Авиация России
Гражданская авиация, пассажирские и боевые самолеты и вертолеты России, новости и история российской и советской авиации.
Су-57 — рождён невидимкой
Мы продолжаем рассказ об истребителе пятого поколения Су-57. В третьей части речь пойдёт о технологиях малой заметности и силовой установке самолёта.
Истребитель пятого поколения Су-57 обладает рядом электродинамических спецхарактеристик, которые делают его лучшим истребителем в мире, важнейшей из них является свойство малой радиолокационной заметности.
Об этом сейчас очень много говорится, особенно в непосредственном приложении именно к российскому истребителю. Несмотря на то, что реальные цифры эффективной площади рассеяния (ЭПР) — главной составляющей стелс-технологий в радиолокационном поле, никогда не публиковались и эти данные являются государственной тайной, многие «эксперты» необоснованно считают, что на радарах Су-57 будет гораздо более заметен, чем американский F-22.
Единственным официальным сообщением о величине ЭПР является фраза главного конструктора самолёта Александра Давиденко, где он сравнивает Т-50 и F-22: «У самолёта F-22 — 0,3-0,4 м². У нас аналогичные требования к заметности».
Спецхарактеристики низкой радиолокационной заметности Су-57 закладывались ещё на этапе проработки концепции будущего самолёта — создании платформы: планера, самолётных систем и силовой установки.
Особая геометрия планера отражает с разных ракурсов сигнал радара в минимальное число направлений и в наименее опасные сектора. Полностью отсутствуют прямые углы, передние и задние кромки крыла, стабилизатора, киля, воздухозаборников, створок люков имеют два-три параллельных направления. Внутренние и внешние поверхности покрываются радиопоглощающим покрытием, щели и стыки заполняются специальным герметиком.
Также радиопоглощающее покрытие наносится на фонарь кабины самолёта. По словам академика РАН, научного руководителя программы разработки спецхарактеристик Т-50 Андрея Лагарькова, в некоторых случаях на остекление фонаря приходится наносить 10-12 слоёв разных покрытий, чтобы обеспечить требуемые характеристики ЭПР и при этом стекло должно оставаться абсолютно прозрачным.
Испытания всех элементов конструкции Су-57 на соответствие спецхарактеристикам проводятся в специальной безэховой камере. Здесь на ЭПР могут быть отдельно испытаны крыло, двигатели, воздухозаборники, киль, носовая часть самолёта и отдельно фонарь.
Испытания фонаря кабины проводятся с установленным внутри пластиковым манекеном пилота. «Если покрытие на остекление не нанесено, то в зависимости от того есть ли здесь пилот или нет, эффективная поверхность рассеяния будет разной, — рассказывает Андрей Лагарьков. — Но после того как покрытие нанесено, есть пилот или его нет, разница будет в ничтожную долю децибел».
Испытания фонаря кабины Су-57 на уровень ЭПР
Проводя исследования в безэховой камере каждой детали, конструкторы ещё до начала полётов понимают, хватает ли самолёту маскировочных слоёв или надо добавить «краски». Для покрытия используются различные грунтовки и шпаклёвки, но их толщина очень мала, поэтому специалисты и называют их краской.
Но спецпокрытие наносится не на все детали самолёта. «Можно сделать корпус самолёта из конструкционного радиопоглощающего материала. Такой путь тоже есть и это будет сделать лучше всего. Но всегда возникает вопрос о прочности», — поясняет академик Лагарьков. Другими словами, за незаметность самолёту придётся платить своими характеристиками.
Как пример, американский стратегический бомбардировщик B-2. Форма планера — летающее крыло делает его невидимкой для большинства радаров, но не позволяет ни летать на сверхзвуке, ни выполнять фигуры высшего пилотажа.
Американский стелс-бомбардировщик B-2 Spirit
Кроме радиолокационной, есть ещё и оптическая заметность истребителя. В ГЛИЦ в Ахтубинске проходят испытания Су-57 разной окраски, но уже известно, что у серийных самолётов окраска будет «пиксельной».
Пиксельный вариант был выбран далеко не случайно. В ряде экспериментов с обычной военной формой с различными маскировочными узорами: горка, масккостюм образца 1944 года, «партизан» спектр (пиксельный), ОСР, woodland, в приборах ночного видения именно пиксельный рисунок делал бойца невидимой — он сливался с общим фоном, в то время как бойцов в форме с другими вариантами рисунка можно было заметить.
«Пиксельная окраска даёт эффект размытого контура, что позволяет исказить чёткие границы самолёта», — говорит главный конструктор Су-57, генеральный директор ОКБ Сухого Михаил Стрелец.
Он поясняет, что задачу незаметности на Су-57 решают: форма планера, спецпокрытие фонаря кабины, спецпокрытие на определённых элементах конструкции и окраска. Но как быть с двигателем? Он с головой выдаёт всю эту маскировку самолёта — сопла металлические и пламя никуда не спрячешь.
«Вопрос с двигателем, и это тоже одно из требований к самолётам пятого поколения, — это безфорсажный крейсерский сверхзвук, — продолжает Михаил Стрелец. — Он нужен, чтобы снизить инфракрасную заметность самолёта в крейсерском полёте. С двигателем второго этапа реализуется именно эта концепция, которая позволяет на максимальном режиме обеспечить крейсерский сверхзвуковой полёт». «Изделие 30» — такое название носит двигатель для Су-57, разрабатывается он в опытно-конструкторском бюро имени Люльки.
Взлёт Су-35С на форсаже
Дело в том, что двигатель первого этапа — АЛ-41Ф1 на режиме форсажа выдаёт из сопла струю пламени, которая в инфракрасном диапазоне делает истребитель очень даже хорошо видимым. Двигатель второго этапа позволит значительно снизить видимость истребителя в ИК диапазоне волн. Известно техническое решение, в котором для уменьшения заметности силовой установки в радиолокационном, инфракрасном и акустическом диапазонах используется экранирующее приспособление, установленное в сопле двигателя (патент RU 2215670), выполненное в виде противо-РЛ и противо-ИК решёток. Решётки могут быть выполнены разъёмными с возможностью соединения между собой или установленными друг в друга. Кроме того, ребра противо-ИК решётки могут быть радиальными и покрыты радиопоглощающим материалом, также решётки могут быть выполнены поворотными.
Генеральный конструктор-директор ОКБ им. Люльки Евгений Марчуков рассказывает, что когда создавался истребитель Су-27, для него было изготовлено несколько десятков опытных двигателей. Для Су-57 всего, включая двигатели для лётных испытаний, построено около 20 опытных образцов «изделия 30».
КБ им. Люльки не впервые создаёт новые двигатели. Когда-то здесь были разработаны двухконтурные турбореактивные двигатели АЛ-31Ф для истребителя Су-27. На его основе был создан двигатель АЛ-41Ф, который планировался к установке на истребитель пятого поколения МиГ-1.44, а также его дальнейшее развитие — двигатель АЛ-41Ф1 со всеракурсным управляемым вектором тяги (УВТ), который сейчас устанавливается на Су-57, и двигатель АЛ-41Ф1С для истребителя Су-35С.
«Изделие 30» — это абсолютно новый двигатель, он не имеет ничего общего с «изделием 117» или АЛ-41Ф1 — самым современным пока ТРДД для российских истребителей.
«Именно в КБ им. Люльки был разработан управляемой вектор тяги. Это истинная правда, — говорит Евгений Марчуков. — В то время в мире это не очень воспринималось. Говорили: зачем эта акробатика нужна. А сейчас говорят — это сверхманёвренность, это самое главное. Управляемый вектор тяги даёт безопасность лётчику. Исчезло понятие критических углов атаки, и самолёт стал безопасным. Штопор для самолёта — это полёт, а не падение».
В лётной программе московского авиакосмического салона уже не первый год истребители Су-30СМ, Су-35С и Т-50 демонстрируют эту фигуру высшего пилотажа — плоский штопор. Выход из него выполняется именно за счёт двигателя с УВТ, а не посредством аэродинамических свойств крыла и его механизации.
Создать новый двигатель иной раз сложнее, чем создать новый самолёт. «Если брать планер, то двигатель конечно сложнее, — продолжает рассказывать Евгений Марчуков. — Потому что у планера два крыла, а у нас — 1000 крыльев, каждая лопаточка — это крыло».
Лопатка турбины двигателя второго этапа «изделие 30»
Лопатка турбины на первый взгляд — это обычная стальная пластина, но на самом деле каждая такая лопатка — это произведение искусства. Внутри неё отверстия, каналы, проточки, всё сделано с ювелирной точностью.
На двигателе «изделие 30» с номером «01» была отработана система управления, которая работает при температуре 180 градусов C. «Это температура внутри мотогондолы на больших скоростях, — продолжает генеральный конструктор. — И поскольку электроника такую температуру не держит, двигатель охлаждается керосином. Внутри мотогондолы специально сделаны каналы, куда подводится керосин».
Евгений Марчуков поясняет, что охлаждать двигатель истребителя больше нечем. Воздухом не эффективно, воды на самолёте нет, возить её для охлаждения не целесообразно, а керосина — полные баки.
«Изделие 30» обычно называют двигателем пятого поколения. Но Евгений Марчуков считает, что двигатель можно отнести к поколению 5+. «Он опережает немного пятое поколение, потому что главные удельные характеристики этого двигателя — удельная тяга, удельный расход [топлива] и удельный вес соответствуют этому поколению [5+]».
Удельная тяга — это отношение тяги двигателя к его весу. Увеличить тягу двигателя и при этом нисколько не увеличив его вес — это наука, сочетающая в себе расчёт и эксперимент.
Первый полёт летающей лаборатории Т-50-2 бортовой номер «052» с двигателем второго этапа «изделие 30». Декабрь 2017 г.
Когда наблюдаешь за взлётом Су-57, в первую очередь обращаешь внимание на то, как легко после короткого разбега самолёт отрывается от полосы. Даже с полной нагрузкой на борту истребитель непринуждённо уходит в небо, практически вертикально набирая высоту, и всё это Су-57 выполняет с двигателем первого этапа.
В начале декабря 2017 года летающая лаборатория Т-50-2 (бортовой 052) с установленным в левой гондоле двигателем «изделие 30» выполнил первый полёт. Завершение испытаний нового двигателя в составе летающей лаборатории ожидается на рубеже 2020-21 годов.
Подготовлено по материалам программы «Военная приёмка» телеканала «Звезда». Фото получены копированием части экрана при воспроизведении видео передачи.
Источник
Су-57: критический взгляд с Запада
Мнения экспертов
На днях американская исследовательская организация RAND (Research and Development) представила довольно резкую оценку программы разработки российского истребителя пятого поколения. Одним из первых на материал обратил внимание небезызвестный блог bmpd.
Мы неоднократно слышали восторженные и критические настроения относительно Су-57: чаще все они исходили от блогеров и публицистов, которые в широком смысле просто выражали свое мнение. В случае с Research and Development ситуация иная. RAND является некоммерческой организацией, которая выполняет функции стратегического исследовательского центра. Она работает по заказам правительства США, американского Минобороны и структур, связанных с ними. Центр основали еще в 1948 году: за все время существования в его стенах трудились больше 30 нобелевских лауреатов. Часть работ засекречена, но некоторые, как представленный недавно материал, доступны широкой публике.
Старые песни о главном
О чем же рассказали в Research and Development? Если кратко, то программа разработки российского истребителя пятого поколения является не тем, чем ее видели изначально. RAND не пишет об этом напрямую, но данный вывод можно сделать исходя из довольно критической оценки ситуации. Приведенные Research and Development трудности можно разделить на несколько условных категорий, которые не всегда соприкасаются друг с другом.
Концептуальные проблемы. По мнению американских экспертов, главная трудность кроется в неготовности двигателя второго этапа, известного как «Изделие 30». Организация напоминает, что все 76 машин, которые, как ожидается, ВВС РФ получат в 2020-х годах, не будут иметь «двигателя второго поколения». И не ясно, когда он будет готов.
Американские специалисты правы. По крайней мере, частично. Все построенные на данный момент прототипы Су-57 действительно используют двигатель АЛ-41Ф1, разработанный на основе советского АЛ-31Ф, установленного на Су-27. Это же касается и первых серийных истребителей.
АЛ-41Ф1 имеет тягу на форсаже 15 000 кгс, в то время как у «Изделия 30» она должна составлять 18 000 кгс. Установка нового двигателя — важный этап, ведь без него самолет не будет иметь требуемых характеристик пятого поколения, таких, например, как выполнение бесфорсажного сверхзвукового полета на всех диапазонах требуемых высот и с разными вариантами полезной нагрузки.
Между тем сложно согласиться, что двигатель является главным вызовом для создателей Су-57. Его разработка, насколько можно судить, идет плановыми темпами. Напомним, еще в 2017 году выполнил первый полет прототип истребителя Т-50-2 с установленным в левой мотогондоле «Изделием 30».
Важнее другое. При всей значимости силовой установки для истребителя пятого поколения куда важней другой параметр: речь о малозаметности. Якобы именно из-за несоответствия заявленным требованиям по этому показателю от самолета ранее отказались индийцы. Трудности хорошо заметны. Это «выглядывающие» из воздухозаборника лопатки компрессора двигателя, резко снижающие малозаметность. Это и отсутствие беспереплетного фонаря, а также плоских сопел (как на F-22 Raptor). И «шарик» оптико-локационной станции в носовой части, также не идущий на пользу малозаметности.
Материал RAND по какой-то причине почти не упоминает об этом, зато напоминает, что «успешная разработка этой передовой авионики была и будет оставаться серьезной проблемой для российской авиационной промышленности». По мнению экспертов, Россия имеет неудачный опыт использования в полной мере плодов революции в информационных технологиях, которая наступила после окончания «холодной войны». Усугубляется это, по мнению Research and Development, западными санкциями, а также оборванными отношениями с украинским военно-промышленным комплексом.
Доведение до боеготового состояния. Другой спектр критики со стороны RAND связан с тем, что Россия так и не получила до сих пор боеготовый истребитель: с двигателем второго этапа или без него. И хотя в СМИ мелькала информация о применении Су-57 в Сирии (речь, напомним, идет о прототипах) управляемых ракет класса «воздух-поверхность», де-факто ничего подобного не было. При этом сам факт отправки машин в Сирийскую Арабскую Республику сомнений у американцев не вызывает.
В этой связи, говоря о достижении начальной боевой готовности, RAND называет срок «не раньше середины 2020-х годов». Говоря про экспортные поставки, в Research and Development указывают на то, что они вряд ли начнутся в первой половине десятилетия.
Вышесказанное в целом не вызывает никаких сомнений. С другой стороны, нужно понимать, что доведение самолета до боеспособного состояния — долгий и трудоемкий процесс. Россия не имеет средств и возможностей, сравнимых с американскими. Еще в 2010, когда самолет совершил первый полет, мало кто из экспертов предполагал, что серийная машина появится в 2020 году. Де-факто программа разработки российского истребителя пятого поколения идет именно так, как можно было ожидать: на многочисленные заявления пропаганды мало кто из специалистов обращал внимание. Также мало у кого были иллюзии относительно смысла отправки в Сирию прототипов Су-57: чаще всего это рассматривали в качестве своего рода пиар-акции, которая едва ли напрямую касается разработки самолета.
Экспортные поставки. Research and Development не выделяет конкретно этот или один из других ранее поставленных вопросов из общего числа. Однако очевидно, что в организации уделяют экспорту Су-57 особое внимание.
По словам американцев, российскому авиастроению для его выживания критически важны иностранные инвестиции. И продажа партнерам Су-57 может решить часть проблем. Увы, таких партнеров, по мнению RAND, у России на данный момент нет. К числу вероятных относятся Китай, Турция, Вьетнам и Алжир, с явным преобладанием роли последнего.
Не так давно появились слухи о возможной продаже арабской стране партии этих самолетов. В своем отчете Research and Development напоминает, что подтверждения этих слухов мы до сих пор не услышали. Одна из причин — Россия не уложится в сроки разработки самолета. «Маловероятно, что полностью разработанный и готовый к серийному производству Су-57 появится в продаже до конца 2020-х годов», — говорится в материале организации. Другая проблема кроется в требованиях алжирцев проводить тесты машины на их территории, на что не согласится Российская Федерация.
В целом, по мнению американских специалистов, по своим возможностям Су-57 будет близок к F-15EX четвертого поколения, что, конечно, сложно назвать позитивным результатом программы. Однако никто не говорит, что это будет действительно так. Между машинами лежит целое поколение, пусть и весьма условное.
Источник