Истребитель четвертого поколения - Fourth-generation fighter
Истребитель четвертого поколения является классом из реактивных истребителей , находящихся в эксплуатации приблизительно от 1980 до настоящего времени и представляют собой конструктивные концепции 1970 - х годов. На конструкции четвертого поколения сильно повлияли уроки, извлеченные из боевых самолетов предыдущего поколения. Ракеты класса " воздух-воздух" большой дальности, которые , как первоначально предполагалось, должны были сделать воздушные бои устаревшими, оказались менее влиятельными, чем ожидалось, заставив вновь сделать упор на маневренность. Между тем, рост стоимости военных самолетов в целом и продемонстрированный успех таких самолетов, как F-4 Phantom II, привели к росту популярности многоцелевых боевых самолетов параллельно с достижениями так называемого четвертого поколения.
В течение периода , о котором идет речь, маневренность была усилена расслабленной стабильностью статической , стала возможным благодаря введению лета по проводам (FBW) система управления полета (FLCS), который , в свою очередь , стал возможным благодаря достижениям в области цифровых компьютеров и системной интеграции техники. Замена аналоговой авионики, необходимой для обеспечения работы FBW, стала фундаментальным требованием, поскольку во второй половине 1980-х унаследованные аналоговые компьютерные системы начали заменяться цифровыми системами управления полетом. Дальнейшее развитие микрокомпьютеров в 1980-х и 1990-х годах позволило быстро модернизировать авионику в течение всего срока службы этих истребителей, включая такие обновления системы, как активная матрица с электронным сканированием (AESA), шины цифровой авионики и инфракрасный поиск и отслеживание (IRST).
Из-за значительного расширения возможностей этих модернизированных истребителей и новых разработок 1990-х годов, которые отражали эти новые возможности, они стали известны как поколение 4.5. Это призвано отразить класс истребителей, которые являются эволюционными модификациями 4-го поколения, включающими интегрированные комплекты авионики, усовершенствованные меры вооружения, направленные на то, чтобы (в основном) самолет традиционной конструкции, тем не менее, менее легко обнаруживаемый и отслеживаемый в ответ на прогрессивные ракетные и радиолокационные технологии ( см. стелс-технологии ). Существуют неотъемлемые конструктивные особенности планера, которые включают маскировку лопастей турбины и применение передовых материалов , иногда поглощающих радиолокационные сигналы , но не характерные малозаметные конфигурации последних самолетов, называемых истребителями пятого поколения или такими самолетами, как Lockheed-Martin F. -22 Raptor .
Соединенные Штаты определяют истребители поколения 4.5 как реактивные истребители четвертого поколения, которые были модернизированы радиолокационной станцией AESA, каналом передачи данных с высокой пропускной способностью, улучшенной авионикой и «способностью развертывать современное и разумно предсказуемое современное вооружение». Современными примерами истребителей 4,5 поколения являются Су-30СМ / Су-34 / Су-35 , J-15B / J-16, заявленные с AESA, Chengdu J-10C , Микоян МиГ-35 , Eurofighter Typhoon. , Dassault Rafale , Saab JAS 39 Gripen , Boeing F / A-18E / F Super Hornet , Lockheed Martin F-16E / F , McDonnell Douglas F-15E Strike Eagle , HAL Tejas MK1A , JF-17 block III и Mitsubishi F-2 .
Характеристики
Представление
В то время как первые реактивные истребители третьего поколения (например, F-4 и МиГ-23 ) проектировались как перехватчики с второстепенным акцентом на маневренность, в четвертом поколении перехват отведен второстепенной роли, с новым акцентом на ближний бой и маневренность. В то время как компромиссы, связанные с проектированием боевых самолетов, снова смещаются в сторону поражения за пределами видимого диапазона (BVR), управление наступающей средой многочисленных информационных потоков в современном боевом пространстве и низкая наблюдаемость, возможно, за счет маневрирования Способность к ближнему бою, применение вектора тяги позволяет поддерживать его, особенно на малой скорости.
Ключевые достижения, способствующие улучшенной маневренности в четвертом поколении, включают высокую тягу двигателя, мощные управляющие поверхности и ослабленную статическую устойчивость, последнее стало возможным благодаря управляемому компьютером увеличению устойчивости "по проводам". Маневрирование в воздушном бою (ACM) также требует значительного управления энергией для поддержания скорости и высоты в быстро меняющихся условиях полета.
По проводам
Ранние истребители четвертого поколения, такие как F-15 Eagle и F-14 Tomcat, сохранили электромеханическую летную гидравлику. Одно из нововведений реактивных истребителей четвертого поколения - это проводной полет , в то время как поколение 4.5 представило радар с активной решеткой с электронным сканированием .
General Dynamics YF-16, впоследствии преобразованный в F-16 Fighting Falcon , был первым в мире самолетом, специально спроектированным с учетом небольшой аэродинамической устойчивости. Этот метод, называемый расслабленной статической стабильностью (RSS), был использован для дальнейшего улучшения характеристик самолета. Большинство самолетов спроектировано с положительной статической устойчивостью, которая заставляет самолет возвращаться в исходное положение после возмущения. Однако положительная статическая устойчивость, тенденция оставаться в текущем положении препятствует попыткам пилота маневрировать. С другой стороны, самолет с отрицательной статической устойчивостью при отсутствии управляющих сигналов легко отклонится от горизонтального и управляемого полета. Таким образом, нестабильный самолет можно сделать более маневренным. Такой самолет 4-го поколения требует компьютеризированной системы управления полетом FBW (FLCS) для поддержания желаемой траектории полета.
Некоторые поздние производные от ранних типов, такие как F-15SA Strike Eagle для Саудовской Аравии, включали модернизацию до беспроводной связи.
Вектор тяги
Изначально вектор тяги был введен в Hawker Siddeley Harrier для вертикального взлета и посадки, и вскоре пилоты разработали технику «виффинга», или направления в прямом полете, для повышения маневренности. Первым самолетом с неподвижным крылом, демонстрирующим повышенную маневренность таким образом, стал Су-27, который стал первым самолетом, на котором публично отображалось изменение вектора тяги по тангажу (2D TVC). В сочетании с отношением тяги к массе выше единицы это позволяло ему поддерживать почти нулевую воздушную скорость на больших углах атаки без сваливания и выполнять новые фигуры высшего пилотажа, такие как «Кобра» Пугачева . Эти трехмерные TVC сопла Су-30МКИ смонтированы 32 ° наружу продольной оси двигателя (т.е. в горизонтальной плоскости) и может быть отклонен ± 15 ° в вертикальной плоскости. Это создает эффект штопора , дополнительно повышая способность летательного аппарата к развороту. МиГ-35 с двигателями РД-33ОВТ с соплами векторной тяги позволяет ему стать первым двухмоторным самолетом с соплами с векторным движением, способным двигаться в двух направлениях (то есть 3D TVC). У других существующих самолетов с вектором тяги, таких как F-22 , сопла имеют одно направление. Технология была установлена на Сухой Су-47 Беркут и более поздних производных. США изучали возможность установки этой технологии на F-16 и F-15 , но не внедряли ее до появления пятого поколения.
Суперкруиз
Суперкруиз - это способность реактивного самолета лететь на сверхзвуковых скоростях без использования форсажной камеры .
Поддержание сверхзвуковой скорости без использования форсажной камеры позволяет сэкономить большое количество топлива, значительно увеличивая дальность полета и выносливость. Однако доступная мощность двигателя ограничена, а лобовое сопротивление резко возрастает в околозвуковой области, поэтому оборудование, создающее перетаскивание, такое как внешние хранилища и их точки крепления, должно быть минимизировано, предпочтительно с использованием внутреннего хранилища.
Eurofighter Typhoon может круиз на уровне около 1,2 Маха без форсажной камеры, с максимальной скоростью уровня без повторного нагрева составляет 1,5 Маха. EF Т1 DA (Разработка самолета тренер версия) продемонстрировал supercruise (1,21 М) с 2 SRAAM, 4 MRAAM и падение бака (плюс 1 тонну летно-испытательного оборудования, а также 700 кг больше веса для версии тренера) во время оценки Сингапура.
Авионика
Авионика часто может быть заменена по мере появления новых технологий, они часто модернизируются в течение всего срока службы самолета. Например, F-15C Eagle, впервые произведенный в 1978 году, получил модернизацию в 2007 году, такую как радар AESA и Joint Helmet Mounted Cueing System , и планируется получить модернизацию 2040C, чтобы сохранить его в эксплуатации до 2040 года.
Основным датчиком для всех современных истребителей является радар . США представили свои первые модифицированные F-15C, оснащенные радарами AN / APG-63 (V) 2 с активной решеткой с электронным сканированием , которые не имеют движущихся частей и способны проецировать гораздо более плотный луч и более быстрое сканирование. Позже он был представлен на F / A-18E / F Super Hornet, а также на блоке 60 (экспортном) F-16 и будет использоваться для будущих американских истребителей. Франция представила свой первый отечественный радар AESA, RBE2- AESA, построенный Thales в феврале 2012 года для использования на Rafale. RBE2-AESA также может быть установлен на Mirage 2000. Европейский консорциум GTDAR разрабатывает радар AESA Euroradar CAPTOR для будущего использования на Typhoon. Для F-22 и F-35 следующего поколения США будут использовать возможности низкой вероятности перехвата (LPI). Это будет распространять энергию радиолокационного импульса на несколько частот, чтобы не отключать приемники радиолокационных предупреждений, которые есть на всех самолетах.
В ответ на растущем американский акцент на радиолокационных уклоняясь конструкции стелса, Россия обратилась к альтернативным датчикам, с акцентом на инфракрасный поиске и дорожки (IRST) датчиках, впервые на американском F-101 Voodoo и F-102 Delta Кинжал истребителей в 60-е годы - для обнаружения и сопровождения воздушных целей. Они измеряют ИК-излучение от целей. Как пассивный датчик, он имеет ограниченный диапазон и не содержит никаких данных о местоположении и направлении целей - они должны быть выведены из захваченных изображений. Чтобы компенсировать это, системы IRST могут включать в себя лазерный дальномер для обеспечения полного контроля над огнем пушечного огня или запуска ракет. Используя этот метод, немецкий МиГ-29 с использованием нашлемных систем IRST смог захватить ракетный замок с большей эффективностью, чем ВВС США F-16 в военных учениях. Датчики IRST стали стандартом на российских самолетах. За исключением F-14D (официально снятого с вооружения с сентября 2006 г.), ни один из западных истребителей 4-го поколения не имеет встроенных датчиков IRST для обнаружения в воздухе, хотя аналогичный FLIR часто используется для обнаружения наземных целей.
Вычислительная функция, имеющая важное тактическое значение, - это канал передачи данных. Все современные европейские и американские самолеты могут обмениваться данными о целеуказании с истребителями союзников и самолетами системы ДРЛО (см. JTIDS ). Российский перехватчик МиГ-31 также имеет некоторую возможность передачи данных. Совместное использование данных о наведении и сенсорных данных позволяет пилотам размещать излучающие, хорошо видимые сенсоры подальше от сил противника, одновременно используя эти данные для направления бесшумных истребителей к противнику.
Скрытность
В то время как основные принципы формирования самолета, чтобы избежать обнаружения радарами, были известны с 1960-х годов, только после появления радиопоглощающих материалов самолеты с резко уменьшенным радиолокационным поперечным сечением (RCS) стали практичными. В 1970-х годах первые технологии малозаметности привели к созданию многогранного планера штурмовика Lockheed F-117 Nighthawk . Огранка отражала радиолокационные лучи очень направленно, что приводило к кратковременным «мерцаниям», которые детекторные системы обычно регистрировали как шум. Но даже с улучшением стабильности и управляемости с цифровым управлением по проводам ухудшились аэродинамические характеристики, и F-117 нашел применение в основном для наземных атак в ночное время. Технологии стелс также стремятся уменьшить инфракрасную сигнатуру , визуальную сигнатуру и акустическую сигнатуру самолета.
4.5 поколение
Термин «поколение 4.5» часто используется для обозначения новых или усовершенствованных истребителей, появившихся в начале 1990-х годов и имевших некоторые особенности, которые считались пятым поколением, но отсутствовали другие. Таким образом, истребители 4,5 поколения, как правило, менее дороги, менее сложны и имеют более короткие сроки разработки, чем настоящие самолеты пятого поколения, при этом сохраняя возможности, значительно превосходящие возможности оригинального четвертого поколения. Такие возможности могут включать в себя расширенную интеграцию датчиков, радар AESA , возможность суперкруизинга , сверхманевренность , широкие многофункциональные возможности и уменьшенное поперечное сечение радара.
Истребители поколения 4.5 представили интегрированные инфракрасные системы поиска и сопровождения (IRST), такие как Dassault Rafale с интегрированной фронтальной системой IRST Optronique secteur . Eurofighter Typhoon представил пиратскую IRST, который также был модернизирован с более ранними моделями производства. Super Hornet также был оснащен IRST, хотя и не интегрированным, а скорее в виде модуля, который необходимо прикрепить к одной из узлов подвески.
По мере того, как достижения в области скрытных материалов и методов проектирования позволили создать более гладкие планеры, такие технологии начали ретроспективно применяться к существующим истребителям. Многие истребители поколения 4.5 обладают некоторыми малозаметными особенностями. Важным направлением развития стала технология малозаметных радаров. В пакистанско-китайском JF-17 и китайском Chengdu J-10B / C используется сверхзвуковой впуск без дивертора , в то время как в индийском HAL Tejas используется ХФУ в производстве. В IAI Lavi используется воздухозаборник с S-образным каналом, который предотвращает отражение радиолокационных волн от лопастей компрессора двигателя, что является важным аспектом истребителей пятого поколения для уменьшения лобовой RCS. Это некоторые из предпочтительных методов, используемых в некоторых истребителях пятого поколения для снижения RCS.
KAI KF-21 Boramae - это специально созданный совместный южнокорейско-индонезийский истребитель поколения 4.5.
Смотрите также
Примечания
использованная литература
Библиография
- Аронштейн, Дэвид К. и Альберт К. Пичкирилло. Программа легкого истребителя: успешный подход к переходу на технологию истребителя. Рестон, Вирджиния: AIAA, 1996.
- Келли, Орр. Hornet: внутренняя история F / A-18 . Новато, Калифорния: Presidio Press, 1990. ISBN 0-89141-344-8 .
- Копп, Карло. "Анализ совместных ударных истребителей Lockheed-Martin F-35, 2002 г." Air Power Australia , 2002. Дата обращения: 10 апреля 2006 г.
- Ричардсон, Дуг. Боевые самолеты-невидимки: обман, уклонение и сокрытие в воздухе . Лондон: Саламандра. 1989 г., издание первое. ISBN 0-7603-1051-3 .
- Шоу, Роберт. Бой истребителей: тактика и маневрирование . Аннаполис, Мэриленд: Naval Institute Press, 1985. ISBN 0-87021-059-9 .
- Sweetman, Билл. «Истребительная тактика». Обзор международной защиты Джейн . Дата обращения: 10 апреля 2006 г.