Информация о начале поставок зенитно-ракетных комплексов большой дальности С-300ПМУ-2 войскам ПВО Сирийской Арабской Республики вызвала настоящий шквал позитивных эмоций не только у большинства здравомыслящих политологов, военных экспертов и блогеров, действующих в едином российском медиапространстве, но и у адекватно воспринимающих реальное положение дел журналистов, поле деятельности которых находится бок о бок с вражеским лагерем.
Такая краткая характеристика наиболее точно соответствует постоянному журналисту-эксперту достаточно нейтральной израильской газеты «Haaretz» Гидеону Леви. В одной из своих последних публикаций известный израильский политолог выразил признательность Москве за чёткое проведение «красной черты» перед действиями израильских ВВС в воздушном пространстве Сирии, а также на ближних подступах к нему. Своё видение произошедшей 17 сентября трагедии и последствий для Тель-Авива Леви отразил в нашумевшей статье «Наконец-то кто-то указал Израилю на границы дозволенного».
Главный посыл этой статьи заключался в заострении внимания простых читателей и экспертов на правильности новой российской концепции общения с израильским руководством «на языке силы», которая вступила в силу после провоцирования лётным составом Хель Хаавир «дружественного огня» сирийского С-200В по нашему самолёту радиотехнической и радиоэлектронной разведки Ил-20М. По его словам, на фоне ещё более плотной и всеобъемлющей поддержки со стороны новой американской администрации «красные флаги со стороны России немного угомонят опьянение властью и военно-политическим влиянием нынешней израильской верхушки».
И действительно, недавняя ратификация Конгрессом США законопроекта, обуславливающего выделение Министерству обороны Израиля пакета оборонной поддержки на сумму в 38 млрд. долларов в течение 10 лет, является «железным» стимулом для игнорирования в угоду своим меркантильным интересам любых обязательств, возложенных на Биби Нетаньяху и его окружение в ходе переговоров с высокопоставленными представителями Генштаба и оборонного ведомства России. Ярчайшим тому примером является тот факт, что именно спустя три дня после анонсирования пакета военной помощи, несмотря на выполненное российской стороной обязательства по отводу иранских подразделений КСИР и отрядов «Хезболлы» на расстояние более чем 100 км от Голанских высот, командование ВВС Израиля осуществило попытку дерзкого и внезапного ракетно-бомбового удара по промышленным и военным объектам в провинции Латакия с одновременной провокацией против нашего Ил-20М, к которой, к сожалению, Воздушно-космические силы России подготовиться не успели, заблаговременно не подняв на боевое дежурство А-50У и не придав «Лысухе» эскортирование хотя бы в виде пары Су-30СМ.
Господин Леви действительно прав: поставки «трёхсоток» подразделениям ПВО Сирийской Арабской Армии (именно этот подтекст скрывается в цитате «красные флаги со стороны России, возможно, немного успокоят опьянение властью, охватившее Израиль») действительно способны охладить горячие головы в АОИ. Но ключевым здесь является то самое «немного», что нарочито указывает на продолжение выработки Израилем новой концепции по нанесению ракетно-бомбовых ударов по военным объектам САА с учётом их прикрытия несколькими дивизионами ЗРК С-300ПМУ-2, увязанными посредством автоматизированных систем управления зенитно-ракетными бригадами, а также многочисленными средствами радиоэлектронного противодействия. Об изменении тактики действий ударных эскадрилий израильских ВВС буквально несколько дней назад заявил сирийский военный специалист Турки Аль-Хасан.
По его словам, «пилоты израильских истребителей будут осуществлять пуски ракет из-за пределов сирийского воздушного пространства, в то время как в АОИ уже сейчас разрабатывают дополнительную тактику, предусматривающую применение оперативно-тактических баллистических ракет и крупнокалиберных управляемых реактивных снарядов». Тем не менее, вывод Аль-Хасана даёт лишь расплывчатое представление о разрабатываемой израильскими специалистами тактике нивелирования возможностей сирийской ПВО, получившей на вооружение «Фавориты». Нас же интересуют оперативно-тактические детали будущих агрессивных выпадов Хель Хаавир, анонсированных Авигдором Либерманом, а также бреши, которые могут существовать в противоракетном зонтике войск ПВО Сирии и ВКС России даже после прибытия в республику необходимого количества дивизионов С-300ПМУ-2 и «солянки» из комплексов РЭБ (именно на них могут делать ставки израильские ВВС).
Начнём с того, что большая часть воздушного пространства Сирийской Арабской Республики (от низковысотных участков до верхних слоёв стратосферы) действительно превратится в смертельно опасную для летательных аппаратов противника (ВВС США, Израиля, Франции и Великобритании) бесполётную зону, первостепенную роль в формировании которой сыграют 4 или более зенитно-ракетных дивизионов С-300ПМУ-2, если основываться на данных газеты «Коммерсантъ». О таком количестве можно смело судить на фоне того, что за последние полторы недели основные военно-транспортные самолёты «Сирийского воздушного экспресса» (Ан-124-100) совершили более 7 рейсов с наших авиабаз на АвБ Хмеймим. Более того, по данным «Flightradar24» и информационного агентства «ANNA-News» со ссылкой на сирийских очевидцев, практически все рейсы эскортировались 4—8 истребителями Су-30СМ и Су-35С во время полёта над провинциями Дейр-эз-Зор, Хомс и Дамаск, вплоть до входа в «зонтик» ПВО комплекса С-300В4, развёрнутого близ Тартуса. Это свидетельствует лишь о том, что в грузовых отсеках «Русланов» находились наиболее важные элементы «Фаворитов» — радары 30Н6Е2 с универсальными вышками 40В6МД, низковысотные обнаружители 76Н6, а также пункты боевого управления 54К6Е2, способные обеспечить боевую работу не только «Фаворитов», но и С-200ВЭ, С-300ПС и С-300ПМУ-1. Более того, в доставке оборудования задействован контейнеровоз «Спарта III».
Способны ли 4 дивизиона С-300ПМУ-2 создать полноценную бесполётную зону над большей частью западного берега Евфрата? Естественно, да. Но для этого расстояние между дивизионами, развёрнутыми вдоль западной границы Сирии (между Тартусом и Эс-Сувейдой) должно составлять порядка 70—76 км, учитывая, что радиогоризонт по низколетящим израильским F-16I, F-15I и тактическим ракетам «Делила» для радаров 30Н6Е2 (размещённых на вышках 40В6МД) составляет 35—38 км. При таком расположении для израильтян практически не останется «непросматриваемых зон». В то же время общая целевая канальность для 4 «Трёхсоток» составит всего 24 одновременно перехватываемых целей (по 6 целей для каждого ПФАР-радара 30Н6Е2), чего может и не хватить для отражения совместного удара ВВС Израиля и Объединённых ВВС западной коалиции, которые могут одновременно применить несколько сотен тактических ракет «Delilah-AL» («Air Launched»), AGM-158B JASSM-ER, «Shtorm Shadow» и «SCALP Naval».
На этот случай все ставки необходимо делать ещё и на более чем 50 зенитных ракетно-артиллерийских комплексов «Панцирь-С1», а также пару-тройку десятков войсковых ЗРК «Бук-М1/2Э», которые смогут не только добавить 320—350 дополнительных целевых каналов для сирийской ПВО, но и прикрыть «мёртвые зоны» переброшенных С-300ПМУ-2 «Фаворит», простирающиеся на 3-5 км от позиций радаров подсвета 30Н6Е2. Естественно, свой вклад внесут и такие ЗРК/ЗРСК, как С-125 «Печора-2М», «Тор-М2У», а также «Оса-АКМ», также способные работать по малоразмерным целям после модернизации. Все вышеперечисленные комплексы будут функционировать в системной увязке, обеспечиваемой АСУ зенитно-ракетными бригадами «Поляна-Д4М1» и «Байкал-1МЭ». Вследствие этого ошибочного огня по одним и тем же целям со стороны нескольких зенитно-ракетных комплексов и нерационального расхода боекомплектов ожидать не стоит.
Очень важным моментом в создании сетецентрической системы противовоздушной обороны на базе С-300ПМУ-2 является то, что дальность действия зенитных ракет 48Н6Е2 в 200 км не позволит израильским истребителям «Суфа» и «Раам» подниматься на высоту 7—12 км с одновременным выходом на 100-километровую дальность сброса малоразмерных планирующих управляемых авиабомб GBU-39/B «Small Diametr Bomb» (разработаны подразделением «Boeing Integrated Defense System») и израильских «Spice-250» (от компании «Rafael»). И даже в том случае, если пилоты израильских F-16I попробуют применить бортовой комплекс радиоэлектронного противодействия «Элисра» SPJ-40 для сокращения дальности «захвата» радарами 30Н6Е2, дальность комплекса снизится лишь до 120—130 км; применение вышеперечисленных авиабомб с такого расстояния будет либо крайне затруднено из-за необходимости подъёма на высоту пуска в 14—16 км, либо вовсе нереализуемо. Для израильских ВВС это станет очень неприятным сюрпризом, ведь «узкие бомбы» и «Spice-250», ввиду сверхмалой ЭПР в 0,01—0,015 кв. м ранее (до поставки С-300) являлись единственным «ударным инструментом» Хель Хаавир, способным в некоторых случаях преодолевать эшелонированную сирийскую ПРО, сформированную комплексами «Бук-М1/2Э» и «Панцирями-С1». Теперь такая возможность сведена к нулю. Малое количество истребителей F-35I, способных подобраться к С-300ПМУ-2 на дистанцию пуска планирующих авиабомб в 90—110 км, также не позволит достигнуть желаемого результата, ведь с 16—20 «Спайсами» легко справится даже 1 батарея из 6 ЗРПК «Панцирь-С1».
Что касается возможности осуществления израильскими ВВС массированного противорадиолокационного удара по радиолокационным средствам «Трёхсотых» с использованием ПРЛР AGM-88E AARGM, то теоретически такой поворот событий возможен. Данные противорадиолокационные ракеты обладают дальностью около 70 км при пуске со сверхмалых высот, либо 170 км — с больших высот. Следовательно, израильские тактические истребители F-16I смогут запускать AGM-88E как из «тени» горных хребтов Антиливана по дивизионам С-300, находящимся в провинциях Дамаск, Хама и Тартус, так и с расстояния в 150—170 км (при полёте на большой высоте и при условии использования бортовых комплексов РЭБ «Элисра»). Более того, активно-пассивная радиолокационная головка самонаведения этой ракеты WGU-48/B имеет активный режим работы в миллиметровом Ka-диапазоне, который неуязвим не только для переброшенных в Сирию комплексов радиоэлектронного противодействия 1Л269 «Красуха-2», 1Л257 «Красуха-4», Р-330Ж «Житель», но и для более высокочастотных станций мощных шумовых помех СПН-2/4 (частотные диапазоны работы Х и J, от 8 до 17,544 ГГц), предназначенных для подавления работы бортовых РЛС истребителей, а также активных радиолокационных головок самонаведения зенитных управляемых ракет и ракет класса «воздух-воздух». На практике же возможности AGM-88E AARGM (продвинутых HARMов) в противостоянии с сирийской ПВО будут крайне посредственны.
Во-первых, несмотря на помехоустойчивость активно-пассивной трёхдиапазонной ГСН WGU-48/B, модуль канала радиокоррекции, установленный на её борту, не сможет получать обновлённые тактические данные от носителя или самолётов радиотехнической разведки «Rivet Joint», поскольку этот канал находится в частотном диапазоне сети обмена информацией «Link-16» (от 960 до 1215 МГц), а значит, может быть легко подавлен посредством такого комплекса РЭБ, как Р-330М1П «Диабазол» и иных средств радиоэлектронного противодействия, работающих в UHF-, VHF- и L-диапазонах, которые недавно были поставлены САА и ВКС России в Сирии. Без стабильной работы канала коррекции AGM-88E не смогут работать по радарам, выключившим излучение, что превратит эти ракеты в бесполезный металлолом на узлах подвески F16I «Sufa».
Во-вторых, противорадиолокационные ракеты AGM-88E AARGM, обладающие диаметром корпуса 250 мм, радиоотражающим полотном антенной решётки АРГСН с диаметром около 200 мм и огромными аэродинамическими рулями с размахом 1,13 м, имеют эффективную отражающую поверхность около 0,1—0,15 кв. м, благодаря чему радары сирийских С-300ПМУ-2 смогут «захватывать» их на точное автосопровождение на расстоянии около 100—120 км и начинать процесс перехвата. В-третьих, скорость полёта ПРЛР AGM-88E составляет лишь 2,1М (как и у раннего варианта HARM), а поэтому перехватывать их смогут не только С-300ПМУ-2, но войсковые ЗРК «Бук-М1/2Э», а также зенитные ракетно-пушечные комплексы «Панцирь-С1».
В таких сложных оперативно-тактических условиях (с учётом мощнейшего «костяка» РЭБ, доставленного в САР посредством рейсов военно-транспортных самолётов Ил-76МД) Армия обороны Израиля может пойти на хитрость, попытавшись преодолеть противоракетный «заслон» «Фаворитов», используя непросматриваемые радарами 30Н6Е2 зоны «мёртвых воронок», охватывающие 48-градусный сектор непосредственно над каждым радиолокатором подсвета и наведения. Для этого могут быть применены американские оперативно-тактические баллистические ракеты MGM-140/164B ATACMS Block I/IIA (в срочном порядке закупленные у США по линии FMS) с дальностью от 150 до 300 км (в зависимости от типа снаряжения), либо израильские ОТБР LORA с радиусом действия от 300 до 450 км. Двигаясь по баллистической траектории с высшей точкой в апогее порядка 50—60 км, ракеты ATACMS и LORA способны пройти над предельной высотой перехвата комплекса С-300ПМУ-2 (27—32 км), успешно входя в ту самую «мёртвую воронку» с углом пикирования на позицию зенитно-ракетного дивизиона порядка 80—85 градусов. Что самое главное, маршевый участок траектории с высотой в 50 км позволит использовать модуль GPS-коррекции ракет ATACMS, не опасаясь губительного влияния со стороны развёрнутых на поверхности комплексов Р330Ж «Житель» и Р-330М1П «Диабазол» для точного наведения.
Испытательный пуск опытного образца ОТБР «LORA»
Что же касается подлётного участка траектории (на высоте около 10—7 км), то здесь сверхточного наведения (с КВО порядка 10 м) может и не потребоваться, ведь в качестве боевого снаряжения ОТБР ATACMS и LORA могут быть использованы, во-первых, самоприцеливающиеся боевые элементы (СПБЭ) типа P3I BAT c инфракрасно-акустической системой наведения, способные ориентироваться на тепловой и акустический портреты работающего антенного поста с радаром 30Н6Е2, во-вторых, израильские 147-мм самонаводящиеся противотанковые элементы «SADARM» с комбинированной инфракрасно-радиолокационной ГСН миллиметрового диапазона (защищённой от РЭБ), в-третьих, несколько сотен обычных неуправляемых боевых осколочных элементов M74 APAM, один из которых с большой долей вероятности нанесёт ущерб радару подсвета С-300ПМУ-2. Всё это необходимо учитывать командованиям ВКС России и войск ПВО Сирии в ходе распределения «трёхсотых» на соответствующие позиции в Сирийской Арабской Республике.
Вывод: главная цель при построении обновлённой системы ПВО Сирии должна заключаться во взаимном перекрытии «мёртвых воронок» зенитно-ракетных дивизионов С-300ПМУ-2 с расчётом на то, что дальность поражения баллистических целей для «Фаворитов» составляет лишь 40 км. Позиции дивизионов должны находиться на расстоянии не более 40 км друг от друга, а поэтому требуемое количество комплексов для защиты воздушного пространства от Тартуса до Голанских высот необходимо довести до 6—8 единиц плюс дополнительное эшелонирование обороны каждого С-300ПМУ-2 с помощью нескольких «Панцирей», для которых сектор «мёртвой воронки» не превышает 10 градусов. И это не фантастический сценарий, поскольку все мы не понаслышке осведомлены об оперативно-тактических тонкостях, мастерстве и коварстве Армии обороны Израиля в целом и Хель Хаавир в частности. Да и о манёврах с «прощупыванием» греческих «трёхсотых» забывать не стоит.
Детище американских военных инженеров F-22 Raptor – истребитель пятого поколения — публично опозорился в небе над сирийской территорией. Это произошло в тот момент, когда боевая машина ВВС США осуществляла скрытое патрулирование. Рядом с F-22 оказался российский коллега, которому без труда удалось сесть на хвост американцу, да так, что тот этого даже не заметил.
Экспертное сообщество уверено, что такой маневр оказался возможным благодаря инновационной технологии нового радарного комплекса российской машины. Данная система является гибридной и совмещает в себе сразу несколько ведущих разработок наших инженеров.
Более того, российскому пилоту удалось сделать снимок, на котором можно отчетливо рассмотреть ничего не подозревающий «Раптор». В условиях реального боя такая позиция нашего истребителя оказалась бы плачевной для звездно-полосатого коллеги. По всей видимости, фотография была сделана с помощью системы управления огнем, применялся теплопеленгатор. Кроме того, видна и характерная сетка дальномера.
Такая система обычно устанавливается на Су-35 и другие современные истребители и представляет оптико-локационную станцию ОЛС-35, функционирующую в передней полусфере на 50 километров и в задней – на 90.
Не исключено, что при обнаружении F-22 наш самолет использовал инфракрасный спектр. Также существует вероятность, что данный самолет бы оборудован оптико-электронным контейнером, применяемым обычно для лазерного наведения при бомбардировках наземных целей с воздуха. По всей видимости российский истребитель был «заряжен» по-полной.
Предисловие: Мировая обстановка в последние годы желает оставлять лучшего и это факт! В связи с этим в России помимо наступательного вооружения особое внимание уделяется оборонительному оружию, которое будет способно защитить в случае глобального конфликта не только от крылатых ракет и различной наступательной авиации но, а также от гиперзвуковых и баллистических ракет, в том числе и от возможной атаки с орбиты. Как вы наверное знаете, в последние годы штаты особое внимание уделяют развитию технологий, которые позволят наносить удары с ближнего космоса, что в прочем неудивительно. Преимущества такой атаки имеют ряд преимуществ, а вот противостоять таким ударам с ближнего космоса крайне сложно. Суровая реальность.
Увы, но Мир действительно стремительно летит в пропасть и это уже ни для кого не секрет, кто хоть время от времени следит за внешним фоном. Любопытно, что штаты даже не пытаются скрывать своих амбиций и ради этого готовы действительно погрузить Мир в полный хаос. А чтобы далеко не ходить за примерами, достаточно сказать о серьёзном давление на Россию со стороны Запада, которое только нарастает и очевидно, что далее будет еще хуже. Так что глобальная война между Западом и Россией куда более реальна, чем кажется. Говорят об этом многие факты, в том числе и поторапливающие заявления со стороны российского президента Владимира Путина по системе С-500 "Прометей".
Напомню еще в мае на совещании по военным вопросам в Сочи, Путин поручил ускорить подготовку С-500 "Прометей" к серийному производству.
Спрашивается, к чему такая спешка? Ведь у нас достаточно и других оборонительных систем, но видимо не все так просто и очевидно у Кремля есть очень серьезные опасения. Тут конечно можно только догадываться о возможных причинах, но многие эксперты сходятся во мнение, что основная причина кроется именно в противостоянии США и России.
Причем уже не на уровне экономического давления и запугивания, а именно о начале горячей фазы. Поэтому для России крайне важно в кратчайшие сроки получить "зонтик", который прикроет не только от авиации, но и от потенциального массированного удара крылатых ракет, гиперзвуковых и конечно же баллистических. Возможно причины могут быть и в отстаивании и защите союзников на Ближнем Востоке, ведь ситуация вокруг Сирии и Израиля оставляет желать лучшего.
Но вернемся к нашему "Титану", как его многие уже прозвали, что впрочем, тоже не случайно ведь его характеристики, о которых известно действительно впечатляют. Возможности российского "Титана". Когда поступит С-500 на вооружение.
Для справки: Прометей — один из титанов в древнегреческой мифологии, защитник людей от произвола богов, царь скифов.Имя Прометей означает «мыслящий прежде», «предвидящий» (в противоположность имени его брата Эпиметея — «думающего после», «крепкого задним умом»)
Так стало известно, что зенитно-ракетная система нового поколения С-500 "Прометей" почти готова для проведения государственных испытаний. И судя по последним заявлениям речь идет о конце 2018 года, хотя изначально планировались на 2020 год. Об этом рассказал вице-премьер Юрий Борисов в МГТУ им. Баумана на церемонии вручения молодым инженерам премии имени Владимира Ревунова, учрежденной Союзом машиностроителей России по инициативе концерна «Радиоэлектронные технологии».
Спешка действительно феноменальная и это уже подметили многие.
Юрий Борисов отметил, что С-500 "Прометей", как и предыдущие разработки концерна «Алмаз-Антей» — С-300 и С-400, по своим характеристикам превосходит зарубежные аналоги. В качестве аналогов были названы американский ЗРК «Патриот», а также системы французского или израильского производства.
Задачи, возложенные на зенитно-ракетную систему С-500, который относится к новому поколению средств ПВО-ПРО, можно охарактеризовать предельно просто: сбивать противоракетами всё, что способно летать. Ну, или почти всё. Перехватываются все аэродинамические цели, включая перспективные разработки Запада. То есть «выжить» атакующему летательному аппарату не помогут ни малозаметность, ни способность маневрировать с большими перегрузками, ни гиперзвуковая скорость, превышающая 5 М.
Однако, ключевой особенностью нового комплекса станет ее интеграция в национальную систему ПРО. Иначе говоря, уникальные радары С-500 при обнаружении цели смогут передавать информацию, необходимую для их уничтожения, менее зорким системам, таким как С-300, С-400 и не только. Российский "Титан" С-500 в свою очередь, сможет получать данные от спутников и дальних радаров системы предупреждения о ракетном нападении. Также известно, что новый ЗРК сможет с земли наводить перехватчики на цели с дальними ракетами Р-37.
Еще очень немаловажной особенностью "Прометея" является то, что он сможет отражать как раз таки массированные воздушные нападения. Из открытых источников известно что только один дивизион ЗРС-500 сможет сопровождать до 160 целей и одновременно обстреливать 80. А это уже очень серьезная заявка и "мечты" Пентагона о возможности массированного удара крылатыми ракетами по России как минимум сводит на нет.
Касаясь ракет то известно, что С-500 "Прометей" оснащается десятью различными ракетами, каждая из которых предназначена для перехвата конкретного типа летательных аппаратов. При этом есть четкое разделение на противовоздушную и противоракетную части. По сути новый ЗРК это два комплекса, каждый из которых решает свои задачи. Один борется с аэродинамическими целями (самолетами, вертолетами, крылатыми и гиперзвуковыми ракетами, беспилотниками), второй — с баллистическими. Соответственно, созданы и две группы оборудования и ракет.
Подытоживая все вышесказанное и увы весьма в ограниченном варианте, так как многие характеристики российского «Титана» находятся под грифом секретно, можно сказать что если ничего не изменится и в конце 2018 года действительно начнутся заключительные испытания, то Россия получит серьезное усиление и Западу придется призадуматься и весьма серьезно. Хотя как мы все видим, думать как раз таки они и не желают, впрочем, как и о возможных последствиях для всего Мира. Также более детально о создании С-500, я рассказывал ранее в этой статье, рекомендую к прочтению: https://zen.yandex.ru/media/zefer/sozdanie-titanasimvol-voennoi-mosci-rossii-chto-izvestno-5b0e8558596cf400a9e58823?from=editor
МОСКВА, 13 ноя — РИА Новости. "Роскосмос" продемонстрировал концептуальный облик нового космического аппарата с ядерной энергоустановкой. Ролик опубликован на Facebook телестудии госкорпорации.
"Сегодня Центр имени Келдыша работает над развитием космических аппаратов с более мощными двигателями — ядерными установками нового класса, для работы которых не нужен солнечный свет и солнечные батареи", — уточняется в видео.
В России с 2010 года выполняется не имеющий аналогов в мире проект создания транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса.
Над двигателем работает предприятие "Роскосмоса" Центр им. Келдыша вместе с подразделениями "Росатома". Применение ядерного двигателя в космических аппаратах прорабатывает другое предприятие ракетно-космической отрасли — КБ "Арсенал".
Ранее сообщалось о планах "Росатома" изготовить к 2018 году опытный образец ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса, предназначенной для полетов в дальнем космосе.
Ядерная энергетика в освоении космического пространства в России используется не впервые. В период с 1970 по 1988 год в СССР был осуществлен запуск 32 космических аппаратов с термоэлектрической ядерной энергоустановкой, а в период с 1960 по 1980 год разработан и прошел испытания на Семипалатинском полигоне ядерный ракетный двигатель.
Двигатель – сердце самолета. За этой банальной фразой кроется глубокий смысл, однако она нуждается в некотором уточнении: это не только «сердце», но и «мышцы» летательного аппарата. Да, именно бортовая силовая установка обеспечивает работу электрических, гидравлических и других его «артерий», но её главное назначение создавать тягу – силу, необходимую для взлета, полета по заданному маршруту, выполнения всех видов маневров и посадки.
Моторы самых первых аэропланов работали на фиксированных оборотах, но как только появилась возможность регулирования их мощности, этот процесс стал неотъемлемой частью управления самолетом в целом.
С достижением сверхзвуковых скоростей и высот значение управления тягой для выдерживания заданной траектории резко возросло, поскольку на многих режимах полета управляющие моменты, создаваемые одними только рулевыми поверхностями, а иногда даже и подъемная сила крыла для этого стали уже недостаточны. Это особенно сильно чувствовалось в таких «пилотируемых ракетах», как советский перехватчик Су-9 Сухого, или американский Локхид F-104 «Старфайтер», не только высотно-скоростные качества которых, но их устойчивость и управляемость определялись в значительной мере именно тягой двигателя.
Весь облик таких самолетов был нацелен на достижение максимальных высот и скоростей, они должны были выполнить перехват сверхзвукового противника в стратосфере, двигаясь почти как баллистическая ракета – «на двигателе». Но практика показала ошибочность такого упрощённого подхода к ведению войны в воздухе. В 1970-е годы началась переоценка ценностей во взглядах на приоритеты в летно-тактических данных самолетов-истребителей. Их скорость и высотность больше не росли, а на первый план вновь вышли показатели маневренности и дальности полёта. Некоторые эксперты считали, что теперь не важно, какой будет двигатель, а главное – аэродинамика и весовое совершенство. Однако попытка установки на истребитель IV поколения F-16 одноконтурного двигателя III поколения J79-GE вместо ТРДДФ IV поколения F100-PW-200 привела к такому падению боевых свойств, что от него отказались даже страны «третьего мира». И никто больше не сомневается, что для самолета V поколения и двигатель нужен этого же поколения. Но каким он должен быть?
Скрытый текст:
Истребители IV поколения от предыдущих (на фото F-15А и YF-17 слева от самолета F-104) отличали не только аэродинамика, конструкция, оборудование и вооружение, но и двигатели – экономичные двухконтурные
Фото: nasa.gov
Новое поколение – новые задачи
В начале 1970-х гг. американская авиапромышленность создала тактические истребители F-15A и F-16A с очень высокими летными данными. Однако появившиеся в ответ советские МиГ-29 и Су-27 сохранили традиционное превосходство в ближнем бою и существенно сократили, а то и свели на нет отставание по дальности полета, возможностям управляемого вооружения и прицельного оборудования. Модернизация F-15 и F-16 ВВС США, как и палубных F-18, шла в направлении наращивания их ударного потенциала и их шансы в воздушном бою против обновленных МиГов и Су, особенно на малых дистанциях, сократились ещё более. Потому приступая к разработке следующего поколения истребителей, командование ВВС США во главу угла поставило именно летные данные. Двухконтурные турбореактивные двигатели с форсажной камерой АЛ-31Ф наряду с передовой аэродинамикой определили высокие летные данные истребителя IV поколения Су-27 – скорость, маневренность, дальность
Фото: forums.airforce.ru
Оно хотело получить устойчивое, сохраняемое длительное время преимущество над советскими самолетами в маневренности, что лишило бы ВВС СССР традиционного превосходства в ближнем бою над линией фронта и гарантировало бы решение задачи захвата господства в воздухе для обеспечения действий ударной авиации. Для этого и был нужен двигатель с управлением вектором тяги, объединенным с системой основного (аэродинамического) управления самолетом.
Вторым аспектом было одновременное сокращение времени реакции и повышения радиуса действия, что давало возможность быстро концентрировать авиацию на решающем направлении. Первое традиционно достигалось уменьшением времени подготовки к боевому вылету, но уже к середине 70-х гг. здесь резервы были исчерпаны. Трудозатраты по обслуживанию на один час полета самолета-истребителя достигли низшего возможного предела: для F-15A они сократились до 11,3 часа, что было вдвое ниже, чем на самолете F-4E, и в 2,8 раза ниже, чем на F-4C. Даже на 1 час полета поршневого истребителя Р-51 «Мустанг» времен II мировой войны надо было тратить 15 часов труда техсостава! Оставалось увеличивать крейсерскую скорость до сверхзвуковой – у F-15A, например, она была лишь 930 км/ч. Это попутно дало бы и тактические преимущества при вступлении в воздушный бой.
Чтобы увеличить радиус действия обычно старались снизить километровый расход топлива и увеличить объем баков. Дозаправка в полете не касается нашей темы, а эти пути непосредственно связаны с совершенствованием двигателей. Чтобы они тратили как можно меньше керосина на километр, повышали степень сжатия входящего воздуха в компрессоре, температуру в камере сгорания (перед турбиной), разделяли роторы на два (высокого и низкого давления), наконец, перешли на двухконтурные двигатели с форсажной камерой – ТРДДФ.
Но за выгоды ТРДДФ на дозвуковых крейсерских режимах приходилось платить ухудшением характеристик на режимах боевых, а проценты дальнейшего снижения расхода топлива давались все труднее. Оставалось убирать непроизводительные его потери, повышая точность регулирования режима работы, но это какие-то проценты, или же переходить на сверхзвуковой крейсерский режим. Советский истребитель-бомбардировщик Су-7Б с одноконтурным турбореактивным двигателем АЛ-7Ф со сравнительно низкими температурами газов за турбиной достигал сверхзвуковой скорости и без включения форсажа, но дальность у него при этом все равно была маленькая
Фото: defence.ru
Еще с начала 50-х гг. советские самолеты Су-7 и Су-9, или английские «Лайтнинг» могли ходить на сверхзвуке без включения форсажа, но и при этом их дальность все равно получалась очень маленькой. Форсажный крейсерский сверхзвуковой режим более был получен на МиГ-25 с низконапорными одноконтурными ТРДФ, а затем на МиГ-31 с ТРДДФ. Но радиус действия этих крупных и тяжелых машин был таким в основном не благодаря высокой экономичности двигателей, а за счет объема баков. Для маневренных истребителей этот путь не годился – нужны были принципиально новые конструкции авиационных двигателей. Самолет МиГ-25 с низконапорными одноконтурными ТРДФ Р-15-300, выпускавшийся в модификациях перехватчика, разведчика-бомбардировщика и самолета для борьбы с ПВО, имел форсажный сверхзвуковой крейсерский режим полета
Фото: avia-simply.ru
Истребитель-перехватчик МиГ-31 дальнего действия сопровождает сверхзвуковой дальний ракетоносец Ту-22М3. На МиГ-31 установлены двухконтурные двигатели Д30Ф-6 и для выхода на сверхзвуковой крейсерский режим он включает форсаж
Фото: russianarms.ru
И последним средством достижения превосходства в воздушном бою должна была стать концепция «первым увидел – первым выстрелил». Если ранее она реализовалась за счет большей дальности действия радиолокационной станции и ракет, то на поколении IV эти параметры у советских и американских истребителей сравнялись, и американцами ставка была сделана на ограничение демаскирующих признаков путем внедрения технологий «стелс» в конструкции и самолетов, и их силовых установок. В таком ключе в США были задуманы программы создания истребителей ATF и двигателей AFE поколения V.
По итогам конкурса для серийного выпуска были отобраны истребитель F-22A «Раптор» концерна «Локхид – Мартин», о котором мы писали в № 4 и 5 нашего журнала за 2008 г., и двигатель Пратт-Уитни F119-PW-100. Он был рассчитан на крейсерский полет с числами М=0,8...1,5 на высотах 60...16000 м и на ведение маневренного воздушного боя при М=0,5...1,8 на тех же высотах. При выполнении перехвата число М могло расти до 2,0...2,2, а высота полета – до 18000 м. Пратт-Уитни F119-PW (AFE) на стенде – это первый в мире серийный двигатель для истребителей V поколения
Фото: s2.smu.edu
Первый в мире серийный истребитель V поколения – американский Локхид-Мартин F-22A «Раптор», созданный по программе ATF, с ТРДДФ F119-PW (AFE)
Фото: paralay.com
Для советских истребителей V поколения Сухой С-22/С-32/С-37 и Микоян 1.44/1.42 были созданы двигатели Д30Ф9 и АЛ-41Ф, которые представляли собой глубокие модификации серийных ТРДДФ IV поколения Д30Ф6 и АЛ-31ФП. Зоны их крейсерских режимов должны были быть такими же, как и у «американца», но боевые были расширены вправо и вверх – до М=2,3...2,5 и Н=18000...22000 м с возможностью маневрирования там со значительными углами атаки и перегрузками. Спроектированный еще во времена СССР истребитель V поколения Микоян 1.44/1.42 был оснащен двигателем АЛ-41Ф – это была глубокая модификация серийного ТРДДФ IV поколения АЛ-31ФП
Фото: архив автора
Так получалось, что первый ход в создании IV и V поколений самолетов истребительной авиации делала Америка. Хорошо это или плохо для её вероятного противника – для СССР, а теперь для России? Конечно, что хорошего в постоянном отставании? Но с другой стороны такая ситуация позволяла перенимать готовые удачные решения и учитывать чужие ошибки, строя свой ответ с учетом их. Действительно, ни в одном из этих случаев Америке не удалось сделать так, чтобы её противник был вынужден пассивно следовать предложенным правилам игры и пытаться просто повторить то, что она делала, чтобы выдержать лишь симметричный паритет. Это касается и создания двигателей для самолетов истребительной авиации.
И первые советские истребители V поколения 1.44, разработанный ОКБ им. Микояна, и Сухой С-37, и сегодняшний Т-50, при всем сходстве поставленных задач и отдельных инженерных решений не являются попыткой повторить американский F-22 – об этом мы недавно подробно говорили. То же самое можно сказать и об их силовых установках.
Новые задачи – новые решения
Как только на самолетах III поколения, например, на F-111, стали видны недостатки ТРДДФ, начался поиск путей их устранения либо создания двигателей другой схемы. Конструкторы рассматривали силовые установки комбинированные и изменяемого цикла, одноконтурные многовальные ТРДФ, двигатели с выносными компрессорами («двухтрубные») и вовсе без форсажных камер и т.д., однако и сегодня большинство истребителей (за исключением F-35B с вертикальной посадкой – его ТРДДФ F135-PW-600 имеет выносное устройство вертикальной тяги и отклоняемое сопло – не путать с изменением вектора тяги для улучшения маневренности) всё ещё оснащены «обычными» ТРДДФ. Но их компоненты эволюционируют очень заметно, и именно это обеспечивает этому классу двигателей такое долголетие.
Естественно, пути этой эволюции в России и в США отличаются, что определяется различиями в поставленных задачах. Но вместе с тем в них есть и много общего. И в Америке, и в России при создании двигателей V поколения сохранились тенденции уменьшения двухконтурности при повышении степени сжатия в компрессоре, увеличения оборотов и температуры газов на выходе из основной камеры сгорания, а также роста удельных характеристик за счет и тяги без ограничения, а то и с наращиванием ресурса двигателя. Это достигается как обычно – путем улучшения способов смазки и охлаждения деталей, а также использованием новых материалов и технологий их обработки.
Рассматривались различные способы снижения массы и размеров двигателя как за счет более рациональной конструкции каждой детали, так и путем уменьшения числа ступеней компрессора и турбины. Если ротор ТРДДФ IV поколения в сумме имел 17...14 ступеней, то на V поколении их только 11…12, но при этом не удалось сократить ни длину, ни массу двигателя, потому что «работали против этого» другие факторы, определившие их рост.
Например, значительное расширение области возможных режимов работы (как крейсерских, так и боевых) потребовало полной переделки компрессора, как элемента наиболее чувствительного к свойствам входящего потока.
Когда разработка двигателей V поколения только начиналась, большое внимание уделялось снижению эффективной площади рассеивания (ЭПР), демаскирующего признака при облучении радиолокатором. Намеревались делать лопатки из композитов со сложной внутренней макроструктурой, наносить на них радиопоглощающее покрытие или профилировать их так, чтобы отраженные сигналы взаимоподавлялись. Но все это оказалось слишком сложно, и обошлись «радар-блокером» – сравнительно простым подавляющим сигнал РЛС устройством, которое стоит перед входным направляющим аппаратом компрессора (ВНА) и за стабилизаторами пламени форсажных камер. Естественно, за малозаментость пришлось заплатить ухудшением газодинамики и увеличением веса, пусть и небольшим. Истребитель Локхид-Мартин F 22A «Раптор» – видны радар-блокеры за стабилизаторами пламени форсажных камер двигателей
Фото: paralay.com
Можно ли обойтись без радар-блокеров как отдельных агрегатов и снизить ЭПР двигателя? Теоретически да – если найти такую форму устройств защиты воздухозаборников от попадания посторонних предметов и стабилизаторов пламени в форсажной камере, которая бы обеспечила совмещение разных функций в одном агрегате без существенной потери качества их исполнения и роста массы. Фактор материала здесь, по-видимому, мешать не будет – он один и тот же. Делается ли это? Не берусь утверждать, но на двигателе АЛ-41Ф1С отдельных радар-блокеров в форсажной камере нет.
Для двигателей V поколения в СССР и в США были созданы трехступенчатые компрессоры низкого давления (КНД) с регулируемым и входным направляющим аппаратом (ВНА) и широкоходными лопатками, спрофилированными так, чтобы исключить помпаж и зуд без перепуска воздуха, вызывающего потери давления, увеличивающего ЭПР и усложняющего конструкцию. Чтобы удовлетворить этим требованиям и достичь заданных выходных характеристик пришлось пойти на рискованные решения. Отказ от антивибрационных полок улучшил газодинамическое качество лопаток КНД, снизил и ЭПР и массу, но чтобы обеспечить их жесткость пришлось предпринимать другие меры, пойдя на усложнение и удорожание технологии.
Особенностью американского двигателя F119-PW-100 является то, что часть потока сравнительно холодного воздуха от КНД идет мимо камеры сгорания, как это сделано в турбовентиляторных двигателях без смешения потока транспортных самолетов. Этот воздух охлаждает створки агрегата УВТ и «окутывает» горячую часть реактивной струи, но остальное направляется в основную камеру сгорания (ОКС) и далее уже в виде горячего газа после сгорания топлива в ней топлива – в форсажную камеру сгорания (ФКС).
Такой отбор воздуха, естественно, ведет к ухудшению тяговых и расходных показателей двигателя. В СССР, а затем в России технологиям «стелс» не придавалось такого значения, но и там пришлось отбирать часть воздуха на охлаждение сопла. Правда, по другой причине – для обеспечения его работы при отклонении вектора тяги на большой угол.
Компрессор низкого давления IV поколения имел 9-10 ступеней, а V поколения – только 6. Относительное удлинение его лопаток уменьшилось, что позволило повысить их газодинамическую эффективность и прочность. Конструкция Пратт-Уитни F119-PW (AFE) и его системы управления вектором тяги
Фото: smu.edu
Конструкторы американской фирмы «Дженерал Электрик» в своем варианте двигателя AFE (YF120-GE) пытались регулировать пропорцию расходов воздуха через контуры низкого и высокого давления путем изменения газодинамических свойств трактов в целом. Их двигатель на режиме максимальной тяги, при разгоне с числом M>1 и в сверхзвуковом крейсерском полете должен был работать как «чистый» одноконтурный ТРД, а при крейсерском полете на дозвуке и на снижении и т.д. – как ТРДД. Но это оказалось слишком сложно и дорого, что и стало одной из главных причин проигрыша в конкурсе.
Московское НПО «Сатурн» тоже делало свой ТРДДФ V поколения как двигатель изменяемого цикла, но пошло по другому пути. Регуляция потоков происходит в камере, где они смешиваются, что и позволило, хотя и не сразу, успешно решить эту очень сложную задачу.
Новинкой российского двигателя является плазменная система зажигания ОКС. Она более надежна как для обеспечения работы двигателя в момент пуска ракет, так и при его запуске в полете после аварийной остановки, что является «больным» вопросом на двигателях с широкоходным КНД.
Американским ноу-хау в области обеспечения ресурса основных камер сгорания являются «плавающие теплозащитные стенки», а также в ее конструкции применен новый сплав с увеличенным содержанием кобальта, который имеет повышенную сопротивляемость термической коррозии. В то же время опыт показывает, что ОКС не является тем элементом, который в первую очередь определяет ресурс двигателя. Другими словами, камера сгорания после наработки положенных тысяч часов будет в хорошем состоянии, но его все равно надо будет отправлять на капремонт, т.к. этого будут требовать другие узлы. Но о ремонте – чуть ниже, а пока идем дальше по двигателю и попадаем в турбину.
Число ступеней турбин высокого и низкого давления на ТРДДФ V поколения уменьшено до минимума – до одной в каждом каскаде (раньше их обычно было по две). Это самая нагруженная и теплонапряженная часть ТРДДФ, потому лопатки ТВД на двигателях IV поколения сделаны охлаждаемыми. Теперь нагрузка на каждую лопатку выросла, тем не менее, они стали неохлаждаемыми, что исключило необходимость отбора воздуха от компрессора, упростив конструкцию двигателя.
Но стоимость от этого не уменьшилась, а наоборот – резко выросла. В 70-е гг. изготовление неохлаждаемых лопаток турбин шло по пути внедрения технологий их «выращивания» как монокристаллов, но это оказалось дорого даже для одной лопатки – детали сравнительно небольшой. А теперь для снижения массы и исключения потерь давления за счет перетекания потока по стыкам лопаток и дисков рабочих колес компрессоров и турбин они делаются цельными. В США это называется Integrally Bladed Rotor – IBR. Попробуем представить, как вырастить монокристалл размером около метра! И сколько это будет стоить…
Потому пришлось вернуться к тому, от чего пытались уйти – к литью или к порошковой металлургии, поскольку штамповку, техпроцесс, оптимальный с точки зрения ресурса, нельзя применить из-за перекрытия лопаток, установленных плотно, с малым угловым шагом. Так можно сделать только заготовку для интегрального рабочего колеса. Да и допуски на размеры здесь таковы, что обойтись без последующей мехобработки отливки или порошковой детали не получается. И теперь представим: фрезерный станок с ЧПУ на минимальной подаче обрабатывает одну за другой десятки поверхностей двойной знакопеременной кривизны и каждая – под своим исходным углом, да еще перекрывающие друг друга! Может быть решение этой технологической проблемы будет найдено с развитием 3D-принтеров? Но обеспечат ли они длительное сопротивление такого рабочего колеса температурным и силовым нагрузкам, износу от механического трения и сверхбыстрого потока очень горячих газов с частичками сажи?
Валы роторов низкого и высокого давления ТРДДФ V поколения установлены на несмазываемых подшипниках и имеют противоположное направление вращения. Зазоры между нагруженными потоком и центробежной силой, нагретыми до температуры более 1500°С лопатками турбины и стенками проточной части должны быть минимальны. Так пытались сделать еще на ТРДФ III поколения J79-GE и АЛ-21Ф, но тогда столкнулись с явлением «титанового пожара». Изготовленные из этого материала лопатки под действием центробежных сил и высоких температур вытягивались, чиркали на своей огромной скорости о стенки канала и температура там подскакивала настолько, что он мгновенно возгорался. Пришлось материал лопаток и стенок каналов заменить на более тяжелую сталь, а вдоль их «дорожек» на внутренней стороне каналов проложить термостойкое спецпокрытие. Одноконтурные двухвальные высокотемпературные ТРДФ АЛ-21Ф советского фронтового бомбардировщика III поколения Су-24, как и американские J79-GE самолета F-4 «Фантом» отличались выполнением многих нагруженных деталей из титановых сплавов и уменьшенными до предела зазорами между лопатками и корпусом
Фото: архив автора
Сама форсажная камера сгорания при создании двигателей V поколения не претерпела значительных изменений, однако надо помнить, что их тяга существенно выросла, соответственно увеличились силы и температуры, действующие в ней. Единственным конструктивным новшеством стали радар-блокеры, аналогичные установленным перед ВНА. Но в ФКС они включены в конструкцию, работают в горячем потоке и должны не только не ухудшать, но и стабилизировать процесс горения истекающей с огромной скоростью топливовоздушной смеси.
Самым заметным внешним отличием российского двигателя V поколения АЛ-41Ф1 и американского F119-PW-100 является сопло со всеракурсно изменяемым вектором тяги. Конструкторы и в России, и в США вот уже много лет работают в этом направлении. Еще в СССР были проведены сравнительные испытания управляемого двумерного (плоского) и осесимметричного сопла со сферическим шарниром на летающих лабораториях на базе самолета Су-27. Они показали, что «круглый» вариант не только дает меньшие потери давления на прямом сопле и при перекладке, но при этом позволяет всеракурсное управление, тогда как плоское сопло дает возможность отклонять вектор тяги только в одной плоскости. И при этом было найдено такое решение поворотного узла, которое обеспечило существенный выигрыш в стоимости, массе, размерах и внешней аэродинамике этого агрегата по сравнению с «плоским» вариантом. Российский истребитель Су‑35С имеет двигатели АЛ-41Ф1С с легкими и обтекаемыми осесимметричными соплами со всеракурсным управлением вектором тяги
Фото: yaplakal.com
Американцы до такого при проектировании двигателей V поколения додуматься не смогли. Аналитики, рассматривающие достоинства двигателя F119-PW-100 самолета F-22A, объясняют выбор «плоского» сопла тем, что оно имеет пилообразные кромки, снижающие ЭПР. Однако уже давно очевидно, что значение этого аспекта в свое время было непомерно раздуто. Следующий истребитель V поколения F-35/JSF имеет двигатель с осесимметричным соплом – типа F135-PW. От российского АЛ-41Ф1 оно отличается «зубчатой» кромкой для снижения заметности и отсутствием управления вектором тяги.
Отклонение тяги вниз на режиме посадки есть у двигателя F135-PW-600 – оно чем-то напоминает советский ТРДДФ Р-79 разработки 1980-х гг., но потери давления в нем вероятно выше, судя по «угловатому» характеру изгиба канала из-за примитивной его конструкции. Опять же, такое управление не годится для улучшения маневренности в бою. Преимуществом сопел двигателей F119-PW-100 истребителя F-22A считаются пилообразные створки, которые должны служить одновременно для управления вектором тяги и для снижения радиолокационной и визуальной (в том числе в ИК и УФ спектре) заметности самолета
Фото: airportjournals.com
Истребитель V поколения Локхид-Мартин F-35B «Лайтнинг» II выполняет пуск ракеты ASRAAM. Его двигатель F135-PW имеет осесимметричное сопло, способное отклоняться вниз на угол порядка 90 градусов – как и у советского ТРДДФ Р-79 разработки 1980-х гг.
Фото: lockheedmartin.com
Усложнение управления двигателем с изменяемым вектором тяги, необходимость его объединения с процессом управления полетом в целом потребовала сделать следующий шаг в развитии соответствующих систем силовой установки. Двигатели IV поколения имели электронно-гидромеханическую систему регулирования, которая могла строится как на базе полноценного цифрового компьютера, так и достаточно простого аналогового вычислителя. Такая электроника лишь корректировала режимы, задаваемые полностью пилотом, перемещавшим рычаг управления двигателем (РУД), то теперь за ЭВМ закреплена основная роль. Особенностью V поколения ТРДДФ является электронная (цифровая) система управления с полной ответственностью. На Западе её называют FADEC – Full-Authority Digital Electronic (engine) Control.
На двигателе F119-PW-100 самолета F-22A она состоит из двух блоков управления на каждом двигателе – один рабочий и один резервный. В каждом блоке есть два канала, каждый – со своим компьютером, и таким образом каждый из двух двигателей американского истребителя теоретически имеет один работающий и три резервных канала управления. Российский АЛ-41Ф1 оснащен таким же цифровым управлением с полной ответственностью с элементами распределенных параметров.
И последнее. Все описанные компоненты выше объединяет корпус. Особенность любого реактивного двигателя заключается в том, что весь он в большей или меньшей степени нагружен силами, вызванными его тягой, и к тому же местами нагрет до очень немаленьких температур. Но грамотная конструкция, учитывающая реально действующие напряжения в его материале в каждом месте, может быть достаточно легкой. Но не дешевой.
При создании корпусов ТРДДФ давно используются методы компьютерного проектирования. Они делают прочностные и тепловые расчеты по методам конечных элементов, позволяющим оптимизировать выбор сечений и материалов деталей. Переход на крупногабаритные панели одновременно усложняет и упрощает это: увеличивается количество обсчитываемых элементов, но уменьшается число связей между деталями и реакций в них.
В результате формы частей корпуса становятся все сложнее, а требования к точности – все выше. Их уже не может обеспечить ни литье, ни штамповка, ни порошковая металлургия и приходится применять механическую обработку там, где раньше обходились «без стружки».
Ну и последнее – материалы. Например, корпусные детали F119-PW-100 вновь делают из титанового сплава, причем из специального – в США он именуется Titanium C-Alloy. Да, титан легче стали примерно вдвое при той же прочности, но он в разы дороже, труднее обрабатывается, имеет проблемы со сваркой и температурными деформациями.
Как видим, трудностей на пути создателей двигателей для истребителей V поколения было множество, и причем мы перечислили их не все. И тем не менее, они их преодолели. Как – мы узнаем во второй части статьи.
В Америке создание двигателей AFE (Advanced Fighter Engine) для истребителей V поколения началось с исследовательских работ в 1980 г., а практическое проектирование стартовало в 1983-м. Его итогом стали два опытных ТРДДФ – Пратт-Уитни YF119-PW (PW5000) и Дженерал Электрик YF120-GE (GE37). В конце 80-х они были установлены на испытательные стенды, а в середине 1990 г. появились на опытных истребителях Нортроп YF-23 и Локхид-Мартин YF-22.
Это были принципиально новые, не опирающиеся на конкретные прототипы, изделия. Некоторые технологии, использованные в двигателе YF119-PW, проходили предварительную отработку на запущенном в серию раньше ТРДДФ F110-PW-229 поколения IV+, но создавались эти технологии именно для AFE.
Российские двигатели V поколения АЛ-41Ф конструкции московского НПО «Сатурн» им. А.М. Люльки и Д30Ф9 пермского ПО «Авиадвигатель» опирались на изделия поколения IV. Причем пермский ТРДДФ, по сути, «вырос» еще из первого Д-30 поколения II. Из-за этого многие эксперты относят эти двигатели лишь к поколению IV++, не обращая особого внимания на суть и объем внесенных изменений.
Использование в качестве базы для двигателя нового поколения серийного изделия поколения предыдущего могло бы позволить быстрее довести их до стадии летных испытаний, если бы они не появились в такое неподходящее время. «Перестройка» привела к полному развалу СССР, и на фоне этого катаклизма провал с их внедрением в серию выглядел уже «мелкой неприятностью», хотя какое разочарование испытали тысячи людей, участвовавших в их создании! Первый полет истребителя Сухой С-37 МФИ состоялся 25 сентября 1997 г., а соревновавшегося с ним 1.42 МФИ конструкции АНПК «МиГ» им. Микояна 29 февраля 2000 г., испытания обоих шли довольно долго, но в серийное производство они так и не поступили.
Скрытый текст:
Американские истребители V поколения должны были получить и принципиально новые двигатели. На фото не пошедший в серию прототип Нортроп YF-23 и его двигатель Дженерал Электрик YF120-GE (GE37)
Фото: G. Brosett // архив автора
Советский и российский истребитель V поколения Сухой С-37 (Су-47) получил двигатели Д30Ф9, которые можно считать глубоким развитием ТРДД еще поколения II типа Д-30. Если смотреть на название, а не разбираться в конструкции
Фото: camoblood.ru
Американцам на испытания и доводку двигателей AFE понадобилось 10 лет – первый серийный F119-PW-100 был собран только в 2000 г. Он значительно отличался от прототипа и имел ограничения по тяге, тем не менее, позволил начать строевую эксплуатацию парка самолетов F-22A и тем самым приступить к последнему и главному этапу доводки самой силовой установки – устранению её дефектов по результатам этой самой эксплуатации.
В ходе испытаний первых российских самолетов V поколения удалось выполнить лишь часть программ, посвященных отработке их силовых установок, но тот опыт, который удалось получить, говорил о том, что эволюционный путь не дает таких быстрых результатов, на которые рассчитывали. Тем не менее, разработка двигателя V поколения в России продолжилась в том же ключе, но с более радикальными переделками. По сравнению с АЛ-41Ф, новый АЛ-41Ф1 имел 80% отличающихся деталей и узлов, появились регулируемый ВНА и широкоходная первая ступень компрессора, внедрили управление по принципу FADEC (с описанными в 1-й части отличиями), даже размеры проточной части и лопаток роторов пришлось увеличить. Как и в американском двигателе, часть сложных сборочных единиц была заменена монолитными деталями. Все это потребовало огромных усилий и капиталовложений не только в силу технической сложности задачи, но и потому, что после длительного периода «сидения без госзаказа» оборонная, в т.ч. и авиационная промышленность Российской Федерации вынуждена была выбираться из «долговой ямы», набрав кредитов, чтобы хоть как-то выжить. Кроме того, она была вынуждена перестраиваться на ходу, «варясь в собственном соку», почти без поддержки государства, к которой так привыкла.
Проблема менеджмента
Разработка двигателя АЛ-41Ф1 (изделие 117) была начата в рамках научно-исследовательской работы (НИР) «Демон» для истребителей IV++ и поколения V в «лихие девяностые». В этой программе главную роль играли институты, ОКБ и заводы, которые были основаны еще в советские годы и уже мели то тяжелое время существенно пострадали и были вынуждены менять свою организационную структуру. Вообще удивительно, что тогда они смогли сделать такой двигатель и в конце 1990-х гг. начать его летные испытания на летающей лаборатории, переоборудованной из МиГ-25.
Это было время реформ по Гайдару и Чубайсу, изобретателям «шоковой терапии» для здоровой экономики. Да, новая форма их существования действительно лучше соответствовала требованиям, которые диктовали условия, в которые промышленность загнали, но она была направлена на экспортные задачи и лишена управляющего административного органа, координирующего такие сложные программы, выполняемые в интересах собственных вооруженных сил.
Головным исполнителем проекта «117» стал филиал НПО «Сатурн» – Научно-технический центр (НТЦ) им. А.М. Люльки, на который приходится примерно 70% объема научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР). Его возглавляет Генеральный конструктор Евгений Марчуков, который является ответственным за общую разработку двигателя. Создание компрессора высокого давления поручено НПЦ газотубостроения «Салют». Опытное производство НПО «Сатурн» изготовило несколько партий деталей, узлов, модулей и комплектных двигателей для испытаний, а также большое количество специального стендового оборудования. В производственном процессе с самого начала участвовало и серийное предприятие – Уфимское моторостроительное производственное объединение (УМПО), которое провело практическую отработку всего пакета необходимых технологий. В НИОКР также принимали участие научные учреждения (прежде всего, Центральный институт авиационного моторостроения – ЦИАМ), а также ОКБ им. П.О. Сухого, для самолетов которого этот двигатель предназначался.
Одной из самых болезненных проблем российской авиапромышленности постперестроечного периода стало разрушение централизованной системы административного управления, что затрудняло координацию усилий организаций-участников в выполнении столь сложных программ. Когда на рубеже 90-х гг. в Кремле сменилась власть, одной из первых ее задач стало восстановление управляемости «сектора реальной экономики», т.е. промышленности. И это оказалось необходимо не только потому, что в здесь для государственной собственности все еще оставалась достаточно велика – без общей координации и частник не очень-то эффективно работал.
Для этого надо было создать внятную и вменяемую систему взаимоотношений с теми частными и полугосударственными предприятиями, которые работали хорошо, и помочь восстановить продуктивный потенциал тем, кто такую способность подрастерял.
Когда президентом России стал Владимир Владимирович Путин и заговорили о «вертикали власти», многие либеральные экономисты предрекали возврат к системе жесткого администрирования, однако этого не произошло. Мы не будем здесь разбирать, чем отличаются созданные для управления «подотраслями» промышленности корпорации от осуществившего в Советском Союзе министерств, обратим внимание лишь на их более узкую направленность. Например, за общую организацию НИОКР в рамках всей программы создания двигателя АЛ-41Ф1, организацию его серийного производства, выполнение Гособоронзаказа и продвижение изделия на внешний рынок осуществляет Объединенная двигательная корпорация (ОДК), тогда как в Министерстве авиапромышленности «советского образца» это был лишь уровень одного главка.
О том, хорошо или плохо ОДК и другие корпорации работают, разнообразные эксперты спорят с момента их появления, приводя в качестве аргументов конкретные факты их успешной деятельности и различных неудач и нарушений. Однако очевидно одно – при всех недостатках такая система лучше её отсутствия. Ведь что было до того все еще хорошо помнят.
В последнее время вновь заговорили о том, что вошедшие в такие корпорации (в т.ч. и в ОДК) предприятия должны получить больше свободы действий, и это позволит привлечь им больше инвестиций. Что же, дополнительные средства – это хорошо. Но орган, который будет направлять деятельность разнородных предприятий в русло конкретного проекта и жестко контролировать их деятельность, в т.ч. финансовую, должен остаться. Иначе все может повториться.
От изделия 117 к изделию 117С
Как же российские моторостроители шли к двигателю V поколения?
Путь этот оказался очень непрост и не только по причинам финансового и менеджерского плана, но и по чисто техническим. Так на двигателе АЛ-41Ф1 не удалось довести цифровую систему с полной ответственностью до такого уровня надежности, который бы позволил отказаться от электронно-гидромеханического дублирования. И на серийном АЛ-41Ф1С (изделие 117С) она вновь появилась, причем аналоговая. Турбореактивный двухконтурный двигатель АЛ-41Ф1С (изделие 117С) поколения IV+ с форсажной камерой и всеракурсно управляемым вектором тяги «первого этапа» используется на серийном самолете Су-35С и для I этапа испытаний истребителя пятого поколения ПАК ФА
Фото: http://bastion-karpenko.ru
Хорошо это или плохо? Естественно, это дополнительный вес, объем и «лишние» коммуникации. Да, она при выходе из строя основной системы не сможет её заменить в полном объеме и обеспечит лишь выход из боя. Но судя по опыту эксплуатации пассажирских самолетов, полные отказы FADEC – вещь не редкая даже в мирной жизни, а если завтра война?
Заказчик был недоволен величиной межремонтного ресурса – ее удалось увеличить, но ценой ограничения взлетной форсажной тяги с 15000 до 14500 кгс, зато одновременно снизили и массу на 50 кг (это с «тяжелой и старой» системой регулирования), и удельный вес не пострадал.
Несколько ухудшились показатели тяги, отнесенной к площади входного сечения и объему двигателя, но за счет улучшения его газодинамики удалось вновь добиться выхода на сверхзвуковой бесфорсажный крейсерский режим – причем для самолета Су-35 с аэродинамикой поколения IV.
К 2007 г. было построено 7 опытных двигателей АЛ-41Ф1С. Летные испытания прошли на переоборудованном в летающую лабораторию истребителе Т10М-10. В феврале 2008 г. НПО «Сатурн» завершило стендовые испытания двигателя и начало лётные на опытном Су-35, которые завершились 20 февраля 2008 г.
Входящее в состав Объединенной двигателестроительной корпорации России Уфимское моторостроительное производственное объединение (УМПО) 9 августа 2010 г. начало поставки двигателей АЛ-41Ф1С для самолетов Су-35С, строящихся в Комсомольске-на-Амуре и в 2011 г. первые такие истребители поколения IV++ начали поступать в строевые части ВВС РФ. Завод УМПО получил первый заказ на поставку 96 двигателей 117С до 2015 г., на 2015…2020 гг. планируется закупка еще 96 двигателей. Истребители поколения IV++ Сухой Су 35С серийной постройки имеют двигатели АЛ-41Ф1С
Фото: paralay.com
Война моторов в разгаре
Итак, двигатель АЛ-41Ф1С сделан и выпускается серийно и эксплуатируется в строевых частях на самолете Су-35С, о котором писал НиТ № 8 в 2013 г. Он вышел на этот этап в ускоренном режиме в т.ч. и «с помощью» ограничения на 500 кгс тяговых показателей (как в свое время и американский F119-PW-100). Это несколько снижает летные данные самолета в том виде, в котором он есть сейчас, но ускоряет его отработку и приближает то время, когда самолет обретет полные свои возможности.
Подробные характеристики двигателей АЛ-41Ф1, АЛ-41Ф1С и их зарубежных аналогов по понятным причинам остаются секретными. Обнародованы лишь величины их тяг на взлете, размеры и масса. И из этих данных следует, что российское изделие превосходит американское по такому важнейшему показателю как удельный вес (отношение сухой массы к тяге), а также по отношению тяги к площади поперечного сечения и объему, занимаемому двигателем в фюзеляже.
Но важно не только это. Как мы уже неоднократно говорили на страницах нашего журнала, существенные преимущества российскому истребителю Сухой Т-50 дает легкое, осесимметричное сопло с хорошей внутренней и внешней аэродинамикой, а также способ управления вектором тяги, обеспечивающий его всеракурсное отклонение. Вкупе с удачной компоновкой Т-50 это и является залогом более высоких характеристик российских истребителей в маневренном воздушном бою, роль которого сегодня всё также велика, как и прежде. Американский истребитель V поколения Локхид-Мартин F 22А имеет и двигатели поколения V
Фото: paralay.com
Вариант двигателя АЛ-41Ф1 – АЛ-41Ф1С («Изделие 117С»)
Фото: paralay.com
Сильной стороной американского двигателя F119-PW-100 традиционно остается ресурс, что при более высокой цене самого двигателя и его ремонта снижает общую стоимость жизненного цикла самолета. Тем не менее, по отношению к отечественным ТРДДФ предыдущего поколения создателям АЛ-41Ф1 удалось существенно продвинуться вперед и в этом направлении. Сегодня серийный двигатель АЛ-41Ф1С имеет взлетную тягу на форсаже 14500 кгс и 8800 кгс без него и при этом его начальный назначенный ресурс достиг 4000 ч, ресурс до 1-го контрольно-восстановительного ремонта (КВР) и межремонтный – 1500 кгс, но это еще предстоит подтвердить в условиях широкой летной эксплуатации.
Для истребителя V поколения Т-50 (ПАК ФА) – Су-57 это двигатель «I этапа», т.е. ему на смену идет изделие этапа II. Именно он должен быть на тех серийных истребителях Су-57, которые предназначены не для войсковых эксплуатационных испытаний, а для строевой службы.
Двигатель II этапа для Су-57 есть!
Рассказывая на страницах журнала «Наука и Техника» о создаваемом в России «Перспективном авиационном комплексе фронтовой авиации», который ныне получил официальное обозначение Су-57, мы говорили, что серийный самолет для достижения проектных характеристик должен получить силовую установку II этапа с двигателями «Изделие 30» поколения V+. То, что самолет Т-50 вышел на летные испытания не с ними, объясняется прозаической причиной их отсутствия на тот момент. Но дело делалось.
Разработка ТРДДФ «30» начата конструкторским бюро АООТ «Люлька-Сатурн», которое является филиалом ПАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение» Объединенной двигателестроительной корпорации России. Проектирование было начато под руководством Генерального конструктора предприятия В. Чепкина. Сложность задачи предопределила большой объем научно-исследовательских работ (НИР), которые пришлось сделать, прежде чем приступать к проектированию двигателя в целом и строительству его опытных образцов. Далеко не все они рассекречены, лишь некоторые известны по номерам и основному содержанию, т.к. проходили по «открытым» статьям госбюджета. Это тема «129» – трехступенчатый компрессор низкого давления, «133» – газогенератор (пятиступенчатый компрессор высокого давления – основная камера сгорания – одноступенчатая турбина высокого давления), «135» – системы двигателя и «137» по системам двигателя. Отдельная НИР была проведена по разработке одноступенчатой турбины низкого давления, но ее номер не известны, результаты всех этих по понятным причинам не разглашаются, но общий известен: 11 ноября 2016 г. состоялся первый запуск двигателя на стенде, а 5 декабря 2017 г. он был испытан в воздухе. Для этого этапа испытаний его установили в левой мотогондоле опытного истребителя Т50-2, который был оснащен контрольно-записывающей аппаратурой и превращен в летающую лабораторию. Первый полет продолжительностью 17 минут на Т50-2 ЛЛ выполнил с аэродрома ЛИИ летчик-испытатель ОКБ имени Павла Осиповича Сухого Герой России Юрий Богдан. Самолет Т50-2, переоборудованный в летающую лабораторию для испытаний двигателей изделие 30 для силовой установки ПАК-ФА II этапа
Фото: topwar.ru
Конструкция двигателя «30» засекречена, лишь немногое о нем известно точно, об остальном пока можно лишь строить предположения.
Двигатель имеет предельно компактную модульную конструкцию. У него всего 10 ступеней ротора, тогда как у F129-PW и АЛ-41Ф1С их 11, а у F135-PW-100 и -400 – 12. Он состоит из трехступенчатого компрессора низкого давления, пятиступенчатого компрессора высокого давления, основной камеры сгорания, одноступенчатых турбин высокого и низкого давления, форсажной камеры, регулируемого сопла с вектором тяги всеракурсного отклонения. На корпусе установлены блок топливной автоматики, коробка приводов агрегатов самолета, устройство отбора давления для питания системы кондиционирования воздуха и других потребителей на борту самолета, а также блок цифровой системы управления, который связан с системами основного управления самолетом, механизацией крыла и шасси самолета.
Это что мы знаем, остальное – предположения. Один из самых спорных моментов – конструкция входного направляющего аппарата и первой ступени компрессора. Есть два противоположных мнения: она полностью заимствовала у изделия 117С и другое – она полностью новая. Сторонники этой точки зрения утверждают, что особенностью двигателя «30» является криволинейная форма лопаток ротора и статора ВНА, ранее отработанная на ТРДД большой двухконтурности для пассажирских и грузовых самолетов. Входная ступень широкоходного ТРДДФ для истребителя поколения V+ – в некоторых источниках указано, что это стендовый образец экспериментального компрессора, который был использован для создания ТРДДФ «30» – двигателя II этапа для истребителя ПАК ФА / Т-50 / Су-57
Фото: forums.airbase.ru
Там за счет такой формы лопаток удалось улучшить устойчивость работы двигателя как в полете, так и при попадании воды при движении по взлетно-посадочной полосе – у самолета Су-57 воздухозаборники расположены пусть и не так, как у авиалайнера с двигателями под крылом, но все же довольно низко и это требует учитывать такой фактор.
Криволинейная форма также рассеивает отраженный сигнал РЛС и при правильном ее подборе может значительно снизить его интенсивность, уменьшив тем самым расстояние, с которого противник будет способен обнаруживать Су-57 и брать его на сопровождение своим радаром или головкой самонаведения ракеты.
Сопло двигателя «30» также значительно отличается от этого агрегата на АЛ-41Ф1С, поскольку рассчитано на большую тягу. Еще один момент – зубчатая форма кромок как на американском ТРДДФ F135-PW. Она также служит для снижения радиолокационной заметности в своем ракурсе. Показ новых двигателей разработки «Люлька-Сатурн» мэру Москвы. Считается, что это первый подробный снимок ТРДДФ II этапа для истребителя поколения V+ ПАК ФА / Т-50 / Су-57 – изделие «30». На борту Су-57 механика створок сопла закрыта внешним венцом створок, который является агрегатом самолета
Фото: www.youtube.com
Поставлена задача достичь взлетной тяги на полном форсаже 17500 кгс при сухой массе 1400 кг. Если это удастся, тогда «тридцатка» будет самым совершенным ТРДДФ в отношении удельного веса военный ТРДДФ – этот показатель у него должен быть 0,080 против 0,087 у Пратт-Уитни F135-PW-100 самолета «Лайтнинг» II и 0,111 у более старого, но тоже V поколения F119-PW-100 на «Рапторе».
Необычно высока у него и степень форсирования – 60%, тогда как у F135-PW-100 эта величина равна 34,9%, а у F119-PW-100 – лишь 25,7%. Это означает, что бесфорсажная тяга сравнительно невелика, а коли так, то мал и крейсерский расход топлива. При этом сообщается, что крейсерский режим у самолета Су-57 с двигателями II этапа остается сверхзвуковым, так как без этого самолет не может принадлежать к V поколению.
Можно смело предположить, что такая большая степень форсирования, которая очевидно велика и на полетных режимах, обеспечит Су-57 такие характеристики разгона от крейсерской до боевой скорости, которые недоступны американским истребителям F-22 и F-35. Мало того, с такой тягой следует ожидать и превосходства в максимальном числе М и высоте полета.
Таковы в вкратце цели, которые были поставлены перед создателями двигателя «30» – конструкторским бюро «Люлька-Сатурн» и УМПО. Желающие же ознакомится с эволюцией современных ТРДДФ подробнее могут посмотреть приведенную ниже таблицу, где сравнение приведено наглядно в цифрах.
Долгое время военные не требовали роста этих показателей, т.к. стремление затруднить противнику обнаружение своего самолета локатором заставляло «жаться к земле». Внедрение технологий искусственного снижения радиолокационной заметности изменило тактику применения авиации, она стала гораздо чаще использовать максимальные высоты и скорости, добиваясь значительного роста радиуса действия за счет оптимизации соотношения тяги силовой установки и аэродинамического сопротивления самолета, которое на высоте лучше, чем у земли. И в результате теперь, как и на заре реактивной авиации, скорость и высотность снова становятся решающими показателями и при нанесении удара по наземной цели, и для перехвата бомбардировщика, и даже в маневренном воздушном бою.
Естественно, все преимущества двигателя «30» дадут реальный эффект в виде превосходных летных качеств самолета Су-57 только в случае успешного завершения их испытаний. А до этого еще далеко, и на пути создателей и самолета ПАК ФА, и двигателя для него по-прежнему стоят не только технические, но и организационные препоны.
И самая неприятная из них – внезапное изменение отношения к программе со стороны первых лиц государства, в том числе и выходцев из среды ВВС, а теперь чиновников. Об этом на сайте мы говорили достаточно подробно и повторяться нет нужды, здесь же заметим, что задержка с началом серийного выпуска Су-57 (а 12 заказанных машин для войсковых эксплуатационных испытаний полноценной серией считать нельзя) отразится и на судьбе двигателя «изделие 30».
Сейчас вновь заговорили о беспилотных истребителях как о VI поколении реактивных самолетов этого класса. Оставив в стороне спорность самой этой тенденции, можно смело сказать, что для нового поколения самолетов всегда было нужно и новое поколение двигателей. И если сейчас отказаться от Су-57 с двигателями «30» в пользу этого самого VI поколения в любом его виде, то нужно будет строить совершенно новый самолет с совершенно новой силовой установкой. И процесс этот будет напоминать не запрограммированную на успех планомерную эволюцию, а прыжок через пропасть отсутствующего звена с непредсказуемым результатом.
И еще – колоссальные деньги, которые были вколочены в проектирование, постройку и испытания самолета ПАК ФА и его силовой установки окажутся просто потраченными впустую. Почему? Все просто: не испытания, а строевая эксплуатация нового образца сложной техники и лишь одна она показывает, насколько правильны были решения, заложенные в его основу, куда надо двигаться дальше и стоит ли на эти решения опираться. Летные испытания ТРДДФ II этапа изделие «30» на превращенном в летающую лабораторию самолете ПАК ФА Сухой Т-50 борт 052
Фото: youtube.com
Чат КОБ
04.10.2018, 07:31
Линейный вид
