Negyedik generációs vadászgép - Fourth-generation fighter
A negyedik generációs vadászgép egy osztály a vadászgépek a szolgáltatás mintegy 1980, a jelen és képviselik tervezési koncepciók az 1970. A negyedik generációs terveket nagymértékben befolyásolják az előző generációs harci repülőgépek tanulságai. A nagy hatótávolságú levegő-levegő rakéták , amelyekről eredetileg úgy gondolták, hogy elavulttá teszik a kutyaharcot , a vártnál kevésbé befolyásoltak, ami új hangsúlyt fektetett a manőverezhetőségre. Eközben általában a katonai repülőgépek növekvő költségei és az olyan repülőgépek bizonyított sikere, mint az F-4 Phantom II , az úgynevezett negyedik generációt előrelépésekkel párhuzamosan a többpólusú harci repülőgépek népszerűségéhez vezetett .
A szóban forgó időszakban a manőverezhetőséget javította a laza statikus stabilitás , amelyet a fly-by-wire (FBW) repülésvezérlő rendszer (FLCS) bevezetése tett lehetővé , ami viszont a digitális számítógépek és a rendszerintegráció fejlődésének köszönhetően volt lehetséges technikákat. Az FBW műveletek végrehajtásához szükséges analóg avionika cseréje alapvető követelménysé vált, mivel a korábbi analóg számítógépes rendszereket a nyolcvanas évek második felében kezdték felváltani a digitális repülésvezérlő rendszerek. A mikroszámítógépek további fejlődése az 1980-as és 1990-es években lehetővé tette az avionika gyors fejlesztését ezen vadászgépek élettartama alatt, beleértve a rendszer korszerűsítését, például az aktív elektronikusan beolvasott tömböt (AESA), a digitális avionikai buszokat és az infravörös keresést és nyomkövetést (IRST).
A továbbfejlesztett vadászgépek képességeinek drámai kibővítése és az 1990 -es évek új tervei miatt, amelyek tükrözik ezeket az új képességeket, 4,5 generáció néven ismertek. Ez egy olyan harci osztályt kíván tükrözni, amely a 4. generáció evolúciós fejlesztése, integrált avionikai lakosztályokat, fejlett fegyverekre irányuló erőfeszítéseket tesz annak érdekében, hogy a (többnyire) hagyományosan tervezett repülőgépet mégis kevésbé könnyen észlelhetővé és követhetővé tegye a fejlődő rakéta- és radartechnológiának köszönhetően ( lásd lopakodó technológia ). A repülőgépváz jellegzetes tulajdonságai léteznek, és magukban foglalják a turbinalapátok elfedését és a fejlett, néha radar-elnyelő anyagok alkalmazását , de nem a legújabb repülőgépek megkülönböztető, gyengén megfigyelhető konfigurációit, amelyeket ötödik generációs vadászgépeknek vagy repülőgépeknek neveznek, mint például a Lockheed-Martin F -22 Raptor .
Az Egyesült Államok a 4,5 generációs vadászrepülőgépeket negyedik generációs sugárhajtású vadászrepülőként határozza meg, amelyeket AESA radarral, nagy kapacitású adatkapcsolattal, továbbfejlesztett avionikával és "jelenlegi és ésszerűen előrelátható fejlett fegyverzet bevetésének képességével" fejlesztettek. A 4,5 generációs vadászgépek korabeli példái a Sukhoi Su-30SM / Su-34 / Su-35 , a J-15B / J-16 állítólag rendelkezik AESA-val, a Chengdu J-10C , a Mikoyan MiG-35 , az Eurofighter Typhoon , a Dassault Rafale , a Saab JAS 39 Gripen , a Boeing F/A-18E/F Super Hornet , a Lockheed Martin F-16E/F , McDonnell Douglas F-15E Strike Eagle , HAL Tejas MK1A , JF-17 blokk III és a Mitsubishi F-2 .
Jellemzők
Teljesítmény
Míg az első számú harmadik generációs sugárhajtású vadászrepülőket (pl. Az F-4 és a MiG-23 ) elfogóként tervezték, csak másodlagos hangsúlyt fektetve a manőverezhetőségre, az elfogást másodlagos szerepkörbe helyezték a negyedik generációban, új hangsúlyt fektetve a közeli kutyavágás és manőverezhetőség. Míg a harci repülőgépek tervezésében részt vevő kompromisszumok ismét a látótávolságon (BVR) túlmutató irányba mozdulnak el, a modern harctéren számos információáramlás előrehaladó környezetének kezelése és az alacsony megfigyelhetőség, vitathatatlanul a manőverezés rovására képességét a közelharcban, a tolóerő-vektorozás alkalmazása lehetőséget biztosít annak fenntartására, különösen kis sebességnél.
A negyedik generáció jobb manőverezhetőségét elősegítő legfontosabb előrelépések közé tartozik a motor nagy tolóereje, az erőteljes vezérlőfelületek és a nyugodt statikus stabilitás, amelyet utoljára a "fly-by-wire" számítógéppel vezérelt stabilitásbővítés tette lehetővé. A légi harci manőverek (ACM) nagy mennyiségű energiagazdálkodást is magukban foglalnak a sebesség és a magasság fenntartása érdekében a gyorsan változó repülési körülmények között.
Fly-by-wire
A korai negyedik generációs vadászgépek, mint például az F-15 Eagle és az F-14 Tomcat, megtartották az elektromechanikus repülési hidraulikát. A negyedik generációs sugárhajtású vadászgépek egyik újítása a fly-by-wire , míg a 4.5 generáció bevezette az aktív elektronikusan szkennelt tömbradart.
A General Dynamics YF-16, amelyből végül az F-16 Fighting Falcon lett, a világ első repülőgépe, amelyet szándékosan aerodinamikailag instabilnak terveztek. Ezt a relaxált statikus stabilitásnak (RSS) nevezett technikát azért építették be, hogy tovább javítsák a repülőgép teljesítményét. A legtöbb repülőgép tervezték pozitív statikus stabilitás, amely serkenti a légijármű visszatér az eredeti magatartása következtében zavar. Mindazonáltal a pozitív statikus stabilitás, a tendencia, hogy a jelenlegi hozzáállásban marad, ellenzi a pilóta manőverezési törekvéseit. Másrészről, a negatív statikus stabilitású repülőgép a vezérlőbemenet hiányában könnyen eltér a vízszintes és irányított repüléstől. Az instabil repülőgép így manőverezhetőbbé tehető. Egy ilyen 4. generációs repülőgép számítógépes FBW repülésirányító rendszert (FLCS) igényel a kívánt repülési útvonal fenntartásához.
A korai típusok néhány késői származéka, mint például az F-15SA Strike Eagle Szaúd-Arábiának, tartalmazta a fly-by-wire fejlesztést.
A tolóerő vektorozása
A tolóerő -vektorozást eredetileg a Hawker Siddeley Harrier -ben vezették be a függőleges felszálláshoz és leszálláshoz, és a pilóták hamarosan kifejlesztették a "viffing" vagy előre irányú vektorizálás technikáját, hogy javítsák a manőverezhetőséget. Az első rögzített szárnyú típus, amely ilyen módon fokozta a manőverezhetőséget, a Sukhoi Su-27 volt az első repülőgép, amely nyilvánosan megjelenítette a tolóerő-vektort a magasságban (2D TVC). Az egység feletti tolóerő-súly arányt kombinálva ez lehetővé tette számára, hogy elakadás nélkül fenntartsa a nulla közeli légsebességet nagy támadási szögeknél, és olyan új műrepülést végezzen, mint Pugacsov Cobra . A Sukhoi Su-30MKI háromdimenziós TVC fúvókái 32 ° -kal kifelé vannak szerelve a motor hossztengelyéhez (azaz vízszintes síkban), és a függőleges síkban ± 15 ° -kal elhajlíthatóak. Ez dugóhúzó hatást eredményez, tovább javítva a repülőgép fordulási képességét. A MiG-35 az RD-33OVT hajtóművekkel és a vektoros tolóerő-fúvókákkal lehetővé teszi, hogy ő legyen az első kétmotoros repülőgép, amely két irányba mozgó vektoros fúvókákkal rendelkezik (azaz 3D TVC). Más meglévő tolóerő-vektoros repülőgépek, mint például az F-22 , fúvókákkal rendelkeznek, amelyek egy irányba vektoroznak . A technológiát a Sukhoi Su-47 Berkut és későbbi származékaira szerelték fel . Az USA megvizsgálta a technológia illesztését az F-16-hoz és az F-15-höz , de csak az ötödik generáció megérkezésekor mutatta be.
Supercruise
A szuperkristály a sugárhajtású repülőgép azon képessége, hogy utóégető használata nélkül képes szuperszonikus sebességgel cirkálni .
Ha a szuperszonikus sebességet utóégető használata nélkül tartja fenn, nagy mennyiségű üzemanyagot takarít meg, jelentősen növelve a hatótávolságot és a tartósságot. A rendelkezésre álló motorteljesítmény azonban korlátozott, és az ellenállás meredeken emelkedik a transzonikus régióban, ezért a húzásképző berendezéseket, például a külső tárolókat és azok rögzítési pontjait minimálisra kell csökkenteni, lehetőleg a belső tároló használatával.
Az Eurofighter Typhoon utóégető nélkül 1,2 Mach körül tud cirkálni, a maximális sebesség újrafűtés nélkül 1,5 Mach. Egy EF T1 DA (fejlesztő repülőgép-oktató verzió) szuperprofitot (1,21 M) mutatott be 2 SRAAM, 4 MRAAM és drop tank (plusz 1 tonna repülési tesztberendezés, plusz 700 kg-os súly a tréner verzió) esetén a szingapúri értékelés során.
Avionika
Az avionikát gyakran ki lehet cserélni, amint új technológiák állnak rendelkezésre, gyakran egy repülőgép élettartama alatt frissítik őket. Például az F-15C Eagle, amelyet először 1978-ban gyártottak, 2007-ben olyan fejlesztéseket kapott, mint az AESA radar és a Joint Sisakra szerelt Cueing System , és a tervek szerint 2040C-es frissítést kap, hogy 2040-ig üzemben tartsa.
A modern vadászok elsődleges érzékelője a radar . Az USA bemutatta első módosított F-15C-jét, amely AN/APG-63 (V) 2 Active elektronikusan pásztázott tömbradarokkal volt felszerelve , amelyek nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, és képesek sokkal erősebb sugárzást és gyorsabb letapogatást kivetíteni. Később bemutatásra került az F/A-18E/F Super Hornet és a 60-as (export) F-16 blokk is, és a jövőbeni amerikai vadászgépekhez fogják használni. Franciaország bemutatta első őshonos AESA radarát, a Thales által 2012 februárjában épített RBE2 -AESA -t a Rafale -on való használatra. A RBE2-AESA utólag is a Mirage 2000-európai konzorcium GTDAR fejleszt az AESA Euroradar ejtő radar későbbi felhasználás céljából a Typhoon. A következő generációs F-22 és F-35 esetében az Egyesült Államok alacsony valószínűséggel fog elkapni (LPI). Ez elosztja a radarimpulzus energiáját több frekvencián, nehogy lekapcsolja a radar figyelmeztető vevőkészülékeket, amelyeket minden repülőgép hordoz.
Válaszul arra, hogy az amerikaiak egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek a radarok elkerülő lopakodó tervezésére, Oroszország alternatív érzékelők felé fordult, különös tekintettel az infravörös keresési és nyomkövetési (IRST) érzékelőkre, amelyeket először az amerikai F-101 Voodoo és F-102 Delta Dagger vadászgépeken mutattak be. az 1960 -as években, a légi célpontok észlelésére és nyomon követésére. Ezek a célok infravörös sugárzását mérik. Passzív érzékelőként korlátozott hatótávolságú, és nem tartalmaz eredendő adatokat a célpontok helyzetéről és irányáról - ezeket a rögzített képekből kell kikövetkeztetni. Ennek ellensúlyozására az IRST rendszerek lézeres távolságmérőt tartalmazhatnak annak érdekében, hogy teljes tűzvédelmi megoldásokat nyújtsanak az ágyúk tüzére vagy rakéták indítására. Ezzel a módszerrel, a német MiG-29 alkalmazásával sisak jelenik IRST is képesek voltak megszerezni a rakéta zár , nagyobb hatékonysággal, mint USAF F-16 a wargame gyakorlatokat. Az IRST érzékelők mára az orosz repülőgépek alapfelszereltségévé váltak. Az F-14D kivételével (2006 szeptemberétől hivatalosan visszavonult) egyetlen 4. generációs nyugati vadászgép sem hordoz beépített IRST érzékelőket levegő-levegő érzékelésre, bár a hasonló FLIR- t gyakran használják a földi célpontok megszerzésére.
Az adatkapcsolat jelentős taktikai jelentőségű számítástechnikai jellemző. Minden modern európai és amerikai repülőgép képes célzott adatok megosztására a szövetséges vadászgépekkel és AWACS repülőgépekkel (lásd JTIDS ). Az orosz MiG-31 elfogó is rendelkezik némi adatkapcsolati képességgel. A célzási és érzékelési adatok megosztása lehetővé teszi a pilóták számára, hogy a sugárzó, jól látható érzékelőket távolabb helyezzék az ellenséges erőktől, miközben ezeket az adatokat felhasználva a néma harcosokat az ellenség felé irányítják.
Lopakodás
Míg a repülőgépek radarérzékelés elkerülése érdekében történő kialakításának alapelvei ismertek voltak a hatvanas évek óta, a radar-elnyelő anyagok megjelenésével csak a radar- keresztmetszetű (RCS) repülőgépek váltak gyakorlatilag alkalmazhatóvá. Az 1970-es években a korai lopakodó technológia vezetett a Lockheed F-117 Nighthawk földi támadó repülőgép csiszolt repülőgépeihez. A csillogás a radarnyalábokat erősen irányba tükrözte, ami rövid "pislogáshoz" vezetett, és a korabeli érzékelőrendszerek jellemzően zajként regisztráltak. De még a digitális fly-by-wire stabilitás és az irányítás javítása mellett is, az aerodinamikai teljesítmény büntetései szigorúak voltak, és az F-117 elsősorban az éjszakai földi támadásban játszott szerepet. A lopakodó technológiák célja továbbá a repülőgép infravörös , vizuális és akusztikus aláírásának csökkentése.
4.5 generáció
A 4.5 generáció kifejezést gyakran használják az 1990 -es évektől megjelenő új vagy továbbfejlesztett vadászgépekre, amelyek egyes ötödik generációnak minősülő jellemzőket tartalmaznak, de mások hiányoznak. A 4.5 generációs vadászgépek ezért általában olcsóbbak, kevésbé bonyolultak és rövidebb fejlesztési idővel rendelkeznek, mint az igazi ötödik generációs repülőgépek, miközben jelentősen megőrzik a képességeket az eredeti negyedik generációéi előtt. Ilyen képességek lehetnek a fejlett szenzorintegráció, az AESA radar , a szuperkristályos képesség, a szupermaneuválhatóság , a széles többfunkciós képesség és a csökkentett radar keresztmetszet.
A 4,5 generációs vadászgépek integrált infravörös keresési és nyomkövetési (IRST) célzási rendszereket vezettek be , például a Dassault Rafale -t, amely az Optronique secteur frontális integrált IRST -t tartalmazza . Az Eurofighter Typhoon bemutatta a PIRATE-IRST-t, amelyet a korábbi gyártási modellekhez is utólag szereltek fel. A Super Hornet -et IRST -vel is felszerelték, bár nem integráltan, hanem inkább hüvelyként, amelyet az egyik keményponthoz kell rögzíteni.
Mivel a lopakodó anyagok és tervezési módszerek fejlődése lehetővé tette a simább repülőgépek kialakítását, az ilyen technológiákat kezdték visszamenőleg alkalmazni a meglévő vadászrepülőgépekre. Sok 4,5 generációs vadászgép tartalmaz néhány rosszul megfigyelhető funkciót. Fontos fejleményként jelent meg az alacsonyan megfigyelhető radar technológia. A pakisztáni / kínai JF-17 és a kínai Chengdu J-10B / C használjon diverterless szuperszonikus belépő , míg India tejas hasznosítja CFC gyártására. Az IAI Lavi S-csatornás légbeömlőt használ, amely megakadályozza, hogy a radarhullámok visszaverődjenek a motor kompresszorának lapátjairól, ami az ötödik generációs vadászrepülőgépek fontos eleme a frontális RCS csökkentésében. Ez néhány az előnyben részesített módszerek közül, amelyeket néhány ötödik generációs vadászgépen alkalmaznak az RCS csökkentésére.
A KAI KF-21 Boramae egy speciálisan kialakított közös dél-koreai/indonéz 4,5 generációs vadászprogram.
Lásd még
Megjegyzések
Hivatkozások
Bibliográfia
- Aronstein, David C. és Albert C. Piccirillo. A könnyű vadászprogram: sikeres megközelítés a vadásztechnika átmenetéhez. Reston, VA: AIAA, 1996
- Kelly, Orr. Hornet: Az F/A-18 belső története . Novato, Kalifornia: Presidio Press, 1990. ISBN 0-89141-344-8 .
- Kopp, Carlo. "Lockheed-Martin F-35 Joint Strike Fighter Analysis 2002." Air Power Australia , 2002. Letöltve: 2006. április 10.
- Richardson, Doug. Lopakodó harci repülőgépek: megtévesztés, kitérés és elrejtés a levegőben . London: Szalamandra. 1989, első kiadás. ISBN 0-7603-1051-3 .
- Shaw, Robert. Fighter Combat: Taktika és manőverezés . Annapolis, Maryland: Naval Institute Press, 1985. ISBN 0-87021-059-9 .
- Édesem, Bill. - Harcos taktika. Jane's International Defense Review . Letöltve: 2006. április 10.