Candidat la Științe Tehnice, conferențiar universitar,
colonel în retragere Vladimir Aleschenko
Pilot militar de clasa I
Tehnica și tactica sunt inseparabil interdependente. Dezvoltarea tehnologiei avioanelor conduce în mod inevitabil la dezvoltarea unor tactici de combatere a aerului, iar dezvoltarea tacticilor stimulează crearea de noi aeronave. Acest lucru este evidențiat de istoria dezvoltării luptei aeriene de la primul război mondial și până în prezent.
În luptă aeriană cu rachete „aer-aer“ cu rază mare și medie (RDB și ADR) luptător nu are nevoie de o manevrabilitate ridicată, chiar dacă au atacat efectuează manevre defensive viguroase.
Experiența războaielor locale și a conflictelor militare din a doua jumătate a secolului al XX-lea a arătat că în bătăliile aeriene este posibil să apară situații în care utilizarea RDB și RSD este imposibilă. Apoi, lupta aeriană manevrabilă apropiată cu utilizarea rachetelor cu rază scurtă de acțiune (RMD) și a armamentului cu pușcă și tun poate deveni inevitabilă.
Manevrabilitatea unei aeronave se numește abilitatea acesteia de a-și schimba poziția în spațiu prin schimbarea vectorului de viteză în mărime sau direcție sau ambele în magnitudine și în direcție. Cu cât viteza vectorului de viteză al aeronavei se schimbă mai repede, cu atât mai mare este manevrabilitatea acestuia. Pentru a caracteriza manevrabilitatea aeronavei, se folosesc atât indicatori de manevrabilitate, cât și cei privați.
Pentru indicatorii privați includ viteza unghiulară și razele de curbură a elementelor manevrelor (manevrele), în timp ce manevra (figura), dar pentru caracteristicile de manevrabilitate ale sistemului de aerodinamic de aeronave clasic mai acceptabil manevrabilitatea de performanță - suprasarcină. Manevrabilitatea maximă a acestor aeronave este determinată de suprasarcina normală disponibilă, care, la rândul său, depinde de altitudinea și viteza zborului. Dacă această suprasarcină este depășită, există pericolul stingerii avionului cu trecerea ulterioară la un tirbușon. Vitezele maxime unghiulare și raza minimă a traiectoriilor în planul de manevră corespund suprasarcinii normale.
Experiența războaielor locale a arătat că manevrarea, chiar și cu acces la modurile de zbor disruptive, nu a dat întotdeauna rezultatul dorit. Motivul este că luptătorii de generația a treia au absorbit deja toate rezervele de "agilitate". A devenit clar că pentru o victorie într-o bătălie aeriană manevrabilă, un luptător trebuie să posede nu numai o "agilitate" mare, ci și să nu cadă la unghiuri supercritice de atac. A apărut o problemă de a asigura nu numai stabilitatea, ci și controlul aeronavei în aceste unghiuri de atac. A existat un nou termen - "super-manevrabilitate", prin care se înțelegea un zbor controlat la unghiuri super-critice de atac.
Această interpretare a „super-manevrabilitate“ nu reflectă suficient esența problemei, deoarece nu ia în considerare relația cu manevrabilitatea aeronavei în Subcritic unghiurilor de atac. Manevrabilitatea poate fi numit un plan, pe care modurile de zbor identice cu unghiurile Torn-traek convenționale schimbare de viteză a aeronavelor manevrabil (unghiuri de cale. Și traiectoria de înclinare Q), adică vitezele unghiulare orbitale ( „cotitură“) este mai mare decât acesta din urmă, și care este capabil de a efectua zborul controlat la unghiuri de atac supercritic.
Colaborări OKB Mikoian, Suhoi Birou de proiectare cu TsAGI în acest domeniu a început în 1969. S-au deschis noi posibilități pentru o creștere semnificativă a proprietăților lagărelor aeronavei cu o creștere suficient de mică a rezistenței. Aceasta este o nouă tendință dezvoltată în TsAGI, bazată pe utilizarea rațională a vârtejuri special induse pe suprafața superioară a aripii, care a generat influxul ascuțite în porțiunea sa rădăcină. Un factor important a fost aplicarea automată flapsuri de vârf, unghiul de deviere, care crește în mod continuu cu creșterea unghiului de atac și, în cele din urmă, este „aplatizată“ forma fuselajului, care a mărit contribuția la forța de ridicare (până la 40%) și a scăzut efectul destabilizator asupra stabilității direcționale. Aranjamentul aerodinamic al caracterului integral purtat aripa combinate cu fuselajul de mari carenajul diametru. Ilustrarea este desen, în care MIG-29 și SU-27, mapate circuitul de avioane.
Succesuri mari în crearea unei aeronave super-manevrabile au fost obținute în Biroul de Design al PO Sukhoi, în care a fost creat Su-27. Începând cu 1976, lucrările la această aeronavă au fost efectuate în cadrul
conducerea principalului (acum general) designer MP Simonov, iar din 1980 sub conducerea designerului șef Knyshev AI.
Prima aeronavă de acest tip, T-10-1 a fost în esență o "platformă de zbor" - baza pentru crearea unei aeronave de circuit integrat super-manevrabil. La conectarea aripa la fuselajul unui circuit integrat mărește volumul intern, ceea ce este benefic în ceea ce privește plasarea de combustibil, echipamente și arme, fuselaj și aripa combinate într-o singură unitate - fuselajul devine transportatorul, care este, creează un lift semnificativ. Acest lucru vă permite să reduceți greutatea structurii aeronavei, în special a aripii. În acest plan, pe lângă "aplatizarea" fuselajului și a circuitului integrat al articulației sale cu aripa, a fost aplicată o deformare automată a șosetelor aripilor.
Un fundamental nou în forma unei aeronave super-manevrabil a fost instabilitatea statică longitudinală la viteze de zbor subsonice. Aeronava instabilă supraîncărcată are un avantaj semnificativ față de cea stabilă: pentru echilibrarea sa este necesară crearea unei forțe de ridicare pe capătul orizontal, îndreptată în aceeași direcție cu ridicarea aripii. Ca urmare, devierea stabilizatorului controlat pentru echilibrare va duce la o creștere a ascensiunii aeronavei. Pentru a gestiona o aeronavă instabilă de suprasarcină, diferite dispozitive automate sunt utilizate pentru a asigura stabilitatea dorită și proprietățile dinamice ale aeronavei. Într-un astfel de aranjament, calitatea aerodinamică și proprietățile de încărcare au fost semnificativ crescute ca urmare a furnizării unei echilibrări longitudinale prin intermediul automatizării. În același timp, sa rezolvat problema asigurării stabilității și controlului prin aplicarea sistemului de îmbunătățire a stabilității și controlabilității (CMS) în sistemul de control electric (EDS). Zborurile de cercetare pe T-10-1 au arătat o posibilitate de principiu de a ajunge la unghiuri critice de atac.
Unghiul de atac permis al lui Su-27 este de 26 de grade. De ce, spre deosebire de legile aerodinamicii clasice, aeronava nu se încadrează în unghiurile critice de atac, să zicem, atunci când se execută aceeași "Cobra"?
În primul rând, pe măsură ce unghiul de atac crește la o valoare critică, coeficienții de ridicare și de tracțiune cresc. De asemenea, proiecția forței motoarelor pe verticală locală crește. Aceasta reduce proiecția forței de ridicare pe verticală locală. Și la un unghi de atac egal cu 90 °, forța de ridicare acționează în direcția opusă vitezei de zbor orizontal, adică se transformă într-o forță de tragere. Forța motoarelor în acest moment echilibrează gravitatea avionului. Deoarece unghiul de atac este mai mare de 90 „proiecție a ascensorului pe coincide verticale cu direcția forței de greutate al aeronavei, și componenta verticală a forței de împingere a motorului are planul de incidență pe coada. Experții spun că avionul“ agățat pe jetul de gaze de la motoarele. " ca unghiul de atac de 90 ° componenta verticală a tracțiunii motorului este redusă proporțional cu sinusul unghiului de atac, iar componenta verticală ridicare coincide cu direcția vectorului de gravitație. la unghiuri de atac de 120 ° ver tikalnaya motoare componente de tracțiune Su-27 devine mai mică decât suma a două forțe care acționează în direcția gravitației. Acest unghi limitat de incidență de 120 °. Creșterea acestui unghi amenință să scadă avionul „înapoi“. In unghiuri supercritice de atac întreruperi inevitabile a fluxului de aer care transportă suprafețe . Există legi deja aerodinamica ineglae: forțele aerodinamice și momentele care nu depind numai de unghiul de atac și de alunecare, dar rata lor de schimbare. În cazul fluxului ne-staționar, echilibrarea laterală a aeronavei este întreruptă și există pericolul de a se împiedica pe aripa urmată de o tranziție la o mișcare. Cu toate acestea, inerția de luptător, de scurtă durată „Cobra“ (aproximativ 10 secunde) și cârmele pilot proactive a evita acest lucru.
În prezent, "Cobra" nu poate fi o manevră de luptă. Adevărul este că avionul Su-27 are un unghi de atac admisibil de 26 ° și, înainte de a pleca la Cobra, pilotul trebuie să dezactiveze sistemul de limitare a unghiurilor de atac. Desigur, aceasta este o amenințare gravă la adresa siguranței zborului. Prin urmare, "Cobra Pugacheva" este încă o figură de acrobație, care se uită efectiv la spectacolul aerian, dar este foarte dificil să se numească o manevra de luptă eficientă. Cu toate acestea, punerea în aplicare a "Cobra" a arătat o oportunitate principială de a împiedica avionul să se oprească la unghiurile critice de atac.
Pentru a crește unghiul de atac mai mare de 120 °, este necesară creșterea componentei verticale a tracțiunii motoarelor. Acest lucru se poate realiza fie prin creșterea presiunii motoarelor, fie prin devirarea vectorului de împingere în direcția axei de ridicare. Prima cale duce la un motor mai greu și la aeronave în ansamblu. Prin urmare, OKB im. PO Sukhoi a fost ales a doua cale. Sub supravegherea designerului șef Konokhov B.C. Su-37 a fost creat. Prototipul lui Su-37 este luptatorul serios Su-27 și modificarea profundă - Su-35.
În timpul testelor Su-35 au fost efectuate sverhmanevry, cum ar fi „Cobra“, „Hook“, „clopot“ asociat cu ieșire la viteză aproape de zero și unghiuri de atac. Controlul aeronavei la viteze apropiate de zero este aproape imposibil, din cauza eficienței insuficiente a comenzilor aerodinamice. Pilot în aceste regimuri de zbor nu poate influența viteza de schimbare a poziției spațiale a aeronavei, sau să-l păstrați la unghiuri de atac mari, indiferent dacă radarul de bord ar putea dobândi o țintă și rachete obține pe trăgaci. Dorința de a îmbunătăți controlabilitatea aeronavei a condus la realizarea ideii de a schimba direcția de zbor a motoarelor de tracțiune la viteze apropiate de zero, care permite controlate acrobatie aproape zero sau chiar rata negativă de zbor fără restricții privind unghiul de atac. Chiar și un tirbușon pe acest plan este o manevră controlată și nu un regim periculos.
Diferența principală dintre Su-37 și toate avioanele precedente Su este vectorul de tracțiune (OVT) deflectat al motoarelor. Echilibrarea aeronavei cu privire la trei axe la viteze joase de zbor la unghiuri mari de atac este asigurată de utilizarea navelor spațiale și a unor comenzi noi amplasate atât în spatele centrului de greutate al aeronavei, cât și în fața acesteia. Datorită acestor corpuri, poate fi asigurat și un nivel mai ridicat al pivotului luptătorului (vitezele maxime unghiulare ale tangajului și torsului).
Pe Su-37 puteți efectua acrobații specifice acestui tip de aeronavă. De exemplu, "Chakra" (chakra este o armă străveche în India - un inel de metal cu o margine de tăiere), care este numit după pilotul test Yevgeny Frolov. Atunci când această cifră este executată, aeronava cu un set de viteză reduce viteza (ca în executarea figurinei "Bell") și din această poziție face o "buclă moartă" la viteze foarte scăzute de zbor, practic învârtindu-și coada!
Viteza unghiulară a unui viraj în plan vertical poate fi mărită fie prin creșterea suprasarcinii normale, fie prin reducerea vitezei de zbor sau prin amândouă. Suprasarcina poate fi mărită prin mărirea componentei verticale a tracțiunii motoarelor, deflectând vectorul de împingere în planul de simetrie al aeronavei spre axa ascensorului. Cu cât este mai mare unghiul de deviere a vectorului de împingere, cu atât este mai mare forța care răstoarnă calea de zbor a aeronavei. Cu toate acestea, pe măsură ce unghiul de înclinare al vectorului de tracțiune crește, nu numai componenta verticală a acestei forțe crește, dar și componenta longitudinală a acesteia scade. Prin urmare, viteza de zbor scade și forța totală distorsionează traiectoria. Ca rezultat, raza de viraj a aeronavei în plan vertical scade, iar viteza unghiulară crește. Atunci când unghiul pasului crește atât de mult încât suma liftului și proiecția forței de împingere pe axa de ridicare devine mai mare decât proiecția gravitației pe axa de ridicare, traiectoria aeronavei va începe să curbeze în sus. În partea superioară a "Chakrelor", când aeronava se află în poziția "cu susul în jos", traiectoria este deja curbată de trei forțe: ridicarea, gravitatea și componenta verticală a tracțiunii motoarelor. După ce "Chakra" este terminată, aeronava revine la poziția normală de "cap-up".
Dacă Su-27 de pe Cobra de Pugacheva atinge 120 ° și se întoarce în poziția inițială, Su-37 schimbă unghiul de atac cu 360 ° atunci când execută Chakra Frolov. "Cobra" și "Chakra" nu sunt singurele personaje realizate de "Dry". În arsenalul acestei aeronave de familie (de la Su-27 până la Su-37) există, de asemenea, "Bell", "Chakra dublă", forțată a porni "Cobra". Toate acestea reprezintă baza elementară pe care se construiește noua tehnologie Suhov de luptă aeriană aproape manevrabilă.
La începutul anilor 1980, ca răspuns la crearea de noi rachete terestre-aer și aer-aer, a apărut ideea de a crea o aeronavă "invizibilă", a cărei detectare la sol și stații de radar din aer ar fi dificilă.