Александр Идин После выполнения в 1989 г. на Су-27 «кобры Пугачева» началась и до сих пор не прекращается дискуссия о целесообразности использования режимов сверхманевренности. С новой силой о них заговорили после демонстрации на Су-37 новых фигур, оказавших на всех такое же эмоциональное воздействие, как в свое время «мертвая петля» Нестерова.

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.
Схема воздушного боя
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 Мп=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 (Мп=0,76…0,97) до Н=1600 м (Мп=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 (Схо) и прироста индуктивного сопротивления, т.е. повышением аэродинамического качества истребителя.
Из отечественных самолетов самыми низкими значениями Схо 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».

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (проголосуйте)
Загрузка...