Разработки в сфере авиационной техники и систем вооружения
ВИНИТИ № 8/2004 г.
Разработки в сфере авиационной техники и систем вооружения
Вершинин В. И., Похвалина Е. В.
В еженедельнике Aviation Week & Space Technology помещена статья D. Barrie о некоторых российских разработках в области авиационной техники и технологий обеспечения малой заметности различных летательных платформ.
Как указывается в публикации, в некоторых сферах российского оборонного и коммерческого авиационно-космического сектора достигнут определенный прогресс, хотя и сопряженный с трудностями и задержками. Предприняты очередные меры по созданию истребителя пятого поколения при ведущей роли АНТК "Сухой", а не РСК "МиГ". Тем временем РСК "МиГ" пытается продвинуть серийное производство регионального лайнера Ту-334 как для военного, так и для коммерческого применения. Российская индустрия по-прежнему стоит перед лицом многочисленных вызовов. В статье рассматриваются изменения на коммерческом рынке и технологии, которые в конечном итоге могут быть использованы при разработке боевых платформ и систем вооружения следующего поколения.
Отмечается, что название "Второй центральный научно-исследовательский институт" (ЦНИИ) советского периода вряд ли вызывало какие-либо ассоциации, на самом же деле в течение последних трех десятилетий он играет ключевую роль в исследовании технологий малой заметности.
На институт была возложена задача изучения вопросов использования и разработки российских технологий малой заметности, а также анализа характеристик незаметности зарубежных платформ.
Традиционно более тесно ассоциированный с войсками ПВО (которые в настоящее время объединены с ВВС), ЦНИИ тем не менее осуществлял конструирование и развитие систем для всех видов Вооруженных сил, как тактических, так и стратегических. Работы в интересах сил ПВО выполнялись с учетом требований, сформулированных для российских систем противовоздушной обороны. В частности, институт занимался определением эффективных поверхностей радилокационного рассеяния потенциальных угрожающих платформ.
Независимо от состояния российских оборонных расходов, работы, выполняемые ЦНИИ, используются в амбициозных программах модернизации тактического и стратегического парка ВВС.
При том что самолеты Су-27 и созданные на их базе Су-27ИБ после поступления на вооружение в течение последующих десяти лет и более будут представлять основу истребительных и ударных возможностей, в конечном итоге потребуется принимать на вооружение новые платформы. Они будут представлять собой результат разработки АВПК "Сухой" многоцелевого тактического самолета пятого поколения, который реально не будет принят на вооружение в сколько-нибудь значимом количестве примерно до 2015 г.
Институт был тесно связан с предшествующей программой создания многоцелевого фронтового истребителя (МФИ) МиГ 1.42. Когда опытный образец МФИ Миг 1.42, наконец, полетел, МО РФ прекратило эту программу, в основном из-за недостаточного финансирования.
По-видимому, общие конструкции, показанные ЦНИИ, согласуются с ограниченной публичной информацией, касающейся долгосрочных программ ВВС, связанных с разработкой ударной крылатой ракеты дальнего действия и бомбардировщика, который должен заменить Ту-22МЗ "Backfire С".
Несмотря на предупреждение руководителей АВПК "Сухой" о том, что слишком рано обсуждать конструкцию планера истребителя пятого поколения, называемого также ПАК ФА, концепция истребителя ЦНИИ, вероятно, отражает элементы текущего представления об этой программе. Конструкция имеет некоторые общие черты с конструкцией истребителя с крылом обратной стреловидности АВПК "Сухой" С.32/С-37. Институт заявил о своем участии в разработке "технологического демонстрационного образца" С-37 еще в 1996 г.
Конструкция бомбардировщика во многом соответствует внешнему виду самолета АНТК "Сухой" Т-60С, программа которого была начата в 80-х годах. В то время как точный статус этой программы остается весьма неопределенным, предполагаемая общая конструкция стратегической крылатой ракеты уже достаточно проработана. Общий вид напоминает конструкции крылатых ракет КБ "Радуга" Х-101 и Х-102. Эта программа, также начатая в середине 80-х годов, предусматривала создание замены для стратегической крылатой ракеты КБ "Радуга" Х-55 (AS-15 "Kent"). Выполняя стратегическую ядерную роль в варианте Х-102, эта система оружия предназначалась и для обеспечения возможностей ВВС по нанесению обычных ударов на большие дальности.
На представленной ЦНИИ журналу иллюстрации показана управляемая ракета, оснащенная неканальным (unducted) турбовентиляторным двигателем, который КБ "Радуга" намеревалось использовать в КР Х-101. Однако, вероятно, в связи с определенными трудностями разработки, КБ в конечном итоге выбрало менее рискованный вариант использования обычных турбореактивных и турбовентиляторных двигателей.
Учитывая чувствительность программы, КБ "Радуга" не намерено обсуждать разработку. Ядерный вариант, Х-102, будет поддерживать ВВС в качестве части стратегического устрашения/сдерживания. Однако представители руководства бюро подчеркивали, что КБ продолжает работать над удовлетворением стратегических потребностей российских военных. Как полагают, КР Х-101 прошла наземные и летные испытания. Материалы ЦНИИ дают основания полагать, что институт работал над проблемой контроля и измерения сигнатуры ракеты еще с 1990 г.
Практически независимо от того, приняты ли какие-либо из "общих конструкций" в производство, они дают важное представление о российских подходах и исследованиях, связанных со снижением сигнатур платформ в электромагнитном спектре.
Советские, а затем и российские специалисты подошли к развитию малозаметной технологии по-иному, чем американские конструкторы. Большая часть этих различий в конструкторской философии может быть связана с технологическими разрывами, главным образом в производственных процессах, а в последнее время с недостаточным финансированием.
Российские авиаконструкторы, избравшие, по их мнению, "сбалансированный" подход к малозаметной технологий, утверждают, что они не хотят компроментировать аэродинамические характеристики в угоду снижению радиолокационной эффективной отражающей поверхности (ЭОП). Такая стратегия в настоящее время воспринята в США, и в едином ударном истребителе F-35 отражается более сбалансированный компромисс между аэродинамическими характеристиками и ЭОП, чем в малозаметных самолетах первого поколения F-117. Однако России еще предстоит принять на вооружение то, что будет рассматриваться классической малозаметной платформой.
В период 80-х и 90-х годов ЦНИИ выдавал исходные данные к ряду программ, которые, согласно информации института, оказали значительное влияние на характеристики заметности как самолетов, так и ракетных платформ. К ним относятся бомбардировщик Ту-160 "Blackjack", противокорабельная УР НПО "Машиностроения" ЗМ-55 "Оникс" / "Яхонт" (SS-NX-26), стратегическая КР КБ "Радуга" Х-101 и самолет АВПК "Сухой" С-37. Заявленное снижение ЭОП по сравнению с немодифицированными платформами простирается от шестикратного в случае с Ту-160 до десятикратного в случае С-37 и четырнадцатикратного снижения в случае КР Х-101. Для измерения ЭОП у института имеется полевой радиолокационный полигон.
В ЦНИИ анализировалось применение как пассивных, так и активных технологий для снижения сигнатур платформ.
Что касается планеров, институт исследовал сглаживание в отношении ведущих и концевых кромок при конструировании и изготовлении и покрытие всех стыковых поверхностных соединений. Даже к концу советского периода подход к серийному производству был таков, что относительно чистые структуры планера были там, где они имели значение для аэродинамики; в других местах, включая самолет Су-27, отделку в лучшем случае можно охарактеризовать как грубую. Даже сравнительно небольшие поверхностные зазоры, например вокруг смотровых панелей, могут существенно влиять на ЭОП. Предлагается и использование для покрытия поверхностей планера радиопоглощающих материалов (противорадиолокационных покрытий).
Наряду со снижением радиолокационного отражения основных структур ЦНИИ исследовал возможность применения абсорбирующих покрытий для дальнейшего снижения ЭОП. По неподтвержденным сообщениям, в конце 90-х годов испытания по ЭОП проводились с использованием планера самолета МиГ-29 в ЛИИЦ им. Громова. Что касается внешних или полуконформных оружейных контейнеров, то, по мнению специалистов ЦНИИ, чтобы избежать увеличения ЭОП, они должны иметь покрытие из радиопоглощающих материалов.
В случае с опытным образцом МиГ 1.44 МФИ 1.42 основной оружейный отсек полуутоплен в центральной секции фюзеляжа. Для производственного варианта предусматривался внутренний отсек. Самолет С-37 должен, по-видимому, иметь до шести коробчатых внутренних отсеков, четыре из которых размещаются в основной части фюзеляжа, а еще два позади отсека переднего шасси. Разработчик тактических ракет КБ "Вымпел" сконструировал вариант своей УР класса "воздух-воздух" средней дальности Р-77 (АА-12) со складывающимся оперением для внутренней подвески.
Наряду с рассмотрением методов снижения ЭОП основного планера, институт работал также над уменьшением рефлекторности (обнаруживаемости) антенн как основных радаров, так и коммуникационных. В последнем случае обычные антенны заменялись конформными.
Было проанализировано несколько способов снижения отражения от основных радаров самолетов и управляемых ракет, поскольку антенные системы представляют собой значительные потенциальные рефлекторы энергии радиоизлучений. Эти способы включали использование "частотно-селективных" материалов, прозрачных для излучений бортовых радаров, но непрозрачных для излучений других диапазонов частот, а также применение рефлективных структур, которые направляют облучаемую радиочастотную энергию в зоны радиопоглощающего материала, расположенного перед антенным отсеком.
ЦНИИ рассмотрел несколько вариантов снижения радиочастотного отражения внутренней частью воздухозаборника или лопатками двигателя. В настоящее время стандартным предложением является S-образная структура воздухозаборника с целью исключения прямой видимости лопаток двигателя, а также использование решеток из радиопоглощающего материала на входе воздухозаборника, которые могут быть фиксированными или убирающимися.
Для снижения рефлективности основного оборудования кабины самолета, например индикатора на лобовом стекле или катапультируемого кресла, институт предлагает применять металлическое покрытие фонаря летной кабины, как это производится и на Западе.
Что касается активных способов снижения заметности, ЦНИИ рассматривал возможности дискретных плазменных полей в качестве средства недопущения значительного увеличения ЭОП самолета или УР за счет их радаров. В последние годы советского периода серьезные усилия предпринимались по оценке потенциального использования плазмы в военных целях.
Потенциально плазма является весьма эффективным рассеивателем/поглотителем энергии радиоизлучений, однако генерация плазменного поля сама по себе требует значительной мощности. Окружение плазменным полем всей воздушной платформы оказалось невозможным с точки зрения генерации необходимой мощности и тем не менее окружение плазменным полем специфических элементов планера, которые в противном случае будут основными отражателями энергии радиооблучения, кажется значительно более вероятным.
В то время как другой материал ЦНИИ имеет отношение к генерации дискретного плазменного поля вокруг радара боевых самолетов, такими же, если не большими темпами, работа продвигается и по определенным классам крылатых ракет.
Сообщалось, что система генерации плазмы "Марабу" разрабатывалась КБ В. Челомея (ныне НПО "Машиностроения") для крылатой ракеты ЗМ-25 "Метеорит". Планы В. Челомея по созданию "универсальной" крылатой ракеты морского, наземного и воздушного базирования окончились безрезультатно, хотя в конце 80-х - начале 90-х годов ее варианты неоднократно проходили испытания.
Ранее НПО "Машиностроения" подтверждало свой интерес к использованию плазмы в качестве средства снижения радиолокационной сигнатуры, однако, по утверждению его представителей, ни одна такая система не применена на ракетах НПО, принятых на вооружение.
Предполагаемый высотный крейсерский полет ракеты ЗМ-25 был потенциально привлекательным для бортовой плазменной генерации, так как требования по мощности на больших высотах значительно ниже, чем на низких. Учитывая конструкцию КР ЗМ-25, способы снижения сигнатуры были нацелены на сокращение дальности обнаружения средствами обороны, что уменьшает время реагирования и тем самым затрудняет любые меры противодействия и перехвата.
Соперничающее КБ "Радуга" также рассматривало потенциальные возможности использования плазменных полей, но, по мнению его специалистов, для КР, совершающих полет преимущественно на низких высотах, требования к источникам мощности лишком высоки.
Однако одной из конструкций КБ "Радуга", которая могла получить выигрыш от такой системы, была программа, официально называемая ГЕ-ЛА, вероятно, соответствующая обозначению Х-90. Этот проект управляемых ракет, несколько из которых прошли испытания в начале 90-х годов, по-видимому, предусматривал разработку ракеты для замены Х-22 (AS-4 "Kitshen").
Ракета Х-90 должна лететь со скоростью, соответствующей числу М=5 и более на большой высоте, прежде чем на конечном этапе осуществить резкое пикирование на цель. С самого начала она задумывалась как средство воздушного базирования. При высотном профиле полета может быть рассмотрена какая-то форма плазменного поля для прикрытия носовой секции ракеты. Однако реализация программы ГЕЛА/Х-90, по-видимому, прекращена из-за высокой стоимости. Такая судьба характерна для многих последних программ советского периода.
