Исследования и технологии: Су-47 как предшественник пятого поколения
В этом году в составе статической экспозиции авиасалона МАКС присутствовал весьма интересный образец – экспериментальный истребитель Су-47 «Беркут». Этот самолет в свое время создавался для поиска новых решений и отработки перспективных технологий. Ему не удалось избавиться от статуса сугубо опытной машины, но целый ряд наработок нашел применение в следующих проектах и положительно повлиял на развитие нашей авиации.
Единственный Су-47 в процессе выкатки на площадку МАКС-2019. Фото Vpk.name
Основной целью проекта Су-47, с которой были прямо связаны все прочие поиски, являлось изучение т.н. крыла обратной стреловидности (КОС). Отечественные авиаконструкторы начали изучать эту тематику еще в середине восьмидесятых годов, и вскоре появился предварительный проект истребителя с КОС под названием С-22. Впоследствии он «вырос» в новый проект С-32, а в начале девяностых начались работы по самолету С-37, также известному по индексу Су-47 и имени «Беркут».
Уже на стадии теоретических изысканий стало ясно, что самолет с КОС нуждается в новой оптимизированной аэродинамической схеме. Кроме того, необходимы новые подходы и материалы для конструирования планера, испытывающего особые нагрузки. Также прорабатывался задел на будущее в контексте повышения маневренности разными средствами. Для управления новой машиной требовались особые бортовые системы.
В итоге к середине девяностых годов проект С-22/32/37 приобрел особые масштабы. Проводились работы в сферах аэродинамики, материаловедения, электроники и т.д. Их итогом стало создание целого ряда новых компонентов и технологий, необходимых для «Беркута» и пригодных для использования в новых проектах. Часть наработок по С-37 была использована при создании новых образцов техники – прежде всего, истребителя пятого поколения ПАК ФА / Т-50 / Су-57.
Первая публичная демонстрация С-37 на МАКС-2001. Фото Wikimedia Commons
Следует отметить, что основная масса технической информации по Су-47 и Су-57 до сих пор закрыта, и это серьезно затрудняет поиск сходств и различий. Однако доступные данные о современных проектах все же позволяют определить, какие нововведения «Беркута» оказались полезными, а какие так и остались на уровне экспериментов.
Планер Су-47 построен по схеме продольного триплана – он имеет переднее горизонтальное оперение, КОС и хвостовой стабилизатор. Такая схема, реализованная иным образом, неоднократно использовалась на самолетах марки «Сухой» в рамках семейства Су-27. При этом прямые «преемники» Су-47 с точки зрения схемы отсутствуют, т.к. новые самолеты с КОС у нас не строились. Что касается Су-57, то он получил иное оснащение. В частности, вместо ПГО он несет отклоняющиеся носки наплывов крыла.
Главной сложностью при создании КОС является обеспечение прочностных параметров конструкции. Такое крыло склонно к т.н. упругой дивергенции: под воздействием аэродинамических сил плоскость скручивается, что может привести к ее разрушению. Усиление конструкции традиционными методами приводит к росту массы и иным проблемам. В связи с этим для С-37 разработали принципиально новое крыло из композиционных материалов на основе углепластика. Оно сочетало требуемые жесткость и прочность с приемлемой массой.
Композитная панель крыла. Фото Paralay.com
Различные композиты использовались не только в крыле «Беркута». Панели такого рода присутствовали на фюзеляже и оперении. Общая доля композитов в конструкции составляла 13%. При этом крыло имело 90% композиционных деталей.
Наработки в области композитов прямо повлияли на все новые проекты авиационной техники. Так, в самолете Су-57 на композиты приходится 25% сухой массы и 70% внешней поверхности. Впрочем, типы и сорта примененных материалов неизвестны, что не позволяет делать более серьезные выводы о преемственности двух конструкций.
Согласно ранним планам, С-37 должен был комплектоваться полностью цифровой электродистанционной системой управления с несколькими резервными каналами. За счет такой аппаратуры планировалось обеспечить устойчивость самолета особой схемы и упростить работу летчика. Автоматика могла бы брать на себя работу по стабилизации самолета, тогда как человеку оставалось бы лишь управлять полетом. Схожие принципы, но на новом техническом уровне реализованы и в других перспективных проектах.
Основой прицельно-навигационного комплекса должна была стать радиолокационная станция с активной фазированной антенной решеткой. Сейчас подобное оснащение считается обязательным для современных истребителей. Интересной особенностью «Беркута» являлось наличие пары антенн РЛС в хвостовой части фюзеляжа для обзора задней полусферы с целью повышения ситуационной осведомленности.
Характерная черта "Беркута" - развитая механизация плоскостей. Фото Airwar.ru
Подобные идеи получили развитие и привели к интересным результатам. По открытым данным, на Су-57 присутствует не только носовая АФАР РЛС. По планеру распределены другие антенные устройства и датчики, позволяющие одновременно собирать данные со всех направлений.
В целом радиоэлектронное оснащение экспериментального истребителя должно было основываться на современных компонентах, находившихся на переднем крае науки и техники в девяностых годах. Ряд таких технологий остается актуальным до сих пор.
Опытный С-37 / Су-47 получил пару двухконтурных турбореактивных двигателей Д-30Ф6. Весь цикл летных испытаний был проведен с такими изделиями, и на МАКС-2019 истребитель присутствует именно в подобной комплектации. Тем не менее, в прошлом появлялись сообщения о возможной замене двигателей, в т.ч. с внедрением новых технологий.
Су-47 в полете, грузоотсек вооружений открыт. Фото Airwar.ru
В некоторых сообщениях прошлых лет упоминалась возможность замены Д-30Ф6 на двигатели АЛ-41Ф с управляемым вектором тяги. Последний изначально разрабатывался для истребителя «МиГ 1.44», но не был доведен до серии. В связи с этим появились предположения о возможном использовании такого двигателя в перспективном проекте от «Сухого».
«Беркут» так и не получил двигатели с УВТ, но эта функция была внедрена на более поздних истребителях. При этом вновь не обошлось без двигателя АЛ-41Ф. На его основе были созданы новые изделия АЛ-41Ф1 и АЛ-41Ф1С, отличающиеся высокими техническими характеристиками и имеющие ряд характерных особенностей. Двигатели АЛ-41Ф1/С используются на двух современных истребителях – Су-35С и Су-57. Они обеспечивают технике как высокие летные характеристики, так и сверхманевренность за счет УВТ.
Су-47 ни разу не демонстрировали с каким-либо вооружением. Однако общие соображения конструкторов в этом контексте были понятны. На днище фюзеляжа присутствовал крупный люк внутреннего грузоотсека. Таким образом, истребитель мог бы перевозить ракетное и бомбовое вооружение внутри фюзеляжа, улучшая аэродинамику и сокращая заметность для РЛС.
Разработки фирмы "Сухой" в полете, 2005 г. Фото Wikimedia Commons
Новейший Су-57 тоже способен перевозить оружие во внутренних отсеках, что позволяет защитить их от облучения и тем самым сократить радиолокационную заметность самолета. При этом сохраняется возможность установки внешних пилонов. Примечательно, что Су-47 и Су-57 пока являются единственными современными российскими самолетами фронтовой авиации с внутренними отсеками боевой нагрузки.
Изначально С-37 / Су-47 являлся летающей лабораторией для отработки крыла обратной стреловидности и связанных с ним технологий. Также в проекте внедрялись перспективные компоненты БРЭО и иные новинки. В таком качестве «Беркут» прошел всесторонние испытания, по результатам которых были определены реальные перспективы всех реализованных нововведений.
По разным данным, в двухтысячных годах – после завершения испытаний – опытный Су-47 привлекли к проекту ПАК ФА. Определенные положительные качества этого самолета оказались полезными при поиске оптимальных решений для будущего истребителя пятого поколения. «Беркут» вновь стал летающей лабораторией, решающей научные задачи.
Несмотря на все ожидания, прогнозы и надежды, С-37 / Су-47 «Беркут» так и не пошел в серию и не поступил на вооружение. Эта машина осталась в единственном экземпляре, игравшем роль экспериментального образца. Тем не менее, и в таком виде уникальный самолет выполнил поставленные задачи и поспособствовал развитию нашей боевой авиации – важными исследованиями и новыми технологиями.
Единственный Су-47 в процессе выкатки на площадку МАКС-2019. Фото Vpk.name
Новое крыло и новые задачи
Основной целью проекта Су-47, с которой были прямо связаны все прочие поиски, являлось изучение т.н. крыла обратной стреловидности (КОС). Отечественные авиаконструкторы начали изучать эту тематику еще в середине восьмидесятых годов, и вскоре появился предварительный проект истребителя с КОС под названием С-22. Впоследствии он «вырос» в новый проект С-32, а в начале девяностых начались работы по самолету С-37, также известному по индексу Су-47 и имени «Беркут».
Уже на стадии теоретических изысканий стало ясно, что самолет с КОС нуждается в новой оптимизированной аэродинамической схеме. Кроме того, необходимы новые подходы и материалы для конструирования планера, испытывающего особые нагрузки. Также прорабатывался задел на будущее в контексте повышения маневренности разными средствами. Для управления новой машиной требовались особые бортовые системы.
В итоге к середине девяностых годов проект С-22/32/37 приобрел особые масштабы. Проводились работы в сферах аэродинамики, материаловедения, электроники и т.д. Их итогом стало создание целого ряда новых компонентов и технологий, необходимых для «Беркута» и пригодных для использования в новых проектах. Часть наработок по С-37 была использована при создании новых образцов техники – прежде всего, истребителя пятого поколения ПАК ФА / Т-50 / Су-57.
Первая публичная демонстрация С-37 на МАКС-2001. Фото Wikimedia Commons
Следует отметить, что основная масса технической информации по Су-47 и Су-57 до сих пор закрыта, и это серьезно затрудняет поиск сходств и различий. Однако доступные данные о современных проектах все же позволяют определить, какие нововведения «Беркута» оказались полезными, а какие так и остались на уровне экспериментов.
Планер и его особенности
Планер Су-47 построен по схеме продольного триплана – он имеет переднее горизонтальное оперение, КОС и хвостовой стабилизатор. Такая схема, реализованная иным образом, неоднократно использовалась на самолетах марки «Сухой» в рамках семейства Су-27. При этом прямые «преемники» Су-47 с точки зрения схемы отсутствуют, т.к. новые самолеты с КОС у нас не строились. Что касается Су-57, то он получил иное оснащение. В частности, вместо ПГО он несет отклоняющиеся носки наплывов крыла.
Главной сложностью при создании КОС является обеспечение прочностных параметров конструкции. Такое крыло склонно к т.н. упругой дивергенции: под воздействием аэродинамических сил плоскость скручивается, что может привести к ее разрушению. Усиление конструкции традиционными методами приводит к росту массы и иным проблемам. В связи с этим для С-37 разработали принципиально новое крыло из композиционных материалов на основе углепластика. Оно сочетало требуемые жесткость и прочность с приемлемой массой.
Композитная панель крыла. Фото Paralay.com
Различные композиты использовались не только в крыле «Беркута». Панели такого рода присутствовали на фюзеляже и оперении. Общая доля композитов в конструкции составляла 13%. При этом крыло имело 90% композиционных деталей.
Наработки в области композитов прямо повлияли на все новые проекты авиационной техники. Так, в самолете Су-57 на композиты приходится 25% сухой массы и 70% внешней поверхности. Впрочем, типы и сорта примененных материалов неизвестны, что не позволяет делать более серьезные выводы о преемственности двух конструкций.
Бортовое оборудование
Согласно ранним планам, С-37 должен был комплектоваться полностью цифровой электродистанционной системой управления с несколькими резервными каналами. За счет такой аппаратуры планировалось обеспечить устойчивость самолета особой схемы и упростить работу летчика. Автоматика могла бы брать на себя работу по стабилизации самолета, тогда как человеку оставалось бы лишь управлять полетом. Схожие принципы, но на новом техническом уровне реализованы и в других перспективных проектах.
Основой прицельно-навигационного комплекса должна была стать радиолокационная станция с активной фазированной антенной решеткой. Сейчас подобное оснащение считается обязательным для современных истребителей. Интересной особенностью «Беркута» являлось наличие пары антенн РЛС в хвостовой части фюзеляжа для обзора задней полусферы с целью повышения ситуационной осведомленности.
Характерная черта "Беркута" - развитая механизация плоскостей. Фото Airwar.ru
Подобные идеи получили развитие и привели к интересным результатам. По открытым данным, на Су-57 присутствует не только носовая АФАР РЛС. По планеру распределены другие антенные устройства и датчики, позволяющие одновременно собирать данные со всех направлений.
В целом радиоэлектронное оснащение экспериментального истребителя должно было основываться на современных компонентах, находившихся на переднем крае науки и техники в девяностых годах. Ряд таких технологий остается актуальным до сих пор.
Неиспользованные двигатели
Опытный С-37 / Су-47 получил пару двухконтурных турбореактивных двигателей Д-30Ф6. Весь цикл летных испытаний был проведен с такими изделиями, и на МАКС-2019 истребитель присутствует именно в подобной комплектации. Тем не менее, в прошлом появлялись сообщения о возможной замене двигателей, в т.ч. с внедрением новых технологий.
Су-47 в полете, грузоотсек вооружений открыт. Фото Airwar.ru
В некоторых сообщениях прошлых лет упоминалась возможность замены Д-30Ф6 на двигатели АЛ-41Ф с управляемым вектором тяги. Последний изначально разрабатывался для истребителя «МиГ 1.44», но не был доведен до серии. В связи с этим появились предположения о возможном использовании такого двигателя в перспективном проекте от «Сухого».
«Беркут» так и не получил двигатели с УВТ, но эта функция была внедрена на более поздних истребителях. При этом вновь не обошлось без двигателя АЛ-41Ф. На его основе были созданы новые изделия АЛ-41Ф1 и АЛ-41Ф1С, отличающиеся высокими техническими характеристиками и имеющие ряд характерных особенностей. Двигатели АЛ-41Ф1/С используются на двух современных истребителях – Су-35С и Су-57. Они обеспечивают технике как высокие летные характеристики, так и сверхманевренность за счет УВТ.
Вопросы вооружения
Су-47 ни разу не демонстрировали с каким-либо вооружением. Однако общие соображения конструкторов в этом контексте были понятны. На днище фюзеляжа присутствовал крупный люк внутреннего грузоотсека. Таким образом, истребитель мог бы перевозить ракетное и бомбовое вооружение внутри фюзеляжа, улучшая аэродинамику и сокращая заметность для РЛС.
Разработки фирмы "Сухой" в полете, 2005 г. Фото Wikimedia Commons
Новейший Су-57 тоже способен перевозить оружие во внутренних отсеках, что позволяет защитить их от облучения и тем самым сократить радиолокационную заметность самолета. При этом сохраняется возможность установки внешних пилонов. Примечательно, что Су-47 и Су-57 пока являются единственными современными российскими самолетами фронтовой авиации с внутренними отсеками боевой нагрузки.
Летающая лаборатория
Изначально С-37 / Су-47 являлся летающей лабораторией для отработки крыла обратной стреловидности и связанных с ним технологий. Также в проекте внедрялись перспективные компоненты БРЭО и иные новинки. В таком качестве «Беркут» прошел всесторонние испытания, по результатам которых были определены реальные перспективы всех реализованных нововведений.
По разным данным, в двухтысячных годах – после завершения испытаний – опытный Су-47 привлекли к проекту ПАК ФА. Определенные положительные качества этого самолета оказались полезными при поиске оптимальных решений для будущего истребителя пятого поколения. «Беркут» вновь стал летающей лабораторией, решающей научные задачи.
Несмотря на все ожидания, прогнозы и надежды, С-37 / Су-47 «Беркут» так и не пошел в серию и не поступил на вооружение. Эта машина осталась в единственном экземпляре, игравшем роль экспериментального образца. Тем не менее, и в таком виде уникальный самолет выполнил поставленные задачи и поспособствовал развитию нашей боевой авиации – важными исследованиями и новыми технологиями.
Информация