Ceci est la suite de l'article précédent. Pour être complet, je vous conseille de lire la première partie.
En continuant de comparer les capacités des chasseurs de la génération 4 ++ avec la 5e génération, nous nous tournons vers les représentants de la production les plus brillants. Naturellement, ce sont les Su-35 et les F-22. Ce n'est pas tout à fait juste, comme je l'ai dit dans la première partie, mais quand même.
Le Su-35s est un développement du légendaire Su-27. Quelle est l'unicité de son ancêtre, je pense, tout le monde s'en souvient. Jusqu'en 1985, le F-15 a régné en maître dans les airs pendant neuf ans. Mais l'ambiance à l'étranger s'est effondrée lorsque les premiers Su-27 en série ont commencé à être adoptés. Un chasseur doté d'une super maniabilité, capable d'atteindre des angles d'attaque auparavant inaccessibles, démontrant pour la première fois publiquement en 1989 la technique de Cobra Pougatchev, est hors de portée des concurrents occidentaux. Naturellement, sa nouvelle modification "trente-cinquième" a absorbé tous les avantages de l'ancêtre et a ajouté un certain nombre de ses caractéristiques, amenant la conception "vingt-septième" à l'idéal.
Une caractéristique frappante des Su-35, ainsi que du reste de nos avions de génération 4+, est le vecteur de poussée dévié. Pour une raison inconnue, il n'est courant que dans notre pays. Cet élément est-il si unique que personne ne peut le reproduire ? La technologie du vecteur de poussée dévié a également été testée sur des avions américains de quatrième génération. General Electric a développé la tuyère AVEN, qui a été installée et testée sur l'avion F-16VISTA en 1993. Fig. # 1. Pratt Whitney a développé la buse PYBBN (meilleure conception que GE) installée et testée sur le F-15ACTIVE en 1996. Fig. N ° 2. En 1998, la tuyère déflectable TVN pour Eurofighter a été testée. Cependant, pas un seul avion occidental de la quatrième génération n'a reçu d'OVT dans la série, malgré le fait que la modernisation et la production se poursuivent à ce jour.
Figure 1
Figure 2
Disposant des technologies appropriées pour la déviation du vecteur de poussée, en 1993 (AVEN) ils décidèrent de ne pas les utiliser sur le F-22. Ils sont allés dans l'autre sens, créant des buses rectangulaires pour réduire la signature radar et thermique. En prime, ces buses ne sont déviées que de haut en bas.
Quelle est la raison d'une telle aversion de l'Occident pour le vecteur de poussée dévié ? Pour ce faire, essayons de comprendre sur quoi est basé le combat aérien rapproché et comment un vecteur de poussée dévié peut y être appliqué.
La maniabilité de l'avion est déterminée par les forces G. Ils sont à leur tour limités par la force de l'avion, les capacités physiologiques de la personne et les angles d'attaque limitants. Le rapport poussée/poids de l'avion est également important. Lors des manœuvres, la tâche principale est de changer le plus rapidement possible la direction du vecteur vitesse ou la position angulaire de l'avion dans l'espace. C'est pourquoi la question clé dans les manœuvres est le virage régulier ou forcé. Avec un virage régulier, l'avion change la direction du vecteur de mouvement aussi rapidement que possible, sans perdre de vitesse. Le virage forcé est dû à un changement plus rapide de la position angulaire de l'avion dans l'espace, mais il s'accompagne de pertes actives de vitesse.
UN. Lapchinsky, dans ses livres sur la Première Guerre mondiale, a cité les propos de plusieurs as pilotes occidentaux: l'as allemand Nimmelmann a écrit: « Je suis désarmé tandis que je suis plus bas »; Belke a déclaré: "La chose principale dans le combat aérien est la vitesse verticale." Bon, comment ne pas se souvenir de la formule du célèbre A. Pokryshkina: "Hauteur - vitesse - manœuvre - feu."
Après avoir structuré ces déclarations avec le paragraphe précédent, nous pouvons comprendre que la vitesse, l'altitude et le rapport poussée/poids seront décisifs en combat aérien. Ces phénomènes peuvent être combinés avec la notion d'altitude de vol énergétique. Il est calculé selon la formule illustrée à la figure 3. Où He est le niveau d'énergie de l'avion, H est l'altitude de vol, V2 / 2g est l'altitude cinétique. Le changement d'altitude cinétique au fil du temps est appelé le taux d'énergie de montée. L'essence pratique du niveau d'énergie réside dans la possibilité de sa redistribution par le pilote entre altitude et vitesse, en fonction de la situation. Avec une réserve de vitesse, mais un manque d'altitude, le pilote peut boucler la pente, comme légué par Nimmelmann, et gagner un avantage tactique. La capacité du pilote à gérer avec compétence la réserve d'énergie disponible est l'un des facteurs déterminants du combat aérien.
Figure №3
On comprend maintenant qu'en manoeuvrant sur des virages établis, l'avion ne perd pas son énergie. L'aérodynamisme et la poussée des moteurs équilibrent la traînée. Lors d'un virage forcé, l'énergie de l'avion est perdue, et la durée de telles manœuvres est non seulement limitée par la vitesse évolutive minimale de l'avion, mais aussi par la dépense de l'avantage énergétique.
A partir de la formule de la figure 3, on peut calculer le paramètre de taux de montée de l'avion, comme je l'ai dit plus haut. Mais maintenant, l'absurdité des données sur le taux de montée, qui sont données dans des sources ouvertes pour certains avions, devient claire, car il s'agit d'un paramètre changeant dynamiquement qui dépend de l'altitude, de la vitesse de vol et de la surcharge. Mais, en même temps, c'est la composante la plus importante du niveau d'énergie de l'avion. Sur la base de ce qui précède, le potentiel de l'avion en termes de gain d'énergie peut être déterminé conditionnellement par sa qualité aérodynamique et son rapport poussée/poids. Celles. le potentiel de l'avion avec la plus mauvaise aérodynamique peut être égalisé en augmentant la poussée des moteurs et vice versa.
Naturellement, il est impossible de gagner une bataille avec l'énergie seule. Non moins importante est la caractéristique de virage de l'avion. Pour cela, la formule illustrée à la figure 4 est valable. On peut voir que les caractéristiques de la girabilité de l'avion dépendent directement des forces g Ny. En conséquence, pour un virage stable (sans perte d'énergie), Nyр est important - la surcharge disponible ou normale, et pour un virage forcé Nyпр - la surcharge de poussée maximale. Tout d'abord, il est important que ces paramètres ne dépassent pas les limites de la surcharge opérationnelle du Nouvel avion, c'est-à-dire. limite de force. Si cette condition est remplie, alors la tâche la plus importante dans la conception de l'avion sera l'approximation maximale de Nyp à Nye. En termes plus simples, la capacité d'un aéronef à effectuer des manœuvres dans une plage plus large sans perdre de vitesse (énergie). Qu'est-ce qui affecte Nyp ? Naturellement, l'aérodynamisme de l'avion, plus la qualité aérodynamique est élevée, plus la valeur possible de Nyр est élevée, à son tour, l'indice de la charge sur l'aile affecte l'amélioration de l'aérodynamisme. Plus il est petit, plus la girabilité de l'avion est élevée. Aussi, le rapport poussée/poids de l'avion affecte Nyp, le principe dont nous avons parlé plus haut (dans le secteur de l'énergie) est également valable pour la girabilité de l'avion.
Figure №4
En simplifiant ce qui précède et n'abordant pas encore la déviation du vecteur poussée, notons à juste titre que les paramètres les plus importants pour un avion manœuvrable seront le rapport poussée/poids et la charge alaire. Leurs améliorations ne peuvent être limitées que par le coût et les capacités techniques du fabricant. A cet égard, le graphique présenté à la figure 5 est intéressant, il permet de comprendre pourquoi le F-15 jusqu'en 1985 était le maître de la situation.
Image n°5
Pour comparer les Su-35 au F-22 en combat rapproché, il faut d'abord se tourner vers leurs ancêtres, à savoir le Su-27 et le F-15. Comparons les caractéristiques les plus importantes dont nous disposons, telles que le rapport poussée/poids et la charge alaire. Cependant, la question se pose, pour quelle masse ? Dans le manuel de vol de l'avion, la masse normale au décollage est calculée sur la base de 50 % du carburant dans les réservoirs, de deux missiles à moyenne portée, de deux missiles à courte portée et de la charge en munitions du canon. Mais la masse maximale de carburant du Su-27 est bien supérieure à celle du F-15 (9400 kg contre 6109 kg), par conséquent, la réserve de 50% est différente. Cela signifie que le F-15 aura un avantage de poids inférieur à l'avance. Pour rendre la comparaison plus honnête, je propose de prendre la masse de 50% du carburant Su-27 comme échantillon, nous obtenons donc deux résultats pour l'Eagle. Comme armement du Su-27, nous acceptons deux missiles R-27 sur l'APU-470 et deux missiles R-73 sur le p-72-1. Pour le F-15C, l'armement est AIM-7 sur LAU-106a et AIM-9 sur LAU-7D/A. Pour les masses indiquées, nous calculons le rapport poussée/poids et la charge alaire. Les données sont présentées dans le tableau de la figure 6.
Figure 6
Si nous comparons le F-15 avec le carburant calculé pour lui, alors les indicateurs sont très impressionnants, cependant, si nous prenons un carburant égal en masse à 50% du carburant Su-27, alors l'avantage est pratiquement minime. En rapport poussée/poids, la différence est au centième, mais en termes de charge sur l'aile, le F-15, néanmoins, est décemment en avance. Sur la base des données calculées, l'"Eagle" devrait avoir un avantage en combat aérien rapproché. Mais dans la pratique, les combats d'entraînement entre le F-15 et le Su-27, en règle générale, sont restés chez nous. Technologiquement, le Sukhoi Design Bureau n'a pas pu créer un avion aussi léger que les concurrents, ce n'est un secret pour personne qu'en termes de poids de l'avionique, nous avons toujours été légèrement inférieurs. Cependant, nos concepteurs ont pris un chemin différent. Dans les compétitions d'entraînement, personne n'a utilisé le "Cobr de Pougatchev" et n'a pas utilisé l'OVT (il n'existait pas encore). C'était l'aérodynamisme parfait du Sukhoi qui lui donnait un avantage significatif. La disposition intégrale du fuselage et la qualité aérodynamique en 11, 6 (pour le F-15c 10) ont neutralisé l'avantage en charge alaire du F-15.
Cependant, l'avantage du Su-27 n'a jamais été écrasant. Dans de nombreuses situations et dans différentes conditions de vol, le F-15c peut encore concourir, car la plupart dépendent toujours des qualifications du pilote. Cela peut être facilement tracé à partir des graphiques de maniabilité, qui seront discutés ci-dessous.
Revenant à la comparaison de l'avion de quatrième génération avec la cinquième, nous établirons un tableau similaire avec les caractéristiques du rapport poussée/poids et de la charge alaire. Nous allons maintenant prendre les données des Su-35 comme base pour la quantité de carburant, car le F-22 a moins de réservoirs (Fig. 7). L'armement de Sushka comprend deux missiles RVV-SD sur l'AKU-170 et deux missiles RVV-MD sur le P-72-1. L'armement du Raptor est de deux AIM-120 sur le LAU-142 et de deux AIM-9 sur le LAU-141/A. Pour l'image générale, des calculs sont également donnés pour le T-50 et le F-35A. Vous devez être sceptique quant aux paramètres du T-50, car il s'agit d'estimations et le fabricant n'a pas fourni de données officielles.
Figure №7
Le tableau de la figure 7 montre clairement les principaux avantages de l'avion de cinquième génération par rapport à la quatrième. L'écart entre la charge alaire et le rapport poussée/poids est beaucoup plus important que celui du F-15 et du Su-27. Le potentiel d'énergie et d'augmentation de Nyp dans la cinquième génération est beaucoup plus élevé. L'un des problèmes de l'aviation moderne - la multifonctionnalité, a également affecté les Su-35. Si cela semble bon avec le rapport poussée/poids à la postcombustion, alors la charge sur l'aile est inférieure même à celle du Su-27. Cela montre clairement que la conception de la cellule de l'avion de quatrième génération ne peut, compte tenu de la modernisation, atteindre les indicateurs de la cinquième.
L'aérodynamisme du F-22 est à noter. Il n'y a pas de données officielles sur la qualité aérodynamique, cependant, selon le constructeur, elle est supérieure à celle du F-15c, le fuselage a une disposition intégrale, la charge alaire est encore inférieure à celle de l'Eagle.
Les moteurs doivent être notés séparément. Étant donné que seul le Raptor est équipé de moteurs de cinquième génération, cela est particulièrement visible dans le rapport poussée/poids en mode «maximum». Le débit spécifique en mode "post-combustion", en règle générale, est supérieur au double du débit en mode "maximum". Le temps de fonctionnement du moteur en « postcombustion » est fortement limité par les réserves de carburant de l'avion. Par exemple, le Su-27 en "post-combustion" consomme plus de 800 kg de kérosène par minute, par conséquent, un avion avec un meilleur rapport poussée/poids au "maximum" aura des avantages en poussée beaucoup plus longtemps. C'est pourquoi l'Izd 117 n'est pas un moteur de cinquième génération, et ni le Su-35 ni le T-50 n'ont d'avantages en termes de rapport poussée/poids par rapport au F-22. Par conséquent, pour le T-50, le moteur développé de cinquième génération "type 30" est très important.
D'où est-il encore possible d'appliquer le vecteur de poussée déviée à partir de tout ce qui précède ? Pour ce faire, reportez-vous au graphique de la figure 8. Ces données ont été obtenues pour la manœuvre horizontale des chasseurs Su-27 et F-15c. Malheureusement, des données similaires pour les Su-35 ne sont pas encore accessibles au public. Faites attention aux limites du virage stable pour les hauteurs de 200 m et 3000 m. Le long de l'ordonnée, nous pouvons voir que dans la plage de 800 à 900 km / h pour les hauteurs indiquées, la vitesse angulaire la plus élevée est atteinte, ce qui est 15 et 21 deg/s, respectivement. Elle n'est limitée que par la surcharge de l'avion comprise entre 7, 5 et 9. C'est cette vitesse qui est considérée comme la plus avantageuse pour mener des combats aériens rapprochés, car la position angulaire de l'avion dans l'espace change le plus rapidement possible.. En revenant aux moteurs de cinquième génération, un avion avec un rapport poussée/poids plus élevé et capable de mouvements supersoniques sans utiliser de postcombustion obtient un avantage énergétique, car il peut utiliser la vitesse pour monter jusqu'à ce qu'il tombe dans la plage la plus avantageuse. pour le BVB.
Figure №8
Si nous extrapolons le graphique de la figure 8 sur les Su-35 avec un vecteur de poussée dévié, comment changer la situation ? La réponse est parfaitement visible sur le graphique - pas question ! Étant donné que la limite de l'angle d'attaque limite (αadd) est beaucoup plus élevée que la limite de résistance de l'avion. Celles. les commandes aérodynamiques ne sont pas pleinement utilisées.
Considérez le graphique de manœuvre horizontale pour des hauteurs de 5 000 à 7 000 m, illustré à la Figure 9. La vitesse angulaire la plus élevée est de 10 à 12 degrés / s et est atteinte dans la plage de vitesse de 900 à 1 000 km / h. Il est agréable de constater que c'est dans cette gamme que les Su-27 et Su-35 ont des avantages décisifs. Cependant, ces hauteurs ne sont pas les plus avantageuses pour le BVB, du fait de la baisse des vitesses angulaires. Comment le vecteur de poussée dévié peut-il nous aider dans ce cas ? La réponse est parfaitement visible sur le graphique - pas question ! Étant donné que la limite de l'angle d'attaque limite (αadd) est beaucoup plus élevée que la limite de résistance de l'avion.
Figure №9
Alors, où l'avantage du vecteur de poussée dévié peut-il être réalisé ? À des hauteurs supérieures aux plus avantageuses et à des vitesses inférieures à l'optimum pour le BVB. En même temps, profondément au-delà des limites du renversement établi, c'est-à-dire avec un virage forcé, dans lequel l'énergie de l'avion est déjà consommée. Par conséquent, l'OVT n'est applicable que dans des cas particuliers et avec une alimentation en énergie. De tels modes ne sont pas si populaires dans BVB, mais, bien sûr, c'est mieux quand il y a une possibilité de déviation vectorielle.
Passons maintenant un peu à l'histoire. Au cours des exercices Red Flag, le F-22 a constamment remporté des victoires sur les avions de quatrième génération. Il n'y a que des cas isolés de perte. Il n'a jamais rencontré Su-27/30/35 à Red Flag (du moins, il n'y a pas de telles données). Cependant, le Su-30MKI a participé au drapeau rouge. Les rapports de compétition pour 2008 sont disponibles en ligne. Bien sûr, le Su-30MKI avait un avantage sur les véhicules américains, comme le Su-27 (mais en aucun cas dû à l'OVT et pas écrasant). D'après les rapports, nous pouvons voir que le Su-30MKI sur le drapeau rouge a montré une vitesse angulaire maximale de l'ordre de 22 degrés / s (très probablement à des vitesses de l'ordre de 800 km / h, voir le graphique), à son tour, le F-15c est entré dans la vitesse angulaire de 21 degrés/sec (vitesses similaires). Il est curieux que le F-22 ait montré une vitesse angulaire de 28 deg/s lors des mêmes exercices. Maintenant, nous comprenons comment cela peut être expliqué. Premièrement, la surcharge dans certains modes du F-22 n'est pas limitée à 7, mais à 9 (voir le manuel de vol de l'avion pour le Su-27 et le F-15). Deuxièmement, en raison de la charge alaire inférieure et du rapport poussée/poids plus élevé, les limites du virage régulier dans nos graphiques pour le F-22 se déplaceront vers le haut.
Séparément, il convient de noter les acrobaties aériennes uniques qui peuvent être démontrées par les Su-35. Sont-ils si applicables en combat aérien rapproché ? Avec l'utilisation d'un vecteur de poussée dévié, des figures telles que le "Florova Chakra" ou les "Crêpes" sont réalisées. Qu'est-ce qui unit ces chiffres ? Elles sont réalisées à basse vitesse afin d'entrer en surcharge opérationnelle, loin d'être les plus rentables du BVB. L'avion change brusquement de position par rapport au centre de masse, car le vecteur vitesse, bien qu'il se déplace, ne change pas de façon spectaculaire. La position angulaire dans l'espace reste inchangée ! Quelle est la différence entre une fusée ou une station radar que l'avion fait tourner sur son axe ? Absolument aucun, alors qu'il perd également son énergie de vol. Peut-être qu'avec de tels sauts périlleux, nous pouvons riposter contre l'ennemi ? Ici, il est important de comprendre qu'avant de lancer la fusée, l'avion doit se verrouiller sur la cible, après quoi le pilote doit donner son "consentement" en appuyant sur le bouton "enter", après quoi les données sont transmises à la fusée et au lancement est mise en oeuvre. Combien de temps cela prendra-t-il? Évidemment plus que des fractions de seconde, qui se passent avec des "crêpes" ou des "chakra", ou autre chose. De plus, tout cela se fait aussi à des vitesses évidemment perdantes, et avec une perte d'énergie. Mais il est possible de lancer des missiles à courte portée avec des têtes thermiques sans capture. En même temps, nous espérons que l'autodirecteur du missile lui-même capturera la cible. Par conséquent, la direction du vecteur vitesse de l'attaquant doit coïncider approximativement avec le vecteur de l'ennemi, sinon le missile, par inertie reçue du porteur, quittera la zone de capture possible par son autodirecteur. Un problème est que cette condition n'est pas remplie, puisque le vecteur vitesse ne change pas de façon spectaculaire avec de telles acrobaties.
Considérez le cobra de Pougatchev. Pour le réaliser, il est nécessaire de désactiver les automatismes, ce qui est déjà une condition controversée pour le combat aérien. Au minimum, les qualifications des pilotes de combat sont nettement inférieures à celles des as de la voltige, et même cela doit être fait avec des bijoux dans des conditions extrêmement stressantes. Mais c'est le moindre des maux. Cobra est exécuté à des altitudes de l'ordre de 1000 m et des vitesses de l'ordre de 500 km/h. Celles. l'avion devrait dans un premier temps être à des vitesses inférieures à celles préconisées pour le BVB ! Par conséquent, il ne peut les atteindre tant que l'ennemi n'a pas perdu la même quantité d'énergie, afin de ne pas perdre son avantage tactique. Après l'exécution du "cobra" la vitesse de l'avion tombe dans les 300 km/h (perte d'énergie instantanée !) et se situe dans la plage du minimum évolutif. Par conséquent, "Drying" doit aller en piqué pour gagner en vitesse, tandis que l'ennemi conserve non seulement l'avantage en vitesse, mais aussi en hauteur.
Cependant, une telle manœuvre peut-elle apporter les bénéfices nécessaires ? Il y a une opinion qu'avec un tel freinage, nous pouvons laisser l'adversaire aller de l'avant. Premièrement, les Su-35 ont déjà la capacité de freiner à l'air sans avoir besoin de désactiver l'automatisation. Deuxièmement, comme le sait la formule de l'énergie de vol, il faut ralentir en montant, et non d'une autre manière. Troisièmement, dans le combat moderne, que doit faire un adversaire près de la queue sans attaquer ? En voyant devant vous "Sécher", effectuer "cobra", à quel point sera-t-il plus facile de viser la zone agrandie de l'ennemi? Quatrièmement, comme nous l'avons dit plus haut, il ne fonctionnera pas de capturer la cible avec une telle manœuvre, et un missile lancé sans capture ira dans le lait de l'inertie résultante. Un tel événement est représenté schématiquement sur la figure 17. Cinquièmement, je voudrais demander à nouveau comment l'ennemi s'est rapproché si près sans être attaqué plus tôt, et pourquoi « Cobra » quand il est possible de faire « Gorka » tout en économisant de l'énergie ?
Chiffre №10
En fait, la réponse à de nombreuses questions sur la voltige est extrêmement simple. Les performances de démonstration et les spectacles n'ont rien à voir avec de vraies techniques de combat aérien rapproché, puisqu'elles sont réalisées dans des modes de vol qui ne sont évidemment pas applicables en BVB.
Sur ce, chacun doit conclure par lui-même à quel point l'avion de la génération 4++ est capable de résister aux avions de la cinquième génération.
Dans la troisième partie, nous parlerons plus en détail des F-35 et T-50 en comparaison avec leurs concurrents.
