Портрет нафоне: китайский j-20 ироссийскийсу пакфа
- Chaengu J-20 Chengdu J-20 в первый раз оторвался от почвы 11 января 2011 года. Полет в сопровождении истребителя J-10S продолжался около 20 ?мин.. Первые фотографии автомобили, показавшиеся в сети в декабре 2010-го, привели к массе споров — многие специалисты посчитали их поддельными.
- Примечательно, что первый полет J-20 пришелся на?второй сутки визита военного министра США Роберта Гейтса в ?Поднебесную
Су ПАК ФА Истребитель с долгим заглавием «Перспективный летный комплекс фронтовой авиации» уже удачно завершил десятки испытательных полетов. ОКБ «Сухой» собирается начать создавать ПАК ФА небольшими сериями в 2013 году, а в 2015-м вывести серийное производство на полную мощность. Оценочная цена автомобили? — $100?млн
- F-22 Raptor F-22 Raptor — единственный на сегодня серийный истребитель пятого поколения. Созданный как истребитель для завоевания превосходства в воздухе, он может употребляться и для поражения наземных целей, радиоэлектронной борьбы и?разведки. Цена «Раптора» — $150 млн
МиГ 1.42 МиГ 1.44 разрабатывался в 1980—1990-х годах в ОКБ им.
- Микояна как противовес американскому «Раптору». Аппарат вспоминал как сверхманевренный малозаметный истребитель, способный к сверхзвуковому крейсерскому полету на бесфорсажном режиме. 1.44 — это шифр опытного образца, серийная машина должна была взять индекс 1.42
F-35 Lightning Принадлежность F-35 Lightning к самолетам 5-го поколения спорна. Перспективный малозаметный истребитель довольно часто относят к поколению 4+, в?частности из-за неспособности к сверхзвуковому полету на бесфорсажном режиме.
- На фото прекрасно видны боковые були воздухозаборников с?разворотом пограничного слоя DSI, подобные воздухозаборникам J-20
Первые сведения в русском печати о том, что в Китае ведется разработка нового истребителя 5-го поколения, показались летом 2009 года. Тогда считалось, что им станет J-10B с двумя двигателями. В декабре того же года на протяжении визита в Москву китайская делегация затронула тему закупок двигателей для нового тяжелого истребителя.
Стало очевидным, что в Китае ведутся работы по созданию принципиально новой автомобили.
Самолет проектируется под управлением конструктора Янг Вея в Chengdu Aircraft Corporation (CAC), в которой до этого были созданы FC-1 и J-10. Для справки, Янг Вей взял высшее образование в? 19? лет, а уже в 35 стал главным конструктором.
От одного раунда переговоров к второму росло познание вопроса китайскими товарищами ?- и их запросы. Поступила информация, что новый истребитель проектируется под два двигателя тягой на режиме полного форсажа в 14 тс. Подробности переговоров, показавшиеся в сети, анализ поставок подробностей АЛ-31 в Китай, и фотографии J-20 разрешают сделать занимательные выводы о конструкции самолета.
Мотор с разборки
Моторов собственной разработки с требуемым классом тяги у Китая нет. Для самолетов Ил-76 импортируются двигатели Д-30 производства НПО «Сатурн», но это бесфорсажный мотор. В принципе, китайцы смогут самостоятельно модернизировать его, чтобы получить более современный аналог двигателя Д-30Ф6 с форсажной камерой.
Бесфорсажная тяга для того чтобы мотора может составить 9,5−10?тс, форсажная — 16−16,5 тс. Нельзя исключать, что размеры мотогондол J-20 разрешают установить на самолет столь большие двигатели. Информации о?проведении таких работ нет, но увеличивается активность Китая в другом направлении.
Китайцы берут в виде россыпи лопатки и диски турбин, покрывные диски, жаровые трубы для АЛ-31Ф (изделия 99В и 39). Количества закупаются очевидно не ремонтные: сумма поставок достигает $100 млн в год. В ?Россию из Китая не возвращается ничего, не поступает никаких рекламаций.
Все блоки и агрегаты остаются на замечательно оснащенном ремонтном заводе «Лимин» и в том месте восстанавливаются.
В скором будущем Китай планирует кроме этого закупить на ММПП «Салют» 250 простых двигателей АЛ-31ФН (изделие 39). Имеется сведения о попытках китайцев создать личные компрессоры низкого (КНД) и?большого (КВД) давления для двигателей класса АЛ-31. Приделав к газогенератору АЛ-31ФН (изделие?
39), собранному на базе поставляемой из России россыпи подробностей, снова созданный КНД увеличенной производительности по расходу воздуха, с большей степенью увеличения давления, в Китае возможно смогут взять до 15,5 тс тяги на полном форсаже и 9 тс большой тяги на бесфорсажном режиме.
Двигатели должны будут закупаться со всеракурсным соплом с управлением вектором тяги (УВТ) типа КЛИВТ совместной разработки ММПП «Салют» и ?НПО им. Климова. Использование всеракурсного УВТ на двухдвигательном самолете, согласно точки зрения китайцев, окажет помощь преодолеть родовую болячку Су-30 МКИ — сваливание на хвост в низкоскоростных маневрах с громадными углами атаки и ?крена.
Плюс всеракурсного УВТ в русском выполнении пребывает в том, что сопла смогут поворачиваться несимметрично и незеркально. К примеру, одно сопло может отклоняться в то время, как второе стоит ровно. Это расширяет возможности увеличения маневренности.
Запрашиваемые китайцами скорости угла перекладки и параметры поворота сопла показывают, что они планируют использовать УВТ для газодинамического управления самолетом — к примеру, для понижения балансировочного сопротивления либо увеличения путевой устойчивости. Это подтверждает и цельноповоротное вертикальное оперение довольно маленького размера.
Электронный концепт-замысел
Глядя на размеры самолета, относительно маленькое крыло и выбранные для него двигатели, тяжело поверить, что это истребитель для завоевания превосходства в воздухе. Тяга двигателей в 14 тс недостаточна с целью достижения тяговооруженности, сопоставимой с другими истребителями 5-го поколения.
По-видимому, речь заходит о носителе агрегатов и демонстраторе разработок. Самолет имеет длину, сравнимую с? С-37 либо МиГ-1.42. Осведомленные эксперты прозвали предшественника «Дракона» J-10 за его не самые выдающиеся маневренные качества «зубилом». J-20 еще дальше ушел от концепции легкого маневренного самолета с расширенными ударными функциями, каким был израильский LAVI, послуживший прототипом для J-10.
Так, вероятнее речь заходит о развитии линии многоцелевых самолетов J-8II — J-9. И нужно признать, что в этом направлении Китай сделал громадный ход вперед.
На J-20 решили опробовать множество новинок, показавшихся на западных самолетах 4 и 5-го поколений. К примеру, в возможности самолет будет оснащен электрической совокупностью дистанционного управления (ЭДСУ) без дублирующей механической либо гидравлической совокупности. Все бортовое оборудование и электрические системы планируется объединить сетью Ethernet. Личность начальника проекта Янг Вэя частично растолковывает это храброе и очень спорное техническое ответ.
Управленец по квалификации, он до тонкостей осознаёт такие вещи, как информационный протокол. Последовательность элементов и систем, к примеру беспереплетный фонарь, уже изготовлены на серийном оборудовании. Правда, пока неясно, какова прочность данного фонаря.
Под крыльями J-20 видны громадные обтекатели гидравлических приводов аэродинамических поверхностей, похожие на такие же обтекатели у МиГ-1.42. Их размеры разрешают высказать предположение, что гидросистема J-20 трудится на давлениях 21−28 МПа.
На протяжении переговоров китайская делегация высказала пожелание закупить двигатели АЛ-31 новой серии с?в два раза более замечательной коробкой самолетных агрегатов. Мощность КСА в 500?кВт говорит о увеличении энергоемкости борта. Предполагаемый режим работы со быстрым ростом потребляемой мощности (неспециализированной длительностью 1 60 секунд, два раза за полный ресурс двигателя) наводит на идея о применении на на данный момент-20 замечательной активной совокупности радиоэлектронного противодействия либо создания результата малозаметности в разных диапазонах длин волн при помощи электромагнитных излучателей.
Утка — не птица
С позиций аэродинамики самолет оставляет противоречивое чувство. Китайские конструкторы очевидно задались целью скрупулезно направляться правилу площадей, что нужно для понижения волнового сопротивления на сверхзвуковых скоростях, и максимально обжали гаргрот фюзеляжа за фонарем кабины. Вместе с тем просматривается желание выделить хватает места для громадного отсека оружий между каналами воздухозаборника вблизи от центра тяжести.
Наряду с этим не весьма ясно, где у J-20 расположены топливные баки. Быть может, громадная дальность ему и не нужно: до Тайваня от Китая не так на большом растоянии.
Выбранная для J-20 балансировочная схема «утка» с разнесенными на громадное расстояние передним горизонтальным оперением (ПГО) и высоко расположенным крылом в громаднейшей степени заслуживает критики. На современных самолетах схема «утка» в чистом виде в далеком прошлом не используется. Обстоятельство в органически свойственном ей недочёте, известном называющиеся «тенденция к клевку» на критических углах атаки.
На данный момент видятся две главные разновидности продольной балансировочной схемы с ?ПГО. Первая — «утка» с близко расположенным передним оперением, либо, как ее еще именуют, «биплан-тандем». По таковой схеме выстроены шведские истребители компании SAAB. Вторая — «бесхвостка» с дополнительным ПГО.
Близко расположенное ПГО в некоей степени эквивалентно корневому наплыву крыла, потому, что кроме этого мешает смещению аэродинамического фокуса (точки приложения равнодействующей аэродинамических сил) назад. Помимо этого, оно увеличивает подъемную силу крыла на громадных углах атаки. Использование близко расположенного ПГО на малозаметных самолетах возможно оправданным, потому, что разрешает сделать все передние кромки несущих поверхностей параллельными друг другу.
Но на J-20 ничего этого нет. ПГО разместили так, дабы максимально высвободить место под отсеки оружий в центре фюзеляжа, в?районе центра тяжести. Такое же ответ использовано на С-37, но в том месте крыло имеет обратный угол стреловидности.
У J-20 ПГО имеет отрицательный начальный угол установки, а ?кроме этого маленький хороший поперечный угол крыла. Последнее предотвращает попадание вихревых жгутов, имеющих пониженное давление, под высоко расположенное главное крыло. В следствии боковые кромки и передние крыла и ПГО были не параллельными друг другу, что противоречит идеологии «стелс».
Так, желание выделить побольше места под отсек оружий стало причиной неоптимальному сочетанию схемы высокоплана с продольной балансировочной схемой «утка». Иначе, повышение отношения длины фюзеляжа к его миделю приблизительно на 20% если сравнивать с Т-50 и F-22 конкретно говорит о желании улучшить аэродинамические характеристики самолета на маленьких сверхзвуковых скоростях и в один момент расширить его транспортную эффективность.
Все это совместно говорит в пользу того, что мы имеем дело с перехватчиком, второй функцией которого, "Наверное," есть атака авианосных соединений. Низкая тяговооруженность, а?кроме этого относительно маленькое по площади крыло, очень сильно смещенное назад, не разрешают сохранять надежду не приемлемую маневренность в воздушном бою.
Пятерка с минусом
Проектировщики постарались применить последовательность актуальных технических ответов, дабы сделать самолет похожим на представителя 5-го поколения: воздухозаборник с разворотом пограничного слоя, машинально отклоняемые цельноповоротные кили, поверхности предварительного сжатия потока в носовой части фюзеляжа.
Для сравнения отметим, что разрешает отнести к самолетам 5-го поколения американский F-22 «Раптор» и? российский Су ПАК ФА (T-50). У «Раптора» это высокая скорость выхода на продольную и поперечную перегрузку (вдвое лучше, чем у F-16), управляемый вектор тяги, интегрированный с совокупностью управления самолетом. Автоматическое отклонение плоского сопла значительно расширяет запас управляемости по углу атаки, и увеличивает скорость вращения около вектора скорости на громадных углах атаки.
F-22 кроме этого имеет сверхзвуковую крейсерскую скорость полета, которая достигается на бесфорсажном режиме работы двигателя. И само собой разумеется, F-22 труднообнаружим для бортовых радиолокационных станций самолетов 4-го поколения, что много раз было показано на учениях. Так, американским экспертам удалось создать самолет, значительно превосходящий в?ближнем воздушном бою истребители 4-го поколения ?F-16 и F-15.
На русском Т-50 применен целый арсенал последних динамики полёта и достижений аэродинамики. Это и? управляемые сверхзвуковые воздухозаборники с пространственным сжатием потока, прекрасно трудящиеся как на громадных углах атаки, так и при громадных углах скольжения. И ?мелкие цельноповоротные кили, машинально отклоняющиеся для обеспечения путевой устойчивости.
И? подвижные части наплыва крыла; уникальная схема горизонтального оперения, утопленного в крыло; оптимальное разнесение двигателей со всеракурсными соплами. Все это вкупе с громадным числом подвижных аэродинамических поверхностей снабжает яркое управление аэродинамическими силами по всем координатам.
Сочетание оптимального распределения площадей по длине самолета с действенными управляемыми воздухозаборниками снабжает Т-50 высокую сверхзвуковую крейсерскую скорость, которая, по оценкам, может быть около М = 1,8 (М — число Маха, равняется отношению скорости полета к скорости звука). Двигатель 117, установленный на русском самолете, если сравнивать с АЛ-31Ф имеет увеличенную до 15 тс тягу на форсаже.
На нем применены новый КНД с расходом воздуха 123 кг/с, новая турбина и ?другие узлы, имеющие улучшенные характеристики. Расход воздуха через воздухозаборник Т-50 ограничен величиной около 130 кг/с — следовательно, при повышении диаметра вентилятора возможно рассчитывать на достижение тяги 16 тс на чрезвычайном режиме. Рекордная тяговооруженность кроме того с двигателем первого этапа в сочетании с?большой площадью крыла гарантируют Т-50 непревзойденную маневренность.
На фоне соперников J-20 выглядит аутсайдером. Возможно, на его компоновку оказали сильное влияние российские экспериментальные самолеты МиГ-1.42 и С-37. Сравнение оформления хвостовых частей J-20 и МиГ-1.42 говорит о прямом заимствовании схемы, созданной в? ЦАГИ.
Размещение верхних и нижних килей на выносных балках, идущих на протяжении фюзеляжа, отличается от соответствующих схем 1.42 и Су-27 лишь углом развала. направляться подчернуть, что на всех новых самолетах от подфюзеляжных килей отказались, потому, что такая схема очевидно не соответствует современным представлениям о малозаметности.
Дорогу осилит идущий
Вышеприведенный анализ говорит о том, что при с J-20 мы до тех пор пока имеем дело с носителем агрегатов, предназначенным для демонстрации разработок. Это самолет, талантливый развивать сверхзвуковую скорость, но не предназначенный для долгих полетов с М > 1 на бесфорсажных режимах работы двигателей.
Показавшиеся в сети заявления, что на самолете установлен китайский двигатель WS-10 либо WS-15, не соответствуют действительности: фотографии конкретно показывают на то, что на первом экземпляре J-20 стоит простой АЛ-31ФН. Одновременно с этим воздухозаборники очевидно избыточного размера предполагают возможность установки в будущем двигателей с ?расходом воздуха более 130 кг/с. Следовательно, возможно ожидать успехи большой скорости полета до М = 2.
Аэродинамическая схема J-20 противоречива. очевидно преобладает желание иметь большой отсек оружий, расположенный близко к центру весов самолета. Тяжело представить, что оказавшаяся схема с недостаточной площадью крыла, рудиментами в ?виде подфюзеляжных килей и кромками ПГО, не параллельными передней кромке крыла, может оказаться маневренной и малозаметной.
Иначе, принятая схема без неприятностей разрешит J-20 летать на громадных углах атаки. Быть может, китайские эксперты сохраняют надежду в будущем повысить маневренность самолета посредством УВТ. Но выбор всеракурсного сопла при столь близком размещении двигателей приятель к?приятелю представляется неэффективным. Хотелось бы знать, учитывали ли китайские эксперты такую проблему, как донное сопротивление.
Обоюдное влияние сверхзвуковых струй друг на друга может привести к сильным возвратным течениям в сторону донной части фюзеляжа и? негативному влиянию на элементы конструкции самолета.
Не обращая внимания на очевидные недочёты J-20, необходимо признать, что Китай сделал громадный ход вперед в развитии авиационной науки и техники. Изучения ведутся широким фронтом и сходу во всех направлениях. Складывается чувство, что китайское управление, не считаясь с затратами, задалось целью отыскать оптимальные дороги развития методом перебора всех вероятных вариантов. Так же действовали в СССР незадолго до Второй мировой.
Сейчас Китай уже не закупает за границей тяжелые наземные оружия, на следующий день он не будет брать и самолеты. Темпы развития китайской авиационной индустрии впечатляют и заставляют задуматься.
Воздухозаборники с разворотом пограничного слоя
Воображает интерес носовая часть фюзеляжа J-20 с воздухозаборниками DSI (DSI-Diverterless Supersonic Inlet). Сам по себе DSI не есть чем-то принципиально новым, в ОКБ Сухого его желали применить на Т-10Е еще в первой половине 80-ых годов XX века. В ЦАГИ DSI был изучен в ?финише 1970-х годов и стал называться воздухозаборника с выносным булем (клином, рампой) для слива пограничного слоя (ПС).
На поверхности летательного аппарата под действием сил вязкости образуется узкий слой воздуха, скорость в котором значительно ниже, чем в? главном потоке. Попадая в воздухозаборник, где воздушный поток тормозится, пограничный слой под действием хорошего градиента давления отрывается от стенок, что приводит к сильной неравномерности течения на входе в двигатель а также может привести к ?его остановке.
Установка вынесенного вперед буля разрешает развернуть солидную часть линий тока ПС к боковым стенкам воздухозаборника и тем самым отказаться от щелей для слива ПС между фюзеляжем и воздухозаборником. Это положительно отражается как на величине лобового сопротивления, в особенности на сверхзвуковых скоростях, так и на малозаметности самолета. Такие воздухозаборники смогут быть с ?успехом применены впредь до скоростей полета, соответствующих числам Маха 1,4−1,5.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№101, март 2011).
<
h4>