Проблемы сверхзвукового боевого полёта

Военно-воздушные силы /
Командования ряда капиталистических государств, и особенно , уделяют большое внимание всесторонней подготовке своих войск к будущим агрессивным войнам. Значительное место в такой подготовке, о чем свидетельствуют многочисленные учения объединённых вооружённых сил , отводится организации и проведению авиационной поддержки сухопутных войск и ВМС, которая во многом зависит от способности авиации преодолевать сильную противовоздушную оборону противника.

Анализируя опыт локальных войн и учитывая прогрессирующее развитие техники и оружия, за рубежом пришли к выводу, что в будущих войнах авиации придётся встретиться со сплошной ПВО территории противника, усиленной вокруг важных объектов. Такая оборона будет охватывать практически все высоты, на которых возможны полёты современных самолётов. В этих условиях тактическим истребителям необходимо осуществлять прорыв системы ПВО на пути к целям, в районе их местоположения и на обратном маршруте.

В иностранной печати уже описывались отдельные способы преодоления ПВО, а именно: обход плотно прикрытых районов, оборонительное маневрирование с одновременной постановкой радиоэлектронных помех, полёт на предельно малых высотах, пуск управляемых ракет вне зон поражения ЗРК. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, а некоторые могут применяться только в определённой боевой обстановке.

В последнее время зарубежные специалисты все больше стали склоняться к тому, что боевые самолёты должны преодолевать сплошную сильную ПВО противника на малых и предельно малых высотах, на как можно больших, и даже сверхзвуковых, скоростях.

Полёты на малых высотах практически уже освоены. Па некоторых самолётах устанавливается даже специальная аппаратура, позволяющая летать в автоматическом режиме на предельно малых высотах с огибанием рельефа местности. К ним в США относятся истребитель-бомбардировщик F-111 и средний бомбардировщик FB-111.

Что касается полётов на сверхзвуковых скоростях, то при их осуществлении в нижних плотных слоях атмосферы возникает ряд проблем, связанных с прочностью конструкции, совершенством бортовой аппаратуры и психологической нагрузкой экипажей. Но, учитывая определённые преимущества таких полётов при преодолении ПВО по сравнению с другими способами, иностранные специалисты изыскивают пути разрешения возникающих трудностей.

Прежде всего отметим преимущества полётов на сверхзвуковой скорости. Такие полёты, как подчёркивалось в зарубежной печати, уменьшают шансы противника сбить самолёт огнём зенитных средств или истребителями-перехватчиками.

Вероятность уничтожения самолёта огнём зенитных средств зависит главным образом от характеристик последних, а также от высоты и скорости полёта самолёта. В капиталистических странах существуют такие ЗРК, как, например, и , которые не рассчитаны на ведение прицельного огня по самолётам, летящим на сверхзвуковой скорости. Но имеются и другие ЗРК — , », и СЗУ , способные поражать цели, следующие по маршруту соответственно на скоростях 500, 555, 450 и 475 м/с. Однако время реакции некоторых из них (с момента обнаружения летящего самолёта до стрельбы) не всегда позволяет сбивать низколетящие цели. Для последних ЗРК и СЗУ оно соответственно равно 12, 7, 10 и 4 с. Но к этому времени следует ещё добавить время полёта снарядов или ракет до цели.

На рис. 1 представлен график зависимости времени полёта снарядов различных по калибру зенитных систем от дальности стрельбы. Если условно принять, что по цели был выпущен снаряд 30-мм пушки на дальность 2000 м, то его время полёта составит 2,7 с. За этот период, например, самолёт F-111A на скорости 400 м/с (1450 км/ч) преодолеет расстояние около 1080 м. Поэтому необходимо точно рассчитывать упреждение. Но при этом во время полёта на высотах до 70 м самолёт может находиться в поле зрения боевых расчётов зенитных средств 5 — 25 с (наиболее реальным временем за рубежом считают 10 с, которое вполне возможно достичь при соответствующем выборе маршрута полёта с учётом рельефа местности). Это обстоятельство сильно затрудняет применение зенитных средств по таким целям.

Зависимость времени полёта снарядов калибра 20 мм (кривая 1). 30 мм (2), 40 мм (3) и 35 мм (4) от дальности стрельбы зенитных средствРис. 1. Зависимость времени полёта снарядов калибра 20 мм (кривая 1). 30 мм (2), 40 мм (3) и 35 мм (4) от дальности стрельбы зенитных средств

Перехват самолёта, летящего на сверхзвуковой скорости и малой высоте, но мнению зарубежных специалистов, весьма осложнён.
Эти вызвано уменьшением дальности его обнаружения, снижением вероятности попадания в него УР из-за помех, создаваемых фоном земли, и невозможностью атаки его с передней полусферы. Экипаж самолёта, летящего на малой высоте, может также раньше обнаружить перехватчик и выполнять оборонительный маневр.

Считается, что после обнаружения цели самолёт-перехватчик обязан сблизиться с ней и выйти на рубеж пуска УР. Однако эту задачу атакующий решит лишь тогда, когда сумеет быстро развить достаточную скорость, зависящую от его тяговооружённости. На рис. 2 показан график зависимости вероятности перехвата воздушной цели от её скорости и тяговооружённости перехватчика, полученный путём моделирования процесса сближения и атаки. При этом учитывалось, что цель следует заданным курсом с определённой скоростью до момента пуска снарядов. Из графика следует: вероятность перехвата цели, летящей со скоростью M = 1,1, превышает 0,5 лишь при тяговооружённости самолёта-перехватчика более 1,15. Однако и в данном случае заблаговременное маневрирование цели может привести к срыву атаки её перехватчиком.

Зависимость вероятности перехвата цепи от скорости её полёта и тяговооружённости самолёта-перехватчикаРис. 2. Зависимость вероятности перехвата цепи от скорости её полёта и тяговооружённости самолёта-перехватчика

Но возникают существенные трудности при полётах на сверхзвуковых скоростях, и особенно при нанесении ударов по наземным целям.

Специалисты за рубежом полагают, что такие удары целесообразно проводить только но особо важным стационарным, хорошо обороняемым зенитными средствами объектам (плотинам, электростанциям, заводам, аэродромам и другим). Внезапно же обнаруженные или малоразмерные подвижные объекты невозможно атаковать на таких скоростях из-за дефицита времени.

Иностранная печать отмечала, что имеющиеся сверхзвуковые самолёты с подвешиваемыми на них боеприпасами не приспособлены для полёта к цели на сверхзвуковых скоростях по следующим причинам:

  1. боевая нагрузка, расположенная на внешних узлах подвески, резко ограничивает максимально допустимую скорость полёта самолёта, иногда уменьшает её вдвое за счёт большого лобового сопротивления.
  2. не обеспечивается безопасность боеприпасов. Почти все используемые в настоящее время авиационные бомбы имеют взрыватели с тринитротолуолоными зарядами. Известно, что тринитротолуол плавится при температуре +81°С, но из предосторожности (возможен самопроизвольный взрыв) считают температуру его плавления 71—73°С. Эксперименты показали, что грузы, подвешенные на самолёт, летящий на малой высоте и скорости 1450 км/ч, нагревались до 149° С.
  3. нарушается нормальное отделение боеприпасов от подкрыльевых держателей. Хотя этот вопрос, по мнению иностранных специалистов, как следует ещё не изучен, но лётные испытания бомбодержателей с принудительным сбрасыванием бомб и бомбовых кассет показали, что отделение последних происходило с задержкой и отмечались случаи их поворота вокруг поперечной оси при определённой скорости полёта. Поворот же кассеты мог привести к удару её о самолёт.
  4. уменьшается возможность маневрирования самолёта, и особенно с подвеской боеприпасов на внешних подкрыльевых держателях. Так, при ограничении крена снижается эффективность противозенитного и противоракетного маневров.

Но, кроме причин чисто конструктивного характера, которые в известной степени можно устранить, по мнению зарубежных специалистов, существуют и другие обстоятельства, не в меньшей степени влияющие на маловысотные полёты со сверх туковой скоростью. К ним в первую очередь относят:

  • Отсутствие достаточно точных навигационных систем и систем управления оружием, которые могли бы обеспечить в автоматическом режиме безошибочный вывод летящего со сверх туковой скоростью и на малой высоте самолёта к цели и сброс боеприпасов в нужный момент;
  • Утомляемость лётчиков. Опытные полёты, проведённые в США, показали, что даже на высокой околозвуковой скорости и малой высоте ври ручном управлении самолётом пилот сильно утомляется и уже после 15—20 мин теряет нужную работоспособность и быструю реакцию. Помимо всего, во время маневрирования (из-за больших радиусов разворота) самолёт может не выйти на цель.

Как указывает иностранная печать, сейчас невозможно устранить все трудности, связанные с полётом и бомбометанием на сверхзвуковой скорости. Решение некоторых из них пока выходит за рамки современных достижений науки и техники. По тем не менее зарубежные специалисты предлагают различные пути преодоления этих трудностей. Об этом и пойдёт речь ниже.

Размещение боеприпасов только в бомбовых отсеках (отказ от внешней подвески). По данным зарубежной печати, при таком размещения боеприпасов показатели угловой скорости, крена и перегрузки самолёта в полёте совершенно не изменяются. Бомбы можно сбрасывать как одиночно, так и сериями с интервалом до 50 мс на скорости М=1,3. В перспективе скорость самолёта при этом предполагается довести до М=2.

Бомбы, предназначенные для подвески в бомбоотсеке, необязательно должны иметь хорошую аэродинамическую форму. Они короче обычных за счёт отсутствия громоздких стабилизаторов, поэтому их можно загружать в бомбоотсек в большем количестве. Траектория падения таких бомб более вертикальна, из-за чего увеличивается время, необходимое лётчику для опознавания цели и прицеливания по ней. В бомбоотсеке боеприпасы защищены от перегрева (температура там не превышает 71°С).

Зарубежная печать сообщала, например, что в бомбоотсеке истребителя-бомбардировщика F-111 имеются два держателя для ядерных бомб. Путём установки трёх дополнительных держателей можно подвесить пять бомб M117 оживальной частью назад. Это удаётся сделать за счёт того, что длина обычной бомбы 2286 мм, а бомбы ухудшенной формы без стабилизатора 1320 мм. В настоящее время уже изучен вариант подвески семи таких боеприпасов без какой-либо переделки бомбоотсека.

Совершенствование и создание систем подвески боеприпасов


Абсолютное большинство тактических истребителей не имеет внутренних бомбоотсеков, поэтому за рубежом уделяется внимание совершенствованию внешних подвесок и созданию новых.

Совершенствование заключается в основном в уменьшении их аэродинамического сопротивления. Об одной такой системе подвески, созданной в США для установки на самолётах F-4 и F-111, сообщалось в зарубежной печати. При наличии системы, например, максимальная скорость самолёта F-4 на малой высоте увеличивается на 20%, диапазон перегрузок при взлётном лесе самолёта 20 т расширяется от —1 до +5, а боевой радиус полёта при выполнении различных задач возрастает на 4—16%. О сверхзвуковом полёте тактического истребителя с указанной системой иностранная печать не сообщала.

Американской фирмой «Боинг» создан и испытан так называемый «конформный бомбодержатель», представляющий собой большой поддон, размещённый под нижней частью фюзеляжа самолёта F-4. На поддоне монтируется до 12 бомбодержателей с принудительным сбрасыванием бомб. Его вес около 450 кг. На бомбодержателях поддона можно подвесить 12 500-фунтовых бомб Мк82, или столько же бомбовых кассет 2, или девять 750-фунтовых укороченных бомб с плохой аэродинамической формой. При подвеске бомб с большим лобовым сопротивлением перед бомбами устанавливается обтекатель.

Специальные испытания показали, что характеристики самолёта F-4 в полёте (при убранных закрылках и шасси) с подвешенными на «конформном держателе» 12 бомбами были ниже номинальных всего на 10%. На скорости М=1,6 и большой высоте бомбы надёжно отделялись, угол тангажа самолёта практически не менялся.

Однако, по заявлению представителей фирмы, при использовании подобного бомбодержателя затрудняется быстрая подвеска бомб и снаряжение их взрывателями. Кроме того, усложняется обслуживание самолёта.

Комплексная разработка самолёта и боеприпасов


До сих пор в США и других капиталистических странах, по данным иностранной печати, нет единой комплексной системы разработки самолёта-носителя и боеприпасов к нему. Вначале обычно создавался новый тип сверхзвукового, высокоманёвренного самолёта, к которому затем приспосабливали подвеску боеприпасов различного типа. Причём конструкторы стремились обеспечить размещение на нем как можно большего числа вариантов вооружения. В результате этого самолёт с боевой нагрузкой становился дозвуковым.

В зарубежной печати приводился такой пример. Если самолёт F-4 возьмёт на борт 7260 кг боевого груза, то он сможет лететь на большой высоте со скоростью не более 800 км/ч, а максимальной скорости 2350 км/ч он достигает лишь при наличии на нем двух УР класса «воздух—воздух». Именно поэтому сейчас военные специалисты выдвигают концепцию совместной разработки самолёта и его вооружения. Она предполагает создание системы «самолёт — оружие», наиболее целесообразной с точки зрения её основного предназначения. При этом определяются тактико-технические характеристики самолёта и боеприпасов, оптимальные варианты боевой нагрузки и размещения её с наименьшими нарушениями аэродинамики самолёта.

Выбор и программирование маршрута полёта


Полет на сверхзвуковой скорости невозможно осуществить без тщательной подготовки. Иностранные специалисты считают, что при его планировании необходимо учитывать не только расход топлива, время, воздушную скорость, вид атаки (с горизонтального полёта, пикирования и кабрирования), тип и количество боеприпасов, но также и систему ПВО противника.

Для программирования маршрута полёта важно выбрать его оптимальный вариант. Американская фирма «Бэккер-Реймо» предложила выбирать маршрут путём его моделирования с помощью ЭВМ и электронного индикатора. На индикаторе воспроизводятся карта местности, местоположение целей и позиции зенитных средств.

По заложенной в ЭВМ информации на экране отображаются зоны радиолокационного затемнения. Маршрут полёта прокладывается вручную из расчёта минимального времени нахождения самолёта в зонах обнаружения РЛС.

Задача выбора оптимального маршрута решается следующим образом. На экране оставляется та цель, по которой планируется нанести удар. Затем на нем высвечиваются местонахождения позиций тех средств ПВО, которые могут повлиять на конечный результат выполнения задания. Для выбранной высоты полёта воспроизводятся зоны, не просматриваемые РЛС, и на этом фоне выбирается маршрут. В такой же последовательности строятся маршруты и для других высот полёта. В процессе моделирования с учётом воздушной обстановки уточняются состав ударных групп и постановщиков помех, а также их скорости. Процесс моделирования иностранные специалисты рекомендуют повторять многократно с вводом в режим полёта различных уточнений.

Применение тренажёров


Тренировки лётчиков на тренажёрах для полётов на сверхзвуковых скоростях имеют большое значение. По сведениям зарубежной печати, они дают возможность прививать экипажам навыки летать над местностью будущего ТВД и отрабатывать варианты отклонения от намеченных маршрутов. Пилоты также учатся быстро реагировать на изменение обстановки и ориентироваться в полёте. Кроме того, экономится ресурс самолёта.

Итак, судя по материалам иностранной печати, в США ведутся работы по различным направлениям с целью преодоления ПВО противника боевыми самолётами на сверхзвуковых скоростях и малых высотах Наилучшим вариантом решения данной проблемы считается полная автоматизация процесса полёта и сброса боеприпасов. На выполнении этой сложной задачи сосредоточены усилия многих специалистов за рубежом.

Похожие записи

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.