebben niets te maken met echte technieken in close air combat, aangezien ze worden uitgevoerd in vliegmodi die uiteraard niet van toepassing zijn in BVB.
Hierover moet iedereen voor zichzelf uitmaken in hoeverre het vliegtuig van de 4++ generatie bestand is tegen het vliegtuig van de vijfde generatie.
In het derde deel zullen we in meer detail praten over de F-35 en T-50 in vergelijking met concurrenten.
