Многофункциональный истребитель С-37 «Беркут»
США и Россия борются за пальму первенства в разработке истребителя XXI века, сочетающего качества сверхманевренной сверхзвуковой боевой машины и самолета-невидимки, который не засекают радары и средства инфракрасного наблюдения. Создание такого истребителя не только резко увеличивает эффективность ВВС, но и дает козырь в борьбе за мировой рынок вооружений.
До недавнего времени ведущие производители самолетов не могли соединить в одной машине столь противоречивые с технологической точки зрения характеристики. Причем Россия в большинстве случаев выступала в роли догоняющего. Так, МиГ-29 создавался как ответ американскому истребителю F-18, а Су-27 был противовесом американскому же F-15.
Хотя эти самолеты и были большим достижением авиастроения, новые военные доктрины требуют создания самолета, сочетающего в себе многие качества – «самолета-невидимки», недоступного радарам и приборам инфракрасного наблюдения, и многоцелевого сверхзвукового сверхманевренного истребителя.
Американский дозвуковой самолет-невидимка F-117 имеет очень скромные летные данные и не может участвовать в воздушных боях. ВВС США затратили огромные средства на создание действительно боевого самолета «стелс». Однако приблизились к реализации этой цели только в сентябре 1997 года, с началом испытаний истребителя F-22 «Рэптор».
На этот раз американцы не могут рассчитывать на безусловное первенство. ОКБ Сухого приступило к летным испытаниям С-37 «Беркут» лишь на две недели позже американского конкурента. По оценкам экспертов «Беркут» превосходит F-22 в первую очередь за счет уникального крыла обратной стреловидности.
Предварительные исследования в рамках программы советского истребителя пятого поколения («И-90») начались во второй половине 1970-х годов.
Как один из вариантов рассматривались и аэродинамические компоновки с крылом обратной стреловидности – КОС. Интерес к схеме крыла с обратной стреловидностью не случаен. У такой компоновки немало преимуществ. Происходит значительное увеличение аэродинамического качества при маневрировании, особенно при малых скоростях. Достигается большая по сравнению с крылом прямой стреловидности подъемная сила, а потому и большая грузоподъемность. На дозвуковых режимах значительно увеличивается дальность полета и достигается более высокая управляемость. За счет улучшения условий работы крыльевой механизации сокращается взлетная и посадочная дистанция. Надо отметить и улучшенные противоштопорные характеристики. И, наконец, увеличение внутренних объемов планера, особенно в местах стыка крыла и фюзеляжа, что обеспечивает лучшие условия для формирования внутренних грузоотсеков.
В 1980 году фирма Сухого совместно с отраслевыми научными центрами приступила к исследованию проекта истребителя с крылом обратной стреловидности. В соответствии со сложившейся традицией ВВС был объявлен конкурс проектов, по итогам которого в «лидеры» вышел многофункциональный фронтовой истребитель – МФИ ОКБ им. А.И. Микояна, созданный по схеме «утка» с треугольным крылом прямой стреловидности, развитым ПГО и управляемым воздушным входом.
Выбранная ОКБ им. Сухого компоновка имела, конечно, не только преимущества. Характеристики такого самолета уступали на сверхзвуковых скоростях самолету ОКБ Микояна, что было обусловлено ростом лобового сопротивления и большим смещением аэродинамического фокуса.
При создании истребителя с крылом обратной стреловидности возникала и еще одна весьма сложная проблема упругой дивергенции крыла. Попытки увеличения жесткости крыла обратной стреловидности, имеющего традиционную конструкцию, приводили к недопустимому возрастанию массы. Однако в 1980-е годы был разработан метод борьбы с дивергенцией посредством специального расположения осей жесткости крыла.
ВВС отдало предпочтение проекту микояновского истребителя. Тем не менее работы в ОКБ Сухого по самолету с КОС продолжались. Он получил рабочий индекс С-22. За это надо большое спасибо сказать генеральному конструктору М.П. Симонову, который сумел сохранить перспективную тематику вопреки неблагоприятным «внешним обстоятельствам». Свой вклад в формирование облика нового истребителя пятого поколения внес и генеральный конструктор НПО «Звезда» Г.И. Северин. Он предложил принципиально новую концепцию катапультного кресла изменяемой геометрии, что позволяет летчику вести маневренный воздушный бой со значительно более высокими, чем на прежних истребителях, перегрузками.
Первым главным конструктором нового истребителя стал В.С. Конохов, которого вскоре на долгое время сменил Михаил Погосян. В 1998 году работы по программе возглавил новый главный конструктор – Сергей Коротков.
В ходе проектирования самолета С-22 выяснилось, что конструкция машины перетяжелена, а потому требуемых характеристик достичь не удастся. В результате потребовалось радикально изменить проект, то есть создать фактически новый истребитель. В ОКБ Сухого приступили к разработке истребителя, получившего новый индекс – С-32. Самолет рассматривался и в качестве возможной альтернативы самолету МФИ ОКБ Микояна.
Летом 1997 года опытно-демонстрационный самолет С-37, получивший имя «Беркут», уже находился на территории ЛИИ им. Громова в городе Жуковском. В сентябре начались скоростные рулежки. В конце того же месяца машина, пилотируемая летчиком-испытателем Игорем Вотинцевым, совершила свой первый полет. Первая серия испытаний продолжалась до весны 1998 года, после чего самолет был поставлен на доработку. В дальнейшем летные испытания возобновились. Зимой 2000 года самолет начал испытываться на сверхзвуковых скоростях. По утверждению одного из представителей ОКБ, в ходе полетов были получены характеристики, в ряде случаев даже превысившие расчетные.
На сегодняшний день «Беркут» является экспериментальным самолетом. На нем проверяются новые технологии, а также отрабатываются элементы сверхманевренности. В дальнейшем он может стать прототипом высокоманевренного многофункционального истребителя поколения «5+».
Как пишет в своей книге «Боевые самолеты России XXI века» В.Е. Ильин: «Самолет С-37 выполнен по аэродинамической схеме "интегральный неустойчивый триплан" с высокорасположенным крылом обратной стреловидности, цельноповоротным ПГО и цельноповоротным задним хвостовым оперением относительно небольшой площади. Обеспечивается возможность выполнения динамического торможения с выходом на углы атаки более 120 градусов на скоростях от предельно малых до сверхзвуковых.
При создании планера самолета реализована принципиально новая технология, позволяющая изготавливать детали обшивки в плоском виде, после чего формообразовывать их в поверхности двойной кривизны, имеющие сложную конфигурацию, и стыковать между собой с высокой точностью. Применение крупногабаритных панелей длиной до восьми метров позволило добиться чрезвычайно высокой гладкости поверхности самолета и свести к минимуму крепеж. Это не только «облагородило» аэродинамику и снизило массу планера, но и уменьшило его радиолокационную заметность.
Конструкция планера более чем на десять процентов по массе выполнена из композиционных материалов, однако в дальнейшем процент использования КМ должен быть существенно увеличен, достигнув уровня, реализованного в конструкции самолетов F-22A «Рэптор» и МФИ (22-26 процентов).
На самолете применены принципиально новые «интеллектуальные» композиционные материалы для самоадаптирующихся и саморазгружающихся конструкций».
Ряд элементов конструкции для снижения стоимости и ускорения работы по программе заимствован у серийных истребителей семейства Су-27.
Фюзеляж «Беркута» выполнен в основном из алюминиевых и титановых сплавов. Передняя часть носового обтекателя выполнена «приплюснутой», с оребрением. Вертикальное оперение близко оперению самолета Су-27, но имеет значительно меньшую относительную площадь.
Предполагается оснащение самолета перспективными двигателями АЛ-41Ф с системой управления вектором тяги. АЛ-41Ф разрабатывался с 1985 года в московском конструкторском бюро «Люлька-Сатурн», возглавляемым Виктором Чепкиным, и воплощает в себе основные достоинства двигателей XXI века: имеет удельную тягу 11 кгс на один килограмм массы (нынешние дают 7-9) и обеспечивает длительный полет истребителя на сверхзвуковой скорости без включения форсажа. В отличие от моторов четвертого поколения АЛ-41Ф с самых первых вариантов имеет сопло, обеспечивающее управление вектором тяги.
На самолете С-37 установлена интегрированная система дистанционного управления полетом, способная решать задачи вывода из штопора и пилотирования посредством боковой ручки. Уже ведутся работы по созданию для «Беркута» «борта» пятого поколения. В дальнейшем предполагается оснащение истребителя современным комплексом БРЭО.
На опытном самолете ракетное вооружение отсутствует. Размеры самолета: размах крыла – 16,7 метра; длина самолета – 22,6 метра; высота самолета – 6,4 метра; площадь крыла – 56 квадратных метров. Массы: нормальная взлетная – 25,67 тонны, максимальная взлетная – 34 тонны.
Самолет пятого поколения должен быть малозаметным. И здесь россияне пошли по непроторенному пути.
Ученые Исследовательского центра имени М.В. Келдыша разработали новые технологии обеспечения малозаметности летательных аппаратов. Они принципиально отличаются от американской технологии снижения демаскирующих признаков типа «стелс» и обеспечивают полную скрытность защищаемого объекта, но и значительно дешевле. Об этом заявил директор Центра академик РАН Анатолий Коротеев.
Комментируя факт отсутствия на опытном истребителе пятого поколения, созданного АНПК «МиГ» и представленного во время выкатки в подмосковном Жуковском под шифром 1.44 защитного радиопоглощающего покрытия типа «стелс», Анатолий Коротеев заявил, что России «нет необходимости воспроизводить эту устаревшую технологию. Если перед Центром Келдыша будет поставлена задача обеспечить «невидимость» нового российского истребителя пятого поколения, то мы ее обеспечим на более высоком уровне и при значительно меньших затратах, чем это удалось сделать американским специалистам».
Вот что пишет в своей статье в «Независимом военном обозрении» Николай Николаевич Новичков – главный редактор редакции научно-технической информации ИТАР-ТАСС:
«В России уже удалось создать технологии обеспечения малозаметности, основанные на иных физических принципах. Ученые Центра имени Келдыша предложили создавать вокруг аппарата специальное плазменное образование, которое мешает «видеть» летательный аппарат. При этом не затрагивается аэродинамика самого аппарата. Не влияя на летно-технические характеристики защищаемого от обнаружения самолета, окружающее его облако искусственной плазмы обеспечивает снижение заметности более чем в 100 раз при значительно меньших затратах.
Физическая суть российской технологии обеспечения малозаметности заключается в следующем. Для обнаружения самолета или ракеты радиолокационные станции противника начинают генерировать электромагнитные волны и облучать ими летящий объект. Если при этом этот объект окружен облаком плазмы, то при взаимодействии с ним электромагнитных волн средств обнаружения противника возникает несколько явлений. Во-первых, происходит поглощение энергии электромагнитной волны, так как при прохождении плазменного образования она вступает во взаимодействие с заряженными частицами плазмы и передает им часть своей энергии, то есть затухает. Во-вторых, вследствие ряда физических процессов электромагнитная волна стремится обогнуть плазменное образование. Оба этих явления приводят к резкому снижению отраженного сигнала.
Проведенные экспериментально-теоретические работы на наземных моделирующих установках и натурных условиях доказали эффективность данной технологии как при непрерывной, так и при импульсной подсветке защищаемых объектов. В Центре были созданы специальные устройства первого поколения, обеспечивающие создание искусственного плазменного поля вокруг летательного аппарата и снижение отраженного сигнала».
Тем временем в Центре Келдыша разрабатывается еще более эффективные системы обеспечения малозаметности третьего поколения, основанные на новых физических принципах.
