Работа Сергеева Степана, школа № 1241, г. Москва

Истребители третьего тысячелетия

План

1) Вступление:
 - необходимость создания истребителя поколения;
 - что такое истребитель пятого поколения.
2)Основные характеристики и качества истребителя пятого поколения:
 - геометрические формы корпуса;
 - экипаж;
 - бортовое оборудование;
 - боевые возможности;
 - вооружение и подвесное оборудование;
 - стоимость и условия производства.
3) Заключение

В условиях современной войны помимо передовой тактики использования различных родов войск необходима современная техника. Одной из ключевых особенностей тактики, использовавшейся войсками немецкой армии во время Второй Мировой  войны, было завоевание господства в воздухе и последующая поддержка своих войск с воздуха.

Впоследствии эта тактика была перенята многими странами, включая США. Командование ВВС США   использовало эту тактику очень эффективно во время войны в Персидском заливе. Более того, нанося точечные удары по коммуникациям, по скоплениям войск противника, они свели количество боевых столкновений практически к минимуму, что привело к победе над Иракской армией в короткий срок и без серьезных потерь. В таких условиях войны США обошлись без поддержки истребительной авиации, однако, в случаи конфликта со страной, имеющей на вооружении большое количество современной истребительной авиации, серьёзные воздушные столкновения практически неизбежны. Поэтому многие страны понимают необходимость создания истребителя пятого поколения, которые будут превосходить в воздушном бою все современные истребители поколения 4 и 4+ и, возможно, 5. 
Проектов истребителей пятого поколения существует не очень много, а реализован лишь проект ВВС США JSF F-22 “Raptor”, но, “F-22’” лишь недавно начал поступать на вооружение.

Требования к истребителю пятого поколения, как и к истребителю четвертого поколения, были разработаны с учетом опыта эксплуатации самолётов предшествующих поколений, новейших технологий, поэтому требования предъявляемые к ним достаточно высоки.

Высокие требования к истребителю пятого поколения требуют особого подхода к проекту, использования новых решений, поэтому у экспертов разных стран сформировались различные мнения относительно того, как он должен выглядеть и какие  характеристики должен иметь. Поэтому в странах, занимающихся созданием истребителя пятого поколения, проекты принципиально отличаются друг от друга. Например, американский F-22 “Raptor” даже внешне не похож на русский С-37 “Беркут”. Но всё же эксперты разных стран мира сходятся во мнении относительно общих черт истребителя пятого поколения.

Геометрическая форма корпуса истребителя играет не последнюю роль в проекте. От  нее зависит скорость, маневренность, скрытность, размещение вооружения. Также скорость, маневренность и устойчивость самолёта в полёте зависят от формы крыла и стреловидности крыла.  Кроме того определённая (треугольная) форма крыла позволяет избавиться от рулей высоты. Последнее качество использовано на самолёте “Мираж”. Но форма и размер  крыла зависят от размеров самолёта, то есть чем больше самолёт, тем больше  должна быть подъёмная сила, а, следовательно, площадь крыла. Помимо площади, крыло характеризуется стреловидностью. Существуют крылья прямой, обратной, изменяемой стреловидности. Стреловидность крыла также влияет на скорость и маневренность. Но крыло изменяемой стреловидности позволило использовать преимущества обоих вариантов крыла. Крыло  меняет стреловидность в зависимости от скорости. Такое крыло при взлёте расположено на расстоянии от корпуса, а когда самолет набирает скорость и высоту, крыло придвигается к корпусу самолёта.  Один из наиболее  перспективных вариантов крыла – крыло обратной стреловидности. Оно дает большую, по сравнению с крылом прямой стреловидности, подъемную силу, что  увеличивает грузоподъемность. Крыло обратной стреловидности также увеличивает аэродинамические качества, особенно на малых скоростях, что делает самолёт маневреннее. Также такое крыло увеличивает внутренний объём планера, что позволяет создать внутренние отсеки. Такой тип крыла позволяет увеличить дальность полёта на дозвуковых скоростях, поскольку балансировочное сопротивление ниже, чем у крыла прямой стреловидности. Но проектирование такого типа крыла связанно с определёнными  трудностями, как например, необходимость создания принципиально нового крыла с особо расположенными осями жесткости  и состоящим из композитных материалов, так как крыло должно быть прочным и легким.  Однако существует ещё один недостаток: истребитель с крылом обратной стреловидности не может быть базирован на авианесущем корабле, ведь он слишком громоздок и не может быть оснащён складными крыльями, так как система складывающихся крыльев может привести к серьезным авариям, из-за нарушения целостности крыла.
 Помимо  крыла, главнейшая часть самолёта – корпус. Его формы должны быть мягкими с плавным переходом одной части в другую. Если детали сделаны и подогнаны друг к другу  с большой точностью, соединены между собой с минимальным количеством заклёпок, швов, то это улучшит аэродинамику и снизит заметность, а внешние подвески вооружения и топливных баков также снижают аэродинамические качества самолёта и повышаю заметность. Поэтому истребитель пятого поколения должен нести вооружение во внутренних отсеках. Сам самолёт должен быть выполнен из композитных материалов и покрыт слоем радиопоглощающей краски. Эти материалы дороги, но необходимы для истребителя пятого поколения. Композитные материалы используются с целью заменить сложные системы элементов корпуса, придающие ему необходимую жесткость, более простыми и сделать самолёт легче. Радиопоглощающие материалы необходимы, чтобы снизить эффективную отражающую поверхность самолёта.
Следующая после корпуса по важности часть самолёта – кабина. Пилот, располагается в катапультируемом кресле, дабы в случае получения серьезных повреждений самолёта, покинуть его. В случае, если истребитель играет ещё и роль бомбардировщика или штурмового самолета, требуется второй пилот – штурман и оператор вооружения. Он располагается сзади первого пилота или рядом. Штурман имеет свою приборную доску и свой штурвал, поэтому может принять на себя управление самолётом в экстренных случаях.  Расположение пилотов друг за другом позволяет уменьшить  габариты самолёта, а в случае расположения пилотов рядом друг с другом серьезно снизится их утомляемость, что позволит совершать перелёты на большие расстояния, в том числе с дозаправками. Фактор утомляемости играет в данном случае не последнюю роль, ведь на данный момент не существуют беспилотные истребители, самолетом по-прежнему управляет человек, а не машина.

Также необходимо правильно расположить приборы на приборной доске, экран радара, информацию на лобовом стекле, прицел, системы навигации. В противном случае, все системы практически перестанут выполнять свою основную функцию – помогать пилоту и превратятся в нагромождение шкал и циферблатов. Я считаю, что в качестве приборной доски самолёта можно сделать монитор, на котором будет отражена необходимая на данный момент информация: курс, высота, скорость, текущий боезапас. Помимо этого необходима система звукового и цветового оповещения. Звуковое оповещение будет встроено пилоту в шлем, причем голос должен быть женским, поскольку большинство пилотов – мужчины, а женский голос лучше воспринимается. Система должна оповещать пилота в случае обнаружения самолётов противника, или о необходимости срочной заправки. Также на экране можно расположить карту с района, где проводится боевое задание, с указанием местонахождения своих и вражеских частей и текущим местонахождением самолета. Систему светового оповещения можно сделать  в виде прозрачных кнопок, разных цветов. Например, распределить желтый, красный, синий следующим образом: желтый индикатор загорается в случае необходимости дозаправки ли прекращения полёта. Красная кнопка будет отвечать за выключение двигателя (двигателей) в случае отказа или повреждения, причем на тяжелом двухдвигательном истребителе можно будет сделать прямоугольную кнопку, при нажатии на правую часть которой будет отключен правый, а при нажатии на левую её часть левый, двигатели соответственно.  Горящий синий  индикатор будет указывать на то, что закрылки находятся в боевом положении.

Следующая по важности часть самолёта – бортовая радиолокационная система (РЛС). Именно с её помощью  распознаются цели по системе «свой – чужой» и наводятся некоторые виды управляемых ракет. Постепенное совершенствование бортовых локаторов привело к тому, что они способны обнаруживать цели на дальности до 100-120 километров, сопровождать и обстреливать одновременно до 20 целей.  Без локатора самолёт слеп и практически не способен противодействовать самолетам противника. Также без локатора некоторые виды   высокоточного и корректируемого оружия бесполезны. Поэтому все современные истребители оснащены локаторами. В идеале истребитель пятого поколения должен быть оснащён радаром, способным распознавать любые цели, в том числе самолёты-невидимки противника. Он должен быть надёжным и безотказным. Некоторые метеорологические условия могут создавать помехи для работы РЛС.

Но даже самолёт, оснащённый по последнему слову техники, но не способный взлететь, бесполезен, поскольку не может использоваться по своему основному назначению, что схоже с его уничтожением.  В 70-е годы как СССР, так и США осознавали необходимость создания самолёта вертикального взлёта и посадки (ВВП), поскольку в случае серьезного военного конфликта, с участием этих держав, серьезные разрушения неизбежны. В этом случае будет нанесен удар, возможно, даже ядерный, по местам базирования истребительной авиации противника. Помимо серьезных потерь придет в негодность одно из главных сооружений – взлётно – посадочная полоса, что не позволит использовать самолёты. Только самолёты ВВП или самолёты укороченного взлета и посадки могут быть использованы в такой ситуации, так как они могут базироваться практически везде, где есть ровная площадка. Это одна из причин, по которой истребитель пятого поколения   должен быть укороченного взлета и посадки или ВВП.  Другая причина - это возможность    одновременного взлёта сразу нескольких самолётов укороченного взлёта, а в случае самолётов ВВП около десятка, с палубы  авианосного корабля.  Для создания такого типа самолётов можно использовать двигатель с изменяемым вектором, причем  для вертикального взлёта и посадки необходим двигатель с возможностью изменения угла от -90 до 0 градусов по вертикали и наличие турбин в передней части корпуса. Либо необходим двигатель с несколькими соплами по бокам корпуса. Сам же самолёт будет оснащён двигателями пятого поколения которые по соотношению вес/мощность 0,1. То есть при весе в 1000кг тяга будет равна 10000кг. Самолёт, оснащённый двигателями с изменяемым вектором тяги, гораздо маневреннее, и в случае ближнего воздушного боя имеет больше шансов на выживание и победу, так как в ближнем воздушном бою побеждает самый маневренный самолёт.

Но самый маневренный истребитель не сможет выполнить свою функцию без оружия, как встроенного, так  и навесного. Обычно истребители вооружаются скорострельной авиационной пушкой калибром от 20 до 30 миллиметров. Всё остальное вооружение  навесное. Помимо ракет различных типов и радиусов действия, истребитель может быть оснащён подвесными топливными баками для повышения дальности полёта без дозаправки, различными прицельными комплексами, позволяющими использовать высокоточное оружие и вести боевые действие ночью. В зависимости от оснащения функции истребителя могут меняться от самолёта сопровождения до штурмовика и бомбардировщика. Но простое оснащение истребителя, например, высокоточным оружием, снижает его боевой потенциал, поэтому гораздо выгоднее создать модификацию этого самолёта, которая будет использоваться, как штурмовик или бомбардировщик. Основное вооружение истребителя пятого поколения – ракеты всех радиусов действия, включая сверхдальний. Они будут располагаться в специальных контейнерах, внутри самолёта, откуда будут сбрасываться перед запуском. Другой вариант - закрепление ракет на вращаемом  барабане, также расположенном внутри самолёта. Оба этих варианта, как сказано выше,  снижают заметность самолёта и улучшают его аэродинамические показатели.    

Но из всего вышесказанного следует, что истребитель пятого поколения будет трудным и дорогим в производстве, поэтому иметь на вооружении даже полсотни этих машин сможет позволить себе не каждое государство, поэтому такие машины будут закупаться и производится небольшими партиями из-за их дороговизны. Хотя такие мощные в экономическом плане страны как Китай и США смогут позволить себе перевооружение своих ВВС более совершенными машинами в большем количестве. В остальных же случаях истребители пятого поколения будут состоять на вооружении элитных авиационных соединений, либо страны, не способные купить такие самолёты, будут закупать самолёты предыдущих поколений или модернизировать уже имеющиеся самолёты. Само производство таких самолётов требует развитой промышленности, так как истребитель пятого поколения будет состоять более чем на 20% из композитных материалов, без которых самолёт может утратить свои качества.

В заключении я хочу заметить, что истребители пятого поколения являются новейшей техникой и прослужат около пятидесяти лет, прежде, чем встанет вопрос о создании самолётов нового поколения. Что касается оснащения самолётов боевыми лазерами, микроволновым  и прочим футуристическим оружием, то здесь можно с уверенностью сказать, что до появления принципиально новых компактных и мощных источников энергии создание самолётов, вооруженных ими, на данный момент  невозможно. Это же касается и беспилотных истребителей, ведь пилот воспринимает ситуацию лучше, управляя настоящим самолётом в реальной боевой ситуации, чем управляя им из командного центра, к тому же сигнал, идущий из центра управления, можно перехватить, изменить, рассеять, что сведёт потенциал дистанционно управляемого истребителя на нет. Поэтому в ближайшие сто лет боевые действия в воздухе практически не изменятся, по сравнению с концом XX-го века.