Ini adalah lanjutan dari artikel sebelumnya. Untuk kelengkapan, saya menyarankan Anda untuk membaca bagian pertama.
Melanjutkan untuk membandingkan kemampuan pesawat tempur generasi 4++ dengan generasi ke-5, kami beralih ke perwakilan produksi yang paling cerdas. Tentu saja, ini adalah Su-35 dan F-22. Ini tidak sepenuhnya adil, seperti yang saya katakan di bagian pertama, tapi tetap saja.
Su-35 adalah pengembangan dari Su-27 yang legendaris. Apa keunikan leluhurnya, saya pikir, semua orang ingat. Hingga 1985, F-15 berkuasa di udara selama sembilan tahun. Tapi suasana luar negeri anjlok ketika seri pertama Su-27 mulai diadopsi. Seorang pejuang dengan kemampuan manuver super, yang mampu mencapai sudut serangan yang sebelumnya tidak dapat dicapai, pada tahun 1989 untuk pertama kalinya secara terbuka mendemonstrasikan teknik Cobra Pugachev, berada di luar jangkauan pesaing Barat. Secara alami, modifikasi "ketiga puluh lima" barunya telah menyerap semua keunggulan leluhur dan menambahkan sejumlah fiturnya, menjadikan desain "dua puluh tujuh" menjadi ideal.
Sebuah fitur mencolok dari Su-35, serta sisa pesawat generasi 4+ kami, adalah vektor dorong yang dibelokkan. Untuk beberapa alasan yang tidak diketahui, itu hanya umum di negara kita. Apakah elemen ini sangat unik sehingga tidak ada yang bisa menduplikasinya? Teknologi vektor dorong yang dibelokkan juga telah diuji pada pesawat generasi keempat Amerika. General Electric mengembangkan nozzle AVEN, yang dipasang dan diuji pada pesawat F-16VISTA pada tahun 1993. Gbr. # 1. Pratt Whitney mengembangkan nozzle PYBBN (desain yang lebih baik daripada GE) yang dipasang dan diuji pada F-15ACTIVE pada tahun 1996. Gbr. 2. Pada tahun 1998, nozzle TVN yang dapat dibelokkan untuk Eurofighter diuji. Namun, tidak ada satu pun pesawat Barat generasi keempat yang menerima OVT dalam seri ini, terlepas dari kenyataan bahwa modernisasi dan produksi berlanjut hingga hari ini.
Gambar 1
Gambar 2
Memiliki teknologi yang sesuai untuk defleksi vektor dorong, pada tahun 1993 (AVEN) mereka memutuskan untuk tidak menggunakannya pada F-22. Mereka pergi ke arah lain, menciptakan nozel persegi panjang untuk mengurangi radar dan tanda tangan termal. Sebagai bonus, nozel ini hanya dibelokkan ke atas dan ke bawah.
Apa alasan ketidaksukaan Barat terhadap vektor dorong yang dibelokkan? Untuk melakukan ini, mari kita coba mencari tahu apa pertempuran udara jarak dekat, dan bagaimana vektor dorong yang dibelokkan dapat diterapkan di dalamnya.
Kemampuan manuver pesawat ditentukan oleh G-forces. Mereka, pada gilirannya, dibatasi oleh kekuatan pesawat, kemampuan fisiologis orang tersebut dan sudut serangan yang membatasi. Rasio dorong-ke-berat pesawat juga penting. Saat bermanuver, tugas utama adalah mengubah arah vektor kecepatan atau posisi sudut pesawat di ruang angkasa secepat mungkin. Itulah sebabnya masalah utama dalam bermanuver adalah putaran yang stabil atau dipaksakan. Dengan tikungan yang stabil, pesawat mengubah arah vektor gerak secepat mungkin, tanpa kehilangan kecepatan. Putaran paksa disebabkan oleh perubahan yang lebih cepat dalam posisi sudut pesawat di ruang angkasa, tetapi disertai dengan hilangnya kecepatan secara aktif.
NS. Lapchinsky, dalam bukunya tentang Perang Dunia Pertama, mengutip kata-kata beberapa pilot ace barat: ace Jerman Nimmelmann menulis: "Saya tidak bersenjata sementara saya lebih rendah"; Belke berkata: "Hal utama dalam pertempuran udara adalah kecepatan vertikal." Nah, bagaimana tidak mengingat rumus A yang terkenal itu. Pokryshkina: "Tinggi - kecepatan - manuver - api."
Setelah menyusun pernyataan-pernyataan ini dengan paragraf sebelumnya, kita dapat memahami bahwa kecepatan, ketinggian, dan rasio dorong terhadap berat akan menentukan dalam pertempuran udara. Fenomena ini dapat dikombinasikan dengan konsep ketinggian penerbangan energi. Ini dihitung sesuai dengan rumus yang ditunjukkan pada Gambar 3. Dimana He adalah tingkat energi pesawat, H adalah ketinggian terbang, V2 / 2g adalah ketinggian kinetik. Perubahan ketinggian kinetik dari waktu ke waktu disebut tingkat energi pendakian. Esensi praktis dari tingkat energi terletak pada kemungkinan redistribusinya oleh pilot antara ketinggian dan kecepatan, tergantung pada situasinya. Dengan cadangan kecepatan, tetapi kurangnya ketinggian, pilot dapat menyelesaikan bukit, seperti yang diwariskan oleh Nimmelmann, dan mendapatkan keuntungan taktis. Kemampuan pilot untuk secara kompeten mengelola cadangan energi yang tersedia adalah salah satu faktor penentu dalam pertempuran udara.
Gambar 3
Sekarang kita mengerti bahwa ketika bermanuver di tikungan yang ditetapkan, pesawat tidak kehilangan energinya. Aerodinamika dan daya dorong mesin menyeimbangkan hambatan. Selama putaran paksa, energi pesawat hilang, dan durasi manuver tersebut tidak hanya dibatasi oleh kecepatan evolusi minimum pesawat, tetapi juga oleh pengeluaran keuntungan energi.
Dari rumus pada Gambar 3, kita dapat menghitung parameter rate of climb pesawat, seperti yang saya katakan di atas. Tapi sekarang, absurditas data tingkat pendakian, yang diberikan dalam sumber terbuka untuk pesawat tertentu, menjadi jelas, karena itu adalah parameter yang berubah secara dinamis yang tergantung pada ketinggian, kecepatan penerbangan, dan kelebihan beban. Tetapi, pada saat yang sama, itu adalah komponen terpenting dari tingkat energi pesawat. Berdasarkan hal tersebut di atas, potensi pesawat dalam hal perolehan energi dapat ditentukan secara kondisional oleh kualitas aerodinamis dan rasio dorong-terhadap-beratnya. Itu. Potensi pesawat dengan aerodinamika terburuk dapat disamakan dengan meningkatkan daya dorong mesin dan sebaliknya.
Secara alami, tidak mungkin memenangkan pertempuran hanya dengan energi. Yang tidak kalah penting adalah karakteristik turnability pesawat. Untuk itu, rumus yang ditunjukkan pada Gambar 4 valid. Dapat dilihat bahwa karakteristik turnability pesawat secara langsung bergantung pada g-forces Ny. Oleh karena itu, untuk belokan yang stabil (tanpa kehilangan energi), Nyр adalah penting - kelebihan beban yang tersedia atau normal, dan untuk belokan paksa Nyпр - kelebihan beban dorong maksimum. Pertama-tama, penting bahwa parameter ini tidak melampaui batas kelebihan beban operasional pesawat baru, mis. batas kekuatan. Jika kondisi ini terpenuhi, maka tugas terpenting dalam desain pesawat adalah pendekatan maksimum Nyp ke Nye. Dalam istilah yang lebih sederhana, kemampuan pesawat untuk melakukan manuver dalam jangkauan yang lebih luas tanpa kehilangan kecepatan (energi). Apa yang mempengaruhi Nyp? Secara alami, aerodinamis pesawat, semakin besar kualitas aerodinamis, semakin tinggi kemungkinan nilai Nyр, pada gilirannya, indeks beban pada sayap mempengaruhi peningkatan aerodinamika. Semakin kecil, semakin tinggi turnability pesawat. Juga, rasio dorong-ke-berat pesawat mempengaruhi Nyp, prinsip yang kita bicarakan di atas (di sektor energi) juga berlaku untuk turnability pesawat.
Gambar 4
Menyederhanakan hal di atas dan belum menyentuh deviasi vektor dorong, kami mencatat bahwa parameter terpenting untuk pesawat yang dapat bermanuver adalah rasio dorong-terhadap-berat dan pemuatan sayap. Peningkatan mereka hanya dapat dibatasi oleh biaya dan kemampuan teknis pabrikan. Dalam hal ini, grafik yang disajikan pada Gambar 5 menarik, memberikan pemahaman mengapa F-15 hingga 1985 menguasai situasi.
Gambar No.5
Untuk membandingkan Su-35 dengan F-22 dalam pertempuran jarak dekat, pertama-tama kita harus melihat nenek moyang mereka, yaitu Su-27 dan F-15. Mari kita bandingkan karakteristik terpenting yang tersedia bagi kita, seperti rasio dorong-terhadap-berat dan pemuatan sayap. Namun, timbul pertanyaan, untuk massa berapa? Dalam Manual Penerbangan Pesawat, berat lepas landas normal dihitung berdasarkan 50% bahan bakar di tangki, dua rudal jarak menengah, dua rudal jarak pendek dan muatan amunisi meriam. Tetapi massa bahan bakar maksimum Su-27 jauh lebih besar daripada F-15 (9400 kg versus 6109 kg), oleh karena itu, cadangan 50% berbeda. Ini berarti bahwa F-15 akan memiliki keunggulan bobot yang lebih rendah di muka. Untuk membuat perbandingan lebih jujur, saya mengusulkan untuk mengambil massa 50% dari bahan bakar Su-27 sebagai sampel, jadi kami mendapatkan dua hasil untuk Eagle. Sebagai persenjataan Su-27, kami menerima dua rudal R-27 pada APU-470 dan dua rudal R-73 pada p-72-1. Untuk F-15C, persenjataannya adalah AIM-7 pada LAU-106a dan AIM-9 pada LAU-7D/A. Untuk massa yang ditunjukkan, kami menghitung rasio dorong-terhadap-berat dan beban sayap. Data tersebut disajikan dalam tabel pada Gambar 6.
Gambar 6
Jika kita membandingkan F-15 dengan bahan bakar yang dihitung untuk itu, maka indikatornya sangat mengesankan, namun, jika kita mengambil bahan bakar yang massanya sama dengan 50% dari bahan bakar Su-27, maka keuntungannya praktis minimal. Dalam rasio dorong-terhadap-berat, perbedaannya seperseratus, tetapi dalam hal beban di sayap, F-15, bagaimanapun, cukup unggul. Berdasarkan data yang dihitung, "Elang" seharusnya memiliki keunggulan dalam pertempuran udara jarak dekat. Namun dalam praktiknya, pertempuran pelatihan antara F-15 dan Su-27, sebagai suatu peraturan, tetap menjadi milik kami. Secara teknologi, Biro Desain Sukhoi tidak mampu membuat pesawat seringan pesaing, bukan rahasia lagi bahwa dalam hal berat avionik kami selalu sedikit lebih rendah. Namun, desainer kami mengambil jalan yang berbeda. Dalam kompetisi pelatihan, tidak ada yang menggunakan "Pugachev's Cobr" dan tidak menggunakan OVT (belum ada). Itu adalah aerodinamis sempurna dari Sukhoi yang memberikan keuntungan yang signifikan. Tata letak pesawat integral dan kualitas aerodinamis di 11,6 (untuk F-15c 10) menetralisir keuntungan dalam pemuatan sayap F-15.
Namun, keunggulan Su-27 tidak pernah berlebihan. Dalam banyak situasi dan kondisi penerbangan yang berbeda, F-15c masih dapat bersaing, karena sebagian besar masih bergantung pada kualifikasi pilot. Ini dapat dengan mudah dilacak dari grafik kemampuan manuver, yang akan dibahas di bawah ini.
Kembali ke perbandingan pesawat generasi keempat dengan generasi kelima, kami akan menyusun tabel serupa dengan karakteristik rasio thrust-to-weight dan wing loading. Sekarang kita akan mengambil data pada Su-35 sebagai dasar jumlah bahan bakar, karena F-22 memiliki lebih sedikit tangki (Gbr. 7). Persenjataan Sushka mencakup dua rudal RVV-SD di AKU-170 dan dua rudal RVV-MD di P-72-1. Persenjataan Raptor adalah dua AIM-120 pada LAU-142 dan dua AIM-9 pada LAU-141 / A. Untuk gambaran umum, perhitungan juga diberikan untuk T-50 dan F-35A. Anda harus skeptis tentang parameter T-50, karena itu adalah perkiraan, dan pabrikan tidak memberikan data resmi.
Gambar 7
Tabel pada Gambar 7 dengan jelas menunjukkan keunggulan utama pesawat generasi kelima dibandingkan generasi keempat. Kesenjangan dalam pemuatan sayap dan rasio dorong-terhadap-berat jauh lebih signifikan daripada F-15 dan Su-27. Potensi energi dan peningkatan Nyp pada generasi kelima jauh lebih tinggi. Salah satu masalah penerbangan modern - multifungsi, juga memengaruhi Su-35. Jika terlihat bagus dengan rasio dorong-ke-berat di afterburner, maka beban di sayap lebih rendah bahkan dari Su-27. Ini jelas menunjukkan bahwa desain badan pesawat generasi keempat tidak dapat, dengan mempertimbangkan modernisasi, mencapai indikator kelima.
Aerodinamika F-22 harus diperhatikan. Tidak ada data resmi tentang kualitas aerodinamis, namun, menurut pabrikan, ini lebih tinggi dari F-15c, badan pesawat memiliki tata letak yang tidak terpisahkan, beban sayap bahkan lebih sedikit daripada Eagle.
Mesin harus dicatat secara terpisah. Karena hanya Raptor yang memiliki mesin generasi kelima, ini terutama terlihat dalam rasio dorong-terhadap-berat pada mode "maksimum". Laju aliran spesifik pada mode "afterburner", sebagai suatu peraturan, lebih dari dua kali laju aliran pada mode "maksimum". Waktu pengoperasian mesin pada "afterburner" secara signifikan dibatasi oleh cadangan bahan bakar pesawat. Misalnya, Su-27 pada "afterburner" memakan lebih dari 800 kg minyak tanah per menit, oleh karena itu, sebuah pesawat dengan rasio dorong-terhadap-berat yang lebih baik pada "maksimum" akan memiliki keunggulan dalam daya dorong untuk waktu yang lebih lama. Itulah mengapa Izd 117 bukanlah mesin generasi kelima, dan baik Su-35 maupun T-50 tidak memiliki keunggulan dalam rasio dorong-terhadap-berat dibandingkan F-22. Akibatnya, untuk T-50, mesin generasi kelima yang dikembangkan "tipe 30" sangat penting.
Di mana dari semua hal di atas masih mungkin untuk menerapkan vektor dorong yang dibelokkan? Untuk melakukan ini, lihat grafik pada Gambar 8. Data ini diperoleh untuk manuver horizontal pesawat tempur Su-27 dan F-15c. Sayangnya, data serupa untuk Su-35 belum tersedia untuk umum. Perhatikan batas belokan tetap untuk ketinggian 200 m dan 3000 m Sepanjang ordinat, kita dapat melihat bahwa pada kisaran 800–900 km / jam untuk ketinggian yang ditunjukkan, kecepatan sudut tertinggi dicapai, yaitu 15 dan 21 derajat / s, masing-masing. Ini hanya dibatasi oleh kelebihan pesawat dalam kisaran 7, 5 hingga 9. Kecepatan inilah yang dianggap paling menguntungkan untuk melakukan pertempuran udara jarak dekat, karena posisi sudut pesawat di ruang angkasa berubah secepat mungkin.. Kembali ke mesin generasi kelima, sebuah pesawat dengan rasio dorong-terhadap-berat yang lebih tinggi dan mampu bergerak supersonik tanpa menggunakan afterburner memperoleh keuntungan energi, karena dapat menggunakan kecepatan untuk mendaki sampai jatuh ke kisaran yang paling menguntungkan. untuk BVB.
Gambar 8
Jika kita mengekstrapolasi grafik pada Gambar 8 pada Su-35 dengan vektor dorong yang dibelokkan, bagaimana situasinya dapat diubah? Jawabannya sangat terlihat dari grafik - tidak mungkin! Karena batas dalam limiting angle of attack (αadd) jauh lebih tinggi dari batas kekuatan pesawat. Itu. kontrol aerodinamis tidak sepenuhnya digunakan.
Pertimbangkan grafik manuver horizontal untuk ketinggian 5000–7000 m, yang ditunjukkan pada Gambar 9. Kecepatan sudut tertinggi adalah 10-12 derajat / s, dan dicapai dalam kisaran kecepatan 900-1000 km / jam. Sangat menyenangkan untuk dicatat bahwa dalam kisaran inilah Su-27 dan Su-35 memiliki keunggulan yang menentukan. Namun, ketinggian ini bukan yang paling menguntungkan untuk BVB, karena penurunan kecepatan sudut. Bagaimana vektor dorong yang dibelokkan dapat membantu kita dalam kasus ini? Jawabannya sangat terlihat dari grafik - tidak mungkin! Karena batas dalam limiting angle of attack (αadd) jauh lebih tinggi dari batas kekuatan pesawat.
Gambar 9
Jadi di mana keuntungan dari vektor dorong yang dibelokkan dapat direalisasikan? Pada ketinggian di atas yang paling menguntungkan, dan pada kecepatan di bawah optimal untuk BVB. Pada saat yang sama, jauh di luar batas pembalikan yang ditetapkan, yaitu. dengan putaran paksa, di mana energi pesawat sudah dikonsumsi. Akibatnya, OVT hanya berlaku dalam kasus khusus dan dengan pasokan energi. Mode seperti itu tidak begitu populer di BVB, tetapi, tentu saja, lebih baik jika ada kemungkinan penyimpangan vektor.
Sekarang mari kita beralih sedikit ke sejarah. Selama latihan Bendera Merah, F-22 terus-menerus memenangkan kemenangan atas pesawat generasi keempat. Hanya ada kasus kehilangan yang terisolasi. Dia tidak pernah bertemu Su-27/30/35 di Red Flag (setidaknya tidak ada data seperti itu). Namun, Su-30MKI mengambil bagian dalam Bendera Merah. Laporan kompetisi untuk tahun 2008 tersedia online. Tentu saja, Su-30MKI memiliki keunggulan dibandingkan kendaraan Amerika, seperti Su-27 (tetapi tidak berarti karena OVT dan tidak berlebihan). Dari laporan, kita dapat melihat bahwa Su-30MKI pada Bendera Merah menunjukkan kecepatan sudut maksimum di wilayah 22 derajat / s (kemungkinan besar pada kecepatan di wilayah 800 km / jam, lihat grafik), pada gilirannya., F-15c memasuki kecepatan sudut 21 derajat / detik (kecepatan serupa). Sangat mengherankan bahwa F-22 menunjukkan kecepatan sudut 28 derajat / s selama latihan yang sama. Sekarang kita mengerti bagaimana ini bisa dijelaskan. Pertama, kelebihan beban dalam mode tertentu F-22 tidak terbatas pada 7, tetapi 9 (lihat Manual Penerbangan Pesawat untuk Su-27 dan F-15). Kedua, karena pemuatan sayap yang lebih rendah dan rasio dorong-terhadap-berat yang lebih tinggi, batas belokan stabil dalam grafik kami untuk F-22 akan bergeser ke atas.
Secara terpisah, perlu dicatat aerobatik unik yang dapat ditunjukkan oleh Su-35. Apakah mereka begitu berlaku dalam pertempuran udara jarak dekat? Dengan menggunakan vektor dorong yang dibelokkan, angka-angka seperti "Florova Chakra" atau "Pancake" dilakukan. Apa yang menyatukan angka-angka ini? Mereka dilakukan pada kecepatan rendah untuk masuk ke kelebihan operasional, jauh dari yang paling menguntungkan di BVB. Pesawat tiba-tiba berubah posisinya relatif terhadap pusat massa, karena vektor kecepatan, meskipun bergeser, tidak berubah secara dramatis. Posisi sudut dalam ruang tetap tidak berubah! Apa perbedaan antara roket atau stasiun radar yang pesawatnya berputar pada porosnya? Sama sekali tidak ada, sementara dia juga kehilangan energi terbangnya. Mungkin dengan jungkir balik seperti itu kita bisa membalas tembakan ke musuh? Di sini penting untuk dipahami bahwa sebelum meluncurkan roket, pesawat perlu mengunci target, setelah itu pilot harus memberikan "persetujuan" dengan menekan tombol "enter", setelah itu data ditransmisikan ke roket dan peluncuran dibawa. Itu akan makan waktu berapa lama? Jelas lebih dari sepersekian detik, yang dihabiskan dengan "pancake" atau "chakra", atau sesuatu yang lain. Selain itu, semua ini juga jelas kehilangan kecepatan, dan dengan hilangnya energi. Tetapi dimungkinkan untuk meluncurkan rudal jarak pendek dengan kepala termal tanpa penangkapan. Pada saat yang sama, kami berharap pencari rudal itu sendiri akan menangkap target. Akibatnya, arah vektor kecepatan penyerang kira-kira harus bertepatan dengan vektor musuh, jika tidak, rudal, dengan inersia yang diterima dari pembawa, akan meninggalkan zona kemungkinan penangkapan oleh pencarinya. Satu masalah adalah bahwa kondisi ini tidak terpenuhi, karena vektor kecepatan tidak berubah secara dramatis dengan aerobatik tersebut.
Pertimbangkan kobra Pugachev. Untuk melakukannya, perlu mematikan otomatis, yang sudah menjadi kondisi kontroversial untuk pertempuran udara. Minimal, kualifikasi pilot tempur jauh lebih rendah daripada ace aerobatik, dan bahkan ini harus dilakukan dengan perhiasan dalam kondisi yang sangat menegangkan. Tapi ini adalah kejahatan yang lebih rendah. Cobra dilakukan pada ketinggian di wilayah 1000 m dan kecepatan di kisaran 500 km / jam. Itu. pesawat pada awalnya harus berada pada kecepatan lebih rendah dari yang direkomendasikan untuk BVB! Akibatnya, dia tidak dapat menjangkau mereka sampai musuh kehilangan jumlah energi yang sama, agar tidak kehilangan keunggulan taktisnya. Setelah eksekusi "kobra" kecepatan pesawat jatuh dalam 300 km / jam (kehilangan energi instan!) Dan berada dalam kisaran evolusi minimum. Akibatnya, "Pengeringan" harus menyelam untuk mendapatkan kecepatan, sementara musuh tidak hanya mempertahankan keunggulan dalam kecepatan, tetapi juga ketinggian.
Namun, dapatkah manuver seperti itu memberikan manfaat yang diperlukan? Ada pendapat bahwa dengan pengereman seperti itu kita bisa membiarkan lawan maju. Pertama, Su-35 sudah memiliki kemampuan pengereman udara tanpa perlu mematikan otomatisasi. Kedua, seperti yang diketahui dari rumus energi terbang, perlu diperlambat dengan memanjat, dan bukan dengan cara lain. Ketiga, dalam pertempuran modern, apa yang harus dilakukan lawan di dekat ekor tanpa menyerang? Melihat di depan Anda "Mengering", melakukan "kobra", seberapa mudahkah untuk membidik area musuh yang meningkat? Keempat, seperti yang kami katakan di atas, tidak akan berhasil untuk menangkap target dengan manuver seperti itu, dan rudal yang diluncurkan tanpa penangkapan akan masuk ke dalam susu dari inersia yang dihasilkan. Peristiwa tersebut ditunjukkan secara skematis pada Gambar 17. Kelima, saya ingin bertanya lagi bagaimana musuh bisa begitu dekat tanpa diserang lebih awal, dan mengapa "Cobra" ketika memungkinkan untuk membuat "Gorka" sambil menghemat energi?
Gambar 10
Faktanya, jawaban atas banyak pertanyaan tentang aerobatik sangat sederhana. Pertunjukan dan pertunjukan demonstrasi tidak ada hubungannya dengan teknik nyata dalam pertempuran udara jarak dekat, karena dilakukan dalam mode penerbangan yang jelas tidak berlaku di BVB.
Mengenai hal ini, setiap orang harus menyimpulkan sendiri seberapa besar pesawat generasi 4++ mampu menahan pesawat generasi kelima.
Di bagian ketiga, kita akan berbicara lebih detail tentang F-35 dan T-50 dibandingkan dengan pesaing.
