Kezdőlap A katonai repülés jelene Mennyire 5. generációs a Szuhoj PAK FA többcélú vadászgép

Mennyire 5. generációs a Szuhoj PAK FA többcélú vadászgép

Kategória

Az ötödik generációs vadászgép fejlesztés elvei

Az Egyesült Államok által elindított ATF-projekt vadászgép fejlesztés hírére Oroszország is elindította saját, új generációs MFI[1] vadászrepülő projektjét. Oroszország fejlesztési filozófiája azonban eltér az Egyesült Államok által alkalmazott építési filozófiától. Az új gép általában véve korlátozott lopakodó képességekkel, viszont magas szintű manőverező képességekkel rendelkezik és mindezt a költségeket viszonylag alacsony szintjén valósítják meg.

Oroszország víziója a vadászgépek új generációjáról a következő:

  • A fejlesztési / gyártási költségek alacsony szinten tartása és a gép tömeggyártásának magas prioritása;

Szu-57-es a gyártócsarnokban Kép: ADN

  • Amennyire csak lehetséges, rendelkezzen nagy hatótávolságú csapásmérő      képességekkel, beleértve a nagy hatótávolságú érzékelőket és nagy hatótávolságú rakétákat, hogy az ellenség rakétáinak hatótávolságán kívülről támadhassák az ellenséget;
  • A korlátozott lopakodási képességekkel rendelkező vadászgép megközelítheti az ellenséget a nagy hatótávolságú rakétáinak a hatótávolságán belül;
  • Mi van akkor, ha az ellenség fejlett detektora először az orosz vadászgépet észleli, de még nincs a rakétájának a hatótávolságán belül? Ebben az esetben Oroszország elképzelése az, hogy a vadászgépeket erőteljes elektronikai ellenintézkedési képességekkel kell felruházni, és “aktív lopakodást” kell megvalósítania, hogy az ellenség ne tudjon rakétát indítani;
  • Mi van akkor, ha az ellenséges vadász magas szintű manőverező képességgel is rendelkezik, és látótávolságon belüli légiharcban próbálja meg elfogni a Szu-57-et? Ez megköveteli, hogy az orosz vadászgépek szuper-manőverező képességre tegyenek szert. Ezért fejlesztették ki és alkalmazzák az orosz vadászgépeken az aerodinamikai kormányfelületek mellett a tolóerő-vektor elfordítást, mint gázdinamikai kormányt.

A Szu 57-es vadászgép tolóerő vektor kormányzással, ennél fogva szuper-manőverező képességgel és szupercirkáló üzemmóddal is rendelkezik. A gép törzse kompozit anyagokból és radarhullám-elnyelő bevonatok alkalmazásával készül, de úgy tűnik, hogy a lopakodási képesség dolgában nem áll olyan magas szinten, mint a szolgálatba állított 5. generációs amerikai vadászgépek.

Ha a Szu-57-es birtokolja a fenti tervezési elveket, ez magyarázatot adhat arra, hogy a tervezés miért nem a lopakodásra összpontosít. Ráadásul Oroszország tudta, hogy a vadászrepülőgépek tervezése és repülőtechnikája terén elért eredményei nem olyan jók, mint a NATO tagországoké, ezért aszimmetrikus eszközöket alkalmazott, bízva abban, hogy mennyiségi előnyt tud kiépíteni a NATO minőségi előnyének ellensúlyozására. Végül is nagy teljesítményű elektronikai ellenintézkedésre alkalmas eszközökkel ellátták a Szu-57-est, míg a magas szintű lopakodó képesség „pazarlás” lehet az orosz vezetők szemében.

Másrészt az orosz stratégia része lesz a drónok alkalmazása, mint erő sokszorozó és vélhetően ezekkel az eszközökkel kívánják végrehajtani a kockázatos bevetéseket és ezért nem fontos a Szu-57 magas szintű lopakodási képessége.

Az aerodinamikai tervezés

A nyilvánosan bemutatott PAK-FA prototípusok vizsgálata azt mutatja, hogy ez a konstrukció a Szu-27 Flanker aerodinamikai kialakításának rendkívüli mértékben továbbfejlesztett folytatása. Azonban amint azt a legutóbbi Flanker-változatnál, a Szu-35S-nél, valamint a mélyreható modernizációs program során látható volt, a tervezőiroda a PAK-FA-t csökkentett statikus stabilitással tervezte.

Az elérhető nyílt információk, mint a nagy felbontású képek és a videokamerás felvételek azt mutatják, hogy a PAK-FA aerodinamikai kialakításának számos olyan jellemzője van, amelyek azt bizonyítják, hogy azok egyértelműen továbbfejlesztett, de alapvetően a Flanker-család kipróbált és bevált aerodinamikájából származnak:

Csökkentett oldalviszonyú kifelé döntött oldalkormányok. Ezek nagy vezérlési teljesítményt biztosítanak, minimális légellenállás és csökkentett észlelhetőség mellett.

Szuhoj-T-50-PAK-FA-KnAAPO-2S törzs orr-része Kép: Szuhoj

Lehajtható LEX-szelvények vagy vezérlőfelületek a hajtómű meglehetősen nagy szívónyílásai felett és közvetlenül előtte.

A szárny belépő élének szöge ~46,5°, amelyekkel a LEX szakaszok és a stabilizátorok belépő élei egy vonalban vannak, az utóbbiak pedig közel helyezkednek el a szárny kilépő éléhez.

Nagy szárnyfelület, becslések szerint ~78 m2.

Nagyméretű elfordítható belépő élek, körülbelül a fesztávolság 90%-án.

A szárny kilépőéle szinte folytatódik a stabilizátorok belépő éleivel.

Nagyméretű flaperonok (fékszárny és csűrő integrált kialakítása), amelyek a szárny fesztávolság ~30%-án működnek.

Nagyszerű a szárny-törzs alakváltás, ahogy a mellső terület átalakul a hajtómű gondolák által meghatározott formára.

Klasszikus, késői generációs határréteg szabályozó rendszerek a szívónyílásokban és azok körül, amelyek a hajtómű alsó burkolata mentén nyúlnak hátra.

Szuhoj-T-50-PAK-FA-KnAAPO-2S Kép: Szuhoj

A hajtómű szívónyílásai meglehetősen nagyméretűek, egyértelműen a tolóerő növekedése okán. A fúvócső gázsebességfokozóját körülölelő burkolat az ejektor hatás segítségével növeli meg a tolóerőt, valamint további levegőáramot biztosít a fúvócső hűtésére, csökkentve ezáltal a hajtómű infravörös kisugárzási kontrasztját.

Alternatív levegőbeszívó nyílások vannak a hajtómű számára, amint az a korábbi Flankereken is látható.

A hajtómű névleges tolóerővektora a hosszirányú középvonaltól körülbelül 2°-3°-kal eltér a gép szimmetria-tengelyétől. Ez a konfiguráció csökkenti annak a kockázatát, hogy maximális tolóerő közelében nagy forgató nyomatékok ébredjenek egy hajtómű leállása esetén.

Nyilvánvalóan jelentős erőfeszítések történtek a repülőgép egyes tengelyeinek tehetetlenségi tulajdonságai, valamint az egyes tengelyek kormányfelületei közötti harmónia és komplementaritás megteremtésére. Ennek a munkának az alapja a korábbi T-10 Flanker sorozat terveiben, legutóbb pedig a Szu-35S-ben található meg.

Amint az a Szu-35S-nél látható, nincs külön, dedikált fékezőfelület, ezt a funkciót a kormányfelületek differenciált működtetése foglalja magában.

A ma már nyilvánosan hozzáférhető anyagok részletes tanulmányozásának és elemzésének eredményei, valamint a Szuhoj több mint két évtizeden át tartó fejlesztési munkájának ismerete együtt azt mutatják, hogy a Szuhoj iroda támogató mérnökökből és tudósokból álló csapata elérte az extrém manőverező képesség elsajátítását a teljes légiharc-kontinuum során. Mivel a Szu-35S konstrukciót már az extrém agilitás címmel ruházták fel, a PAK-FA aerodinamikai és kinematikai képességeihez valószínűleg szükség lesz az extrém plusz agilitás kifejezés megalkotására, hogy érzékeltetni lehessen a különbséget.

A laza statikus iránystabilitás bevezetése a PAK-FA kialakításban önmagában biztosítja, hogy a PAK-FA olyan szintű irányíthatósági képességekkel, és ezáltal olyan mozgékonysággal rendelkezik, amelyet egyetlen nyugati vadászgép sem tud biztosítani.

Egyetlen nyugati vadászgép konfiguráció létezik, amely bizonyos fejlesztésekkel és módosításokkal manőverezési és irányíthatósági képességeiben képes lehet megközelíteni a PAK-FA-t, ez konkrétan az F-22A Raptor. Az összes többi amerikai légi jármű aerodinamikai kialakítása kizárja az ilyen módosításokat, beleértve az F-35 Joint Strike Fighter-t is.

A PAK-FA prototípusok vizsgálata egyértelműen azt mutatja, hogy a PAK-FA szerkezeti, sárkány és meghajtási kialakítása és rendszerei azt a ma már meglehetősen kiszámítható, jól irányítható és alacsony kockázatú fejlődési utat követik, amelyet a Szuhoj a T-10 Flanker repülőgép tervek családjában alakított ki.

Az elmúlt három évtized során ez a megközelítés technológiai fejlesztések, bővítések és korszerűsítések sorát hozta létre a korábbi tervekben, prototípus-programokban és az ebből születő vadász – csapásmérő – elfogó repülőgép rendszerekben, amelyeket az orosz katonai erőkkel hadműveleti szolgálatba állítottak, valamint a világ minden tájára exportálják.

A PAK-FA tervezésében látható szerkezeti fejlesztések magukban foglalják a könnyű súlyú, nagy szilárdságú fémötvözetek, például a Ti, Al és AlBe ötvözetek használatát, valamint a kompozit technológiák és a kapcsolódó anyagok szélesebb körű használatát. Ezek az anyagok merevebb, erősebb sárkányszerkezet létrehozását teszik lehetővé a repülőgép szerkezeti tömegének további relatív csökkentésével.

A repülőgép alakját nézve ahhoz nem férhet kétség, hogy a belső vázszerkezeti részletek a Szu-35S és az azt megelőző Szu-35BM vadászgépek „génjeit” örökölték.

Ugyanez vonatkozik a repülőgép belső rendszereire, beleértve a hidraulikus, elektromos, pneumatikus és üzemanyag ellátó és elosztó rendszert.

A gép nagy, kb. 11300 kg belső üzemanyagkapacitással bír. A nagy méretű hajtómű levegőbeömlő nyílásai és szívócsatornái jelentős mennyiségű nagynyomású levegőt szállítanak a hajtóműveknek, biztosítva, hogy a PAK-FA-nak komoly tolóerő álljon rendelkezésére.

A jelenlegi PAK-FA prototípus erőfeszítés egyértelműen a kockázat minimalizálására irányul az aerodinamikai, a repülőgépváz- és a rendszertervezés kezdeti bizonyítási folyamata során. Orosz nyílt források azt állították, hogy a prototípusokat a már meglévő Al-31F, vagy más jelöléssel 117S gyártmány hajtja, amelyet marketing okokból gyakran Al-41F1A hajtómű változatként címkéznek a Szu-35S-ben.

Noha ez a hajtómű nem rendelkezik a korábbi fejlesztésű Al-41F sorozatnak és valószínű változatainak a teljesítmény besorolásával, szupercirkálásra képes, és így jelentős repülési teszt- és repülésvezérlő rendszer fejlesztést tesz lehetővé. Ezzel a megoldással elkerülik a fejlesztés alatt álló sárkányszerkezet és a fejlesztés alatt álló hajtómű egyidejű, magas kockázattal járó tesztelését.

Szuhoj-T-50-PAK-FA-KnAAPO-1AS; a törzs a szívócsatorna nyílásaival Kép: Szuhoj

A 117S hajtómű tolóerő-vektor elfordító képessége ±15° függőleges síkban és ±8° vízszintes síkban, az elfordulás szögsebessége akár 60°/sec, így ugyanabba a szögsebesség kategóriába tartoznak, mint a vadászgépek aerodinamikai kormányfelületei. A hajtómű ventilátor lapátjainak megnövelték az átmérőjét 932 mm-re, szemben a korábbi Al-31FP hajtómű 905 mm-es ventilátorával. A hajtómű magas hőmérsékletnek kitett alkatrészeit újratervezték, átvéve az 1990-es években kifejlesztett Al-41F hajtómű hűtőrendszer technológiáját. Ez a hűtési rendszer sokkal magasabb turbina előtti hőmérsékletet tett lehetővé, amely biztosította a szupercirkáló üzemmódot.

Továbbra is bizonytalanságok vannak a szériagyártású repülőgépek számára tervezett erőforrás képességeit és kialakítását illetően. A Saturn 2006 óta fejleszt egy új hajtóművet – Izdelie 30 / 30-as gyártámány – a PAK-FA-hoz, amelyet „Ötödik Generációs Hajtóműnek” neveznek. Nyilvánvalóan ez a meglévő 176,2 kN tolóerejű Al-41F osztály technológiáját fogja alkalmazni, amelyet eredetileg az MFI[2] számára fejlesztettek ki. Hírek szerint azonban az Izdelie 30-as nem éri el a sorozatgyártás szintjét ennek az évtizednek a végéig.

A Szu-57-es 3D fúvócsöve

Az Izdelie 30-as egy kéttengelyes, alacsony kétáramúsági fokú, utánégetővel rendelkező, turbóventilátoros hajtómű. A hajtóműnek háromfokozatú ventilátora van, amelyet egyfokozatú alacsony nyomású turbina hajt meg és egy ötfokozatú nagynyomású kompresszora van, amelyet egy egyfokozatú nagynyomású turbina hajt meg. Az AL-41F1 elődjétől eltérően a hajtómű üvegszálas műanyag szívócsatorna szabályozóval, a fúvócső redőnyei pedig fogazott alakú lapokkal készülnek a radarjel csökkentésére. A hajtómű teljes körű digitális hajtómű vezérléssel (FADEC) rendelkezik, amely biztosítja az üzembiztonságát különböző működési körülmények között.

NPO-Saturn-51-0-5-Plus hajtómű Kép: NPO Saturn

A sorozatgyártású PAK-FA repülőgépek a fejlesztés egy bizonyos szakaszában vélhetően fejlesztenek majd egy nagy, változó kétáramúsági fokú szupercirkáló üzemmódra tervezett hajtóművet változó ciklusú üzemmóddal, mivel a nagy hatótávolság és a szupercirkáló üzemmód változatos igényei diktálják ezt a tervezési megközelítést.

Dobos Endre

[1] многоцелевой фронтовой истребитель MFI: többcélú frontvadász repülőgép

[2] MFI: többcélú frontvadász repülőgép

Friss írások

Törökország ötödik generációs vadászgép és drón fejlesztési projektje

Egy nem régen közzétett videón látható, hogy a TF-X következő generációs vadászrepülőgép prototípusa – amelyet a Turkish Aerospace Industries (TUSAS) épít – kezd formát...

Az Egyesült Államok légierejének új kiképző gépe a T-7A Red Hawk

A Boeing gyár a gyártási folyamattervezés és fejlesztés szakaszában bemutatta az első T-7A Red Hawkot, amelyet az Egyesült Államok légiereje számára építettek. Ezek a...

A P-8A torpedóhordozó új sikló-torpedó indítására képes

Az amerikai haditengerészet P-8A Poseidon tengeri járőr-repülőgépeinek arzenáljában megjelent egy új fegyver, a High Altitude Anti-Submarine Warfare Weapon Capability (HAAWC). A szolgálat nemrégen jelentette...

A J-22 Mighty Dragon Kína nagy reménysége

Kína hosszú és megalapozott múltra tekint vissza a tervek, technológiák és akár teljes repülőgépek versenytársaitól való kölcsönzése, vagy jogosulatlan „átvétele” terén és a bizonyítékok...

Képes-e helyettesíteni az F-35-ös CAS műveletek során az F-16-ost és az A-10-est?

Sokszor felvetődik a kérdés, hogy az F-35 Lightning II mennyire képes helyettesíteni az F-16-ost és az A-10-est a CAS műveletekben? A katonai taktikában a közvetlen...