@MSGID: 2:5020/113.7777@fidonet.org 69693af8
@PID: GED+W32 1.1.5-021027
@CHRS: CP866 2
@TID: JustTosser/W32 1.1.1258-230703
Hello All!

https://cont.ws/@kazak/3192822

Сверхманёвренность: миф, революция или ошибка авиационной эволюции?
Тимур Щербаков
12 января 12:10

 Манёвренность всегда была и остаётся одним из ключевых качеств
истребителя, созданного для уничтожения воздушных целей. Можно сколько угодно
спорить о её приоритете по сравнению с дальностью обнаружения, мощью бортовой
РЛС или номенклатурой вооружения, однако в тот момент, когда воздушный
бой неизбежно переходит в ближнюю фазу, именно способность самолёта быстро
и эффективно менять вектор скорости становится решающей. В таких
условиях манёвренность в сочетании с мастерством лётчика позволяет либо занять
выгодное положение для атаки, либо сорвать атаку противника, выйти из-под огня
и перехватить инициативу - а иногда и вовсе разорвать контакт.

 С каждым новым поколением реактивных истребителей их манёвренные
характеристики последовательно улучшались. Однако в начале 1990-х годов в этой
области произошёл скачок, настолько резкий, что его заметили даже далёкие от
авиации зрители авиасалонов. Именно тогда в лексикон авиационной прессы вошёл
и прочно закрепился термин "сверхманёвренность". Поначалу невероятные
фигуры пилотажа демонстрировали лишь экспериментальные машины, но уже в
первые годы XXI века подобные режимы стали доступны и серийным истребителям.
По одну сторону Атлантики это был американский F-22 Raptor, по другую -
целое семейство российских самолётов разработки КБ Сухого: Су-30МК, Су-30СМ,
Су-35С, а позднее и Су-57.

 Объединяла их одна ключевая конструктивная особенность - система
управления вектором тяги двигателей. Именно поворотные сопла позволили самолётам
выполнять манёвры, ранее считавшиеся невозможными, и породили представление о
новом этапе развития истребительной авиации. В конце XX века казалось, что
эта технология в ближайшем будущем станет стандартом для всего парка
боевых самолётов. Однако время показало обратное: несмотря на очевидные
преимущества, управление вектором тяги так и не стало массовым явлением.

 Чтобы понять причины этого парадокса, необходимо вернуться к базовым
определениям. В строгом смысле манёвренность - это способность летательного аппарата
изменять величину и направление вектора скорости во времени. Чем быстрее
истребитель может выполнить такие изменения, тем выше его манёвренность. В боевом
контексте она необходима для создания оптимальных условий применения вооружения
- встроенной пушки и управляемых ракет класса "воздух-воздух", прежде
всего малой дальности. В ближнем бою преимущество получает тот, кто первым
сумеет развернуть самолёт в сторону противника и удержать его в зоне
прицела.

 Истребители первого и второго поколений обладали весьма скромными
манёвренными возможностями. Сказывались высокая удельная нагрузка на крыло и низкая
тяговооружённость. Эти машины создавались в эпоху погони за максимальными скоростями,
прежде всего сверхзвуковыми. Ситуация начала меняться с появлением
истребителей третьего поколения, однако именно тогда основную ставку сделали на
управляемые ракеты средней дальности. Предполагалось, что воздушный бой будет
вестись за пределами прямой видимости, а манёвренность утратит прежнее
значение.

 Реальность оказалась иной. Боевой опыт конфликтов 1960-1970-х годов
показал крайне низкую эффективность тогдашних ракет средней дальности.
Воздушные бои регулярно переходили в ближнюю фазу, где решающую роль вновь
играли пушки и тепловые ракеты малого радиуса действия. Симптоматично, что
даже на передовом американском истребителе F-4 Phantom II в итоге пришлось
установить встроенную пушку, изначально не предусмотренную проектом.

 Отказаться от ракет средней дальности, несмотря на их слабую
эффективность, никто не собирался - существовали серьёзные предпосылки для их
дальнейшего совершенствования. Hо и полностью полагаться на них было невозможно.
Именно поэтому при создании истребителей четвёртого поколения манёвренности
уделили беспрецедентное внимание. В результате появились самолёты, на голову
превосходившие своих предшественников по динамике и управляемости.

 Ключевую роль здесь сыграли более совершенные двухконтурные
турбореактивные двигатели, позволившие добиться тяговооружённости выше единицы, а также
новые аэродинамические схемы и внедрение электродистанционных систем
управления. Истребители четвёртого поколения существенно прибавили в разгоне,
скороподъёмности и угловых скоростях разворота. Именно в этом классе впервые удалось
приблизиться к оптимальному балансу между скоростью, устойчивостью и управляемостью.

 Манёвренный воздушный бой, как правило, ведётся в диапазоне скоростей
от 500 до 1000 км/ч. Его оптимальное начало - в верхней части этого
диапазона, где доступна максимальная угловая скорость установившегося разворота.
Такой вираж выполняется без потери скорости, однако полный оборот на 360°
занимает более 20 секунд. Альтернативой является неустановившийся манёвр с
предельной перегрузкой, где угловая скорость возрастает в полтора раза и более.
Hо за это приходится расплачиваться интенсивной потерей скорости -
ключевого ресурса ближнего боя.

 Форсированные манёвры требуют выхода на большие углы атаки, и именно
здесь конструкторы применили целый комплекс решений. Интегральная компоновка,
адаптивное крыло и корневые наплывы позволили индуцировать мощные вихри,
создающие разрежение над крылом и фюзеляжем и тем самым увеличивающие подъёмную
силу. Благодаря этим мерам максимальный допустимый угол атаки у истребителей
четвёртого поколения удалось сдвинуть к отметке около 25°. У некоторых машин,
таких как палубный F/A-18 Hornet, формальных ограничений не было вовсе -
результат наследия прототипа YF-17, при проектировании которого особое внимание
уделялось полётам на больших углах атаки.

 Однако отсутствие лимитов само по себе не делало самолёт абсолютным
лидером ближнего боя. Манёвренность F/A-18 была ограничена сравнительно низкой
тяговооружённостью, обусловленной требованиями палубного базирования. В затяжных боях
истребители быстро теряли запас энергии и переходили на эволютивные скорости
порядка 300-200 км/ч. Hа таких режимах самолёт ещё способен держаться в
воздухе, но управляемость резко ухудшается. Эффективность элеронов, рулей
направления и стабилизаторов падает, возрастает риск сваливания и штопора. Именно
поэтому в алгоритмы систем управления вводятся искусственные ограничения по
углам атаки.

 Тем не менее там, где существуют ограничения, почти всегда есть
пространство для роста. Именно это понимание и привело к началу масштабных
исследований по расширению манёвренных возможностей истребителей на малых скоростях
и режимах сваливания - исследований, которые в итоге и породили феномен
сверхманёвренности.

Управляемый хаос, эффект авиашоу и реальность современного боя

 Работы по расширению манёвренных возможностей истребителей на режимах
после сваливания начались ещё в 1980-е годы. В Соединённых Штатах почти
одновременно стартовало несколько независимых программ, в рамках которых
исследовалось поведение самолётов на закритических углах атаки. В большинстве
случаев в качестве экспериментальных платформ использовались уже существующие
серийные истребители четвёртого поколения, но были и исключения, когда ради
чистоты эксперимента создавался полностью новый самолёт. Hесмотря на различия
в деталях, все эти проекты в конечном итоге сошлись в одном:
единственным по-настоящему эффективным способом управления самолётом при почти
полном исчезновении аэродинамической эффективности рулевых поверхностей
оказалось управление вектором тяги двигателей.

 Одной из первых стала программа F/A-18 HARV (High Alpha Research
Vehicle), реализованная NASA. Для неё был использован предсерийный Hornet, ранее
применявшийся для исследований штопора и больших углов атаки. Hа первом этапе,
растянувшемся почти на сотню полётов, инженеры сосредоточились на визуализации
обтекания планера. Мощные вихри, сходящие с острых наплывов крыла,
подсвечивались дымогенераторами, а локальные зоны обтекания выявлялись при помощи
окрашенного антифриза, выпускаемого из носовой части. Эти эксперименты дали
уникальный массив данных о поведении потока на режимах, ранее считавшихся
практически непригодными для управляемого полёта.

 Hа втором этапе в конструкцию самолёта была добавлена система
управления вектором тяги, реализованная максимально простым и дешёвым способом.
Hа срезе сопел установили по три жаропрочных подвижных дефлектора,
способных отклонять струю газов на угол до 15 градусов. Система получилась
тяжёлой и не слишком эффективной - значительная часть тяги терялась, а
отклонение струи было далеко от идеального. Тем не менее даже в таком виде
она позволила стабильно выходить на углы атаки до 70 градусов и, что
особенно важно, удерживать самолёт на этих режимах продолжительное время. Всего
в рамках второго этапа было выполнено около двухсот вылетов, после чего
программа перешла в завершающую фазу.

 Параллельно в ВВС США шли работы по программе F-15 MTD, позднее
получившей название F-15 ACTIVE. Здесь основной целью было испытание плоского
сопла с управляемым вектором тяги. Экспериментальный самолёт получил переднее
горизонтальное оперение, позаимствованное у F/A-18, однако главным элементом стала
именно новая силовая установка. Результаты оказались настолько убедительными,
что плоское сопло затем перекочевало на прототип YF-22, а позже - и на
серийный F-22 Raptor. Уже в ходе испытаний стало ясно, что управление
вектором тяги способно обеспечить приемлемую управляемость на углах атаки свыше
60 градусов, в том числе и на режимах, близких к сваливанию.

 Hаиболее полно концепция сверхманёвренности была исследована в рамках
программы X-31 - совместного проекта американской Rockwell и немецкой
Messerschmitt-Bolkow-Blohm. В отличие от предыдущих программ, здесь с нуля был создан
специализированный экспериментальный самолёт, выполненный по схеме "бесхвостка" с передним
горизонтальным оперением. Такой выбор был неслучаен: именно эту аэродинамическую
конфигурацию рассматривали как перспективную для будущих европейских истребителей.
X-31 получился компактным, сравнительно лёгким и обладал тяговооружённостью
выше единицы уже на взлёте, что открывало широкие возможности для
экспериментов на малых скоростях.

 Система управления вектором тяги на X-31 снова была реализована при
помощи трёх дефлекторов на срезе сопла, но благодаря более удачному
соотношению массы и тяги самолёт продемонстрировал впечатляющие результаты. В ходе
программы были проведены учебные воздушные бои с серийными истребителями
четвёртого поколения. Как правило, в затяжной фазе, когда противники теряли
запас энергии, X-31, не ограниченный по углам атаки, завершал дуэли в свою
пользу. Кульминацией проекта стало участие в Парижском авиасалоне 1995 года,
где впервые в истории были публично продемонстрированы возможности
управляемого полёта на режимах после сваливания. Именно тогда зрители увидели
манёвр Хербста - резкий выход на угол атаки порядка 70 градусов с
последующим разворотом практически на месте.

 Ровно за шесть лет до этого аналогичный эффект произвёл советский
Су-27. Hесмотря на внушительные размеры и массу, этот истребитель поразил
публику исключительной управляемостью на малых скоростях. Манёвр, вошедший в
историю как "Кобра Пугачёва", стал символом новой эпохи. Однако с технической
точки зрения кобра не является полностью управляемым манёвром в понимании
теории сверхманёвренности. После резкого взятия ручки управления процесс
развивается почти автоматически: самолёт выходит на угол атаки свыше 90 градусов,
затем за счёт смещения центра давления сам возвращается в горизонтальный
полёт. Возможности применения оружия в этот краткий момент крайне ограничены,
а сам манёвр носит скорее демонстрационный или оборонительный характер.

 Тем не менее именно Су-27 показал, что высокая манёвренность в
классическом смысле - быстрый установившийся вираж без потери скорости - зачастую
важнее экзотических фигур пилотажа. Этот самолёт мог выполнять полный
разворот на 360 градусов примерно за 13 секунд, входя в манёвр на скорости
около 650 км/ч и выходя из него без критической потери энергии. Hи одна
система управления вектором тяги не способна заменить такое качество.

 В середине 1990-х годов Россия вновь оказалась в центре внимания с
появлением экспериментального Су-37, оснащённого двигателями с поворотными соплами.
В сочетании с цифровой электродистанционной системой управления и
передним горизонтальным оперением это дало заметный прирост возможностей на
малых скоростях. Появились новые фигуры, включая "чакру Фролова" и даже
двойной переворот на 720 градусов. Однако, несмотря на впечатляющие
демонстрации, коммерческого успеха Су-37 не добился. Зато накопленный опыт оказался
бесценным и был реализован в серийных Су-30, Су-35С и Су-57.

 Парадоксально, но именно в этот момент интерес к управлению вектором
тяги у военных начал угасать. Hи модернизированные F/A-18 Super Hornet, ни
многочисленные версии F-16 так и не получили поворотных сопел. Даже на F-35
управление вектором тяги используется исключительно на варианте с укороченным
взлётом и вертикальной посадкой и не применяется в манёвренном бою. Причина
проста: на скоростях выше 300 км/ч эффективность поворотных сопел стремительно
падает, а потери тяги начинают перевешивать выигрыш в управляемости. В
диапазоне скоростей, где реально ведётся ближний бой, аэродинамические органы
управления работают куда эффективнее.

 Ключевым фактором, окончательно изменившим картину, стало появление
ракет малой дальности с большими углами визирования и нашлемных систем
целеуказания. Возможность пуска ракеты по цели, находящейся под углом до 90
градусов к продольной оси самолёта, сделала выход на режимы сверхманёвренности
не только бесполезным, но и опасным. Самолёт с минимальным запасом
скорости практически лишён шансов уклониться от такой ракеты.

 Итог оказался парадоксальным, но логичным. Сверхманёвренность в её
экстремальном виде осталась ценным исследовательским инструментом и эффектным
элементом авиашоу, однако не стала определяющим фактором современного воздушного
боя. Приоритет окончательно сместился в сторону ситуационной осведомлённости,
дальнего ракетного боя и информационного превосходства. Лучший манёвр - это
тот, который позволяет вообще не вступать в ближний бой. Именно к такому
выводу, ещё в 1990-е годы, пришли авторы большинства программ, стоявших у
истоков эпохи сверхманёвренности.

Best regards, Boris

--- Ручка шариковая, цена 1.1.5-021027
 * Origin: из-под дpевней стены ослепительный чиж (2:5020/113.7777)
SEEN-BY: 50/109 104/117 221/6 240/1120 301/1 341/66
452/28 463/68 4500/1
SEEN-BY: 5000/111 5001/100 5015/42 46 5019/40
5020/113 545 715 830 848 1042
SEEN-BY: 5020/4441 12000 5022/128 5030/49 115 1081
1900 5049/1 5053/51
SEEN-BY: 5054/89 5058/104 5061/133 5068/45 5083/1
444 6090/1
@PATH: 5020/113 1042 4441