ВВС России выбрали проект дозвукового бомбардировщика-невидимки
Главкомат ВВС России утвердил проект перспективного авиационного комплекса дальней авиации (ПАК ДА), который в перспективе заменит в войсках стратегические ракетоносцы Ту-95МС и Ту-160. В проводившемся конкурсе победил проект Конструкторского бюро имени Туполева. Выбор военных пал на дозвуковой самолет с широким применением технологий малозаметности.
Новый стратегический бомбардировщик-ракетоносец будет построен по схеме «летающего крыла» и в силу особенностей данной конструкции не сможет преодолевать звуковой барьер. Правда, конструкторы обещают, что он будет практически незаметен для радаров. С этим проектом в конкурсе соревновались также варианты сверхзвуковых версий ПАК ДА и один гиперзвуковой. Ранее вице-премьер России Дмитрий Рогозин настаивал, что новый бомбардировщик должен быть гиперзвуковым.
По словам источника в авиационной промышленности, совместить возможность развивать гиперзвуковую скорость и «невидимость» для радаров в одном летательном аппарате невозможно. Дело в том, что для развития гиперзвуковой скорости необходима идеальная аэродинамическая форма фюзеляжа с плавными обводами, а для радиолокационной малозаметности ? угловатая форма, несовместимая с полетами на больших скоростях.
Как ожидается, «Туполев» закончит работы над тактико-техническими характеристиками ПАК ДА и в начале 2014 года представит военным расчет бюджета научно-исследовательских работ по этому проекту. Серийное производство перспективных самолетов должно начаться в 2020 году.
В середине 2012 года главком ВВС России Виктор Бондарев заявил, что облик перспективного бомбардировщика уже сформирован. Подробности проекта он не раскрыл. Ранее сообщалось, что новый самолет не станет глубокой модернизацией Ту-160. При этом Рогозин призывал не делать «копию B-2», американского дальнего бомбардировщика.
Самолеты Ту-160 (слева) и Ту-95МС (справа)
Совершенно секретно
Создание перспективного авиационного комплекса дальней авиации (ПАК ДА) началось в 2009 году, когда Министерство обороны России и Конструкторское бюро имени Туполева подписали контракт на проведение научно-исследовательских работ. Какие-либо подробности о новом самолете, который в перспективе должен составить основу Дальней авиации ВВС России, тогда не раскрывались. Работы по контракту завершились летом 2012 года, когда главком ВВС России Виктор Бондарев объявил, что облик перспективного бомбардировщика уже сформирован, аванпроект ПАК ДА завершен и утвержден и начинаются опытно-конструкторские работы по проекту.
Частично требования к новому стратегическому самолету еще в конце 2011 года назвал командующий ДА ВВС России генерал-майор Анатолий Жихарев. По его словам, новый самолет должен быть создан с применением технологии малозаметности, получить новый прицельно-навигационный комплекс, средства связи, разведки и радиоэлектронной борьбы. Позднее Николай Макаров, занимавший тогда пост начальника Генерального штаба Вооруженных сил России, отметил, что ПАК ДА «будет значительно превосходить все современные типы таких самолетов, в том числе американские», и получит новый планер.
При этом вице-премьер России Дмитрий Рогозин, курирующий оборонно-промышленный комплекс, усомнился в необходимости создания самолета с такими характеристиками. «Посмотрите на уровень развития противовоздушной и противоракетной обороны: все эти самолеты никуда не долетят. Ни наши к ним, ни их к нам. Надо думать о совершенно нетривиальных вещах», ? заявил Рогозин. Летом прошлого года вице-премьер в своем твиттере написал, что новый самолет «не должен быть копией B-2» (американский стратегический дозвуковой дальний бомбардировщик) и что «надо смотреть за горизонт и разрабатывать гиперзвуковую дальнюю авиацию ? военную и гражданскую».
В начале 2012 года был объявлен конкурс, в котором приняли участие «Туполев» и еще ряд конструкторских бюро (какие именно, пока неизвестно; речь может идти о «Сухом» и «Бериеве»). Военным было представлено несколько предварительных проектов перспективного бомбардировщика, включая сверхзвуковые версии самолета, один гиперзвуковой и один дозвуковой. Последний был подготовлен «Туполевым». Командование утвердило проект ПАК ДА, предложенный «Туполевым». Его строительство будет осуществляться по схеме «летающего крыла». Благодаря ей самолет станет «невидим» для радаров, но не сможет развивать скорость, превосходящую скорость звука.
В течение текущего года «Туполев» должен просчитать тактико-технические характеристики ПАК ДА, в начале 2014 года представить военным расчет бюджета научно-исследовательской работы, а в 2015 году полностью завершить технический проект самолета. В конце 2011 года сообщалось, что первый прототип перспективного бомбардировщика должен быть готов в 2020 году и принят на вооружение в 2025-м. Теперь же ожидается, что серийное производство нового самолета начнется в 2020-м. Впрочем, эти сроки могут несколько сдвинуться из-за того, что госпрограмма вооружений России до 2020 года рассчитана по оптимистическому прогнозу экономического развития страны.
Поскольку проект ведется под грифом секретно, информация о перспективном бомбардировщике крайне скудна. Предположительно максимальная взлетная масса самолета составит не менее 120 тонн. Самолет может нести вооружение общей массой до 24 тонн и совершать полеты на расстояние до 12 тысяч километров. Впрочем, если учесть заявление Бондарева о превосходстве ПАК ДА над американскими стратегическими самолетами, можно предположить, что максимальная взлетная масса российского ракетоносца составит около 170 тонн при массе полезной нагрузки в 27-30 тонн. Вероятно, самолет сможет развивать скорость до 850-900 километров в час и совершать полеты на расстояние до 12-15 тысяч километров.
Трудный выбор
Выбирая туполевский вариант перспективного дальнего бомбардировщика, ВВС России руководствовались несколькими факторами, включая дальность полета самолета, грузоподъемность, малозаметность, скоростные параметры, приблизительные стоимостные расчеты разработки и риски. Каждый из представленных проектов имеет свои плюсы и минусы, и военным фактически предстояло сделать нелегкий выбор: с одной стороны ? скажем, колоссальная скорость полета и возможность относительно быстрого нанесения бомбовых ударов по территории противника (впрочем, быстрее баллистической ракеты пока ничего не придумано; подлетное время до США, например, составит 30-40 минут), а с другой стороны ? медленный, но практически незаметный для радаров самолет.
В крупном сверхзвуковом самолете класса «бомбардировщик» крайне сложно реализовать все существующие технологии малозаметности. Так, для реактивных двигателей в этом случае необходимы широкие воздухозаборники S-образной формы, что является своего рода компромиссом между обеспечением силовых установок достаточным количеством воздуха и радиолокационной малозаметностью (изогнутая форма воздухозаборника призвана закрывать от радиолокационного излучения лопатки двигателей, но она же создает фронт пониженного давления перед вентилятором двигателя).
Сами двигатели, включая сопла, должны быть максимально скрыты корпусом самолета, чтобы обеспечивалась малозаметность в инфракрасном диапазоне, но тогда ни о какой сверхзвуковой, а тем более гиперзвуковой скорости полета говорить уже не приходится. Кроме того, горячую реактивную струю на сверхзвуковой скорости полета корпусом самолета никак не прикроешь ? она будет тянуться за ним десятки метров. Использование геометрической технологии малозаметности (искаженные угловатые формы корпуса, «зубчатые» стыки панелей») значительно ухудшит аэродинамические характеристики машины. И только применение радиопоглощающих материалов практически не окажет влияния на характеристики самолета.
F-117 Nighthawk
С применением различных технологий малозаметности в 1970-х годах в США был спроектирован боевой самолет F-117 Nighthawk. В нем использовалось керамическое и радиопоглощающее покрытие, а корпус самолета был «граненым». Существовавшим в те годы радиолокационным станциям обнаружить самолет действительно было крайне трудно. Тем не менее из-за специфической конструкции аэродинамические характеристики F-117 были чуть лучше, чем у утюга, и по этой причине ВВС США, сперва планировавшие получить малозаметный истребитель, переквалифицировали самолет в штурмовик. F-117 не мог развивать скорость более 990 километров в час, а дальность его полета составляла всего 1720 километров (боевой радиус ? 860 километров).
Нынешние технологии позволяют создать бомбардировщик с «граненым» корпусом, прикрытым для обеспечения высоких аэродинамических характеристик радиопрозрачными композиционными материалами. Но такой подход накладывает определенные ограничения на скоростные характеристики самолета, делает его конструкцию чересчур сложной, а стоимость проекта в целом ? более высокой.
Разработка гиперзвукового бомбардировщика в России при нынешнем уровне развития технологий несет множество рисков, включая изначально длительное время разработки, вероятность постоянного сдвига сроков и скачкообразный рост стоимости проекта. Гиперзвуковой летательный аппарат должен иметь практически идеальную аэродинамическую форму с плавными обводами, которая плохо согласуется с требованиями геометрической малозаметности. Если говорить упрощенно, то при такой технологии уменьшение эффективной площади рассеяния летательного аппарата обеспечивается отражением радиоволн, испускаемых радарами, в сторону, а не обратно к принимающей антенне РЛС.
Высокий же риск проекта бомбардировщика, способного летать со скоростью более пяти чисел Маха (5,7 тысячи километров в час) заключается в том, что исследователям ни в рамках советских и российских проектов «Холод» и «Холод-2», ни американских FHTV и X-51A Waverider пока не удалось добиться даже стабильного дистанционно управляемого полета гиперзвуковых аппаратов. По некоторым из проектов исследования с переменным успехом ведутся уже не одно десятилетие.
В случае же с бомбардировщиком речь будет идти не о прототипе, а о большом, грузоподъемном и пилотируемом самолете, что вынудит ученых вести научные изыскания еще добрую пару десятков лет. Это не означает, что следует вообще отказаться от идеи создания пилотируемого гиперзвукового аппарата, но в рамки госпрограммы вооружений России она не укладывается. Это как раз фронт работ для Фонда перспективных исследований России, созданного в октябре 2012 года. Задачей такого фонда и станет реализация высокорискованных прорывных проектов в области вооружений и военной техники. Если разработка гиперзвуковых технологий будет произведена успешно, то, возможно, новые бомбардировщики с их использованием в отдаленном будущем как раз смогут заменить ПАК ДА. Благо время терпит.
На малой скорости
Пока же выбор в пользу дозвукового бомбардировщика представляется наиболее разумным. Схема «летающего крыла» уже сама по себе является менее заметной для радаров по сравнению с другими компоновочными схемами летательных аппаратов. Большинство технических решений по ней уже отработаны, несмотря даже на то, что «летающих крыльев» на вооружении России пока нет. Правда, определенные риски она все же несет. Дело в том, что аппаратами, построенными по схеме «летающего крыла», достаточно сложно управлять, поэтому самолет наверняка потребует установки мощного бортового компьютерного комплекса, современных систем электродистанционного или оптикодистанционного управления и навигационного комплекса.
B-2 Spirit
Например, американские дальние дозвуковые бомбардировщики B-2 Spirit, построенные по схеме «летающего крыла», настолько сложны в управлении, что прямое пилотирование такими самолетами просто не предусмотрено. Фактически в них за взлет, полет и посадку отвечает компьютер. Пилоту отводится только роль контролера с правом руления по взлетно-посадочной полосе, внесения изменений в полетное задание и применения вооружения. Такая схема требует надежной работы всех бортовых систем, поскольку отказ одной из них может закончиться по меньшей мере аварией. Это означает, что создание «летающего крыла» в России потребует проведения целого спектра научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области электроники.
Разработка дозвукового бомбардировщика позволит военным в конечном итоге получить экономичный самолет с большой бомбовой нагрузкой и продолжительностью полета. На самолет будут устанавливаться турбореактивные двухконтурные двигатели с большой степенью двухконтурности. Преимуществ у таких силовых установок множество. В частности, в них воздушный поток проходит по двум контурам: через компрессоры и камеру сгорания и в обход через внешний контур. Во втором случае воздушный поток, не прошедший камеру сгорания, в неизменном виде выбрасывается через сопло, создавая дополнительную тягу и снижая температуру истекающего из двигателя газа. Кроме того, двигатели с большой степенью двухконтурности хотя и не могут развивать сверхзвуковую скорость, но отличаются малой шумностью и низким потреблением топлива.
Например, двухконтурный турбореактивной двигатель Д-30КП-2 (используется на транспортниках Ил-76) может развивать тягу до 6,8 тысячи килограммов-силы и потреблять не более 0,79 килограмма топлива на килограмм-силы в час. Аналогичные показатели для двигателя АЛ-31Ф с низкой степенью двухконтурности (устанавливается на истребители Су-27) составляют 7,8 тысячи килограммов-силы (12,5 тысячи килограммов-силы в режиме форсажа) и 0,75 килограмма топлива на килограмм-силы в час (1,92 килограмма ? в режиме форсажа). При этом следует учитывать, что максимальная взлетная масса четырехдвигательного Ил-76 составляет 217 тонн, а двухдвигательного Су-27 ? 30 тонн. Несмотря на то что номинальный удельный расход топлива Д-30КП-2 немного выше, чем у АЛ-31Ф, в пересчете на килограмм полезной нагрузки он оказывается существенно ниже.
Cхема турбореактивного двухконтурного двигателя
1 ? Вентилятор; 2 ? Компрессор низкого давления; 3 ? Компрессор высокого давления; 4 ? Камера сгорания; 5 ? Турбина высокого давления; 6 ? Турбина низкого давления; 7 ? Сопло; 8 ? Ротор высокого давления; 9 ? Ротор низкого давления
Решение развивать концепцию дозвукового бомбардировщика вполне укладывается в общемировые тенденции. Например, США, в начале 2000-х планировавшие разработать новый сверхзвуковой дальний бомбардировщик, в 2009 году от этой идеи отказались. Возможность сверхзвукового полета для бомбардировщиков ранее являлась одним из способов прорыва системы противовоздушной обороны противника. По такому принципу был создан российский бомбардировщик Ту-160, по нему же ? американский B-1B Lancer. Эти самолеты должны были большую часть пути лететь в экономичном дозвуковом режиме, а систему ПВО преодолевать на большой высоте на сверхзвуке.
Современные средства противовоздушной обороны обеспечивают поражение летательных аппаратов на больших скоростях (до 4,8 километра в секунду для С-400), высоте и дальности. Создание высокоскоростного летательного аппарата, способного прорывать современные системы ПВО, обошлось бы американскому бюджету слишком дорого, да и стопроцентного результата не гарантировало бы. По этой причине Пентагон и принял решение создавать перспективный бомбардировщик NGB с максимальным применением технологий малозаметности. Его также построят по схеме «летающего крыла», а выполнять полеты на сверхзвуке он не будет.
Американский самолет вместо сверхзвуковой скорости получит защиту от последствий ядерного взрыва, новый бортовой радиоэлектронный комплекс с подключением к глобальной информационной сети Пентагона, вооружение и средства радиоэлектронного подавления. Вероятно, по такому же принципу будет создаваться и российский ПАК ДА, которому, как видится, для полного комплекта не хватает только одного ? модульности. Именно она позволит в перспективе в сжатые сроки производить модернизацию необходимых элементов самолета.
Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab® по материалам сайта Lenta.ru.
Другие новости по теме на сайте FEA.ru:
10.03.2013 Европа активно работает над созданием гиперзвукового авиалайнера (проекты Spaceliner и ALPHA), который сможет преодолевать 16 000 км за 90 минут
20.01.2013 Российский истребитель пятого поколения ПАК ФА (Т-50) совершил первый длительный перелет, преодолев 7 000 км. Видео "Т-50 - технологии взлёта", особенности конструкции Т-50, тактико-технические характеристики Т-50 в сравнении с истребителем ВВС США F22 Raptor
20.11.2012. На КнААПО за 17 млрд. руб. будет создано современное авиационное производство будущего
17.11.2012 В Японии разрабатывается истребитель шестого поколения - Mitsubishi ATD-X
30.10.2012 США рассекретили характеристики прототипа летающей тарелки
05.10.2012 Госдума России создает Фонд перспективных исследований - российский аналог американского Агентства перспективных разработок (DARPA)
17.08.2012 Прошло третье испытание гиперзвуковой беспилотной ракеты USAF X-51A WaveRider с прямоточным гиперзвуковым воздушно-реактивным двигателем, способной развивать скорость до 5793,6 км/ч и преодолеть расстояние между Лос-Анджелесом и Нью-Йорком за 46 минут
13.06.2012 CompMechLab-Hi-Tech-Review - Вооружение России: бомбардировщик Су-34, истребители Су-27, Су-35 и МиГ-29, ПАК ФА Т-50
07.05.2012 1. Управляемый немецкий космический аппарат SHEFEX II (SHarp Edge Flight EXperiment), предназначенный для "возвращаемых" космических экспериментов, прошел вибротесты. 2. О работах CompMechLab® НИУ СПбГПУ по численному моделированию возвращаемых аппаратов космических кораблей
24.01.2012 Lockheed Martin представила свое видение истребителя шестого поколения
20.01.2012 Испытатели нашли у истребителя F-35 Lightning II много технических недоработок
25.11.2011 Индия обнародовала подробности об истребителе на базе ПАК ФА
21.08.2011 США второй раз провели испытания гиперзвукового аппарата FHTV-2, сумевшего развить скорость до 20 чисел Маха
03.07.2011. Технология "черного крыла"
17.04.2011. "Изделие 129" (реактивный авиадвигатель второго этапа) для ПАК ФА создадут раньше срока
15.03.2011. ПАК ФА Т-50 впервые преодолел звуковой барьер
23.11.2007 Франция и Великобритания будут строить авианосцы