Самолеты 4 – Сравнение самолетов 4-го и 5-го поколения. Часть 2.

Содержание

Сравнение самолетов 4-го и 5-го поколения. Часть 2.

Это продолжение предыдущей статьи. Для полноты картины советую прочитать первую часть. Продолжая сравнивать возможности истребителей поколения 4++ с 5-м, мы обратимся к самым ярким серийным представителям. Естественно, это Су-35С и F-22. Это не совсем справедливо, как я и говорил в первой части, но все же. Су-35с является развитием легендарного Су-27. В чем уникальность его предка, думаю, помнят все. До 1985 года девять лет в воздухе безраздельно властвовал F-15. Но настроение за океаном резко упало, когда на вооружение начинают принимать первые серийные Су-27.

Истребитель, обладающий сверхманевренностью, способный выходить на ранее не достижимые углы атаки, в 1989 г. впервые публично демонстрирующий прием «Кобра Пугачева», не досягаем западным конкурентам. Естественно, его новая «тридцать пятая» модификация вобрала все преимущества предка и добавила ряд своих особенностей, доведя конструкцию «двадцать седьмого» до идеала.

Воспользуйтесь нашими услугами

Яркой особенностью Су-35с, а также остальных наших самолетов поколения 4+, является отклоняемый вектор тяги. По непонятным причинам, он распространен только в нашей стране. Является ли этот элемент настолько уникальным, что его никто не может повторить?

Технология отклоняемого вектора тяги была опробована и на американских самолетах четвертого поколения. Компанией General Electric было разработано сопло AVEN, установленное и испытанное на самолете F-16VISTA в 1993 г. Рис. №1. Компанией Pratt Whitney было разработано сопло PYBBN (Более удачной конструкции, чем у GE), установленное и испытанное на самолете F-15ACTIVE в 1996 г. Рис. №2. В 1998 г. проходили испытания отклоняемого сопла TVN для «Еврофайтера». Однако не один западный самолет четвертого поколения не получил ОВТ в серии, несмотря на то, что модернизация и производство продолжается по сей день.

Рисунок №1

Рисунок №2

Имея соответствующие технологии по отклонению вектора тяги, в 1993 г. (AVEN) на F-22 их решили не применять. Там пошли в другую сторону, создав прямоугольные сопла для уменьшения радиолокационной и тепловой заметности. Бонусом стало отклонение этих сопел только вверх-вниз.

В чем причина такой не любви запада к отклоняемому вектору тяги? Для этого попробуем разобраться, на чем основан ближний воздушный бой, и как в нем можно применить отклоняемый вектор тяги.

Маневренность самолета определяется перегрузками. Они, в свою очередь, ограничены прочностью самолета, физиологическими способностями человека и предельными углами атаки. Также важна тяговооруженность самолета. При маневрировании – основная задача — это максимально быстро изменить направление вектора скорости или углового положения самолета в пространстве. Именно поэтому ключевым вопросом в маневрировании является установившийся вираж или форсированный. При установившемся вираже самолет максимально быстро меняет направление вектора движения, при этом, не теряя скорость. Форсированный вираж – обусловлен более быстрым изменением углового положения самолета в пространстве, но он сопровождается активными потерями скорости.

А.Н. Лапчинский в своих книгах о Первой мировой войне приводил слова нескольких западных пилотов асов: немецкий ас Ниммельман писал: «Я безоружен пока я ниже»; Белке говорил: «Главное в воздушном бою – вертикальная скорость». Ну и как не вспомнить формулу знаменитого А. Покрышкина: «Высота – скорость – маневр – огонь».

Структурировав эти высказывания с предыдущим абзацем, мы можем понять, что скорость, высота и тяговооруженность будут являться определяющими в воздушном бою. Объединить эти явления можно понятием энергетической высоты полета. Она рассчитывается по формуле, указанной на рисунке №3. Где Hэ-уровень энергии самолета, H – высота полета, V2/2g – кинетическая высота. Изменение кинетической высоты по времени – называют энергетической скороподъемностью. Практическая суть уровня энергии заключается в возможности ее перераспределения пилотом между высотой и скоростью, в зависимости от ситуации. Обладая запасом по скорости, но дефицитом высоты, пилот может выполнить горку, как и завещал Ниммельман, и получить тактическое преимущество. Умение летчика грамотно распоряжаться имеющимся запасом энергии – является одним из определяющих в воздушном бою.

Рисунок №3

Теперь мы понимаем, что при маневрировании на установившихся виражах самолет не теряет своей энергии. Аэродинамика и тяга двигателей уравновешивают сопротивление. При форсированном развороте происходит потеря энергии самолета, и продолжительность таких маневров не только ограничена минимальной эволюционной скоростью ЛА, но и расходованием энергетического преимущества.

Из формулы на рисунке №3 мы можем посчитать параметр скороподъемности самолета, как я и говорил выше. Но теперь становится понятна абсурдность данных по скороподъемности, которые приводятся в открытых источниках по тем или иным самолетам, так как это динамично изменяемый параметр, зависящий от высоты, скорости полета и перегрузки. Но одновременно с этим, он является важнейшим составляющим уровня энергии самолета. Исходя из вышесказанного, потенциал самолета по набору энергии можно условно определить по его аэродинамическому качеству и тяговооруженности. Т.е. уровнять потенциал самолета с худшей аэродинамикой можно увеличением тяги двигателей и наоборот.

Что влияет на Nyр? Естественно, аэродинамика самолета, чем больше аэродинамическое качество – тем выше возможная величина Nyр, в свою очередь на улучшение аэродинамики влияет показатель нагрузки на крыло. Чем он меньше – тем выше поворотливость самолета. Также на Nyр влияет и тяговооруженность самолета, принцип, о котором мы говорили выше (в энергетике), справедлив и для поворотливости самолета.

Рисунок №4

Упрощая вышесказанное и пока не касаясь отклонения вектора тяги, справедливо заметим, что важнейшими параметрами для маневренного самолета будут являться тяговооруженность и нагрузка на крыло. Ограничить их улучшения могут только стоимость и технические способности производителя. В этой связи любопытен график, представленный на рисунке №5, он дает понимание – почему F-15 до 1985 г. был хозяином положения.

Рисунок №5

Дабы сравнение было более честным, за образец предлагаю взять массу 50% топлива Су-27, поэтому для «Орла» получим два результата. В качестве вооружения Су-27 принимаем две ракеты Р-27 на АПУ-470 и две ракеты Р-73 на п-72-1. Для F-15C вооружение AIM-7 на LAU-106a и AIM-9 на LAU-7D/A. Для указанных масс посчитаем тяговооруженность и нагрузку на крыло. Данные представлены в таблице на рисунке №6.

Рисунок №6

Технологически ОКБ Сухого не смогло создать самолет, столь же легкий, как у конкурентов, не секрет, что по весу БРЭО мы всегда немного уступали. Однако наши конструкторы пошли по другому пути. В учебных состязаниях никто не применял «Кобр Пугачева» и не использовал ОВТ (его еще не было). Именно совершенная аэродинамика «Сухого» дала ему значимое преимущество. Интегральная компоновка фюзеляжа и аэродинамическое качество в 11,6 (у F-15c 10) нивелировали преимущество в нагрузке на крыло у F-15.

Однако преимущество Су-27 никогда не было подавляющим. Во многих ситуациях и при разных режимах полета F-15c все же может составить конкуренцию, так как большинство по-прежнему зависит от квалификации пилота. Это вполне можно отследить из графиков маневренности, о которых поговорим ниже.

Вернувшись к сравнению самолетов четвертого поколения с пятым, составим аналогичную таблицу с характеристиками тяговооруженности и нагрузки на крыло. Теперь за основу по количеству топлива возьмем данные о Су-35с, так как у F-22 баки меньше (Рис.№7). В качестве вооружения «Сушки» две ракеты РВВ-СД на АКУ-170 и две ракеты РВВ-МД на П-72-1. Вооружение «Раптора» — две AIM-120 на LAU-142 и две AIM-9 на LAU-141/A. Для общей картины также приведены расчеты по Т-50 и F-35A. К параметрам Т-50 стоит относиться скептически, так как они оценочные, и производитель не давал официальных данных.

Рисунок №7

Из таблицы на рисунке №7 отчетливо видны основные преимущества самолета пятого поколения над четвертым. Отрыв в нагрузке на крыло и тяговооруженности гораздо существеннее, чем было у F-15 и Су-27. Потенциал по энергетике и увеличению Nyр у пятого поколения гораздо выше. Одна из проблем современной авиации – многофункциональность, коснулась и Су-35с. Если с тяговооруженностью на форсаже он смотрится неплохо, то нагрузка на крыло уступает даже Су-27. Это явно показывает, что конструкция планера самолетов четвертого поколения не может с учетом модернизации достигнуть показателей пятого.

Следует отметить аэродинамику F-22. Официальных данных по аэродинамическому качеству нет, однако по заявлениям производителя — оно выше, чем у F-15c, фюзеляж имеет интегральную компоновку, нагрузка на крыло даже меньше, чем у «Орла».

Отдельно нужно отметить двигатели. Так как только «Раптор» обладает двигателями пятого поколения, это особенно заметно в тяговооруженности на режиме «максимал». Удельный расход на режиме «форсаж», как правило, более чем в два раза превышает расход на режиме «максимал». Время работы двигателя на «форсаже» существенно ограничено запасами топлива самолета. К примеру, Су-27 на «форсаже» съедает более 800 кг керосина в минуту, следовательно, самолет, обладающий лучшей тяговооруженностью, на «максимале» будет иметь преимущества по тяге гораздо более существенное время. Именно поэтому изд 117с не является двигателем пятого поколения, и ни Су-35с, ни Т-50 не обладают преимуществами по тяговооруженности над F-22. Следовательно, для Т-50 очень важен разрабатываемый двигатель пятого поколения «тип 30».

Где из всего вышесказанного все же можно применить отклоняемый вектор тяги? Для этого обратимся к графику на рисунке №8. Эти данные получены для горизонтального маневра истребителей Су-27 и F-15c. К сожалению, аналогичных данных для Су-35с пока нет в открытом доступе. Обратите внимание на границы установившегося разворота для высот 200 м и 3000 м. По оси ординат мы можем видеть, что в диапазоне 800 – 900 км/ч для указанных высот достигается наибольшая угловая скорость, которая составляет 15 и 21 град/сек, соответственно. Ограниченна она только перегрузкой самолета в диапазоне от 7,5 до 9. Именно такая скорость считается наивыгоднейшей для ведения ближнего воздушного боя, так как на ней максимально быстро меняется угловое положение самолета в пространстве. Возвращаясь к двигателям пятого поколения, самолет обладающей большей тяговооруженностью и способный двигаться на сверхзвуке без использования форсажа, получает энергетическое преимущество, так как он может израсходовать скорость на набор высоты, пока она не упадет в диапазон наивыгоднейших для БВБ.

Рисунок №8

Если экстраполировать график на рисунке №8 на Су-35с с отклоняемым вектором тяги, как можно изменить ситуацию? Ответ прекрасно виден из графика – никак! Так как граница по предельному углу атаки (αдоп) находится гораздо выше предела по прочности самолета. Т.е. аэродинамические средства управления не используются в полной мере.

Рассмотрим график горизонтального маневра для высот 5000 м – 7000 м, представленный на рисунке №9. Наибольшая угловая скорость составляет 10-12 град/сек, и достигается в диапазоне скоростей 900 – 1000 км/ч. Приятно отметить, что именно в этом диапазоне Су-27 и Су-35с имеют решающие преимущества. Однако эти высоты не являются наивыгоднейшими для ведения БВБ, ввиду падения угловых скоростей. Как в этом случае нам поможет отклоняемый вектор тяги? Ответ прекрасно виден из графика – никак! Так как граница по предельному углу атаки (αдоп) находится гораздо выше предела по прочности самолета.

Рисунок №9

Так где же можно реализовать преимущество отклоняемого вектора тяги? На высотах, выше наивыгоднейших, и на скоростях, ниже оптимальных для БВБ. При этом глубоко за границами установившегося разворота, т.е. при форсированном развороте, при котором и так расходуется энергетика самолета. Следовательно, ОВТ применим только в особых случаях и при запасе энергии. Такие режимы не так популярны в БВБ, но, конечно, лучше, когда возможность отклонения вектора есть.

Из отчетов мы можем увидеть, что Су-30мки на Red Flag показывал максимальную угловую скорость в районе 22 град/сек (скорее всего, на скоростях в районе 800 км/час, см график), в свою очередь F-15c выходил на угловую скорость в 21 град/сек (аналогичные скорости). Любопытно, что F-22 на тех же учениях показал угловую скорость в 28 град/сек. Теперь мы понимаем, чем это можно объяснить. Во-первых, перегрузка на определенных режимах у F-22 не ограничена 7, а составляет 9 (см. РЛЭ Су-27 и F-15). Во-вторых, благодаря меньшей нагрузке на крыло и большей тяговооруженности, границы установившегося разворота на наших графиках для F-22 будут смещаться вверх.

Быть может, такими кульбитами мы сможем дать ответный огонь по противнику? Тут важно понимать, что перед пуском ракеты самолету нужно провести захват цели, после чего пилот должен дать «согласие», нажав кнопку «ввод», после чего данные передаются на ракету и осуществляется пуск. Сколько на это уйдет времени? Явно больше, чем доли секунды, которые тратятся при «блинчиках» или «чакре», или еще чем-то. При этом все это еще и в заведомо проигрышных скоростях, и с потерей энергии. Но можно пустить ракеты малой дальности с тепловыми головками без захвата. При этом мы надеемся, что ГСН ракеты сама захватит цель. Следовательно, направление вектора скорости атакующего должно примерно совпадать с вектором противника, иначе ракета по инерции, полученной от носителя, уйдет из зоны возможного захвата своей ГСН. Одна проблема — такое условие не выполняется, так как вектор скорости кардинально при таких фигурах высшего пилотажа не изменяется.

Рассмотрим «кобру Пугачева». Для ее выполнения необходимо отключить автоматику, что уже является спорным условием для воздушного боя. Как минимум, квалификация строевых пилотов существенно ниже, чем у асов-пилотажников, да еще это нужно выполнить ювелирно в предельно стрессовых условиях. Но это меньшее из зол. Кобра выполняется на высотах в районе 1000 м и скоростях в пределах 500 км/ч. Т.е. самолет изначально должен оказаться на скоростях, ниже рекомендуемых для БВБ! Следовательно, выйти на них он не может, пока противник не растеряет столько же энергии, дабы не потерять свое тактическое преимущество. После выполнения «кобры» скорость самолета падает в пределы 300 км/ч (моментальная потеря энергии!) и находится в диапазоне минимальной эволюционной. Следовательно, «Сушка» должна уйти в пикирование для набора скорости, при этом противник не только сохраняет преимущество по скорости, но и по высоте.

Однако может ли такой маневр обеспечить необходимые преимущества? Есть мнение, что таким торможением мы можем пропустить соперника вперед. Во-первых, у Су-35с и так есть возможность воздушного торможения без необходимости отключения автоматики. Во-вторых, как известно из формулы энергии полета, тормозить надо набором высоты, а не как-то иначе. В-третьих, что в современном бое соперник должен делать вплотную в хвосте, при этом не атакуя? Увидев перед собой «Сушку», выполняющую кобру, насколько проще будет прицелиться в увеличенную площадь противника? В-четвертых, как мы и говорили выше, захватить цель таким маневром не получится, а пущенная без захвата ракета уйдет в молоко полученной инерцией. Схематично такое событие представлено на рисунке №17. В-пятых, снова хочется спросить, как противник оказался так близко, не будучи атакован ранее, и зачем «Кобра», когда можно сделать «Горку», сохранив энергию?

Рисунок №10

На самом деле, ответ на многие вопросы по фигурам высшего пилотажа предельно прост. Показательные выступления и шоу не имеют ничего общего с реальными приемами в ближнем воздушном бою, так как выполняются на заведомо не применимых в БВБ режимах полета.

На этом каждый сам для себя должен сделать вывод, насколько самолет поколения 4++ способен противостоять самолету пятого поколения. В третьей части подробнее поговорим о F-35 и Т-50 в сравнении с конкурентами.

/Кирилл Соколов, topwar.ru/

Воспользуйтесь нашими услугами

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

integral-russia.ru

Сравнение самолетов 4-го и 5-го поколения. Дальний воздушный бой

Сравнение истребителей разного поколения – давно является самой бездонной темой. Огромное количество форумов и публикаций склоняют чашу весов, как в одну, так и в другую сторону.

Не имея собственного серийного истребителя пятого поколения (подчеркиваю – серийного), практически 99% форумных баталий и публикаций различных авторов в РФ сводятся к тому, что наши машины поколения 4+, 4++ прекрасно справляются с давно серийной машиной F-22. До показа широкой публике Т-50, еще не было даже примерно понятно, что эта машина будет собой представлять. Большинство публикаций в России сводились к тому, что и так проблем нет. Наши «четверки» положат на лопатки «Раптор» без особых проблем или, по крайней мере, будут не хуже.

В 2011 после показа на МАКС, ситуация с Т-50 стала проясняться, и уже его стали сравнивать с серийным F-22. Теперь большинство публикаций и форумных споров склонялось к тотальному превосходству машины Сухого. Если мы с нашими «четверками» проблем не знали, то, что говорить о «пятерке». С этой логикой сложно спорить.

Однако такое единодушие не наблюдается в западных СМИ. Если преимущество Су-27 над F-15C там более-менее признали, то F-22 всегда выходит вне конкуренции. Не сильно расстраивает западных аналитиков и поколение машин 4+, 4++. Все сходятся во мнении, что они не смогут в полной мере составить конкуренцию F-22.

С одной стороны каждый хвалит свое болото – это вполне логично, но с другой стороны, хочется проследить логику и тех и других. Наверняка у каждого есть своя правда, имеющая право на существование.

В 50-е, 70-е годы дискутировать о том, к какому поколению относится та или иная машина, было весьма не благодарным занятием. Многие старые машины модернизировались и подтягивали свой потенциал к более современным. Однако четвертое поколение уже можно обрисовать достаточно точно. Не в последнюю очередь на его концепцию повлияла война во Вьетнаме (уже никто не рассуждал, что пушка не нужна, и никто не полагался только на дальний бой).

Машина четвертого поколения должна обладать высокой маневренностью, сильной РЛС, возможностью применять управляемое оружие, обязательно двухконтурными двигателями.

Первым представителем четвертого поколения стал палубный F-14. Машина обладала рядом явных преимуществ, но была, пожалуй, аутсайдером среди самолетов 4-го поколения. Сейчас ее уже нет в строю. В 1972 свой первый полет совершил истребитель F-15. Это был именно самолет завоевания превосходства в воздухе. Со своими функциями он справлялся превосходно, и равной ему машины в те годы не было ни у кого.

В 1975 совершил первый полет наш истребитель четвертого поколения – Миг-31. Однако он, в отличие от всех остальных четверок, не мог вести полноценный маневренный воздушный бой. Конструкция самолета не предполагала серьезных перегрузок, которые неизбежны при активном маневрировании. В отличие от всех «четверок», эксплуатационная перегрузка которых достигала 9G, Миг-31 выдерживал только 5G. Поступив на серийное производство в 1981, через пять лет после F-15, он не являлся истребителем, а был именно перехватчиком. Его ракеты обладали большой дальностью, но были не способны поражать высокоманевренные цели, такие как F-15, F-16 (причину этого рассмотрим ниже). Задачей Миг-31 была борьба с разведчиками и бомбардировщиками противника. Возможно, отчасти, благодаря уникальной на тот момент РЛС, он мог выполнять функции командного пункта.

В 1974 совершает первый полет, а в 1979 поступает на вооружение еще один истребитель четвертого поколения F-16. На нем впервые применена интегральная компоновка, когда фюзеляж вносит свой вклад в создание подъемной силы. Однако F-16 не позиционируется как самолет завоевания превосходства в воздухе, эту участь полностью оставляют тяжелому F-15.

К тому времени у нас нечего было противопоставить Американским машинам нового поколения. Первый полет Су-27 и Миг-29 состоялись в 1977 г. К тому моменту F-15 уже поступил в серийное производство. Противостоять «Орлу» должен был Су-27, однако с ним все шло не так гладко. Изначально крыло на «Сушке» было создано своими силами и получило так называемую готическую форму. Однако первый же полет показал ошибочность конструкции – готического крыла, приводившей к сильной тряске. В итоге на Су-27 пришлось в спешном порядке переделывать крыло на разработанное в ЦАГИ. Которое уже было поставлено на Миг-29. Поэтому Миг поступил в эксплуатацию немного раньше в 1983, а Су в 1985 г.

К началу серийного производства «Сушки», F-15 уже долгие девять лет полным ходом был на конвейере. Но примененная интегральная компоновка Су-27, с точки зрения аэродинамики, была более продвинутой. Также применение статической неустойчивости в какой-то мере привело к повышению маневренности. Однако, вопреки мнению многих, этот параметр не является определяющим маневренное превосходство машины. К примеру, все современные пассажирские Airbus делаются также статически неустойчивыми, и при этом они не показывают чудес маневрирования. Так, что это скорее особенность Сушки, чем явное преимущество.

С появлением машин четвертого поколения все силы были брошены на пятое. В начале 80-х особенных потеплений в холодной войне не наблюдалось, и никто не хотел потерять свои позиции в истребительной авиации. Разрабатывалась так называемая программа истребителя 90-х. Получив самолеты четвертого поколения немного раньше, американцы имели в ней преимущество. Уже в 1990, еще до полноценного развала Союза, совершил первый полет прототип истребителя пятого поколения YF-22. Его серийное производство должно было начаться в 1994, но история внесла свои коррективы.

Советский Союз распался, и главного соперника США не стало. Штаты прекрасно понимали, что современная Россия 90-х не способна создать самолет пятого поколения. Более того, не способна даже производить масштабно самолеты поколения 4+. Да и большой надобности в этом наше руководство не видело, так как запад перестал быть врагом. Поэтому темпы доведения конструкции F-22 до серийного варианта были резко снижены. Объем закупок упал с 750 машин до 648, а производство отодвинули на 1996 г. В 1997 было очередное сокращение партии до 339 машин, и одновременно стартовало серийное производство. На приемлемую мощность в 21 шт в год, завод вышел в 2003 г., однако в 2006 планы закупок сократили до 183 единиц. В 2011 был поставлен последний «Раптор».

Истребитель девяностых в нашей стране шел с опозданием от основного конкурента. Эскизный проект МИГ МФИ был защищен только в 1991 г. Развал Союза затормозил, и без того отставшую, программу пятого поколения и опытный экземпляр поднялся в небо только в 2000 г. Однако сильного впечатления он на запад не произвел. Для начала его перспективы были слишком туманны, испытаний соответствующих РЛС и доведения современных двигателей не было. Планер Мига даже визуально нельзя было отнести к СТЭЛС машинам: применение ПГО, обширное применение вертикального оперения, не показанные внутренние отсеки вооружения и т.д. Все это наводило на мысли, что МФИ лишь прототип, очень далекий от реального пятого поколения.

Благо рост цен на нефть в 2000-х дал возможность нашему государству заняться в плотную самолетом пятого поколения, с соответствующей поддержкой. Но не МИГ МФИ, не С-47 «Беркут» не стали прототипами для нового пятого поколения. Безусловно, опыт их создания был учтен, но самолет построили совершенно с нуля. Отчасти из-за большого количества спорных моментов в конструкции МФИ и С-47, отчасти из-за слишком большой взлетной массы и отсутствия подходящих двигателей. Но в итоге мы получили пока еще прототип Т-50, ибо серийное производство его не начато. Но о нем поговорим в следующей части.

Какие основные отличия от четвертого поколения должно иметь пятое? Обязательно маневренность, большая тяговооруженность, более совершенная РЛС, многофункциональность и малая заметность. Перечислять разные отличия можно долго, но на самом деле все это далеко не важно. Важно лишь то, что пятое поколение должно иметь решающие преимущества над четвертым, а как — это уже вопрос к конкретному самолету.

Пора перейти к непосредственному сравнению самолетов четвертого и пятого поколения. Воздушное столкновение можно условно разделить на два этапа – это дальний воздушный бой и ближний воздушный бой. Рассмотрим каждый из этапов по отдельности.

Дальний воздушный бой

Что важно при дальнем столкновении. Во-первых, это осведомленность от внешних источников (самолеты ДРЛО, наземные станции локации), что не зависит от самолета. Во-вторых, мощность РЛС — кто первый увидит. В-третьих, малая заметность самого самолета.

Самый большой раздражитель общественного мнения в РФ – это малая заметность. Только ленивый не высказывался по этому поводу. Как только не кидали камни в сторону F-22 по поводу его малой заметности. Можно привести ряд аргументов стандартного Российского Патриота:
— его прекрасно видят наши старые метровые радары, F-117 же сбили Югославы;
— его прекрасно видят наши современные радары от С-400/С-300;
— его прекрасно видят современные радары самолетов 4++;
— как только он включит свой радар – его тут же заметят и собьют;
— и т.д. и т. п. …

Смысл у этих аргументов один: «Раптор» ни что иное, как распил бюджета! Глуповатые Американцы вложили кучу денег в технологию «малой заметности», которая совершенно не работает. Но попытаемся разобраться в этом более детально. Для начала, мне больше всего интересно, какое дело стандартному Российскому Патриоту до бюджета США? Может он очень любит эту страну, и не видит в ней врага как остальное большинство?

По этому поводу есть замечательная фраза Шекспира: «Грехи других судить вы так усердно рветесь, начните со своих и до чужих не доберетесь».

К чему это сказано? Давайте посмотрим, что происходит в нашем авиапроме. Самый современный серийный истребитель поколения 4++ Су-35С. Он, как и его прародитель Су-27, не обладал элементами СТЭЛС. Однако в нем применен ряд технологий, позволяющих снизить ЭПР без существенных изменений конструкции, т.е. хоть чуть-чуть, но уменьшили. Казалось бы зачем? И так все даже F-22 видят.

Но Су-35 – это цветочки. Готовится к серийному производству истребитель пятого поколения Т-50. И что мы видим – планер создан по технологии СТЭЛС! Широкое применение композитов, до 70% конструкции, внутренние отсеки вооружение, специальная конструкция воздухозаборника, параллельные кромки, пара пилообразных стыков. И все это ради СТЭЛС технологии. Почему тут стандартный Российский Патриот не видит противоречий. Пёс с ним с «Раптором», что делают наши? Они наступают на те же грабли? Они не учли столь очевидных ошибок и вкладывают кучу денег в НИКОР, вместо модернизации самолетов четвертого поколения?

Но и Т-50 цветочки. Есть у нас фрегаты проекта 22350. Судно размером 135 на 16 м. Он, по заявлению ВМФ построен с использованием технологии СТЭЛС! Огромное судно водоизмещением 4500 тонн. Зачем ему малая заметность? Или авианосец типа «Джеральд Р. Форд», так неожиданно тоже использует технологию малой заметности (ну тут понятно, опять распил, наверное).

Так может стандартному Российскому Патриоту начать со своей страны, где, похоже, распил еще похлеще. Или можно попробовать немного разобраться в теме. Может наши конструкторы не зря пытаются реализовать элементы СТЭЛС, может не такой это и бесполезный распил?

Обратиться за разъяснением, прежде всего, следует к самим конструкторам. В вестнике РАН была публикация под авторством А.Н. Лагарькова и М.А. Погосяна. По крайней мере, последняя фамилия должна быть известна всем, кто читает эту статью. Позволю себе дать выжимку из этой статьи:
«Уменьшение ЭПР с 10-15 м² – типичного для тяжелого истребителя (Су-27, F-15) до 0,3 м² позволяет принципиально снизить потери авиации. Этот эффект усиливается, при добавлении к малой ЭПР средств радиоэлектронного противодействия».
Графики из этой статьи приведены на рисунках №1 и №2.

Рисунок №1

Рисунок №2

Похоже, конструктора оказались немного умнее стандартного Российского Патриота. Вся проблема в том, что воздушный бой не представляет собой некую линейную характеристику. Если расчетным путем мы можем получить на какой дальности та или иная РЛС увидит цель с определенным ЭПР – то реальность получается немного иной. Расчет максимальной дальности определения дается в узкой зоне, когда известно место определения объекта, и вся энергия РЛС концентрируется в одном направлении.

Также у РЛС есть параметр диаграммы направленности (ДНА). Она представляет собой набор из нескольких лепестков, представлена схематически на рисунке №3. Оптимальное направление определения соответствует центральной оси главного лепестка диаграммы. Именно для него актуальны рекламные данные. Т.е. при обнаружении целей в боковых секторах, с учетом резкого уменьшения диаграммы направленности, разрешающая способность РЛС сильно падает. Поэтому оптимальный сектор обзора у реальной РЛС очень узок.

Рисунок №3

Теперь обратимся к основному уравнению радиолокации, рисунок №4. Dmax – показывает максимальную дальность определения объекта РЛС. Сигма – это есть величина ЭПР объекта. По этому уравнению мы можем рассчитать дальность обнаружения для любой, сколь угодно малой ЭПР. Т.е. с математической точки зрения все довольно просто. Для примера возьмем официальные данные по РЛС Су-35С «Ирбис». ЭПР=3 м² она видит на дальности в 350 км. Примем ЭПР F-22 равной 0,01 м². Тогда расчетная дальность определения «Раптора» для РЛС «Ирбис» составит 84 км.

Однако это все справедливо только для описания общих принципов работы, но не применимо в полной мере в реальности. Причина зарыта в самом уравнении радиолокации. Pr.min – минимально необходимая, или пороговая мощность приемника. Приемник РЛС не способен принимать сколь угодно малый отраженный сигнал! В противном случае, он бы видел одни шумы, вместо реальных целей. Поэтому математическая дальность обнаружения, не может совпадать с реальной, так как не учитывается пороговая мощность приемника.

Рисунок №4. Основное уравнение радиолокации.

Правда сравнение Раптора с Су-35с является не совсем честным. Серийное производство Су-35с было начато в 2011 г., а в этом же году производство F-22 было закончено! До появления Су-35с «Раптор» уже целых четырнадцать лет стоял на конвейере. Более близкий по годам серийного производства к F-22 является Су-30МКИ. Он пошел в серию в 2000 г., через четыре года после «Раптора». Его радар «Барс» был способен определять ЭПР 3 м² на расстоянии в 120 км (это оптимистичные данные). Т.е. «Хищника» он сможет увидеть на расстоянии 29 км, и это без учета пороговой мощности.

Самым фееричным является аргумент со сбитым F-117 и метровыми антеннами. Тут обратимся к истории. В момент проведения «Бури в пустыни» F-117 совершил 1299 боевых вылетов. В Югославии F-117 совершил 850 боевых вылетов. В итоге из всех был сбит только один самолет! Причина в том, что с метровыми РЛС не все так просто как нам кажется. Мы уже говорили о диаграмме направленности. Самое точное определение – может обеспечить только узкий главный лепесток ДНА. Благо есть давно известная формула по определению ширины ДНА ф=L/D. Где L – длина волны, D – размер антенны. Именно поэтому метровые РЛС имеют широкие лепестки ДНА и не способны давать точные координаты цели. Поэтому от их использования все начали отказываться. Но метровый диапазон обладает меньшим коэффициентом затухания в атмосфере – поэтому способен просматривать дальше, чем сопоставимая по мощности РЛС сантиметрового диапазона.

Однако часты утверждения, что РЛС метрового диапазона не чувствительны к СТЭЛС технологиям. Но такие конструкции основаны на рассеивании падающего сигнала, и наклонные поверхности отражают любую волну, не зависимо от ее длины. Проблемы могут возникнуть с радиопоглощающими красками. Толщина их слоя должна быть равна нечетному числу четвертей длины волны. Тут, скорее всего, будет сложно подобрать краску и для метрового и для сантиметрового диапазона. Но самым важным параметром для определения объекта остается ЭПР. Основными факторами определяющими ЭПР являются:
— электрические и магнитные свойства материала,
— характеристики поверхности цели и угол падения радиоволн,
— относительные размеры цели, определяющиеся отношением ее длины к длине волны.

Т.е. помимо прочего, ЭПР одного и того же объекта различна при разных длинах волн. Рассмотрим два варианта:

1. Длина волны несколько метров – следовательно, физические размеры объекта меньше длины волны. Для простейших объектов, попадающих под такие условия, есть формула расчета, представленная на рисунке №5.

Рисунок №5

Из формулы видно, что ЭПР обратно пропорциональна четвертой степени длины волны. Именно поэтому большие метровые локаторы и загоризонтные РЛС не способны обнаруживать небольшие самолеты.

2. Длина волны в районе метра, что меньше физического размера объекта. Для простейших объектов, попадающих под такие условия, есть формула расчета, представленная на рисунке №6.

Рисунок №6

Из формулы видно, что ЭПР обратно пропорциональна квадрату длины волны.

Упрощая приведенные формулы в учебных целях используется более простая зависимость:

Где СИГМАнат — ЭПР которые мы хотим получить расчетным путем, СИГМАмод — ЭПР полученная экспериментально, k — коэффициент равный:

В котором Lэ — длина волны, при экспериментальном ЭПР, L — длина волны для рассчитываемой ЭПР.

Из выше изложенного можно сделать достаточно прямолинейный вывод о длинноволновых локаторах. Но картина будет не полной, если не упомянуть, как определяется ЭПР сложных объектов в реальности. Ее невозможно получить расчетным путем. Для этого используются безэховые камеры, либо поворотные стенды. На которых ЛА облучают под разным углом. Рис. №7. На выходе получается диаграмма обратного рассеивания, по которой и можно понять: где происходит засветка, и какое будет среднее значение ЭПР объекта. Рис.№8.

Рисунок №7

Рисунок №8

Как мы уже разобрались выше, и как видно из рисунка №8 при увеличении длины волны диаграмма получит более широкие и менее выраженные лепестки. Что приведет к уменьшению точности, но в тоже время и к изменению структуры полученного сигнала.

Теперь поговорим о включении радара F-22. В сети часто можно встретить мнение, что после его включения он станет прекрасно виден нашим «Сушкам» и как котенок будет расстрелян в тот же момент. Для начала у дальнего воздушного боя есть много различных вариантов события и тактик. Основные исторические примеры мы рассмотрим позже – но часто предупреждение об облучении не сможет даже спасти свою машину не то, что атаковать противника. Предупреждение может показывать тот факт, что противник уже знает примерное положение и включил радар для финальной наводки ракет.

Но подойдем к конкретике по этому вопросу. У Су-35с есть станция предупреждения об облучении Л-150-35. Рис.№9. Данная станция способна определять направление излучателя и выдавать целеуказание ракетам Х-31П (это актуально только для наземных РЛС). По направлению – мы можем понять направление излучения (в случае с ЛА зону – где противник). Но мы не можем определить его координаты, так как мощность излучаемой РЛС не постоянная величина. Для определения нужно задействовать свой радар.

Рисунок №9

Тут важно понимать одну деталь, сравнивая самолет 4-го поколения с пятым. Для радара Су-35С встречное излучение будет являться помехой. Это особенность радара АФАР F-22 – который одновременно может работать в разных режимах. Такой возможности нет у ПФАР Cу-35С. Помимо того, что Сушка получает встречную активную помеху – ей по-прежнему нужно определить и поставить на сопровождение (разные вещи, между которыми проходит определенное время!) «Раптора» с элементами СТЭЛС.

Помимо этого F-22 может действовать в зоне постановщика помех. Как выше указывалось в графиках из публикации вестника РАН, что приведет к еще большему преимуществу. На чем это основано? Точность определения есть разница между накоплением отраженного от цели сигнала и шума. Сильные шумы могут полностью забить приемник антенны или, по крайней мере, осложнить накопление Pr.min (о нем говорили выше).

Дополнительно, снижение ЭПР позволяет расширить тактику применения самолета. Рассмотрим несколько вариантов тактического действия в группах, известных из истории. Дж Стюарт в своей книге приводил ряд примеров тактики Северной Кореи во время войны:

1. Прием «Клещи»
Две группы идут на встречных курсах к противнику. После взаимной пеленгации, обе группы разворачиваются в обратном направлении (Домой). Противник пускается в погоню. Третья группа – вклинивается между первой и второй и на встречных курсах атакует противника, в то время как тот занят погоней. При этом малая ЭПР третьей группы очень важна. Рис. №10.

Рисунок №10

2. Прием «Отвлечение»
Группа ударных самолетов противника наступает под прикрытием истребителей. Группа обороняющихся специально дает себя засечь противнику и заставляет сконцентрироваться на себе. С другой стороны вторая группа обороняющихся истребителей атакует ударные наступательные самолеты. При этом малая ЭПР второй группы очень важна! Рис. №11. В Корее этот маневр корректировался с наземных РЛС. В современное время это будет делать самолет ДРЛО.

Рисунок №11

3. Прием «Удар снизу»
В районе боевых действий одна группа идет на стандартной высоте, другая (более квалифицированна) на предельно малой. Противник обнаруживает более явную первую группу и входит в бой. Вторая группа атакует снизу. Рис. №12. При этом малая ЭПР второй группы очень важна!

Рисунок №12

4. Прием «лестница»
Состоит из пар самолетов, каждая, из которой, идет ниже и сзади ведущей на 600 м. Приманкой служит верхняя пара, когда противник сближается с ней, ведомые набирают высоту и выполняют атаку. Рис. №13. ЭПР ведомых, в данном случае очень важна! В современных условиях «лестница» должна быть немного просторнее, но суть остается.

Рисунок №13

Рассмотрим вариант, когда ракета по F-22 уже пущена. Благо наши конструкторы смогли обеспечить нас большой номенклатурой ракет. Прежде всего, остановимся на дальней руке Миг-31 – ракете Р-33. Она обладала великолепной дальностью для того времени, но не способна была бороться с современными истребителями. Как уже говорилось выше, Миг был создан, как перехватчик разведчиков и бомбардировщиков, не способных к активному маневрированию. Поэтому максимальная перегрузка поражаемых целей ракетой Р-33 равна 4g. Современная длинная рука – это ракета КС-172. Однако ее очень давно показывают в виде макета и до принятия на вооружение дело может и не дойти.

Более реальной «длинной рукой» является ракета РВВ-БД, основанная на Советской разработке ракеты Р-37. Дальность, указанная производителем составляет 200км. В некоторых сомнительных источниках, можно встретить дальность в 300км. Скорее всего, это основано на испытательных пусках Р-37, однако между Р-37 и РВВ-БД есть разница. Р-37 должна была поражать цели маневрирующие с перегрузкой в 4g, а РВВ-БД уже способна противостоять целям с перегрузкой в 8g, т.е. конструкция должна быть более прочной и тяжелой.

В противостоянии с F-22 все это мало актуально. Так как засечь на таком расстоянии его силами бортовой РЛС не представляется возможным, а реальная дальность ракет и рекламная сильно различаются. Основано это на конструкции самой ракеты и испытаниям на максимальную дальность. В основе ракет лежит твердотопливный двигатель (пороховой заряд), время работы которого составляет пару секунд. Он, в считанные мгновения, разгоняет ракету до максимальной скорости, а далее она идет по инерции. Рекламная максимальная дальность основана на пуске ракет по цели, горизонт которой находится ниже атакующего. (Т.е. не требуется преодолевать силу притяжения земли). Движение проходит по прямолинейной траектории до скорости, на которой ракета становится уже не управляемой. При активном маневрировании инерция ракеты будет стремительно падать, а дальность сократиться в разы.

Основной ракетой при дальнем воздушном бое с «Раптором» будет РВВ-СД. Рекламная дальность ее немного скромнее в 110 км. Самолеты пятого или четвертого поколения, после захвата их ракетой, должны попытаться сорвать наведение. Ввиду необходимости ракеты после срыва активно маневрировать, энергетика будет потрачена и повторно навестись уже останется мало шансов. Любопытен опыт войны во Вьетнаме, там эффективность поражения ракетами средней дальности составляла 9%.

Во время войны в Заливе эффективность ракет немного выросла, там уходило три ракеты на один сбитый самолет. Современные ракеты, конечно, повышают вероятность поражения, однако самолеты поколений 4++ и 5 тоже имеют не мало контраргументов. Данные, с какой вероятностью ракета воздух-воздух поразит цель, дают сами производители. Эти данные получены при учениях и без активного маневрирования, естественно имеют мало общего с реальностью. Тем не менее, вероятность поражения у РВВ-СД составляет 0,8, а у AIM-120C7 0,9. Из чего будет складываться реальность? Из возможностей самолета сорвать атаку. Это можно сделать несколькими способами – активным маневрированием и применением средств РЭБ, технологией малой заметности. Про маневрирование мы поговорим во второй части, где рассмотрим ближний воздушный бой.

Снова возвращаемся к технологии малой заметности, и какое преимущество получит самолет пятого поколения над четвертым при ракетной атаке. Для РВВ-СД разработан ряд головок самонаведения. В настоящий момент применяется 9Б-1103М, которая способна определять ЭПР 5 м² на расстоянии 20 км. Есть также варианты ее модернизации 9Б-1103М-200, которая способна определять ЭПР 3 м² на расстоянии 20 км, но скорее всего они будут установлены на изд. 180 для Т-50. Ранее мы принимали ЭПР «Раптора» равной 0,01 м² (мнение, что это в передней полусфере – видится ошибочным, в безэховых камерах как правило дают среднее значение), при таких значениях дальность обнаружения «Раптора» будет 4,2 и 4,8 км соответственно. Такое преимущество явно упростит задачу по срыву захвата ГСН.

В англоязычной прессе приводились данные по атаке целей ракетой AIM-120C7 в условиях РЭБ противодействия, они составляли порядка 50%. Аналогию можем провести и для РВВ-СД, однако помимо возможного электронного противодействия, ей придется еще бороться с технологией малой заметности (снова отсылка к графикам из вестника РАН). Т.е. вероятность поражения становится еще меньше. На последней ракете AIM-120C8 или как ее еще называют AIM-120D, применена более продвинутая ГСН, с другими алгоритмами. По заверениям производителя при РЭБ противодействии вероятность поражения должна достигнуть 0,8. Будем надеяться, что наша перспективная ГСН для «изд. 180», даст аналогичную вероятность.

В следующей части рассмотрим развитие событий в ближнем воздушном бою.

Продолжение следует…

/Кирилл Соколов, topwar.ru/

army-news.ru

Сравнение самолетов 4-го и 5-го поколения. Часть 2. Ближний воздушный бой

Это продолжение предыдущей статьи. Для полноты картины советую прочитать первую часть.

Продолжая сравнивать возможности истребителей поколения 4++ с 5-м, мы обратимся к самым ярким серийным представителям. Естественно, это Су-35с и F-22. Это не совсем справедливо, как я и говорил в первой части, но все же.

Су-35с является развитием легендарного Су-27. В чем уникальность его предка, думаю, помнят все. До 1985 года девять лет в воздухе безраздельно властвовал F-15. Но настроение за океаном резко упало, когда на вооружение начинают принимать первые серийные Су-27. Истребитель, обладающий сверхманевренностью, способный выходить на ранее не достижимые углы атаки, в 1989 г. впервые публично демонстрирующий прием «Кобра Пугачева», не досягаем западным конкурентам. Естественно, его новая «тридцать пятая» модификация вобрала все преимущества предка и добавила ряд своих особенностей, доведя конструкцию «двадцать седьмого» до идеала.

Яркой особенностью Су-35с, а также остальных наших самолетов поколения 4+, является отклоняемый вектор тяги. По непонятным причинам он распространен только в нашей стране. Является ли этот элемент настолько уникальным, что его никто не может повторить? Технология отклоняемого вектора тяги была опробована и на американских самолетах четвертого поколения. Компанией General Electric было разработано сопло AVEN, установленное и испытанное на самолете F-16VISTA в 1993 г. Рис. №1. Компанией Pratt Whitney было разработано сопло PYBBN (более удачной конструкции, чем у GE), установленное и испытанное на самолете F-15ACTIVE в 1996 г. Рис. №2. В 1998 г. проходили испытания отклоняемого сопла TVN для «Еврофайтера». Однако ни один западный самолет четвертого поколения не получил ОВТ в серии, несмотря на то, что модернизация и производство продолжаются по сей день.

Рисунок №1

Рисунок №2

В чем причина такой нелюбви Запада к отклоняемому вектору тяги? Для этого попробуем разобраться, на чем основан ближний воздушный бой, и как в нем можно применить отклоняемый вектор тяги.

Маневренность самолета определяется перегрузками. Они, в свою очередь, ограничены прочностью самолета, физиологическими способностями человека и предельными углами атаки. Также важна тяговооруженность самолета. При маневрировании – основная задача — это максимально быстро изменить направление вектора скорости или углового положения самолета в пространстве. Именно поэтому ключевым вопросом в маневрировании является установившийся вираж или форсированный. При установившемся вираже самолет максимально быстро меняет направление вектора движения, при этом не теряя скорость. Форсированный вираж обусловлен более быстрым изменением углового положения самолета в пространстве, но он сопровождается активными потерями скорости.

А.Н. Лапчинский в своих книгах о Первой мировой войне приводил слова нескольких западных пилотов-асов: немецкий ас Ниммельман писал: «Я безоружен, пока я ниже»; Белке говорил: «Главное в воздушном бою – вертикальная скорость». Ну и как не вспомнить формулу знаменитого А. Покрышкина: «Высота – скорость – маневр – огонь».

Структурировав эти высказывания с предыдущим абзацем, мы можем понять, что скорость, высота и тяговооруженность будут являться определяющими в воздушном бою. Объединить эти явления можно понятием энергетической высоты полета. Она рассчитывается по формуле, указанной на рисунке №3. Где Hэ — уровень энергии самолета, H – высота полета, V2/2g – кинетическая высота. Изменение кинетической высоты по времени называют энергетической скороподъемностью. Практическая суть уровня энергии заключается в возможности ее перераспределения пилотом между высотой и скоростью, в зависимости от ситуации. Обладая запасом по скорости, но дефицитом высоты, пилот может выполнить горку, как и завещал Ниммельман, и получить тактическое преимущество. Умение летчика грамотно распоряжаться имеющимся запасом энергии является одним из определяющих в воздушном бою.

Рисунок №3

Из формулы на рисунке №3 мы можем посчитать параметр скороподъемности самолета, как я и говорил выше. Но теперь становится понятна абсурдность данных по скороподъемности, которые приводятся в открытых источниках по тем или иным самолетам, так как это динамично изменяемый параметр, зависящий от высоты, скорости полета и перегрузки. Но, одновременно с этим, он является важнейшим составляющим уровня энергии самолета. Исходя из вышесказанного, потенциал самолета по набору энергии можно условно определить по его аэродинамическому качеству и тяговооруженности. Т.е. уровнять потенциал самолета с худшей аэродинамикой можно увеличением тяги двигателей и наоборот.

Естественно, одной энергией бой выиграть невозможно. Не менее важным является характеристика поворотливости самолета. Для нее справедлива формула, указанная на рисунке №4. Видно, что характеристики поворотливости самолета напрямую зависят от перегрузок Ny. Соответственно, для установившегося разворота (без потери энергии) важна Nyр — располагаемая или нормальная перегрузка, а для форсированного разворота Nyпр – предельная по тяге перегрузка. Прежде всего, важно, чтобы эти параметры не выходили за границы эксплуатационной перегрузки самолета Nyэ, т.е. предела по прочности. Если это условие выполняется, то самой важной задачей при проектировании самолета будет являться максимальное приближение Nyр к Nyэ. Говоря проще – способность самолета в большем диапазоне выполнять маневры без потери скорости (энергии). Что влияет на Nyр? Естественно, аэродинамика самолета, чем больше аэродинамическое качество, тем выше возможная величина Nyр, в свою очередь, на улучшение аэродинамики влияет показатель нагрузки на крыло. Чем он меньше, тем выше поворотливость самолета. Также на Nyр влияет и тяговооруженность самолета, принцип, о котором мы говорили выше (в энергетике), справедлив и для поворотливости самолета.

Рисунок №4

Рисунок №5

Чтобы сравнить Су-35с с F-22 в ближнем бою, сначала нам необходимо обратиться к их предкам, а именно Су-27 и F-15. Сопоставим доступные нам важнейшие характеристики, такие, как тяговооруженность и нагрузка на крыло. Однако встает вопрос, для какой массы? В РЛЭ нормальная взлетная масса рассчитывается, исходя из 50% топлива в баках, двух ракет средней дальности, двух ракет малой дальности и боекомплекта пушки. Но максимальная масса топлива у Су-27 гораздо больше, чем у F-15 (9400 кг против 6109 кг), следовательно, и 50% запас разный. Значит, F-15 заранее получит преимущество по меньшей массе. Дабы сравнение было более честным, за образец предлагаю взять массу 50% топлива Су-27, поэтому для «Орла» получим два результата. В качестве вооружения Су-27 принимаем две ракеты Р-27 на АПУ-470 и две ракеты Р-73 на п-72-1. Для F-15C вооружение AIM-7 на LAU-106a и AIM-9 на LAU-7D/A. Для указанных масс посчитаем тяговооруженность и нагрузку на крыло. Данные представлены в таблице на рисунке №6.

Рисунок №6

Если сравнивать F-15 с расчетным для него топливом, то показатели весьма впечатляющие, однако, если взять топливо, равное по массе 50% топлива Су-27, то преимущество практически минимальное. В тяговооруженности отличие на сотые доли, но по нагрузке на крыло F-15, все же, прилично впереди. Исходя из расчетных данных, «Орел» должен иметь преимущество в ближнем воздушном бою. Но на практике учебные бои между F-15 и Су-27, как правило, оставались за нашими. Технологически ОКБ Сухого не смогло создать самолет, столь же легкий, как у конкурентов, не секрет, что по весу БРЭО мы всегда немного уступали. Однако наши конструкторы пошли по другому пути. В учебных состязаниях никто не применял «Кобр Пугачева» и не использовал ОВТ (его еще не было). Именно совершенная аэродинамика «Сухого» дала ему значимое преимущество. Интегральная компоновка фюзеляжа и аэродинамическое качество в 11,6 (у F-15c 10) нивелировали преимущество в нагрузке на крыло у F-15.

Рисунок №7

Где из всего вышесказанного все же можно применить отклоняемый вектор тяги? Для этого обратимся к графику на рисунке №8. Эти данные получены для горизонтального маневра истребителей Су-27 и F-15c. К сожалению, аналогичных данных для Су-35с пока нет в открытом доступе. Обратите внимание на границы установившегося разворота для высот 200 м и 3000 м. По оси ординат мы можем видеть, что в диапазоне 800–900 км/ч для указанных высот достигается наибольшая угловая скорость, которая составляет 15 и 21 град/сек, соответственно. Ограничена она только перегрузкой самолета в диапазоне от 7,5 до 9. Именно такая скорость считается наивыгоднейшей для ведения ближнего воздушного боя, так как на ней максимально быстро меняется угловое положение самолета в пространстве. Возвращаясь к двигателям пятого поколения, самолет, обладающей большей тяговооруженностью и способный двигаться на сверхзвуке без использования форсажа, получает энергетическое преимущество, так как он может израсходовать скорость на набор высоты, пока она не упадет в диапазон наивыгоднейших для БВБ.

Рисунок №8

Рассмотрим график горизонтального маневра для высот 5000–7000 м, представленный на рисунке №9. Наибольшая угловая скорость составляет 10-12 град/сек, и достигается в диапазоне скоростей 900-1000 км/ч. Приятно отметить, что именно в этом диапазоне Су-27 и Су-35с имеют решающие преимущества. Однако эти высоты не являются наивыгоднейшими для ведения БВБ, ввиду падения угловых скоростей. Как в этом случае нам поможет отклоняемый вектор тяги? Ответ прекрасно виден из графика – никак! Так как граница по предельному углу атаки (αдоп) находится гораздо выше предела по прочности самолета.

Рисунок №9

Теперь обратимся немного к истории. На учениях Red Flag F-22 постоянно одерживал победы над самолетами четвертого поколения. Есть только единичные случаи проигрыша. Он никогда не встречался на Red Flag с машинами Су-27/30/35 (по крайней мере, нет таких данных). Однако Су-30МКИ принимали участие в Red Flag. В сети доступны отчеты по состязаниям за 2008 год. Безусловно, Су-30МКИ имел преимущество над американскими машинами, как и Су-27 (но отнюдь не за счет ОВТ и не подавляющее). Из отчетов мы можем увидеть, что Су-30МКИ на Red Flag показывал максимальную угловую скорость в районе 22 град/сек (скорее всего, на скоростях в районе 800 км/час, см график), в свою очередь, F-15c выходил на угловую скорость в 21 град/сек (аналогичные скорости). Любопытно, что F-22 на тех же учениях показал угловую скорость в 28 град/сек. Теперь мы понимаем, чем это можно объяснить. Во-первых, перегрузка на определенных режимах у F-22 не ограничена 7, а составляет 9 (см. РЛЭ Су-27 и F-15). Во-вторых, благодаря меньшей нагрузке на крыло и большей тяговооруженности, границы установившегося разворота на наших графиках для F-22 будут смещаться вверх.

Отдельно следует отметить неповторимые фигуры высшего пилотажа, которые могут демонстрировать самолеты Су-35с. Так ли они применимы в ближнем воздушном бою? С применением отклоняемого вектора тяги выполняются такие фигуры, как «Чакра Флорова» или «Блинчики». Что объединяет эти фигуры? Они выполняются на малых скоростях, дабы попасть в эксплуатационную перегрузку, далеких от наивыгоднейших в БВБ. Самолет резко меняет свое положение относительно центра масс, так как вектор скорости, хоть и смещается, но кардинально не изменяется. Угловое положение в пространстве остается неизменным! Какая разница ракете или РЛС, что самолет кружится вокруг своей оси? Совершенно никакой, при этом он еще и теряет свою энергию полета. Быть может, такими кульбитами мы сможем дать ответный огонь по противнику? Тут важно понимать, что перед пуском ракеты самолету нужно провести захват цели, после чего пилот должен дать «согласие», нажав кнопку «ввод», после чего данные передаются на ракету и осуществляется пуск. Сколько на это уйдет времени? Явно больше, чем доли секунды, которые тратятся при «блинчиках» или «чакре», или еще чем-то. При этом все это еще и в заведомо проигрышных скоростях, и с потерей энергии. Но можно пустить ракеты малой дальности с тепловыми головками без захвата. При этом мы надеемся, что ГСН ракеты сама захватит цель. Следовательно, направление вектора скорости атакующего должно примерно совпадать с вектором противника, иначе ракета по инерции, полученной от носителя, уйдет из зоны возможного захвата своей ГСН. Одна проблема — такое условие не выполняется, так как вектор скорости кардинально при таких фигурах высшего пилотажа не изменяется.

Однако может ли такой маневр обеспечить необходимые преимущества? Есть мнение, что таким торможением мы можем пропустить соперника вперед. Во-первых, у Су-35с и так есть возможность воздушного торможения без необходимости отключения автоматики. Во-вторых, как известно из формулы энергии полета, тормозить надо набором высоты, а не как-то иначе. В-третьих, что в современном бое соперник должен делать вплотную в хвосте, при этом не атакуя? Увидев перед собой «Сушку», выполняющую «кобру», насколько проще будет прицелиться в увеличенную площадь противника? В-четвертых, как мы и говорили выше, захватить цель таким маневром не получится, а пущенная без захвата ракета уйдет «в молоко» полученной инерцией. Схематично такое событие представлено на рисунке №17. В-пятых, снова хочется спросить, как противник оказался так близко, не будучи атакован ранее, и зачем «Кобра», когда можно сделать «Горку», сохранив энергию?

Рисунок №10

На этом каждый сам для себя должен сделать вывод, насколько самолет поколения 4++ способен противостоять самолету пятого поколения.

В третьей части подробнее поговорим о F-35 и Т-50 в сравнении с конкурентами.

Продолжение следует…

По материалам:
https://ru.scribd.com/doc/310225465/Air-launched-Guided-Missiles
//www.anft.net
//www.exelisinc.com
//www.cram.com
//militaryrussia.ru
//www.globalsecurity.org
//www.airwar.ru
//www.pw.utc.com
//vpk.name
https://www.flightglobal.com
//www.dassault-aviation.com
//www.lockheedmartin.com
//www.migavia.ru
//www.boeing.com
//en.academic.ru
Бабич В. К. Истребители меняют тактику
А. Н. Лапчинский в книге «Воздушный бой»
Сосулин Ю.Г «Теоретические основы радиолокации и радионавигации».
П.А. Бакулев. «Радиолокационные системы».
А.А. Колосов. «Основы загоризонтной радиолокации».
В.П. Бердышев. «Радиолокационные системы».
А.Н. Лагарьков, М.А. Погосян. ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 73, № 9
//www.vonovke.ru
https://www.youtube.com/channel/UCDqLeWhPrzAKhv_dl7azNgw
//purepowerengines.com/
//nationalinterest.org
//tass.ru
//www.jsf.mil
//www.ausairpower.net

topwar.ru

Истребитель И-4 Фото. Вооружение. Характеристики. Скорость

Новейшие лучшие военные самолеты ВВС России и мира фото, картинки, видео о ценности самолета-истребителя как боевого средства способного обеспечить «господство в воздухе», была признана военными кругами всех государств к весне 1916 г. Это потребовало создания боевого специального самолета, превосходящего все остальные по скорости, маневренности, высоте и применению наступательного стрелкового вооружения. В ноябре 1915 г. на фронт поступили самолеты-бипланы Ньюпор II Вебе. Это первый самолет, построенный во Франции, который предназначался для воздушного боя.

Самые современные отечественные военные самолеты России и мира обязаны своим появлением популяризации и развитию авиации в России которому способствовали полеты русских летчиков М. Ефимова, Н. Попова, Г. Алехновича, А. Шиукова, Б. Российского,, С. Уточкина. Стали появляться первые отечественные машины конструкторов Я. Гаккеля, И. Сикорского, Д. Григоровича, B.Слесарева, И. Стеглау. В 1913 г. совершил первый полет тяжелый самолет «Русский витязь». Но нельзя не вспомнить первого создателя самолета в мире — капитана 1-го ранга Александра Федоровича Можайского.

Советские военные самолеты СССР Великой Отечественной войны стремились поразить войска противника, его коммуникации и другие объекты в тылу ударами с воздуха, что обусловило создание самолетаов-бомбардировщиков способных нести большой бомбовый груз на значительные расстояния. Разнообразие боевых задач по бомбардировке неприятельских сил в тактическом и оперативной глубине фронтов привело к пониманию того факта, что их выполнение должно быть соизмеримо с тактико-техническими возможностям конкретного самолета. Поэтому конструкторским коллективам следовало решить вопрос специализации самолетов-бомбардировщиков, что и привело к возникновению нескольких классов этих машин.

Виды и классификация, последние модели военных самолетов России и мира. Было очевидно, что для создания специализированного самолета-истребителя потребуется время, поэтому первым шагом в этом направлении стала попытка вооружить уже существующие самолеты стрелковым наступательным оружием. Подвижные пулеметные установки, которыми начали оснащать самолеты, требовали от пилотов чрезмерных усилий, так как управление машиной в маневренном бою и одновременное ведение огня из неустойчивого оружия уменьшали эффективность стрельбы. Использование двухместного самолета в качестве истребителя, где один из членов экипажа выполнял роль стрелка, тоже создавало определенные проблемы, потому что увеличение веса и лобового сопротивления машины приводило к снижению ее летных качеств.

Какие бывают самолеты. В наши годы авиация сделала большой качественный скачок, выразившийся я значительном увеличении скорости полета. Этому способствовал прогресс в области аэродинамики, создания новых более мощных двигателей, конструктивных материалов, радиоэлектронного оборудования. компьютеризации методов расчетов и т. д. Сверхзвуковые скорости стали основными режимами полета истребителей. Однако гонка за скоростью имела и свои негативные стороны — резко ухудшились взлетно-посадочные характеристики и маневренность самолетов. В эти годы уровень самолетостроения достиг такого значения, что оказалось возможным приступить к созданию самолетов с крылом изменяемой стреловидности.

Боевые самолеты России для дальнейшего роста скоростей полета реактивных истребителей, превышающих скорость звука, потребовалось увеличить их энерговооруженность, повысить удельные характеристики ТРД, а также усовершенствовать аэродинамические формы самолета. С этой целью были разработаны двигатели с осевым компрессором, имевшие меньшие лобовые габариты, более высокую экономичность и лучшие весовые характеристики. Для значительного увеличения тяги, а следовательно, и скорости полета в конструкцию двигателя ввели форсажные камеры. Совершенствование аэродинамических форм самолетов заключалось в применении крыла и оперения с большими углами стреловидности (в переходе к тонким треугольным крыльям), а также сверхзвуковых воздухозаборников.

oruzhie.info

Истребитель И-4 (АНТ-5). Первый истребитель Павла Сухого

«Краткая справка:Советский истребитель И-4 (АНТ-5) — первый боевой самолет П. О. Сухого, созданный под руководством А. Туполева. Характеристики, модификации, история службы самолета.»

Истребитель И-4 (АНТ-5) конструкции П.О.Сухого

История создания истребителя И-4 (АНТ-5)

Производство боевых истребителей в Советском Союзе начиналось трудно. В 1922 г. правительство принимает решение о закупке самолетов за границей и в течение следующих пяти лет основу вооружения составляют английские F-4 «Баззерд» фирмы «Мартинсайд», самолеты А-1 «Балилла» итальянской «Ансальдо» и голландские «Фоккер» D.XI. И только начиная с 1925 г. в ВВС стали поступать первые истребители отечественной конструкции — И-1 Григоровича, затем И-2, И-3 и, наконец, И-4, речь о котором у нас и пойдет.

Осенью 1925 г. Павел Осипович Сухой, один из конструкторов, работавших в ЦАГИ под руководством Андрея Николаевича Туполева, был назначен ответственным за разработку первого в истории Центрального аэрогидродинамического института истребителя АНТ-5.

Самолет планировался как цельнометаллический полутораплан, дальнейшее развитие более ранних моделей АНТ-2 и АНТ-3. К июлю 1927 г. строительство опытного образца нового истребителя, оснащенного девятицилиндровым мотором «Юпитер»-VI фирмы «Гном-Рон», было закончено.

Первый серийный истребитель И-4

Уже к декабрю 1927 года, до завершения государственной испытательной программы, АНТ-5 было решено запустить в серийное производство.

Постройка первого серийного самолета была закончена 18 октября 1928 г. — сказалась нехватка двигателей, вечная проблема советского самолетостроения. На серийные И-4 устанавливался двигатель М-22 — тот же «Юпитер», выпускавшийся в СССР по лицензии. Вооружение самолета состояло из двух синхронных пулеметов, установленных в фюзеляже.

Производство и эксплуатация истребителя И-4 (АНТ-5)

Несколько истребителей И-4 модифицировали для проведения летно-испытательных и экспериментальных программ по проекту Вахмистрова «самолет-звено», в соответствии с которым этим самолетам надлежало стартовать в воздухе с борта «авиаматки» бомбардировщика ТБ-1.

Как видно, нижнее крыло у И-4 значительно меньше верхнего

С этой целью на И-4 монтировалась гораздо меньшее по размерам нижнее крыло и устанавливались замки крепления. Также построили несколько модификаций машины для испытания различных образцов вооружения: на одном устанавливались пулеметы на верхнем крыле, другой был оснащен двумя пушками ДЕП калибра 76.2 мм под нижней плоскостью (прим: нет подтверждений), существовали также варианты с динамо-реактивной пушкой Курчевского, шестью реактивными ускорителями (по три под каждым крылом), и даже с поплавками для взлета и посадки на воду. Однако все они остались экспериментальными образцами и в серию не пошли.

В 1931 г. конструктор И-4 Сухой разработал модифицированную версию, внешне заметно отличавшуюся от предшественника. И-4бис не имел нижнего крыла, у него была увеличена длина предкрылков, установлен новый капот двигателя, закрывающий цилиндры. Но, несмотря на все новшества, дальше испытаний в НИИ ВВС дело не пошло — авиапромышленность СССР начала вставать на ноги, и появились новые, более совершенные и удачные проекты.

Так закончилась короткая история первого серийного истребителя П.О.Сухого. Всего построили 371 самолет (включая прототипы) типа И-4. Этими истребителями были укомплектованы 18 истребительных авиаэскадрилий.

Говорить о И-4, как о «первом блине» выдающегося конструктора, конечно нельзя — И-4 сыграл положительную роль в развитии советского самолетостроения, да и для своего времени имела весьма передовые характеристики (в т.ч. лучшее в мире время боевого разворота на момент создания). Однако угнаться за бешеным темпом с которыми развивалась в то время отрасль, машина, фактически не имевшая задела к модернизации (ах, моторы, моторы…), конечно не могла.

То самое «Звено» Вахмистрова. Обратите внимание — итак короткие нижние крылья И-4, здесь ещё более уменьшены

Как и большинство самолетов того времени, И-4 (АНТ-5) пробыл на вооружении в строевых авиачастях недолго — всего четыре с половиной года, после чего в конце 1933 г. был переведен в категорию учебно-тренировочных самолетов.

Конструкция истребителя И-4 (АНТ-5)

Истребитель И-4 — представитель подкосных полуторапланов с очень малым свободнонесущим нижним крылом. Обшивка истребителя гофрированная алюминиевая, да и вообще — в отличие от многих «одноклассников», И-4 отличался очень малым количеством деталей изготовленных из дерева.

Под тяжёлый и мощный звездообразный двигатель «Юпитер-IV» Павел Сухой лично спроектировал облегчённую раму, изготавливаемую методом штамповки. Комиссия, принимавшая в 1927 году прототип самолёта И-4 отмечала необычайную «лёгкость, изящность и простоту изготовления» подмоторной рамы.

Чертеж истребителя И-4 (АНТ-5) конструкции П.О.Сухого

С заданием П.Сухой справился — маневренный легкий истребитель получился не хуже западных образцов, и к тому же заметно выделялся живучестью и неприхотливостью в обслуживании. Вместе с тем, в производстве И-4 был довольно сложной и дорогой машиной, чем и был обусловлен последующий «шаг назад» советского авиапрома, вновь вернувшегося к полотняной обшивке и деревянным деталям конструкции фюзеляжа. Тем не менее, как уже отмечалось — сам факт существования в то время И-4, стал для авиапрома СССР хорошим шагом вперед.

Шасси И-4, как и у предшественников было спицованным, неубирающемся в полёте, в хвостовой части фюзеляж оснащался костылем, заменявшим заднее колесо. Колеса жёстко смонтированы на раме крепящейся к фюзеляжу, за счет чего эксплуатация И-4 была возможна только с аэродромов имеющих твёрдое грунтовое покрытие.

Винт двухлопостной, деревянный, фиксированного шага (ВФШ), кабина одноместная, открытая.

Характеристики истребителя И-4


Страна:	СССР
Тип:	Истребитель
Год выпуска:	1927 г.
Экипаж:	1 человек
Двигатель:	1х М-22 мощностью 480 л.с.
Максимальная скорость:	257 км/ч
Практический потолок:	7600 м
Дальность полета:	840 км
Масса пустого:	978 кг
Максимальная взлетная масса:	1430 кг
Размах крыльев:	11,42 м
Длина:	7,27 м
Высота:	2,82 м
Площадь крыла:	23,8 кв.м.
Вооружение:	2x 7,62-мм пулемёта ПВ-1, до 50 кг бомбовой нагрузки

Модификации истребителя И-4 (АНТ-5)

АНТ-5 — прототип с другой формой руля поворота и капотом, не закрывающим цилиндры, 1927 год.
И-4 — базовая модель, 1928 год.
И-4(Z) модификация для проекта «Звено» Вахмистрова. Отличался сильно укороченным нижним крылом (до 50 см с каждого бока), 1930 год.
И-4 в варианте гидросамолета — версия поплавкового истребителя, изготовленная, испытанная, но, как оказалось, ненужная армии и флоту. Серийно не производился, 1931 год.
И-4 бис — моноплан (нижнее крыло убрано). Оставшееся крыло снабжено с предкрылками на половине размаха крыла, изменен капот двигателя. Экспериментальный самолет был переделан из серийного, показал чуть лучшую скорость (+10 км/ч), но худшую маневренность. Серийно не производился, 1931 год.
И-4 опытный с пулемётами в верхнем крыле, 1931 год.
И-4 опытный с динамо-реактивными безоткатными 67-мм пушками Леонида Курчевского, 1931-1932 г.г.. Фактически представляла собой попытку сделать из устаревающего истребителя легкий штурмовик. Опыты продолжались с переменным успехом до снятия И-4 с вооружения.
И-4 опытный с пороховми реактивными ускорителями, 1935−1936 г.г.

Источник: компиляция на основе сведений находящихся в открытом доступе сети интернет

armedman.ru

Самолет Су-4. Фото. История. Характеристики.

Советский самолет Су-4 – продолжение легендарного Су-2, в состав которого вошел более мощный двигатель. Еще одно существенное отличие заключалось в установке более эффективного вооружения: обычные пулеметы заменили на крупнокалиберные.
На самолет в начале его проектирования планировалось поставить двухрядный 18-цилиндровый двигатель М-90 конструктора Е.В. Урмина. Он имел значительно меньшие габариты, нежели все существующие звездообразные авиамоторы того времени.

Павел Сухой еще до начала войны стал устанавливать на легкие штурмовики новые модели двигателей. По его расчетам к осени 1941 года можно было начать установку на Су-2 моторов М-89 разработки Е.В. Урмина. Однако вскоре он изменил свое решение, и Су-2 стали комплектоваться силовыми установки, основой которых были двигатели М-82 А.Д. Швецова. Сухой выделил еще два перспективных мотора: М-90 и АМ-37. Первый из них и стал тестироваться на Су-4 в начале 1941 года.

Конструкция Су-4 от базовой модели отличалась деревянным фюзеляжем и таким же крылом, на котором были установлены металлические лонжероны. В планах конструктора было размещение на крыльях и верхней турели штурмовика крупнокалиберных пулеметов Таубина.

В силу той причины, что двигатель М-90 еще не прошел опытных испытаний, первые образцы Су-4 оснастили серийным М-82. Нехватка дюраля вынудила сделать деревянные крылья с металлическими лонжеронами и фанерной обшивкой. Вооружение модификации сильно опередило базовую модель. В центроплане Су-4 размещалось два крупнокалиберных пулемета, на каждом крыле находился пулемет ШКАС. Кроме того, самолет мог нести до 400 кг бомбового заряда. Самолет был способен набрать высоту 6000 метров за 10,5 минут. Скорость аппарата у земли достигала 450 км/ч.

В апреле 1942 года самолет находился на государственных испытаниях, где проверялись его летные и боевые качества. Закончив проверку, модель начали производить серийно и выполнять боевые вылеты в ходе Великой Отечественной войны.

Есть данные, которые свидетельствуют об установке на опытных образцах Су-4 двигателей М-90 и АМ-37. Однако данные машины не были достроены в связи с постоянными эвакуациями в ходе войны. Единственный экземпляр Су-4 с мотором М-90 был собран в Омске и налетал 4 часа 30 минут испытательного времени. Проект по исследованию штурмовика-бомбардировщика с новыми двигателями закрыли в связи с прекращением серийного производства Су-2.

Су-4 характеристики:

Модификация	Су-4
Размах крыла, м	14.30
Длина, м	10.46
Высота, м	3.95
Площадь крыла, м2	29.00
Масса, кг
пустого самолета	3300
нормальная взлетная	4900
Тип двигателя	1 ПД Швецов М-82
Мощность, л.с.	1 х 1250
Максимальная скорость , км/ч	512
Крейсерская скорость , км/ч	469
Практическая дальность, км	605-1000
Максимальная скороподъемность, м/мин	630
Практический потолок, м	9500
Экипаж	2
Вооружение:	два 12.7-мм пулемета БС и два-четыре 7.62-мм пулемета ШКАС (650 патронов на ствол)
Вооружение:	8-10 НУРС РС-82 или РС-132 и/или 400-600 кг бомб

Боевые самолеты России и Мира

avia.pro

Первый советский стратегический бомбардировщик Ту-4: история, описание и характеристики

29.04.2019

Ту-4 – это советский поршневой стратегический бомбардировщик, принятый на вооружение в 1949 году и эксплуатировавшийся примерно до середины 60-х. Этот самолет можно смело назвать уникальным, и для этого есть несколько причин. Ту-4 – это первый советский самолет-носитель ядерного оружия, то есть его можно смело назвать пионером отечественной стратегической авиации. Также он является точной копией американского бомбардировщика В-29.

Советский военно-промышленный комплекс на протяжении всей своей истории никогда не брезговал плагиатом, но Ту-4 является единственным настолько сложным изделием, полностью скопированным (вплоть до деталей интерьера) с оригинала. Исключением стало только советское пушечное вооружение самолета и двигатели.

Этот самолет стал основой ядерной мощи в начальный период Холодной войны. Ту-4 не являлся межконтинентальным, но его дальности хватало, чтобы нанести удары по американским базам, развернутым в Западной Европе и Великобритании.

Создание Ту-4 позволило советской авиационной промышленности перейти на другой технологический уровень, причем сделать это в кратчайшие сроки. Также не следует забывать о том, когда создавался этот самолет: всего лишь несколько лет прошло после окончания войны, половина страны еще лежала в руинах, люди жили в нищете и голодали.

Но этот бомбардировщик был действительно нужен: бывшие союзники по антигитлеровской коалиции перешли в разряд потенциальных противников, в Пентагоне уже были готовы планы ядерных ударов по СССР, а в 1946 году Черчилль произнес свою знаменитую речь в Фултоне, которая считается официальным началом Холодной войны. Советский Союз уже имел ядерное оружие, но без подходящих средств доставки оно в значительной степени теряло свое стратегическое значение.

Именно поэтому на разработку дальнего бомбардировщика были брошены все силы: ведущим конструктором был назначен Д. С. Марков, а генеральным – А. Н. Туполев. Курировал разработки самолета всесильный глава госбезопасности Лаврентий Берия.

Первый полет Ту-4 совершил в 1947 году, всего было выпущено около 1200 единиц этого самолета. Серийное производство продолжалось до 1952 года.

История создания

Тяжелые многомоторные бомбардировщики начали создаваться уже во время Первой мировой войны. Первой полноценной машиной такого класса стал российский четырехмоторный биплан «Илья Муромец», спроектированный Игорем Сикорским еще в 1914 году. Чуть позже аналогичные самолета появились и в составе ВВС других стран-участниц конфликта, внешне они сильно напоминали российский бомбардировщик. К концу войны авиация уже могла использовать бомбы довольно серьезных калибров (до 1 тонны), значительно возросла и точность бомбометания.

В 1921 году появилась первая попытка теоретического обоснования использования тяжелой авиации – книга итальянского генерала Джулио Дуэ «Господство в воздухе». Автор считал, что теперь тяжелые бомбардировщики могут решить исход любого военного конфликта, просто разбомбив инфраструктуру неприятеля. По мнению Дуэ, авиация должна полностью изменить ход грядущих войн. Если раньше боевые действия были уделом вооруженных сил, а население воюющих стран жило более или менее мирной жизнью, то теперь под удар должны попадать все области, куда способны долететь боевые самолеты. Генерал считал, что основной задачей авиации должно стать разрушение экономики противника – городов, заводов, дорог и госучреждений, находящихся во вражеском тылу. Дуэ считал, что психологическое воздействие массированных бомбардировок на мирное население заставит его требовать капитуляции у собственного правительства.

Следует отметить, что итальянский генерал практически сформулировал концепцию применения стратегической авиации в период Второй мировой войны. Именно таким образом свои ВВС против Германии и Японии использовали США и Великобритания.

По условиям Версальского договора Германии и Австрии было запрещено заниматься разработкой бомбардировочной авиации. Поэтому германские авиаконструкторы строили пассажирские многомоторные самолеты, которые при необходимости можно было быстро трансформировать в боевые самолеты.

В 20-е и 30-е годы работы над тяжелыми дальними бомбардировщиками активно проводились в Советском Союзе. Наиболее известной советской машиной того периода был ТБ-3, который был разработан в КБ Туполева и выпускался до 1937 года. Этот самолет участвовал в боях на Халхин-Голе, в финской войне и довольно активно использовался на начальном этапе Великой Отечественной.

Советские машины имели обшивку из гофрированного алюминия, что увеличивало прочность корпуса, но негативно влияло на скорость летательных аппаратов. Бомбардировщики имели неубирающееся шасси и открытые кабины пилотов. Их скорость не превышала 200 км/ч.

В середине 30-х годов в США начали строить бомбардировщики следующего поколения, с гладкой обшивкой, убирающимися шасси и мощными двигателями. Их скорость не уступала истребителям того времени. Первой машиной подобного класса стал бомбардировщик В-17, который поступил на вооружение ВВС США в 1935 году.

В СССР работы над созданием новых дальних бомбардировщиков не прекращались, однако перед войной упор был сделан на развитие фронтовой авиации. В США и Великобритании, наоборот, очень много внимания уделялось созданиям новых многомоторных тяжелых бомбардировщиков, способных массированными ударами наносить серьезный урон промышленным центрам противника.

В начале войны английские ВВС получили на вооружение тяжелый четырехмоторный самолет Avro Lancaster, который мог брать на борт до 10 тонн бомб. Именно он стал основой английской бомбардировочной авиации во время Второй мировой войны.

Основой американских бомбардировочных ВВС стали самолеты В-17 и В-24. Дальнейшим развитием этого класса авиации в США стал самолет B-29 Superfortress, разработанный в 1942 году. Эту машину называют лучшим тяжелым бомбардировщиком Второй мировой войны. И не зря. Скорость В-29 достигала 600 км/ч, а потолок – 12 км. На такой высоте бомбардировщику был практически не страшен зенитный огонь противника, а большое количество огневых точек надежно защищало его от вражеских истребителей, создавая вокруг «Суперкрепости» настоящую сферу огня.

Использование стратегической авиации на европейском и тихоокеанском театре военных действий показало несомненную эффективность этих машин. А появление ядерного оружия превратило эти самолеты в стратегические. Мало иметь ядерную бомбу, ее еще и необходимо доставить к цели.

Кстати, руководство Советского Союза во время войны несколько раз обращалось к американцам с просьбой передать СССР по ленд-лизу бомбардировщики В-29, но всегда получало вежливый, но решительный отказ. Советский Союз не имел возможности заниматься самостоятельной разработкой тяжелых бомбардировщиков во время войны, так как все ресурсы уходили на проектирование и постройку фронтовой авиации.

Однако в СССР понимали неизбежность военно-политического противостояния со вчерашними союзниками, поэтому попытки начать создание тяжелого бомбардировщика все же предпринимались. Кроме того, в 1943 году стартовала советская атомная программа, а для ядерной бомбы нужен носитель с соответствующими характеристиками.

В 1943 году советский нарком авиации Яковлев обратился к Туполеву с предложением разработать эскиз нового тяжелого бомбардировщика, взяв за основу американский В-29. КБ Туполева, по сути, было единственным коллективом в СССР, которое обладало серьезным, еще довоенным опытом создания подобных машин. Аналогичные задания были направлены в ОКБ Мясищева и конструкторскому бюро Незваля.

В мае 1944 года туполевцы взялись за предложенную работу.

Тем временем удачное стечение обстоятельств значительно упростило работу советских конструкторов. На завершающем этапе войны американские ВВС приступили к массированным бомбардировкам Японии и японских войск, находящихся в Маньчжурии. Во время боевых вылетов было повреждено несколько бомбардировщиков В-29. Четыре из них совершили посадку на советских дальневосточных аэродромах. Их экипажи были интернированы, а новейшие американские бомбардировщики Сталин решил оставить себе.

В мае 1945 года авиаконструктор В. М. Мясищев предложил скопировать американский самолет В-29 «в виду выявленного значительного отставания Советского Союза от США в области самолетостроения». Эти работы он предлагал провести силами собственного бюро и КБ Незваля. О предложении было немедленно сообщено Сталину, которому эта идея, видимо, пришлась по душе. По крайней мере, инициатор не был репрессирован. Однако для принятия окончательного решения он изучил мнение Туполева по этому вопросу.

Конструктор был вызван в Кремль, где имел долгий и обстоятельный разговор со Сталиным. Этот эпизод подробно описан в книге Лазарева «Коснувшись неба». Вождя интересовало мнение Туполева о качествах и характеристиках американского бомбардировщика, и способностях отечественной промышленности скопировать этот самолет. Конструктор похвалил американский самолет, особенно выделил его скоростные характеристики и мощь бортового вооружения. При этом он отметил, что полностью скопировать такую машину будет весьма сложно, а вопросы согласования производства отдельных его узлов и агрегатов с различными министерствами займет очень много времени. Сталин дал конструктору самые широкие полномочия, но жестко ограничил его по времени: он хотел увидеть новый самолет уже к середине 1947 года.

В кратчайшие сроки три из четырех самолетов были перегнаны с Дальнего Востока в Москву, один из них был полностью разобран, второй использовали в качестве эталона, на третьем проводились испытательные полеты. Четвертая машина была отправлена в одну из действующих частей ВВС. К огромной радости конструкторов, в одном из самолетов был обнаружен комплект технической документации.

Самолет во время разработки получил индекс Б-4. После того как В-29 разобрали каждым отдельным агрегатом занималась специальная группа инженеров и технологов. Деталь взвешивалась, обмеривалась, детально описывалась и фотографировалась, также проводился спектральный анализ, чтобы понять, из какого материала она сделана. Перед конструкторами стояла задача полностью скопировать американский самолет, и они выполняли ее дословно. Именно поэтому в кабине пилотов появилась подставка под газированные напитки и пепельница, хотя курить советским летчикам в полете строго запрещалось.

Доходило до анекдотических ситуаций. На левом крыле было обнаружено небольшое отверстие. Ни специалисты на аэродинамике, ни эксперты по прочности конструкции не могли сказать, для чего оно нужно. Вероятно, что рабочий на заводе сделал его случайно, по ошибке, а затем его просто забыли заделать. Однако на всех советских Ту-4 на левом крыле появилась крошечная дырочка, сделанная самым тонким сверлом.

Почти весь гермолаз внутри самолета был окрашен в зеленый цвет, лишь небольшая его часть в самом конце осталась белой. Возможно, что у американского солдата, который красил его, просто кончилась краска. Однако все гермолазы в советских самолетах были покрашены сходным образом.

Однако сделать самолет точной копией В-29 было очень сложно. Одной из основных проблем была дюймовая система измерений, в которой бомбардировщик был сделан. Еще перед началом проекта советские представители в США, Великобритании и Канаде начали скупать нужное измерительное оборудование, но это не решило всех проблем. Все размеры самолета (включая шаг резьбы и сечение проводов) пришлось переводить в миллиметры и только потом изготавливать.

Но и здесь была масса сложностей. Толщина обшивки В-29 составляла 1/16 дюйма, при переводе ее в метрическую систему получалось 1,5875 мм. Сделать алюминиевый лист такой толщины советская промышленность была не в состоянии. При округлении этого значения до 1,6 мм значительно увеличивался вес всей машины – она не могла достичь необходимых летно-технических характеристик (дальность, скорость, потолок). А при уменьшении толщины корпуса до 1,5 мм снижалась его прочность. В итоге для обшивки самолета решили использовать алюминиевые листы разной толщины – от 0,8 до 1,8 мм. Похожая проблема возникла и с сечением электропроводки самолета. Существующие в СССР стандарты были или меньше необходимой величины, или существенно превышали ее. В первом случае нельзя было достичь нужного напряжения, а во втором значительно увеличивалась масса электрооборудования.

На Ту-4 решили ставить отечественные двигатели, хотя советскими их назвать можно было с большой натяжкой. Еще перед войной СССР заключил с американской компанией Wright лицензионное соглашение на производство авиационных двигателей. Так что советский двигатель АШ-73 был очень похож на Wright R-3350-79, стоявший на В-29. Однако карбюраторы, подшипники, турбокомпрессоры были полностью скопированы с «трофейного» бомбардировщика.

На Ту-4 были установлены более современные радиостанции, которые были скопированы с лендлизовских самолетов более поздних серий.

Первоначально казалось, что с повторением системы вооружения особых проблем не будет – достаточно лишь установить аналогичное количество огневых точек и повесить бомбы нужного калибра, но в реальности задача оказалась гораздо сложнее. Нужно было изготовить прицелы и сбрасыватели для бомб, электромоторы, ленты для подачи патронов и многое другое. Прицелы, которые были установлены на В-29, не подходили, потому что советские бомбы имели баллистику отличную от тех, что применялись в американских ВВС.

Однако самой наиболее сложной проблемой стали вычислительные машины, которые дистанционно управляли оборонительным вооружением самолета. Они учитывали параллакс цели, внося при стрельбе необходимые поправки. Благодаря этому, каждый из пяти стрелков мог управлять любой турелью со своего места. Очень большой проблемой стало копирование сельсин-приводов дистанционного управления для авиационных пушек. Позже система, разработанная при постройке Ту-4, использовалась на всех советских бомбардировщиках.

Конфуз вышел с копированием системы «свой-чужой». Здравый смысл подсказывает, что на своих самолетах нужно ставить собственную систему опознавания, но в сталинском государстве приказы сверху часто воспринимали буквально, поэтому аппаратуру просто скопировали с американской, а потом сильно задумались. В итоге ее, конечно же, пришлось переделывать.

В создании нового советского бомбардировщика принимали участие более шестидесяти НИИ, ведомств и предприятий. Каждый из смежников занимался копированием отдельного узла или детали. Возможно, что из-за этого Ту-4 очень скоро получил прозвище «кирпичный бомбардировщик».

В-29 без топлива и масла весил 34 930 кг, первый Ту-4, сделанный по его образу и подобию — 35 270 кг. Это без всякой насмешки можно назвать блестящим результатом.

Весной 1947 года первый Ту-4 был готов к полету. Он впервые поднялся в воздух 9 мая 1947 года. Хотя, различные испытания продолжались до 1949 года, бомбардировщик был сразу запущен в серийное производство. Три первых самолета приняли участие в воздушном параде 1947 года, как изначально и требовало руководство страны.

Испытания самолета шли довольно тяжело, вскоре из-за пожара двигателя был потерян третий Ту-4. На четвертой машине было установлено пушечное вооружение (вместо пулеметного). Много хлопот конструкторам доставила силовая установка самолета, слабым местом были турбокомпрессоры. Однако постепенно основные проблемы были решены, и в конце 1948 года лично Сталин подписал акт об окончании Государственных испытаний самолета.

На вооружение частей ВВС Ту-4 начал поступать в 1949 году.

Позже были предприняты попытки разработать систему дозаправки в воздухе для бомбардировщика, однако они закончились неудачей. Аналогично получилось и с подвесными баками – их установили всего лишь на нескольких машинах. Так что, несмотря на впечатляющую практическую дальность полета (более 6 тыс. км), самолет не был способен достичь территории США и вернуться.

За создание Ту-4 Туполев получил орден Ленина.

Описание конструкции

Самолет Ту-4 является цельнометаллическим монопланом, выполненным по классической схеме со средним расположением крыла. Рули и элероны самолета имели полотняную обшивку. Бомбардировщик имел однокилевое вертикальное оперение.

Конструкционно фюзеляж самолета делился на пять частей: гермокабина в носовой части машины, центральная часть фюзеляжа, средняя гермокабина, хвостовая часть и кормовая гермокабина. Носовая и средняя гермокабина соединялась с помощью гермолаза диаметром 710 мм.

Ту-4 имел трехстоечное шасси с носовым колесом.

Два бомбовых отсека находились в центральной части фюзеляжа.

Крыло самолета имело трапециевидную форму с большим удлинением и двумя лонжеронами. В крыле располагались двадцать два мягких топливных бака, общим объемом более 20 тыс. литров. Каждый из двигателей имел собственную топливную и маслосистему.

Ту-4 оснащался антиобледенительной системой, которая состояла из пневматических протекторов передней кромки крыла, стабилизатора и киля. Чтобы избежать обледенения винтов, перед полетом их обливали смесью спирта и глицерина.

Фонарь носовой гермокабины был вписан в обводы фюзеляжа. Каркасы носового фонаря и фонаря кабины пилотов были изготовлены из специальных магниевых сплавов, а остекление из органических стекол. Создание герметических кабин обеспечило экипажу комфортные условия работы, невиданные ранее в советских ВВС. Приборы и оборудование были размещены удобно и легкодоступно.

Самолет оснащался высотным оборудованием, в состав которого входили устройства для подачи воздуха в кабины, система обогрева и кон

militaryarms.ru