Su-47 "Berkut" - chasseur polyvalent expérimental

2024 Auteur: Matthew Elmers | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 22:08

Description de l'avion

Fin septembre 1997, un événement historique a eu lieu dans l'histoire de l'aviation russe - le vol d'un nouvel avion expérimental, le Su-47 "Berkut", a eu lieu, qui pourrait devenir un prototype du chasseur domestique de cinquième génération. Un oiseau noir prédateur au nez blanc, se détachant du béton de la piste de l'aérodrome de Joukovski, a rapidement disparu dans le ciel gris près de Moscou, annonçant avec le tonnerre de ses turbines le début d'une nouvelle étape dans la biographie du russe avions de chasse.

Les recherches sur l'apparition d'un chasseur de cinquième génération ont commencé dans notre pays, comme aux États-Unis, au milieu des années 1970, alors que les avions de quatrième génération - le SU-27 et le MiG-29 - faisaient seulement leurs « premiers pas ». . Les nouveaux avions étaient censés avoir un potentiel de combat nettement plus élevé que leurs prédécesseurs. Les principaux centres de recherche et bureaux d'études de l'industrie ont participé aux travaux. En collaboration avec le client, les principales dispositions du concept du nouveau chasseur ont été progressivement formulées - la multifonctionnalité, c'est-à-dire la multifonctionnalité. haute efficacité dans la défaite des cibles aériennes, terrestres, de surface et sous-marines, la présence d'un système d'information circulaire, le développement de modes de vol de croisière à des vitesses supersoniques. Il était également envisagé d'obtenir une diminution spectaculaire de la visibilité de l'avion dans les gammes radar et infrarouge en combinaison avec la transition des capteurs embarqués vers des méthodes passives d'obtention d'informations, ainsi que vers des modes de furtivité accrue. Il devait intégrer tous les outils d'information disponibles et créer des systèmes experts embarqués.

L'avion de la cinquième génération était censé avoir la capacité d'effectuer un bombardement complet de cibles en combat aérien rapproché, ainsi que d'effectuer des tirs de missiles multicanaux lors de combats à longue portée. Prévu pour l'automatisation du contrôle des systèmes d'information et de brouillage embarqués; une autonomie de combat accrue grâce à l'installation d'un indicateur de situation tactique dans le cockpit d'un avion monoplace avec la possibilité de mélanger les informations (c'est-à-dire la sortie simultanée et le chevauchement sur une seule échelle d'« images » provenant de divers capteurs), ainsi que l'utilisation de systèmes d'échange d'informations par télécodage avec des sources externes. L'aérodynamique et les systèmes embarqués du chasseur de cinquième génération étaient censés permettre de modifier l'orientation angulaire et la trajectoire de l'avion sans retard notable, sans nécessiter une coordination et une coordination strictes des mouvements des organes de contrôle. L'avion devait « pardonner » les erreurs de pilotage grossières dans un large éventail de conditions de vol.

Il était prévu d'équiper l'avion prometteur d'un système de contrôle automatisé au niveau de la résolution des problèmes tactiques, qui dispose d'un mode expert « pour aider le pilote ».

L'une des exigences les plus importantes pour le chasseur russe de cinquième génération était la "super maniabilité" - la capacité de maintenir la stabilité et la contrôlabilité à des angles d'attaque de 900 ou plus. Il est à noter que la "super-maniabilité" figurait à l'origine dans les exigences du chasseur américain de cinquième génération, créé presque simultanément avec l'avion russe, dans le cadre du programme ATF. Cependant, à l'avenir, les Américains, confrontés à la tâche insurmontable de combiner faible visibilité, vitesse de croisière supersonique et "super maniabilité" dans un seul avion, ont été contraints de sacrifier cette dernière (la maniabilité du chasseur américain ATF / F-22 est n'approchant probablement que le niveau atteint sur l'avion modernisé Su-27, équipé d'un système de contrôle de vecteur de poussée). Le refus de l'US Air Force d'atteindre la super-maniabilité est notamment motivé par l'amélioration rapide des armes de l'aviation: l'apparition de missiles tout-aspect très maniables, de systèmes de désignation de cibles montés sur casque et de nouvelles têtes autodirectrices permettent d'abandonner le l'entrée obligatoire dans l'hémisphère arrière de l'ennemi. Il était supposé que le combat aérien serait désormais mené à moyenne portée, avec la transition vers le stade maniable uniquement en dernier recours, « si quelque chose était mal fait ».

Cependant, dans l'histoire de l'aviation militaire, ils ont à plusieurs reprises abandonné le combat aérien rapproché maniable, mais les calculs théoriques ultérieurs ont été réfutés par la vie - dans tous les conflits armés (à l'exception, peut-être, des faux combattants "Desert Storm") qui sont entrés en combat à longue portée, comme en règle générale, ils le transféraient sur des distances plus courtes et se terminaient souvent par une rafale de canon marquée, et non par un lancement de fusée. Une situation est prédite où l'amélioration des systèmes de guerre électronique, ainsi qu'une diminution de la signature radar et thermique des chasseurs entraîneront une baisse de l'efficacité relative des missiles à longue et moyenne portée. De plus, même en menant une bataille de missiles à longue portée en utilisant des armes de capacités à peu près égales des deux côtés, l'ennemi qui pourra orienter rapidement son chasseur en direction de la cible aura un avantage, ce qui permettra de tirer pleinement parti des capacités dynamiques de ses missiles. Dans ces conditions, il est particulièrement important d'atteindre les vitesses angulaires les plus élevées possibles de virage instable aux vitesses subsoniques et supersoniques. Par conséquent, l'exigence de super-maniabilité pour le chasseur russe de cinquième génération, malgré la complexité du problème, est restée inchangée.

Comme l'une des solutions offrant les caractéristiques de manœuvre requises, l'utilisation d'une aile en flèche vers l'avant (KOS) a été envisagée. Une telle aile, qui offre certains avantages de disposition par rapport à une aile en flèche droite, a été essayée pour être utilisée dans l'aviation militaire dans les années 1940.

Le premier avion à réaction avec une aile en flèche vers l'avant était le bombardier allemand Junkers Ju-287. La voiture, qui effectua son premier vol en février 1944, était conçue pour une vitesse maximale de 815 km/h. À l'avenir, deux bombardiers expérimentés de ce type sont allés en URSS en tant que trophées.

Dans les premières années de l'après-guerre, notre pays a mené ses propres recherches sur le KOS en relation avec les avions maniables à grande vitesse. En 1945, sur instruction du LII, le designer P. P. Tsybin commença la conception de planeurs expérimentaux destinés à tester l'aérodynamisme de chasseurs prometteurs. Le planeur a pris de l'altitude, remorqué par l'avion, et a plongé pour accélérer à des vitesses transsoniques, y compris le propulseur à poudre. L'un des planeurs, le LL-Z, entré en essais en 1947, avait une aile en flèche vers l'avant et atteignait une vitesse de 1150 km/h (M = 0,95).

Cependant, à cette époque, il n'était pas possible de se rendre compte des avantages d'une telle aile, tk. Le KOS s'est avéré particulièrement sensible à la divergence aérodynamique, à la perte de stabilité statique lorsque certaines valeurs de vitesse et d'angles d'attaque étaient atteintes. Les matériaux structurels et les technologies de l'époque ne permettaient pas la création d'une aile en flèche vers l'avant avec une rigidité suffisante. Les créateurs d'avions de combat ne sont revenus au balayage inversé qu'au milieu des années 1970, lorsque l'URSS et les États-Unis ont commencé à étudier l'apparence d'un chasseur de cinquième génération. L'utilisation du KOS a permis d'améliorer la contrôlabilité à basse vitesse et d'augmenter l'efficacité aérodynamique dans tous les domaines des modes de vol. La disposition des ailes en flèche vers l'avant a permis une meilleure articulation de l'aile et du fuselage, ainsi qu'une répartition optimisée de la pression sur l'aile et le PGO. Selon les calculs de spécialistes américains, l'utilisation d'une aile en flèche vers l'avant sur un avion F-16 aurait dû entraîner une augmentation du taux de virage angulaire de 14 %, et du rayon d'action de 34 %, tandis que la prise de - la distance de décollage et d'atterrissage a été réduite de 35%. Les progrès de la construction aéronautique ont permis de résoudre le problème de divergence grâce à l'utilisation de matériaux composites avec un agencement rationnel des fibres, ce qui augmente la rigidité de l'aile dans les directions données.

Cependant, la création du CBS a posé un certain nombre de tâches complexes, qui ne pouvaient être résolues que grâce à des recherches à grande échelle. À ces fins, aux États-Unis, sur ordre de la BBC, l'avion Gruman X-29A a été construit. La machine, qui avait la conception aérodynamique Duck, était équipée d'un KOS avec un angle de balayage de 35. Le X-29A était une machine purement expérimentale et, bien sûr, ne pouvait pas servir de prototype pour un véritable avion de combat. Afin de réduire les coûts, des unités et des ensembles de chasseurs en série ont été largement utilisés dans sa conception (le nez du fuselage et le train d'atterrissage avant - du F-5A, le train d'atterrissage principal - du F-16, etc.). Le premier vol de l'avion expérimental a eu lieu le 14 décembre 1984. Jusqu'en 1991, les deux avions construits ont effectué un total de 616 vols. Cependant, le programme X-29A n'a pas apporté de lauriers à ses initiateurs et est considéré aux États-Unis comme un échec: malgré l'utilisation des matériaux de structure les plus modernes, les Américains n'ont pas réussi à faire face pleinement à la divergence aérodynamique, et le KOS n'était pas plus considéré comme un attribut des chasseurs prometteurs de l'Air Force et de l'US Navy (en particulier, parmi les nombreux agencements étudiés dans le cadre du programme JSF, il n'y avait pas d'avion en flèche vers l'avant).

En fait, le missile de croisière stratégique américain Hughes AGM-129 ASM, conçu pour armer les bombardiers B-52, était le seul avion doté d'un KOS entré dans la série. Cependant, par rapport à cet avion, le choix d'une aile en flèche vers l'avant était principalement dû à des considérations de furtivité: le rayonnement radar réfléchi par le bord d'attaque de l'aile était masqué par le corps de fusée.

Les travaux sur la formation de l'apparition d'un avion manœuvrable domestique avec KOS ont été réalisés par les plus grands centres de recherche aéronautique du pays - TsAGI et SibNIA. En particulier, à TsAGI, un modèle d'avion avec un KOS, fabriqué sur la base de l'avion MiG-23, a été soufflé, et à Novossibirsk, la disposition du SU-27 avec une aile en flèche vers l'avant a été étudiée. Les bases scientifiques existantes ont permis au Sukhoi OKW de s'attaquer à la tâche sans précédent de créer le premier avion de combat supersonique au monde avec une aile en flèche vers l'avant. En 1996, une photographie d'un modèle de chasseur prometteur avec un KOS, montré aux dirigeants de l'armée de l'air russe, est apparue dans les pages de la presse aéronautique. Contrairement au X-29A américain, la nouvelle machine était fabriquée selon le schéma "triplan" et avait une queue verticale à deux ailerons. La présence d'un crochet de frein a suggéré la possibilité d'un chasseur basé sur un navire. Les extrémités des ailes abritaient des lanceurs de missiles air-air.

À l'été 1997, le prototype du chasseur de cinquième génération du Sukhoi Design Bureau (ainsi que son "rival" MAPO-MIG, dit "1-42") se trouvait déjà sur le territoire du Gromov Flight Research Institute en Joukovski. En septembre, le roulage à grande vitesse a commencé et, le 25 du même mois, l'avion, qui a appris l'indice de fonctionnement du Su-47 et le fier nom "Berkut", piloté par le pilote d'essai Igor Votintsev, a effectué son premier vol.. Il convient de noter que l'avion russe n'a pris que 18 jours de retard sur son rival américain - le premier chasseur expérimenté Lockheed-Martin F-22A Raptor (Eagle-Burial) (le Raptor a effectué son premier vol le 7 septembre, le 14 septembre, il a de nouveau a décollé, après quoi les vols ont été interrompus jusqu'en juillet 1998, et le F-22A a été achevé).

Essayons de nous faire une idée du nouvel avion du Sukhoi Design Bureau, à partir de photographies d'un avion expérimental, ainsi que de quelques documents sur le Su-47, publiés dans les pages de la presse russe et étrangère.

"Berkut" est fabriqué selon le schéma aérodynamique "triplan intégral longitudinal", qui est devenu une caractéristique de marque de l'avion de cet OKW. L'aile s'accouple en douceur avec le fuselage, formant un seul système de roulement. Les caractéristiques de la disposition comprennent des influx d'ailes développés, sous lesquels sont placées des entrées d'air non régulées des moteurs, ayant une forme de section transversale proche d'un secteur de cercle.

La cellule de l'avion est faite avec un usage intensif de matériaux composites (CM). L'utilisation de composites avancés permet une augmentation de l'efficacité du poids de 20 à 25 %, une ressource - de 1,5 à 3,0 fois, un taux d'utilisation des matériaux jusqu'à 0,85, une diminution des coûts de main-d'œuvre pour la fabrication des pièces de 40 à 60 %, comme ainsi que l'obtention des caractéristiques techniques thermiques et radio requises. Dans le même temps, des expériences menées aux États-Unis dans le cadre du programme F-22 indiquent une capacité de survie au combat plus faible des structures en PRFC par rapport aux structures en alliages d'aluminium et de titane.

L'aile du chasseur a une partie racine développée avec un grand (environ 750) balayage à angle droit le long du bord d'attaque et une partie en porte-à-faux avec un balayage vers l'avant s'accouplant en douceur avec elle (environ 200 le long du bord d'attaque). L'aile est équipée de flaperons, qui occupent plus de la moitié de l'envergure, ainsi que d'ailerons. Peut-être qu'en plus de l'avant, il existe également des chaussettes déformables (bien que les photos publiées du Su-47 ne nous permettent pas de conclure sans ambiguïté sur leur présence).

L'empennage horizontal avant tout mobile (PGO) d'une envergure d'environ 7,5 m a une forme trapézoïdale. Son angle de flèche le long du bord d'attaque est d'environ 500. La queue horizontale arrière d'une zone relativement petite est également entièrement tournante, avec un angle de flèche le long de l'avant, à l'exception d'environ 750. Son envergure est d'environ 8 m.

La queue verticale à deux ailerons avec des gouvernails est attachée à la section centrale de l'aile et a une « cambrure » vers l'extérieur.

La verrière du cockpit du Su-47 est presque identique à celle du chasseur Su-27. Cependant, sur la maquette de l'avion, dont la photographie a paru dans les pages de la presse étrangère, la lampe torche est rendue impeccable, comme celle du Raptor américain (cela améliore la visibilité, aide à réduire la signature radar, mais complique le processus d'éjection).

Les principaux supports de train d'atterrissage à une roue du Su-47 sont fixés au fuselage et rétractés vers l'avant en vol, les roues se transformant en niches derrière les prises d'air du moteur. Le support des deux roues avant se rétracte dans le fuselage vers l'avant dans le sens du vol. La base du châssis mesure environ 8 m, la piste mesure 4 m.

La presse a rapporté que l'avion prototype était équipé de deux moteurs du Perm NPO Aviadvigatel D-30F6 (2x15500 kgf, poids sec 2x2416 kg), qui ont également été utilisés sur les chasseurs intercepteurs MiG-31. Cependant, à l'avenir, ces turboréacteurs seront évidemment remplacés par des moteurs de cinquième génération.

Il ne fait aucun doute que la nouvelle machine utilise les équipements embarqués les plus modernes créés par l'industrie nationale - un EDSU numérique multicanal, un système de contrôle intégré automatisé, un complexe de navigation, qui comprend un INS basé sur des gyroscopes laser en combinaison avec la navigation par satellite. et une "carte numérique", qui ont déjà trouvé une application sur des machines telles que Su-30MKI, Su-32/34 et Su-32FN / 34.

L'avion est susceptible d'être équipé (ou sera équipé) d'une nouvelle génération de systèmes intégrés de survie et d'éjection de l'équipage.

Pour contrôler l'avion, ainsi que sur le Su-47, il est probable qu'un manche de commande latéral à basse vitesse et une manette des gaz à jauge de contrainte soient utilisés.

L'emplacement et la taille des antennes des équipements radio-électroniques au bore témoignent de la volonté des concepteurs d'offrir une visibilité panoramique. En plus du radar aéroporté principal, situé dans le nez sous le carénage nervuré, le chasseur dispose de deux antennes de rétrovision installées entre l'aile et les tuyères du moteur. Les chaussettes de la queue verticale, des ailes et du PGO sont également probablement occupées par des antennes à des fins diverses (en témoigne leur couleur blanche, typique des carénages radio-transparents domestiques).

Bien qu'il n'y ait aucune information sur la station radar aéroportée utilisée sur l'avion Berkut, indirectement sur les capacités potentielles du complexe radar des chasseurs de cinquième génération, qui peuvent être créés sur la base du Su-47, peuvent être jugées par les informations publié dans la presse ouverte sur le nouveau radar aéroporté, développé depuis 1992 par l'association "Phazotron" pour les chasseurs prometteurs. La station est conçue pour être placée dans le nez d'un avion de la "catégorie de poids" Su-35/47. Il dispose d'une antenne réseau à commande de phase plate et fonctionne dans la bande X. Selon des représentants d'ONG, afin d'étendre la zone de couverture dans les plans vertical et horizontal, il est supposé qu'il est possible de combiner le balayage électronique et mécanique, ce qui augmentera le champ de vision du nouveau radar de 600 dans toutes les directions.. La portée de détection des cibles aériennes est de 165 à 245 km (selon leur RCS). La station est capable de suivre simultanément 24 cibles, assurant l'utilisation simultanée d'armes de missiles contre huit avions ennemis.

« Berkut » peut également être équipé d'une station de localisation optique située dans le fuselage avant, devant la verrière du pilote. Comme sur les chasseurs SU-33 et SU-35, le carénage de la station est décalé vers la droite afin de ne pas limiter la vue du pilote. La présence d'une station de localisation optique, qui comprend probablement des équipements de télévision, d'imagerie thermique et laser, ainsi qu'une station radar de recul, distingue la voiture russe de l'analogue américain du F-22A.

Conformément aux canons de la technologie furtive, la plupart des armements embarqués des véhicules de combat créés sur la base du Berkut seront évidemment placés à l'intérieur de la cellule. Dans des conditions où l'avion opérera dans un espace aérien qui ne dispose pas d'une puissante couverture antiaérienne et contre un ennemi qui ne dispose pas de chasseurs modernes, il est permis d'augmenter la charge de combat en plaçant certaines armes sur des points d'emport externes.

Par analogie avec les Su-35 et Su-47, on peut supposer que le nouveau véhicule multifonctionnel emportera des missiles air-air à ultra-longue et longue portée, en particulier l'UR, connu sous le nom de KS-172 (ce missile à deux étages capable de développer une vitesse hypersonique et équipé d'un système de guidage combiné, capable de hennir des cibles aériennes à une distance de plus de 400 km). L'utilisation de tels missiles nécessitera probablement une désignation de cible externe.

Cependant, le "calibre principal" d'un chasseur prometteur sera évidemment des lanceurs de missiles à moyenne portée de type RVV-AE, dotés d'un système de radar de guidage final actif et optimisés pour être placés dans des soutes d'avions (il a un faible aile de rapport d'aspect et safrans en treillis repliable). NPO Vympel a annoncé des essais en vol réussis sur l'avion Su-27 d'une version améliorée de ce missile, équipé d'un statoréacteur à brume (ramjet). La nouvelle modification a une portée et une vitesse accrues.

Comme auparavant, les missiles air-air à courte portée devraient également jouer un rôle important dans l'armement des avions. Lors de l'exposition MAKS-97, une nouvelle fusée de cette classe, la K-74, a été démontrée, créée sur la base de l'UR R-73 et différant de cette dernière par un système de guidage thermique amélioré avec un angle de capture de cible augmenté de 80-900 à 1200. L'utilisation d'une nouvelle tête autodirectrice thermique (TGS) a également permis d'augmenter la portée maximale de destruction des cibles de 30 % (jusqu'à 40 km). Le développement du K-74 a commencé au milieu des années 1980 et a commencé les essais en vol en 1994. La fusée est actuellement prête pour la production en série.

En plus de créer un autodirecteur amélioré pour l'UR K-74, NPO Vympel travaille sur un certain nombre d'autres missiles à courte portée, également équipés d'un système de contrôle vectoriel de poussée du moteur.

Probablement, le canon 30-mm GSh-301 sera également conservé dans le cadre de l'armement embarqué des chasseurs prometteurs.

Comme d'autres avions multifonctionnels nationaux - Su-30MKI, Su-35 et Su-47, le nouvel avion, évidemment, emportera également des armes de frappe - classe air-sol UR et KAV de haute précision pour engager des cibles au sol et en surface, comme ainsi que l'ennemi radar.

Les capacités du système défensif, qui peut être installé sur un chasseur prometteur, peuvent être jugées par les objets exposés lors de l'exposition MAKS-97. En particulier, l'entreprise Aviakonversiya a fait la démonstration d'une cible leurre combinée (KLC) pour la protection contre les missiles avec têtes autodirectrices radar, thermiques et laser. Contrairement aux dispositifs de protection passive utilisés sur les avions de combat nationaux et étrangers, le KLC est efficace dans toutes les longueurs d'onde utilisées dans les têtes de guidage des missiles air-air et sol-air. KLC est une zone de combustion formée à l'écart de l'avion protégé en raison de l'utilisation d'un flux de gaz dirigé. Un liquide inflammable est introduit dans le jet (il peut notamment s'agir du carburant utilisé par les moteurs d'avion), pulvérisé pour obtenir un mélange carburant-gaz, qui est ensuite enflammé. La combustion est maintenue pendant une durée prédéterminée.

Le rayonnement thermique de la zone de combustion est une fausse cible pour les munitions à autodirecteur, fonctionnant dans le domaine infrarouge. La composition spectrale du nuage brûlant est identique à la composition spectrale du rayonnement de l'objet protégé (le même combustible est utilisé), ce qui ne permet pas au TGS de distinguer une fausse cible par des caractéristiques spectrales, et de trouver une fausse cible à un la distance fixe de l'objet réel ne permet pas au TGS de le sélectionner par des caractéristiques de trajectoire.

Pour se protéger contre les munitions avec un système de guidage radar, des additifs plasmagènes sont utilisés dans le KLC, entraînant une augmentation de la réflexion des ondes radio de la zone de combustion. De tels additifs forment des électrons libres à la température de combustion. Lorsque leur concentration est suffisamment élevée, le nuage brûlant réfléchit les ondes radio comme un corps métallique.

Pour la gamme de longueurs d'onde laser, des poudres finement dispersées de substances des corps de travail des lasers sont utilisées. En cours de combustion, ils émettent soit des ondes électromagnétiques à la même fréquence à laquelle fonctionne le laser d'éclairage de la cible, soit, sans brûler, sont sortis de la zone de combustion et, pendant le refroidissement, émettent des ondes électromagnétiques de la plage requise. La puissance de rayonnement doit correspondre à la puissance du signal réfléchi par l'objet protégé lorsqu'il est illuminé par le laser ennemi. Elle est régulée par le choix des substances ajoutées au liquide inflammable et leur quantité.

Dans un certain nombre de publications, sans référence aux sources, les caractéristiques du nouvel avion sont publiées. S'ils correspondent à la réalité, alors "Berkut", dans son ensemble, appartient à la "catégorie de poids" du chasseur Su-27 et de ses versions modifiées. L'aérodynamique avancée et un système de contrôle de vecteur de poussée devraient fournir aux chasseurs prometteurs adeptes du Su-47 une supériorité dans les combats aériens maniables rapprochés sur tous les adversaires potentiels existants ou prévus. Tous les autres combattants, après avoir rencontré le Berkut russe et le Gravedigger Eagle américain, ont une chance très modeste de retourner sur leur aérodrome. Les lois de la course aux armements (qui, bien sûr, n'ont pas pris fin après "l'autodissolution" de l'URSS) sont cruelles.

À un moment donné, l'apparition du cuirassé "Dreadnought" a rendu obsolètes tous les cuirassés construits auparavant. L'histoire est répétitive.