Реактивными двигателями называют такие устройства, которые создают нужную для процесса движения силу тяги преобразованием внутренней энергии горючего в кинетическую энергию реактивных струй в рабочем теле. Рабочее тело стремительно проистекает из двигателя, и по закону сохранения импульса формируется реактивная сила, которая толкает двигатель в противолежащем направлении. Чтобы разогнать рабочее тело может применяться как расширение газов, нагретых самыми разнообразными способами до высоких температур, а также и другими физическими процессами, в частности, ускорением заряженных частиц в электростатическом поле.

Реактивные двигатели сочетают в себе собственно двигатели с движителями. Имеется в виду, что они создают тяговые усилия исключительно взаимодействием с рабочими телами, без опор, либо контактами с остальными телами. То есть обеспечивают сами себе собственное продвижение, при этом промежуточные механизмы не принимают никакого участия. Вследствие этого в основном они используются для того, чтобы приводить в движение воздушные судна, ракеты и, конечно же, космические аппараты.

Что такое тяга двигателя?

Тягой двигателей называют реактивную силу, которая проявляется газодинамическими силами, давлением и трением, приложенными к внутренним и внешним сторонам двигателя.

Тяги различаются на:

• Внутренние (реактивные тяги), когда не учитывается внешнее сопротивление;
• Эффективные, учитывающие внешнее сопротивление силовых установок.

Отправная энергия запасается на борту летательных или других аппаратов, оснащенных реактивными двигателями (химическим горючим, ядерным топливом), или может притекать снаружи (например, солнечная энергия).

Как формируется реактивная тяга?

Для формирования реактивной тяги (тяги двигателя), которая используется реактивными двигателями, потребуются:

• Источники исходной энергии, которые превращаются в кинетическую энергию реактивных струй;
• Рабочие тела, которые в качестве реактивных струй будут выбрасываться из реактивных двигателей;
• Сам реактивный двигатель в качестве преобразователя энергии.

Как получить рабочее тело?

Для приобретения рабочего тела в реактивных двигателях могут использоваться:

• Вещества, отбираемые из окружающей среды (к примеру, вода, либо воздух);
• Вещества, находящиеся в баках аппаратов или в камерах реактивных двигателей;
• Смешанные вещества, поступающие из окружающей среды и запасаемые на бортах аппаратов.

Современные реактивные двигатели главным образом используют химическую энергию. Рабочие тела представляют собой смесь раскаленных газов, которые являются продуктами сгорания химического горючего. Когда работает реактивный двигатель, химическая энергия от сгорающих веществ преобразуется в тепловую энергию от продуктов сгорания. В то же время тепловая энергия от горячих газов превращается в механическую энергию от поступательных движений реактивных струй и аппаратов, на которых установлены двигатели.

В реактивных двигателях струи воздушных потоков, которые попадают в двигатели, встречаются с обращающимися с колоссальной скоростью турбинами компрессоров, которые засасывают воздух из окружающей среды (при помощи встроенных вентиляторов). Следовательно, происходит решение двух задач:

• Первичное забирание воздуха;
• Охлаждение в целом всего двигателя.

Лопатки турбин компрессоров производят сжатие воздуха приблизительно от 30 и более раз, совершают «проталкивания» его (нагнетание) в камеру сгорания (происходит генерирование рабочего тела). Вообще камеры сгорания выполняют к тому же и роли карбюраторов, производя смешивание топлива с воздухом.

Это могут быть, в частности, смеси воздуха и керосина, как в турбореактивных двигателях современных реактивных самолетах, либо смеси жидкого кислорода и спирта, такими обладают кое-какие жидкостные ракетные двигатели, либо еще какое-то твердое топливо в пороховых ракетах. Как только образовалась топливно-воздушная смесь, происходит ее воспламенение с выделением энергии в виде тепла. Таким образом, топливом в реактивных двигателях могут быть только такие вещества, которые в результате химических реакций в двигателях (при возгорании) выделяют тепло, при этом образуя множество газов.

При возгорании совершается существенное разогревание смеси и деталей вокруг с объемным расширением. Собственно говоря, реактивные двигатели пользуются для продвижения управляемыми взрывами. Камеры сгорания в реактивных двигателях — это одни из самых горячих элементов (температурный режим в них может достигать до 2700 °С), и они требуют постоянного интенсивного охлаждения.

Реактивные двигатели снабжены соплами, через которые из них вовне с огромной скоростью вытекают накаленные газы, которые являются продуктами сгорания топлива. В некоторых двигателях газы оказываются в соплах сразу же после камер сгорания. Это относится, например, к ракетным или прямоточным двигателям.

Турбореактивные двигатели функционируют несколько иначе. Так, газы, после камер сгорания, вначале проходят турбинами, которым отдают свою тепловую энергию. Это делается для того, чтобы привести в движение компрессоры, которые послужат для сжатия воздуха перед камерой сгорания. В любом случае, сопла остаются последними частями двигателей, через которые протекут газы. Собственно они и формируют непосредственно реактивную струю.

В сопла направляют холодный воздух, который нагнетается при помощи компрессоров, чтобы охлаждать внутренние детали двигателей. Реактивные сопла могут обладать различными конфигурациями и конструкциями исходя из разновидностей двигателей. Так, когда скорость проистекания должна быть выше скорости звука, тогда соплам придаются формы расширяющихся труб или же вначале суживающиеся, а далее расширяющиеся (так называемые сопла Лаваля). Только с трубами такой конфигурации газы разгоняются до сверхзвуковых скоростей, при помощи чего реактивные самолеты перешагивают «звуковые барьеры».

Исходя из того, задействуется ли в процессе работы реактивных двигателей окружающая среда, они подразделяются на основные классы воздушно-реактивных двигателей (ВРД) и ракетных двигателей (РД). Все ВРД являются тепловыми двигателями, рабочие тела которых образуются тогда, когда происходит реакция окисления горючих веществ с кислородом воздушных масс. Поступающие из атмосферы воздушные потоки составляют основу рабочих тел ВРД. Таким образом, аппараты с ВРД несут на борту источники энергии (топливо), но большая часть рабочих тел черпается из окружающей среды.

К аппаратам ВРД относятся:

• Турбореактивные двигатели (ТРД);
• Прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД);
• Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели (ПуВРД);
• Гиперзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ГПВРД).

В противоположность воздушно-реактивным двигателям все компоненты рабочих тел РД находятся на борту аппаратов, оснащенных ракетными двигателями. Отсутствие движителей, взаимодействующих с окружающей средой, а также присутствие всех составляющих рабочих тел на борту аппаратов делают ракетные двигатели пригодными для функционирования в космическом пространстве. Имеется также комбинация ракетных двигателей, представляющих собой некое совмещение двух основных разновидностей.

Кратко об истории реактивного двигателя

Считается, что реактивный двигатель изобрели Ганс фон Охайн и выдающийся немецкий инженер-конструктор Фрэнк Виттл. Первый патент на действующий газотурбинный двигатель получил именно Фрэнк Виттл в 1930 году. Тем не менее, первая рабочая модель была собрана собственно Охайном. В конце лета 1939 года в небе появилось первое реактивное воздушное судно – He-178 (Хейнкель-178), который был снаряжен двигателем HeS 3, разработанным Охайном.

Как устроен реактивный двигатель?

Устройство реактивных двигателей довольно-таки простое и в то же время чрезвычайно сложное. Оно простое по принципу действия. Так, забортный воздух (в ракетных двигателях – жидкий кислород) засасывается в турбину. После чего он там начинает смешиваться с горючим и сгорать. На краю турбины образуется так называемое «рабочее тело» (ранее упоминаемая реактивная струя), которое продвигает летательный или космический аппарат.

При всей простоте, на самом деле это целая наука, ведь в середине таких двигателей рабочий температурный режим может достигать более тысячи градусов по Цельсию. Одной из важнейших проблем в турбореактивном двигателестроении является создание неплавящихся деталей из металлов, которые сами поддаются плавлению.

В начале, перед каждой турбиной всегда располагается вентилятор, засасывающий воздушные массы из окружающей среды в турбины. Вентиляторы обладают большой площадью, а также колоссальной численностью лопастей специальных конфигураций, материалом для которых послужил титан. Сразу за вентиляторами располагаются мощные компрессоры, которые необходимы для нагнетания воздуха под огромным давлением в камеры сгорания. После камер сгорания горящие топливовоздушные смеси направляются в саму турбину.

Турбины состоят из множества лопаток, на которые оказывают давление реактивные потоки, которые и приводят турбины во вращение. Далее турбины вращают валы, на которых «насажены» вентиляторы и компрессоры. Собственно так, система становится замкнутой и нуждается исключительно в подводе топлива и воздушных масс.

Вслед за турбинами потоки направляются в сопла. Сопла реактивных двигателей являются последними, но не самыми последними по своей значимости частями в реактивных двигателях. Они формируют непосредственные реактивные струи. В сопла направляются холодные воздушные массы, нагнетаемые вентиляторами для охлаждения «внутренностей» двигателей. Эти потоки ограничивают манжеты сопел от сверхгорячих реактивных потоков и не позволяют им расплавляться.

Отклоняемый вектор тяги

Реактивные двигатели обладают соплами самых разнообразных конфигураций. Самыми передовыми считаются подвижные сопла, размещенные на двигателях, у которых имеется отклоняемый вектор тяги. Они могут сдавливаться и расширяться, а также отклоняться на существенные углы — так регулируются и направляются непосредственно реактивные потоки. Благодаря этому воздушные судна с двигателями, имеющими отклоняемый вектор тяги, становятся чрезвычайно маневренными, потому что процессы маневрирования происходят не только вследствие действий механизмов крыльев, но также прямо самими двигателями.

Типы реактивных двигателей

Имеется несколько основных разновидностей реактивных двигателей. Так, классическим реактивным двигателем можно назвать авиадвигатель в самолете F-15. Большинство таких двигателей используются преимущественно на истребителях самых разнообразных модификаций.

Двухлопастные турбовинтовые двигатели

В этой разновидности турбовинтовых двигателей мощность турбин через понижающие редукторы направляется для вращения классических винтов. Наличие таких двигателей позволяет большим воздушным суднам осуществлять полеты с максимально приемлемыми скоростями и при этом расходовать меньшее количество авиатоплива. Нормальная крейсерская скорость у турбовинтовых воздушных суден может быть 600-800 км/ч.

Турбовентиляторные реактивные двигатели

Эта разновидность двигателей является более экономичной в семействе двигателей классических типов. Главной отличительной характеристикой в них является то, что на входе ставятся вентиляторы больших диаметров, которые подают воздушные потоки не только для турбин, но и создают довольно-таки мощные потоки вне их. Вследствие этого, можно достичь повышенной экономичности, путем усовершенствования КПД. Они используются на лайнерах и больших воздушных суднах.

Прямоточные воздушно-реактивные двигатели

Эта разновидность двигателей функционирует таким образом, что не нуждается в подвижных деталях. Воздушные массы нагнетаются в камеру сгорания непринужденным путем, благодаря торможению потоков об обтекатели входных отверстий. В дальнейшем совершается все то же, что и в обыкновенных реактивных двигателях, а именно воздушные потоки смешиваются с топливом и выходят как реактивные струи из сопел. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели применяются в поездах, в воздушных суднах, в «беспилотниках», в ракетах, кроме того они могут устанавливаться на велосипеды или скутеры.

Маневренность самолета - это его способность изменять за определенный промежуток времени свое положение в пространстве (направление, скорость и высоту полета), т. е. совершать эволюции, маневрировать в воздухе. Маневренные свойства самолета зависят от ряда факторов: аэродинамические и прочностные ограничения, располагаемая тяга двигателей, полетный вес и др. Эксплуатационная маневренность самолета определяется его управляемостью, приемистостью двигателей, быстротой включения реверса тяги, быстротой отклонения закрылков, щитков, спойлеров.

Управляемость самолета - это его способность изменять режим

полета по воле пилота (при отклонении им рычагов управления). При этом движения рычагов управления должны быть простыми и сопровождаться небольшими, но хорошо ощущаемыми на них усилиями.

Устойчивость самолета - способность его самостоятельно, без вмешательства пилота, сохранять заданный режим полета и возвращаться к исходному равновесию после прекращения действия внешних возмущений. Иначе говоря, устойчивость, по определению Н. Е. Жуковского, можно понимать как «прочность» равновесия.

Самолет должен быть устойчив относительно всех трех осей. Хорошие характеристики устойчивости необходимы для лучшей управляемости самолета. У устойчивого самолета более простые движения рычагами управления и меньше общая затрата нервной и мускульной энергии пилота на управление.

Для удобства рассмотрения устойчивость условно подразделяют на статическую устойчивость - свойство самолета обнаруживать тенденцию к восстановлению нарушенного равновесия в начальный момент времени и динамическую устойчивость - свойство самолета без вмешательства пилота восстанавливать исходный режим полета через некоторое время после прекращения действия возмущения.

Наличие статической устойчивости является необходимым, но недостаточным условием динамической устойчивости самолета.

Продольную статическую устойчивость разделяют на устойчивость по перегрузке - способность самолета самостоятельно, без вмешательства пилота, сохранять перегрузку исходного режима полета и на устойчивость по скорости - способность самолета самостоятельно, без вмешательства пилота, сохранять скорость исходного режима полета.

В случае полета со скольжением у самолета возникают путевой (относительно оси О у) и поперечный (относительно оси Олс) статические моменты. У самолета, обладающего путевой (флюгерной) устойчивостью, возникающий при скольжении момент стремится уничтожить скольжение. У поперечно устойчивого самолета возникающий при скольжении момент стремится накренить самолет в сторону, обратную скольжению. Накренение самолета вызывает разворот в сторону крена и способствует, таким образом, уничтожению скольжения.

Путевая устойчивость самолета обеспечивается в основном вертикальным оперением. Чем больше площадь всех вертикальных поверхностей (киль, форкиль, шайбы, гребни и др.) и чем больше плечо этих поверхностей до центра тяжести самолета, тем лучше путевая устойчивость самолета.

Поперечная устойчивость самолета обеспечивается углом поперечного V крыла и высотой киля. Чем больше угол поперечного V крыла и чем выше киль, тем лучше поперечная устойчивость самолета. Увеличение стреловидности крыла также способствует повышению поперечной устойчивости самолета.

У самолетов со стреловидными крыльями поперечная устойчивость в значительной мере зависит от угла атаки, возрастая по мере его увеличения.

Самолет с большой степенью поперечной устойчивости отвечает энергичным кренением на возникновение скольжения. При избыточной поперечной устойчивости существенно усложняется пилотирование в случае полета в болтанку и при возникновении несимметричной тяги.

Однако пилот в основном оценивает не проявление поперечной и путевой устойчивости в отдельности, а их совокупность. Одновременное проявление путевой и поперечной устойчивости рассматривается как боковая устойчивость самолета. Боковая устойчивость предусматривает определенную зависимость между путевой и поперечной устойчивостью.

При больших значениях величины у, поведение самолета оценивается как неудовлетворительное, т. е. возникновение скольжения сопровождается резким кренением и, как следствие, разбалтыванием самолета. Самолет попеременно кренится и рыскает из стороны в сторону.

Хорда условного прямоугольного крыла, имеющего при равных углах атаки одинаковые с крылом рассматриваемого самолета величины полной аэродинамической силы и продольного момента, называется средней аэродинамической хордой (САХ). Величина и положение САХ для каждого самолета указаны в техническом описании.

Так как самолет в воздухе вращается вокруг центра тяжести, то положение центра тяжести (центровка) оказывает существенное влияние

Выход центровки за установленный для данного типа самолета диапазон недопустим. Чрезмерное смещение центровки назад (за установленные ограничения) вызовет сначала ухудшение устойчивости самолета по перегрузке, а затем может привести к появлению неустойчивости. Однако и излишне передняя центровка затрудняет управляемость самолета и может привести к «нехватке руля» при посадке.

Возраст: 16 лет

Место учебы: Ученик 11 класса "а" МБОУ СОШ №34 С УИОП

Город: г. Старый Оскол, Белгородская область.

Историко-исследовательская работа "Чем отличаются истребители пяти поколений?" .

План:

1. Введение в данную тему.
2. 1 поколение истребителей.
3. 2 поколение истребителей.
4. 3 поколение истребителей.
5. 4 поколение истребителей.
6. 5 поколение истребителей.
7. Подведение итогов.

Введение

Миг 17 (первое поколение истребителей).

Миг 21 (второе поколение истребителей).

Миг 23 (третье поколение истребителей).

Су 27 (четвертое поколение истребителей).

ПАК ФА (пятое поколение истребителей).

Цель работы: В ходе работы изучить историю истребителей пяти поколений, основные характеристики, присущие к каждому поколению, разницу между истребителями пяти поколений и участие их в локальных конфликтах.

То, что принято называть «поколениями» боевой техники отражает переломные изменения во взглядах военных теорий применения и эффективности использования систем вооружений, связанные с научно-техническим развитием, возникновением и развитием новых технологий, появлением принципиально новых возможностей. Не следует путать поколения с типами истребителей.

К 1-му поколению, как правило, относят реактивные самолеты c дозвуковой скоростью, появившиеся после Второй мировой и имевшие в основном пушечное вооружение. Самые запомнившиеся модели отечественных самолетов - МиГ-15 и МиГ-17.
Реактивные истребители первого поколения принципиально не отличались от истребителей до-реактивной эпохи. Единственным отличием стало применение реактивного двигателя вместо поршневого.

Первыми реактивными истребителями, выпускавшимися серийно, стали немецкие Мессершмитт-262, Мессершмитт-163 и английский Глостер Метеор, все три приняты на вооружение примерно в одно время — в 1944 году. Наращивание мощности реактивных двигателей и, как следствие, скорости и высотности истребителей, привело к появлению сверхзвуковых истребителей. К этому же времени относится и появление достаточно компактных радаров, радарных прицелов, а также управляемых ракет класса «воздух-воздух» , что создало предпосылки для изменения тактических приёмов воздушного боя.

2-е поколение - сверхзвуковые истребители с ракетным вооружением: самолеты МиГ-19, МиГ-21. Концепция истребителей второго поколения — увеличение скорости и дистанции боевого соприкосновения вплоть до полного отказа от ближнего маневренного воздушного боя. Так, на многих реактивных истребителях второго поколения изначально не предусматривалось пушечное вооружение. Считалось, что при наличии ракет класса «воздух-воздух» нет необходимости сближаться с противником на дистанцию пушечного огня. Опыт воздушных боев в небе над Вьетнамом и на Ближнем Востоке показал, что полного отказа от маневренного воздушного боя не произошло, что привело к возвращению пушечного вооружения. Сохранение ближнего маневренного боя заставило конструкторов задуматься о расширении спектра боевых скоростей истребителей, что привело к созданию самолётов с изменяемой стреловидностью крыла, позволяющей самолётам эффективно маневрировать и вести бой от малых скоростей до скоростей, превышающих 2 . Первым боевым самолётом с таким крылом стал американский тяжёлый истребитель-бомбардировщик F-111.

3-е поколение - самолеты, имевшие более мощные двигатели, усовершенствованные радары, зачастую - изменяемую геометрию крыла. В СССР это истребители МиГ-23 и МиГ-27, а в США - F-4 "Фантом".
Вместе с появлением самолётов с изменяемой стреловидностью крыла появились радары повышенной мощности и ракеты большей дальности. Эти самолёты стали считать третьим поколением истребителей, которое возникло во второй половине 60-х — первой половине 70-х годов XX века. Одновременно с появлением самолётов с изменяемой геометрией крыла, в США и СССР начались работы по созданию концепции истребителей четвёртого поколения. Военные теоретики вместе с конструкторами разработали программу, собравшую опыт воздушных боев и, как результат, создали облик для будущего истребителя. Появление мощных бортовых компьютеров и развитие компьютерного моделирования позволило резко повысить динамические и маневренные характеристики истребителей.

4-ое поколение - машины, имеющие новое бортовое оборудование, мощные радары, широкий набор вооружения - от 30-мм пушек до управляемых ракет и корректируемых авиабомб. В СССР это истребители МиГ-29 и Су-27, на Западе -самолеты F-15, F-16, "Мираж" 2000, "Гриппен". Концепция истребителей четвёртого поколения основывалась на положении, что преимуществом в бою будут обладать истребители с более высокими динамическими и маневренными характеристиками. На этих машинах были отработаны новые манёвры воздушного боя, на истребителе Су-27 впервые был выполнен манёвр «Кобра», при котором самолёт резко задирает нос, но при этом сохраняет прежнее направление полёта. Таким образом, самолёт выходит на углы атаки больше 90° градусов, Су-27 способен выходить на углы атаки до 120°. Затем самолёт возвращается в нормальный режим полёта практически без потери высоты.

Развитие 4-го поколения шло "семимильными шагами" , на основе "старых" МиГов и Су появились истребители, вплотную приближающиеся к 5-му поколению: МиГ-29СМТ, МиГ-35, Су-35. Их отличия - сверхманевренность за счет установки двигателей с отклоняемым вектором тяги, радары с фазированными антенными решетками, многофункциональность, замена аналоговых приборов компьютерными дисплеями и другие нововведения. Проекты истребителей пятого поколения появились как в СССР, так и в США в 80-х годах XX века. Истребители пятого поколения должны иметь значительно более высокий боевой потенциал, чем истребители прошлых поколений, при их создании должны широко применяться технологии снижения заметности в различных диапазонах излучения. В основном, требования к истребителям пятого поколения у российских и американских конструкторов идентичны, основное отличие — отказ от сверхманевренности в пользу малозаметности со стороны америкацев. Современные ракеты ближнего боя и нашлемные системы целеуказания позволяют проводить атаку воздушной цели, находящейся в любой точке передней полусферы и, частично, в задней полусфере, т.е. наличие такой ракеты и соответствующих систем целеуказания позволяет отказаться от выхода на закритические режимы полёта, которые, как правило, приводят к быстрой потере скорости, что в ближнем воздушном бою чревато потерей инициативы и поражением.

МиГ-35.

Первое поколение истребителей.

1-е поколение реактивных истребителей составляют самолёты военного времени и первые послевоенные самолёты, отличающиеся от прежних поршневых зачастую лишь наличием реактивного двигателя. С появлением в 1950-е годы новых разработок в аэродинамике и легких мощных двигателей и истребители смогли преодолеть магический «звуковой барьер». К началу следующего десятилетия в Европе, США и СССР вошли в строй первые реактивные самолёты, способные развивать скорость до 2М. Наиболее известным советским истребителем первого поколения является МиГ-15, который стал знаменитым во время войны в Корее, где ему противостояли американские F-86 Sabre и британский Hunter. Первое послевоенное поколение считалось современным до середины 60-х годов, но применялось в боевых действиях еще и в начале 70-х.

Миг 15.

Для самолетов этого поколения характерны следующие признаки:

1. Отсутствие радаров.
2. Частично радар заменяется радио-прицелом.
3. Дозвуковая скорость полета, но у отдельных моделей, например F-100

Super Sabre , возможно незначительное превышение скорости звука.

1. Авиационные пушки как основное вооружение.
2. Возможно применение неуправляемых ракет, но на вспомогательных ролях.

К первому поколению относятся следующие машины:

В авиации Германии.

1. Messerschmitt Me.262 — первый в мире серийный реактивный самолёт
2. Messerschmitt Me.163
3. Heinkel He 162

В авиации СССР.

1. Як-25

В авиации США .

1. McDonnell F-3 Demon
2. McDonnell F2H Banshee
3. Lockheed F-80 Shooting Star
4. North American F-86 Sabre
5. North American F-100 Super Sabre

McDonnell F2H Banshee.

North American F-100 Super Sabre.

К середине 1960-х годов из-за появления и массового ввода в эксплуатацию сверхзвуковых истребителей первое поколение устаревает, но продолжает применяться и в первой половине 1970-х. Устарело также пушечное вооружение. Пушечное вооружение в качестве основного ограничивало дальность боев несколькими сотнями метров, а развитие реактивных двигателей — снаряду зачастую не хватало скорости для поражения цели.

Второе поколение истребителей.

Истребители второго поколения поступили на вооружение в конце 1950-х. Основные признаки истребителей 2-го поколения — увеличенные скорости полёта и достигнутые благодаря применению компактных РЛС большие дистанции боевого соприкосновения, вплоть до полного отказа от ближнего маневренного воздушного боя. С появлением в 1950-е годы новых разработок в аэродинамике и легких мощных двигателей истребители смогли преодолеть магический "звуковой барьер". К началу следующего десятилетия в Европе, США и СССР вошли в строй первые реактивные самолеты, способные развивать скорость до 2М.

Наиболее известные:

Советские: МиГ-21, Су-7, Су-9, Су-11;

Американские: F-104, F-4, F-5A, F-8, F-105, F-106;

Французские: «Мираж»-III, «Мираж»-5;

Су-11.

Мираж»-III .

Максимальная скорость 2Маха, означает соответствие скорости самолета скорости звука на определенной высоте. Все самолеты вооружались управляемыми ракетами класса «воздух-воздух». На некоторых стрелково-пушечное вооружение было снято. Масса боевой нагрузки превысила 2 т. Наиболее распространенным типом крыла было треугольное. На F-8 впервые применено крыло изменяемой стреловидности. РЛС стала неотъемлемой частью бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) на многоцелевых истребителях и истребителях-перехватчиках.

Четкая граница между вторым и третьим поколениями отсутствует. Смена поколений произошла скорее в ходе естественной эволюции технологий, чем из-за необходимости изменений. По этой причине классификация некоторых самолётов спорна.

Третье поколение истребителей.

Поступали на вооружение с конца 1960-х до начала 1980-х. Истребители 3-го поколения обладают РЛС повышенной мощности и управляемым ракетным вооружением повышенной дальности. При этом благодаря изменяемой геометрии крыла истребители этого поколения могут вести бой и эффективно маневрировать в широком диапазоне скоростей. Развитие науки и техники, прежде всего аналоговых вычислительных машин, привело к разработке истребителей 3-го поколения, которые существенно превосходили своих предшественников в маневренности и боевой эффективности. Более сложное БРЭО снизило нагрузку на летчика, за счет чего истребители можно было использовать и для нанесения ударов по наземным целям. Одной из приоритетных задач истребителей осталась и разведка. Звездой истребителей 3-го поколения на Западе считают McDonnell Douglas F-4 Phantom II, создававшийся для авиации ВМС США, но со временем ставший по-настоящему многофункциональной боевой машиной, способной эффективно работать по воздушным и наземным целям.

К 3-му поколению сверхзвуковых истребителей относятся:

1. Советские: МиГ-23, МиГ-25, МиГ-27, Су-15, Су-17, Су-20, Су-22;
2. Американские: F-111, F-4E, F-5E;
3. Французские: «Мираж»- F.1 и «Мираж»-50,
4. Франко-британский: «Ягуар»,
5. Шведский: JA-37,
6. Израильский: «Кфир» .

Миг 27.

По сравнению с предыдущим поколением, скорость истребителей была увеличена до 3М. На истребителях 3-го поколения устанавливалось более совершенное радиолокационное оборудование. Широкое распространение получило крыло изменяемой стреловидности. 3 поколение истребителей в истории авиастроения осталось в состоянии поиска, различных проб и ошибок. Франция разрабатывая свой Mираж F1 пошли по вполне традиционному пути, Американцы истребитель 3 поколения вообще не имели (попытки создания были и даже раньше чем МиГ-23). Самолет назывался F-111 и задумывался многофункциональным из-за этого машина получилась большой и тяжелой, с учетом появившегося чуть позже Вьетнамского опыта вовсе не истребитель, а фронтовой бомбардировщик. Но несмотря на «провал», американцы заполнили его последними модификациями Фантомов и тут же объявили конкурс на следующее 4 поколение. Причиной смены поколений стала возможность строить более энерго-вооружённые и манёвренные самолёты, которые и составили четвёртое поколение.

Четвертое поколение истребителей.

К моменту его возникновения СССР и США перешли на двухсоставную конфигурацию ВВС, что означало деление истребителей на лёгкие и тяжёлые. Разработка концепций истребителей 4-го поколения началась практически одновременно с появлением истребителей с изменяемой геометрией крыла. Эта концепция основывается на предположении, что преимуществом в бою будут обладать истребители с более высокими динамическими и маневренными характеристиками. Достижение таких характеристик стало возможным благодаря применению мощных компьютеров, компьютерного моделирования и совершенствования аэродинамики.В 1960-е годы авиация широко применялась в войнах во Вьетнаме и на Ближнем Востоке, в ходе которых выявился приоритет маневренности над скоростью - это оказало прямое влияние на идеологию истребителей 4-го поколения. Маневренность во многом определяется тяговооруженностью самолета - разработка новых двигателей в сочетании с достижениями аэродинамики позволила создать самолеты, теряющие на маневрировании минимум энергии. Первыми истребителями нового поколения в США стали F-14 Tomcat и F-15 Eagle, оба - большие, тяжелые, оснащенные мощными РЛС. Впрочем, их задачей в то время было завоевание превосходства в воздухе. Однако в полной мере преимущества высокой тяговооруженности можно было реализовать лишь на небольшом самолете. В итоге в армию США начали поступать истребители F-16. Если сравнивать F-16 с F-15 то F-16 выглядел карликом, но в воздухе это был сильнейший противник. Благодаря ЭДСУ, самолет обладал изменяемым в полете запасом статической устойчивости, что резко улучшило его маневренные качества F-16 стал отличным истребителем и ударным самолетом, а наличие подвески специализированных контейнеров сделало из него многофункциональный самолет, в плане универсальности не имевший равных в мире. А затем появился McDonnel Douglas F/A-18 Hornet. На совершенно новых принципах было выполнено приборное оборудование кабины - на основе многофункциональных индикаторов, ставших обязательными для всех современных самолетов. Основные органы управления оружием и бортовыми системами разместили на ручке управления и РУДах - теперь летчик мог пилотировать самолет, не снимая рук с главных органов управления. Миг-29 и Су-27 спроектированы по близкой аэродинамической схеме, но меньший по размерам МиГ-29 является аналогом F-16, в то время как Су-27 создавался в противовес F-15. Хотя заметим, что ни МиГ-29, ни Су-27 не являлись многофункциональными комплексами.

McDonnel Douglas F/A-18 Hornet.

В авиации России:

• Су-27
• МиГ-29
• МиГ-31

В авиации США:

• Grumman F-14 Tomcat
• McDonnell Douglas F-15 Eagle
• General Dynamics F-16 Fighting Falcon
• McDonnell Douglas F/A-18 Hornet

В авиации других стран:

• Eurofighter Typhoon
• Dassault Rafale
• Saab JAS 39 Gripen
• Dassault Mirage 2000

Су 27.

Миг 29.

Для самолетов 4-го поколения характерны следующие особенности:

• Улучшенные маневренные характеристики (неустойчивая аэродинамическая схема).
• Двухконтурные турбореактивные двигатели с пониженным расходом топлива.
• Интегральная схема. (Если обратить внимание то, самолетом с интегральной схемой является только F-16, а вот F-15 сделан по классической.)
• Применение композиционных материалов. (многокомпонентные материалы, состоящие, из матрицы, армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и т.д. Использование композитов обычно позволяет уменьшить массу конструкции при сохранении или улучшении ее механических характеристик.)

Двухконтурный турбореактивный двигатель.

Принцип работы.

Поколение 4+ и 4++.

Так принято называть самолёты 4 поколения, модернизация или дальнейшее развитие которых приближает их характеристики и эффективность к истребителям пятого поколения:

• В авиации России:
  • Су-30
  • Су-33УБ
  • Су-34
  • Су-27СМ2
  • Су-35
  • Су-35С (по мнению некоторых экспертов, по совокупности характеристик самолёт можно отнести к истребителям 5 поколения)
  • Су-37
  • МиГ-35
• В авиации США:
  • Boeing F/A-18E/F Super Hornet
  • Boeing F-15SE Silent Eagle
  • Lockheed Martin F-35 Lightning II (разработчиком классифицируется как истребитель 5-го поколения, однако не удовлетворяет большому числу требований к истребителям 5 поколения, поэтому, по мнению некоторых экспертов, явлется истребителем поколения 4+)

Для этих самолётов характерны:

• Высокая маневренность или сверхманевренность (только МиГ-29ОВТ, МиГ-35, Су-35, Су-35С и Су-37)
• Радары с щелевой, пассивной фазированной или активной фазированной антенной решёткой
• Сниженная стоимость эксплуатации
• Многофункциональность
• Стеклянная кабина
• Сниженная ЭПР благодаря использованию радиопоглощающих материалов и покрытий
• Возможность полета на сверхзвуковой скорости без использования форсажа (только Су-35С).

​Самолеты данного поколения имели отклоняемые сопла. Изменяемый вектор тяги позволяет современным истребителям делать в воздухе то, что не под силу простым истребителям.

Су-35С.

Миг-35.

Пятое поколение истребителей.

Первые проекты истребителей 5-го поколения появились в СССР и США ещё в 1980-х годах. В этих самолётах реализована концепция, предусматривающая отказ от сверхманевренности в пользу малозаметности, достигаемой благодаря применению технологий снижения заметности в различных диапазонах излучения. Разработку современного российского истребителя 5-го поколения ОКБ им. П.П. Сухого начало в конце 1990-х годов. Проект самолёта принял участие в конкурсе Министерства обороны России по программе «Перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации». Требований, предъявляемых к 5-му поколению, немало. Самолет должен иметь крейсерскую сверхзвуковую скорость, малозаметность, мощную радарную систему, обеспечивающую всеракурсный обзор, компьютерный "мозг", управляющий полетом и ведением боевых действий.

Основные характеристики самолётов пятого поколения:

• многофункциональность, то есть высокая эффективность при поражении воздушных, наземных, надводных и подводных целей;
• наличие круговой информационной системы;
• возможность полета на сверхзвуковых скоростях без использования форсажа;
• сверхманевренность
• американские конструкторы в ходе работ над F-22 отказались от свехманевренности в пользу малозаметности (отсутствует ПГО, отклонение вектора тяги только в вертикальной плоскости, ромбовидное крыло);
• российские конструкторы уделяют сверхманевренности такое же внимание, как и остальным характеристикам самолёта (имеется ПЧН, всеракурсное управление вектором тяги двигателя, треугольное крыло);
• кардинальное уменьшение радиолокационной и инфракрасной заметности самолёта (изменением геометрии самолёта и сопла двигателя, применением композиционных материалов и радиопоглощающих покрытий, а также переходом бортовых датчиков на пассивные методы получения информации и режимы повышенной скрытности);
• способность осуществлять всеракурсный обстрел целей в ближнем воздушном бою, а также вести многоканальную ракетную стрельбу при ведении боя на большой дальности;
• автоматизация управления бортовыми информационными и системами помех;
• повышенная боевая автономность за счёт установки в кабине одноместного самолёта индикатора тактической обстановки с возможностью микширования информации (то есть одновременного вывода и взаимного наложения в едином масштабе «картинок» от различных датчиков), а также использования систем телекодового обмена информацией с внешними источниками;
• аэродинамика и бортовые системы должны обеспечивать возможность изменения угловой ориентации и траектории движения самолёта без сколько-нибудь ощутимых запаздываний, не требуя при этом строгой координации и согласования движений управляющих органов;
• самолёт должен «прощать» грубые погрешности пилотирования в широком диапазоне условий полета;
• самолёт должен быть оснащён автоматизированной системой управления на уровне решения тактических задач, имеющей экспертный режим «в помощь летчику».

Истребители пятого поколения:

• В авиации России :
  • Перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации (ПАК ФА, проходит лётные испытания; принятие на вооружение ВВС России планируется к 2016 году, начало закупок в 2013 году);
  • Су-47 и МиГ 1.44 (оба отменены, являются летными прототипами самолётов пятого поколения)
  • Як-201 (отменен, проиграл проекту самолёта ПАК ФА)
  • Су-35БМ (является истребителем поколения 4++, так как не удовлетворяет некоторым требованиям к истребителям 5 поколения, однако, по мнению некоторых экспертов, по совокупности характеристик может считаться истребителем 5 поколения)
• В авиации США:
  • Northrop/McDonnell Douglas YF-23 (отменен, проиграл проекту самолёта F-22)
  • Lockheed/Boeing F-22 Raptor (на 2011 год — единственный в мире принятый на вооружение истребитель пятого поколения)
  • Lockheed Martin F-35 Lightning II (проходит лётные испытания; по мнению некоторых экспертов, является истребителем поколения 4+, так как не удовлетворяет большому числу требований к истребителям пятого поколения).

Идея создать истребитель XXI века родилась в СССР и США одновременно. Работы начались в конце 80-х. В силу известных причин США получили фору и сумели первыми поставить на вооружение истребитель, названный F-22 Raptor.

Прежде всего следует отметить, что F-22A вобрал в себя наиболее передовые черты истребителей четвертого поколения:

Во-первых,это интегральная аэродинамическая компоновка - плавное сопряжение крыла и фюзеляжа, повышающая несущие свойства и позволяющая максимально использовать внутренние объемы (F-16, Су-27, МиГ-29).

Во-вторых, применение РЛС с фазированной антенной решеткой, что дает возможность обстреливать ракетами одновременно несколько целей (МиГ-31).

В-третьих, увеличение дальности и продолжительности полета на внутреннем запасе топлива без дозаправки (Су-27).

В-четвертых, повышение маневренных характеристик путем снижения нагрузки на крыло, роста тяговооруженности и применения электродистанционной системы управления (F-15, F-16, Су-27 и другие). В то же время ряд характеристик F-22 качественно отличается от данных перечисленных только что машин. В первую очередь это сверхзвуковая крейсерская скорость полета, достигаемая на бесфорсажных режимах работы СУ, и значительно сниженная заметность для РЛС противника. Далее - высокая маневренность не только на дозвуковых, но и на сверхзвуковых скоростях. Наконец, это высокая вероятность поражения цели без входа в зону боевого соприкосновения.

Совокупность этих отличий и дает основания считать F-22A самолетом пятого поколения. При его создании стремление достичь именно таких характеристик стало определяющим при разработке технических требований и задало граничные условия для принятия решений по компоновке как самолета в целом, так и его отдельных систем.

Поэтому, даже несмотря на применение специальной крутки, крыло "Рэптора" не может обладать такими же высокими несущими свойствами, как, например, крыло самолета Су-27 и перспективного Российского истребителя 5-го поколения Т-50. Кроме того, применение внутренних отсеков вооружения ведет к утяжелению и усложнению конструкции самолета, т.к. приводит к необходимости применения крыла многолонжеронного типа вместо кессонного и к соответствующему увеличению числа силовых шпангоутов. Конструкция последних также отходит от оптимальной из-за необходимости передачи потока сил по криволинейному незамкнутому контуру. Достижения сверхзвуковой крейсерской скорости является увеличение тяги двигателей на бесфорсажном режиме, так как включение форсажа приводит к радикальному увеличению расхода топлива.

Малозаметность, которая является обязательным качеством самолета пятого поколения, в Т-50 реализуется лишь частично. Стоит отметить, что из всех разработанных в РФ военных самолетов он наиболее защищен от радарного обнаружения. Однако, к примеру, американцам при создании истребителя 5-го поколения F-22 Raptor пришлось отказаться от дополнительной маневренности в пользу большей скрытности. Как считают эксперты, российские специалисты скорее предпочтут из этих двух качеств маневренность. ПАК ФА оснащен новейшей радиолокационной установкой с активной фазированной антенной решеткой производства НИИ приборостроения. Этот радар позволяет вести всесторонний и многоканальный обстрел целей, что тоже является требованием к самолету пятого поколения.

Т-50 (ПАК ФА).

На Т-50 применены длинные и достаточно глубокие центральные отсеки вооружения, расположенные между гондолами двигателей. Это является наиболее оптимальным решением с точки зрения аэродинамики и конструкции, но требует организации дополнительных отсеков для размещения ракет воздух-воздух ближнего боя, которым необходимо обеспечить возможность маневра сразу после пуска, что вступает в противоречие с необходимостью выведения боеприпаса на безопасное расстояние от носителя, перед включением ракетного двигателя, при применении из центральных отсеков. Предполагается, что подобные отсеки реализованы в обтекателях под крылом.

Не смотря на то, что довольно долгое время Китай значительно отставал в разработке современных авиационных комплексов, на сегодняшний день были представлены 2 образца, претендующих на зачисление в 5-е поколение. Это истребители J-20 и F-60.

Одним из важнейших требований к российскому истребителю пятого поколения является сверх-маневренность — способность самолета сохранять устойчивость и управляемость на закритических углах атаки с высокими перегрузками, обеспечивающая безопасность боевого маневрирования, а также способность самолета к изменению положения относительно потока, позволяющая наводить оружие на цель вне вектора текущей траектории. Следует заметить, что сверх-маневренность первоначально фигурировала и в требованиях к американскому истребителю пятого поколения. Однако в дальнейшем, после ряда экспериментальных исследований, американцы предпочли сконцентрировать внимание на общей динамичности боевой системы истребителя. Отказ ВВС США от достижения сверх-маневренности в абсолютной мере мотивировался, в том числе, быстрым совершенствованием авиационного вооружения: появление высокоманевренных всеракурсных ракет, нашлемных систем целеуказания и новых головок самонаведения позволяло отказаться от обязательного захода в заднюю полусферу противника. Предполагалось, что воздушный бой теперь будет вестись на средних дальностях с переходом в маневренную стадию лишь в крайнем случае, «если что-то сделано не так». Сниженная радиолокационная заметность позволяет реализовать задуманную цель — «первым увидел — первым сбил», что также делает отказ от сверх-маневренности вполне оправданным. С другой стороны, постепенное исчезновение американской «монополии» на истребители пятого поколения указывает на важность сверх-маневренности для истребителей пятого поколения, так как при встрече двух малозаметных истребителей тактика ведения боя будет возвращаться к прошлым поколениям.

Вывод

Военная авиация - важная часть любой армии мира. Военно-воздушные силы необходимы для нанесения ударов по морским, авиационным и сухопутным группировкам противника. Но основу боевой мощи военной авиации остаются сверхзвуковые всепогодные самолеты, оснащенные ракетным, стрелковым и пушечным вооружением.

Россия пока отстает в создании истребителя 5-го поколения от США. Американский F-22 Raptor давно в войсках. Тем не менее именно Су-35, истребитель предыдущего поколения «4++», показывает сегодня, насколько совершеннее него может оказаться российский Т-50. На протяжении 1990-х годов и в текущем десятилетии Россия продолжает модернизировать самолеты, созданных в 1970-1980 годах. Т -50 (Перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации - ПАК ФА) стал для России истребителем, который по отношению к другим выглядит самолетом 21-го века. Однако требуемый объем уровень инвестиций и зрелых технологий, необходимых для завершения разработки ПАК ФА, говорит о том, что его будущее неясно. «Сухой» разработал модель Су-35С (ранее обозначался как Су-35БМ), чтобы преодолеть разрыв между выводом из эксплуатации стареющего парка истребителей завоевания превосходства в воздухе Су-27 и поступлением на вооружение самолетов нового поколения Т-50. Су-35 оснащен более мощной версией ТРДДФ АЛ-31Ф, известной как 117С. Самолет оснащен РЛС с пассивной ФАР «Ирбис-Э» разработки НИИП им. Тихомирова. Первый прототип Су-35С взлетел в феврале 2008 года.

В заключении хочется сделать вывод, что на протяжении развития боевой авиации крупнейшие авиационные державы безостановочно ведут борьбу друг с другом за господство в воздухе. Сменяются поколения истребителей, разрабатываются новые концепции, нарабатывается опыт, но борьба присутствует всегда. Не стало исключением и 5 поколение истребителей. Глядя на такую модернизацию боевой авиации, можно с уверенностью сказать что у истребительной авиации есть огромный потенциал и в будущем, а значит в скором времени можно будет увидеть самолеты 6 поколения. Но как они будут выглядеть и какими характеристиками обладать, нам остается только догадываться.

Список Литературы:

1) Полная энциклопедия "Мировая авиация", 2011 год.

2)Николай Якубович "Неизвестный МиГ" 2012 год.

3)Шунков В.Н. "Армия современно России" 2012 год.

4)wikipedia.org - Википедия свободная энциклопедия.

5)militaryrussia.ru - Отечественная военная техника.

Все, кому не безразлична отечественная авиация, с восторгом следили за полетами современных боевых самолетов на МАКС-97, отмечая при этом их фантастическую маневренность и легкость управления. Эти качества вбирают в себя многие свойства самолета, необходимые ему для успеха в бою.
Критерии маневренности отражают способность самолета создавать угловую скорость разворота, разгоняться и тормозиться в воздушном бое, при этом важно понять, как изменяются эти параметры по мере его развития. Критерии управляемости отражают способность быстро создать желаемое положение самолета или необходимую тягу двигателя для всех условий полета.
У истребителя, как у сложной системы, ни одно из отдельно взятых свойств не гарантирует успеха в его использовании по назначению, а только правильное сочетание возможностей бортового оборудования и вооружения с совершенством аэродинамических характеристик позволяет обеспечить высокие эффективность и неуязвимость самолета в боевых условиях. Всегда существовало взаимовлияние характеристик самолета, вооружения и тактики их применения.
Исторический анализ показывает, что наилучшей маневренностью и управляемостью обладают истребители, спроектированные во время или сразу после окончания крупных военных конфликтов, когда конструкторы наиболее чутко прислушиваются к требованиям боевых летчиков по обеспечению высокой маневренности. В мирное время уроки забываются, на первый план выдвигаются требования достижения высокой скорости полета и применения новых видов вооружения. Так, например, модернизация F-15 и F-16 ухудшила их маневренность.
Во время второй мировой войны истребители имели сравнительно малые скорости полета, но высокие угловые скорости разворота, обычным явлением были ближние групповые воздушные бои. В период Корейской войны истребители имели большие скорости и высоты полета, упор делался на скоротечность боя, но пушки оставались единственным оружием и требовалась высокая эффективность управления для захода в хвост самолета противника.

Характер воздушного боя резко изменился с появлением управляемых ракет класса «воздух-воздух». Было получено новое качество — способность поражать цели на большой дальности. Во время Вьетнамской войны ракеты еще не были маневренными, а самолеты уже не стали таковыми. Летчики атаковали на большой скорости с прямолинейной траектории, пуск ракет производился за пределами визуальной дальности. Разворотов избегали — они приводили к быстрой потере скорости и, следовательно, ухудшению маневренных характеристик. Fantom F-4 — основной истребитель США в этой войне, не предназначался для ближнего воздушного боя (БВБ) и нес только ракеты. Но противник навязывал пилотам F-4 ближний воздушный бой (БВБ). Пришлось устанавливать пушки и проводить работы по улучшению маневренности и управляемости. Впрочем такая же история была и с советским МИГ-21, когда на одной из модификаций решили обойтись одними ракетами.
Появление высокоманевренных ракет вновь существенно изменило тактику. Отпала необходимость в осуществлении маневров для захода в заднюю полусферу самолета противника. Но снова нашлось противоядие: применение средств радиоэлектронного противодействия (РЭП) резко снизило эффективность ракет с радио- и тепловыми головками самонаведения. Вновь возросла актуальность ближнего маневренного воздушного боя с применением стрелково-пушечного вооружения (СПВ). В ходе сирийско-израильского конфликта в долине Бекаа с обеих сторон участвовало одновременно до 150 истребителей 3 и 4-го поколений как с применением ракет на большой и средней дистанции, так и СПВ в ближнем бою.
Сейчас актуальной задачей становится доставка сил быстрого реагирования в зоны конфликтов. При этом необходимо обеспечить расчистку воздушного пространства на маршруте пролета и в районе десантирования, а так же прикрытия своих войск от ударов авиации противника. Выполнить такую задачу в состоянии только истребители, вооруженные как ракетами (большой, средней и малой дальности), так и СПВ. Им придется вести дальние и ближние маневренные бои на большом удалении от линии фронта. В таких же самолетах имеют потребность некоторые государства, в том числе и островные, имеющие большие территории, но слабую аэродромную сеть.
Если в ближнем бою применяется преимущественно малые скорости, а на средних дистанциях — более высокие, то перед разработчиками встала трудная задача — создать самолет, который мог бы эффективно вести воздушный бой на всех дистанциях, иметь большую дальность полета, причем и на сверхзвуковой скорости.
При ведении БВБ истребитель должен создавать большие углы атаки, при которых достигается максимальная боевая эффективность. Эксплуатационные диапазоны углов атаки новых истребителей в 2-3 раза больше, чем у предшествующего поколения. При этом пришлось решать проблему управляемости самолета при полете на больших углах атаки, потеря которой приводит к сваливанию и штопору. Несмотря на то, что основные аэродинамические параметры, характеризующие поведение самолета на больших углах атаки, достаточно хорошо изучены, а также выработаны критерии для определения подверженности самолета той или иной конфигурации сваливанию и штопору, число катастроф, вызванных этими неблагоприятными явлениями, по-прежнему велико. По этой причине было потеряно более 100 истребителей F-4. В конце 70-х гг. в ВМС США несколько самолетов F-14 потерпели катастрофы из-за входа в плоский штопор на больших углах атаки при маневрировании в воздушном бою.
Маневренность и управляемость самолета должны обеспечивать выполнение ряда требований.
Первым и, вероятно, наиболее важным преимуществом, является способность лучшего наведения по сравнению с противником. При наличии автономного оружия типа «выпустил и забыл» это преимущество должно быть таково, чтобы противник был уничтожен до того, как он успеет применить свое оружие. Во-вторых, нацеливание носовой частью фюзеляжа должно быть «долговечным» для обеспечения многократного попадания в цель, т.е. самолет должен быть способен к маневрированию при высоких угловых скоростях в течение продолжительных периодов времени. В-третьих, самолет должен иметь характеристики разгона, достаточные, чтобы достичь необходимой скорости для маневрирования или чтобы без вреда для себя выйти из боя.
Альтернативой решения проблемы повышения маневренности считается разработка ракет поражающие цели, находящиеся под большим бортовым углом. Задача маневрирования перекладывается таким образом с самолета на ракету.
У существующих ракет ограниченные возможности поражения целей с ненулевым бортовым углом, а при маневрировании резко сужается область их возможного применения. Попытки расширить эту область приводят к существенному росту стоимости ракеты. В тоже время самолет обладает большей угловой скоростью разворота и меньшим радиусом разворота на малых скоростях полета, что уменьшает время поражения целей. В конечном счете, маневренность и управляемость самолетов имеет первостепенную важность как наиболее гибкое, дешевое и надежное средство поражение целей. А маневренные ракеты рассматриваются лишь как дополнение к высокоманевренным самолетам с хорошей управляемостью.
Для сверхзвуковых истребителей основная зона воздушного боя лежит в диапазоне скоростей М п =0,35…1 до высоты 10 000 м. Самый маневренный самолет запада (F-16) в установившемся режиме может реализовать расчетную перегрузку 9g лишь в очень ограниченной области летных режимов: от Н=0 м (М п =0,76…0,97) до Н=1600 м (М п =0,9). В остальном диапазоне высот и скоростей полета самолет F-16 может маневрировать с перегрузкой 9g только в неустановившемся режиме с потерей высоты или/и скорости, т.е. с потерей энергии.
Снижение расхода энергии при маневрировании осуществляется еще на этапе проектирования минимизацией сопротивления самолета (Сх о) и прироста индуктивного сопротивления, т.е. повышением аэродинамического качества истребителя.
Из отечественных самолетов самыми низкими значениями Сх о среди истребителей и самым высоким аэродинамическим качеством на маневре (при одинаковой перегрузке) обладают самолеты «Су» , т.е. на установившихся режимах они превосходят любого своего конкурента. Су-27, Су-37 и Су-30МК могут выдерживать установившийся режим полета при одинаковой перегрузке в более широком диапазоне высот и скоростей полета по сравнению с конкурентами, существенно превосходя F-16.
Неустановившийся режим — это режим сверхманевренности. И здесь самолеты Су-37 (Су-30МК) вообще не имеют конкурентов, отличаясь никем еще не достигнутыми характеристиками устойчивости и управляемости. А низкие параметры сопротивления и высокая тяговооруженность обеспечивают им более быстрый разгон и более быстрое восстановление энергии.
Западными обозревателями еще в 1989 г. отвергались маневры «кобра » и «колокол «, как не нужные для воздушного боя и которые «любой западный истребитель тоже может выполнить, если потребуется «. Однако, они все еще пытаются выполнить то, что смог сделать серийный Су-27, а российский Су-37 второй год показывает новые фигуры сверхманевренности, которые нашли применение в БВБ. Для их выполнения требуются сложных системы управления, имеющие специальные алгоритмы управления и двигатели с поворотом вектора тяги для создания управляющих моментов по тангажу и рысканию на малых скоростях полета и при больших углах атаки, когда эффективность аэродинамических поверхностей управления стремится к нулю.
При одном виде таких маневров требуется быстрое изменение траектории полета с минимальной потерей энергии (скорости вдоль траектории), а при других — максимально быстрый доворот продольной оси самолета на цель и удержание ее в этом направлении в течении времени, необходимого для захвата ГСН ракеты и ее пуска или применения СПВ.
Первый вид рассматриваемых маневров, это форсированные развороты в горизонтальной, вертикальной и наклонной плоскостях полета выполняемые путем быстрого достижения и стабилизации углов атаки на которых реализуется максимальный коэффициент подъемной силы. Для современных компоновок это углы атаки 35-40 град., тогда как максимально допустимые из условий устойчивости и управляемости на существующих серийных самолетах составляют приблизительно 25 град. Кроме этого следует отметить, что при скорости увеличения угла атаки равной 30-40 град. / с возникает динамическая составляющая подъемной силы, которая может достигать примерно 15-20 % от установившегося значения. Сущность маневров, получивших экзотические названия «кобра», «мангуст», «хук», «чакра» состоит в энергичном (до 60-70 град. / с) повороте самолета вокруг поперечной оси в нужном для прицеливании направлении с последующей его фиксацией. Так как, при этом, самолет не успевает изменить направление полета возникают сверхбольшие углы атаки (более 90 град.). Падение скорости компенсируется возможностью опережающего применения оружия по противнику.
Поворот вектора тяги двигателей обеспечивает надежное возвращение самолета на «нормальные» докритические углы атаки, затем следует увеличение скорости полета и переход к традиционному пилотированию. Имеется возможность до выхода на обычные углы атаки, т.е. находясь в режиме сверхманевренности, выполнить наведение оружия на вторую цель.
Превосходство в устойчивости и управляемости обеспечивает пилотам на «сухих» неоспоримое психологическое превосходство при пилотировании истребителя у земли, когда возможный выход на срывные режимы и потеря управляемости для самолета противника тут же оборачивается поражением — столкновением с землей. Неуверенность пилотов истребителей противника не позволяет им в полной мере, без оглядки на ограничения по режимам полета, реализовать маневренные возможности своих самолетов. Летчики «сухих» могут вести бой абсолютно раскованно. Сверхманевренность не даст сорваться в штопор.
Летчик является наиболее чувствительным к перегрузкам звеном в системе «человек — сверхманевренный самолет». Поэтому в Су-37 предусмотрено обеспечение наиболее удобных условий для пилотирования самолета при больших перегрузках, для чего изменен угол наклона кресла пилота, установлены тензоРУДы и короткоходовая боковая ручка управления самолетом. По глубокому убеждению летчика-испытателя Евгения Фролова этим самолетом и новыми боевыми возможности после небольшого переучивания может овладеть любой строевой летчик. Тем более, что серийные самолеты будут гораздо проще в управлении.
Все ведущие мировые фирмы, занимающиеся разработкой истребителей, после показа в 1989 г. самолета Су-27 в Ле Бурже объявили о начале работ по повышению маневренных характеристик своих самолетов. Однако, разработчики F-16, несмотря на предпринятые попытки, так и не смогли улучшить аэродинамику и управляемость самолета. Фирма Dassault, тогда же заявившая о начале своих работ по реализации режимов сверхманевренности и доведения характеристик самолета Rafale до уровня Су-27, до сих пор практических результатов не достигла. Работы по сверхманевренности проводятся и в Швеции. Совсем недавно был впервые поднят в воздух американский F-22. Какие фигуры сверхманевренности он сможет показать пока неизвестно, но на сегодня полностью реализовать режим сверхманевренности и снять все ограничения по пилотированию самолета смогло только «ОКБ Сухого».
Истребители Су-27, Су-37 и Су-30МК способны в течение одного часа осуществить барражирование на удалении до 1000 км от аэродрома и, обладая непревзойденными пилотажными качествами, завоевать господство в воздухе. Незаменимы они и при обеспечении пролета самолетов типа Су-24, Су-32ФН, Ту-22М, Ту-160 и Ан-124 в оперативной глубине противника. Одновременно с применением ракет на больших и средних дальностях, истребители готовы к БВБ, где преимущество в ближнем бою им обеспечивает суперманевренность. Проведенные летные испытания прицеливания по воздушной цели показали не только их возможность, но и высокую эффективность.
Новые режимы полета создали новые противоракетные маневры. Применение режимов сверхманевренности, делает применение многих существующих ракет бесполезным. Выход самолета на критически допустимый режим, хотя бы даже и на очень короткое время, исключительно важен в воздушном бою. Появляется возможность ухода от сопровождения доплеровской РЛС путем энергичного сброса скорости самолета до нулевых значений и фиксирования самолета в этом положении десятки секунд. Такая же способность маневрировать дала самолету вертикального взлета и посадки Harrier преимущество перед аргентинскими самолетами во время конфликта между Англией и Аргентиной. Ни один Harrier не был сбит.
Первостепенной задачей истребительной авиации является завоевание превосходства в воздухе, добиться которого можно только одним путем — уничтожением самолетов противника. Одним из основных способов выполнения этой задачи считается воздушный бой.
Весьма авторитетный в истребительной авиации летчик, Герой России, генерал-майор Тимур Апакидзе (первый из строевых пилотов, выполнивший посадку на Су-27К на палубу авианесущего крейсера), посмотрев пилотаж Евгения Фролова на МАКС-97 сказал: «Самолет Су-37, являющийся и с фиксированными соплами одним из лучших истребителей мира, в сочетании с управлением вектором тяги значительно расширяет возможности истребительной авиации в решении свойственных ей боевых задач и в освоении нестандартного маневрирования, которое пока с трудом укладывается в сознании сегодняшнего летчика-истребителя ».

Недавно в сети появился доклад американского летчика-испытателя, участвующего в тестировании перспективного истребителя F-35 Lightning II. Согласно документу, разрабатываемый самолет в «собачьем бою» значительно уступает более старому F-16 Fighting Falcon. Впрочем, в министерстве обороны США уже заявили, что самолетные бои на ближних дистанциях давно уже остались в прошлом. Сегодня, мол, побеждает тот, кто способен первым увидеть и поразить противника, а это достигается преимущественно при помощи технологии малозаметности, ракет и радаров, а не мастерства пилота.

По данным исследования американского аналитического центра CSBA, последнее масштабное участие истребителей ВВС США в «собачьих боях» было зафиксировано во время войны во Вьетнаме. Кроме того, использование авиационных пушек, основного оружия самолетной дуэли на ближних дистанциях, в воздушных боях американскими летчиками снизилось с 60 процентов случаев в 1960-х годах до пяти процентов в 1985 году. С 1990 года основные потери самолетов в воздушных боях ВВС США несли не от пушечного огня, а от ракет противника. Сегодня авиапушки в подавляющем большинстве случаем применяются только против наземных целей.

F-35 Lightning II и F-16 Fighting Falcon между ними

Фотография: U.S. Air Force

«Собачий бой» это противостояние самолетов на малых дистанциях и в условиях, когда противники видят друг друга. Этот вид боя появился еще во время Первой мировой войны, когда основным вооружением боевых самолетов были пулеметы, эффективные только на ближнем расстоянии. Во Вторую мировую войну ближние маневренные бои велись всеми участниками конфликта. После 1992 года «собачьи бои» стали большой редкостью - техническое развитие самолетов, получивших радиолокационные станции и ракеты большой дальности позволило летчикам вести огонь по противнику с большого расстояния, иногда даже за пределами прямой видимости.

Испытательный ближний маневренный бой между истребителем F-35A с бортовым номером «AF-02» и F-16D Block 40 в январе 2015 года. В ходе боя на высотах от трех до девяти тысяч метров стороны опробовали как наступательные, так и оборонительные виды тактики. Во всех случаях самолеты были сравнительно близко друг от друга, на дистанции, где использование ракетного вооружения практически неэффективно, и большое значение приобретает возможность зайти противнику в заднюю полусферу, чтобы поразить его пушечным огнем. Почти во всех ситуациях маневренность нового истребителя оказалась хуже, чем у F-16.

F-35A Lightning II

Фотография: JSF

По данным летчика-испытателя, участвовавшего в учебной дуэли, F-35A обладает недостаточной скоростью изменения тангажа (подъема или опускания носа самолета). Летные качества F-35A при значительных углах атаки в 20-26 градусов ставили пилота в неблагоприятные условия относительно F-16D. Плохая горизонтальная маневренность вела к тому, что поймать F-16D в прицел своей пушки пилоту F-35A не удавалось - пока он прицеливался, противник успевал совершить маневр уклонения. При этом, когда пилот Fighting Falcon пытался атаковать F-35A, ему это почти всегда удавалось.

Практическим путем испытателю удалось установить, что при одном маневре его самолет все же превосходил F-16D. Для выполнения этого маневра необходимо во время установившегося полета на больших углах атаки переложить управление в сторону и удерживать его в этом положение относительно долгое время. В этом случае F-35A оказывается способен резко сменить курс и уйти из прицела противника. Однако самолет при этом теряет скорость и уже не способен быстро восстановить ее. Летчик рекомендовал маневр для выхода из близкого боя. В целом же летчик-испытатель заявил, что истребитель Lightning II плохо подходит для «собачьего боя».

F-35A Lightning II и F-16 Fighting Falcon

Фотография: U.S. Air Force

Вскоре после публикации доклада о «собачьем бое» объединенное управление проектом разработки истребителя F-35 заявило, что этот самолет разрабатывается в первую очередь для ведения воздушного боя на большом расстоянии. Кроме того, во время испытательного «собачьего боя» участвовал прототип с номером «AF-02», а это - один из первых летных образцов, не укомплектованных ни радиопглощающим покрытием, ни полным набором сенсоров, ни вооружением, которые применяются на серийных F-35A.

Американские военные с тех пор как стали активно развиваться технологии малозаметности считают «собачий бой» пережитком войны. Поэтому в США практически не разрабатываются ракеты класса «воздух-воздух» малой дальности, а пушечное вооружение устанавливается на истребители «на всякий случай». И если версия F-35A для ВВС США еще имеет собственную пушку (да и та будет использоваться для поддержки с воздуха, когда Lightning II заменят устаревшие штурмовики A-10 Thunderbolt II), то версии F-35B и F-35C (для Морской пехоты и ВМС США) соответственно ее лишены. Последние два смогут использовать авиапушку только в подвесном контейнере.

A-10 Thunderbolt II

Фотография: U.S. Air Force

По словам директора управления по интеграции систем F-35 генерал-майора Джефри Хэрриджена, пока еще слишком рано делать окончательные выводы о маневренности перспективного боевого самолета. Разработка, войсковые и доводочные испытания F-35 еще не завершены, и некоторые характеристики могут измениться. «F-35 спроектирован таким образом, чтобы его маневренность соответствовала современным тактическим истребителям. Однако конструкция самолета оптимизирована с точки зрения малозаметности. Благодаря этому истребитель сможет действовать в условиях, в которых F-16 просто не выживут», - рассказал Хэрриджен.

Вероятно, генерал-майор имел в виду так называемые зоны с ограничением и воспрещением доступа и маневра (anti-access/area denied environment, зоны A2/AD). По оценке Пентагона, таких зон в мире с каждым годом становится все больше. В понятие A2/AD американские военные закладывают не только противодействие систем противовоздушной обороны и авиации противника, не только постоянное спутниковое наблюдение, но и условия, при которых поставка запчастей и провизии значительно затруднена или вовсе невозможна. К условиям A2/AD также относится и отсутствие американского политического и финансового влияния в регионе.

AV-8B Harrier II

Фотография: U.S. Navy

После широкого применения в перспективных самолетах технологий малозаметности, так называемого «стелса», способность летательных аппаратов выживать в зонах A2/AD стало для Пентагона манией. Все перспективные американские самолеты и беспилотные летательные аппараты разрабатывают таким образом, чтобы они могли обнаруживать противника на как можно большем расстоянии и поражать его ракетами, оставаясь незаметными. Эти требованиям должны соответствовать перспективный стратегический бомбардировщик LRS-B и палубный истребитель F/A-XX.

Говоря о маневренности F-35 не следует забывать и том, что этот истребитель разрабатывается в качестве единого боевого самолета сразу для трех родов войск - ВВС, Морской пехоты и ВМС США. В американских войсках перспективный Lightning II заменит истребители F/A-18E/F Super Hornet, F-16, штурмовики A-10 и AV-8B Harrier II. То есть Lightning II после принятия на вооружение станет по настоящему многофункциональным самолетом. На практике это означает, что истребитель сможет решать широкий круг задач (от атаки на наземные цели до борьбы с самолетами противника в воздухе), но будет делать это хуже, чем специализированные боевые летательные аппараты.

Фотография: Wikimedia Commons

Защищая F-35 после доклада летчика-испытателя американские военные также объявили, что ранее проводилось компьютерное моделирование ближнего воздушного боя с участием Lightning II и F-16. В симулированном воздушном бою приняли участие четыре перспективных истребителя и такое же количество Fighting Falcon. И F-35 в этом бою выиграли. В данном случае использовались наземные тренажеры F-35 и специальное программное обеспечение Управления ВВС США по моделированию и симуляции. По данным военных, Lightning II показал свое превосходство благодаря новейшим сенсорам, вооружениям и технологии малозаметности.

К настоящему времени официально известно только о трех случаях, когда моделировались воздушные бои с участием F-35. Самое первое было проведено в 2008 году на авиабазе «Хикам» на Гавайях. В нем российские истребители Су-35 бились против американских F-22 Raptor, F/A-18E/F и F-35A. И хотя американцы выиграли симулированный бой, они потеряли все Lightning II. За боем наблюдали представители ВВС и военной разведки Австралии, которая планировала купить некоторое количество F-35. Позднее некоторые из них признались, что в симулированном бою «F-35 был беспощадно избит истребителем Су-35».

F/A-18F Super Hornet

Фотография: U.S. Navy

Третьим моделированием воздушного боя, о котором официально стало известно, является воздушный бой четырех F-35A против четырех F-16. Подробности об этой симуляции, кроме того, что Lightning II победили, не известны. Компьютерное моделирование как инструмент оценки эффективности вооружений и военной техники, очень часто используется американцами. Это дешевый способ получить приблизительное представления о возможностях разрабатываемой техники, которые по разным причинам невозможно проверить в реальном бою. При этом нужно понимать, что реальной картины симуляция не показывает.

Компьютерная программа способна учитывать тысячи различных факторов, включая аэродинамику самолетов, особенности их вооружения, возможности маневрирования, тактические правила ведения боя. Но она не может и вряд ли когда-нибудь сможет учитывать человеческий фактор - эмоциальное состояние летчика, ход его мыслей, мастерство. А они тоже могут влиять на исход воздушного боя. Как себя на самом деле покажет F-35 в воздушных сражениях будущего, сказать пока сложно. Но Пентагон уже сегодня уверяет, что Lightning II будет надежной и эффективной машиной. Когда разработка всех систем для него будет завершена.

Василий Сычев