Бойові літаки майбутнього — бойова ефективність

23.05.2020

Бойова ефективність літака в сучасному бою досягається багатьма факторами, які в сукупності гарантують виконання поставлених завдань і безпеку екіпажу. За рахунок чого в майбутньому передбачається досягти необхідного результату, які основні технологічні прийоми з найбільшою ймовірністю стануть ключовими — ось тема чергової статті з серії «Перспективний літак покоління Х», яка була опублікована на шпальтах журналу «Europäische Sicherheit & Technik».

Літак шостого покоління

Відповідно до поглядів західних військових фахівців, бойова ефективність літака має двоїсту структуру.

З одного боку, вона визначається його власною функціональністю, якої повинно бути достатньо для протидії ворожим винищувачам і системам ППО, досягнення району цілі і благополучного повернення. Іншою складовою бойової ефективності служить озброєння, придатне для знищення або нейтралізації різноманітних цілей. Поразка цілей повинна відбуватися з високою ймовірністю, за розумною ціною і з мінімальним побічним ефектом.

Надзвукова крейсерська швидкість. За деякими оцінками, сьогодні підняти бойову ефективність літака істотно вище рівня четвертого покоління шляхом поліпшення його аеродинаміки досить складно. З цієї причини відкриті джерела украй мізерні в області аеродинамічних концепцій. Винятком може вважатися крейсерський політ на надзвуковій швидкості, що отримав позначення «суперкруіз» (Supercruise).

Літаки п’ятого покоління F-22 і F-35

На деяких літаках поколінь 4+ і 5 (наприклад, «Єврофайтер» і F-35) вже реалізована можливість польоту з надзвуковою швидкістю без (безперервного) використання дожигатель. Експерти вважають, що політ на сверхзвуке стане важливою характеристикою покоління «Х».

«Суперкруіз» збільшує запас палива для повітряного бою, скорочує час реакції для систем противника і збільшує кінетичний потенціал бортового озброєння. Поряд з мінімальним опором планера літака «суперкруіз», перш за все, вимагає двигунів нового типу. Крім високої тяги, збереження необхідної дальності або тривалості польоту, такі двигуни повинні гарантувати під час надзвукового польоту максимально прийнятну витрату палива.

Бойова ефективність і новий тип двигуна. Очікується, що подібні характеристики зможуть гарантувати двигуни адаптивного циклу зі змінним коефіцієнтом ступеня двоконтурності (Adaptive Cycle Engines, ACE). Двигуни з визначеним коефіцієнтом ступеня двоконтурності оптимізовані або для високої тяги (турбореактивний — військовий), або для економічної витрати палива (турбовентиляторний — цивільний).

Adaptive Cycle Engines, ACE

Двигуни адаптивного циклу за рахунок регулювання додаткового потоку зможуть працювати, то за турбореактивними, то за турбовентиляторними схемами. Композитні матеріали на основі керамічної матриці (Ceramic Matrix Composites) і 3D-друк, як новий засіб виробництва більш складних компонентів, дозволяють додатково підвищити робочу температуру двигунів, а отже, їх ефективність.

Компанія «GE Aviation»

Згідно з публікаціями, чимало західних виробників двигунів вже займаються ACE. Так, компанія «ДЖІЇ Евіейшн» (GE Aviation) з 2006 року розвиває дві дослідницькі програми міністерства оборони США з розробки ACE. Новий двигун повинен давати на 20 відсотків більше тяги і економити до 25 відсотків палива. Якщо перевести ці показники на бойову ефективність, то вони дозволять на 35 відсотків збільшити дальність або на 50 відсотків тривалість польоту в зоні бойових дій. Таке зростання продуктивності, яке не потребує додаткового запасу палива, забезпечить значне збільшення можливостей бойових літаків, включаючи майбутні «стелс» -самолети у розмірній категорії винищувача F-35.

Крім того, ведуться розробки двигунів, які підходять для екстремальних застосувань: у гіперзвукової області або при переходах з повітряного в навколоземний космічний простір. Прикладом подібної розробки може служити фінансований Європейським агентством авіаційної безпеки (EASA) синергетичний ракетний повітряно-реактивним двигун (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine, Sabre).

Проект Sabre

Однак, як вважає ряд фахівців, незалежно від претензій США на гіперзвукову зброю (Hypersonic Global Strike Force), такого роду розвиток подій навряд чи буде реалізовано на практиці в наступному поколінні бойових літаків. Перш за все, через численні поки не подолані технічні проблеми. У найближчому майбутньому гіперзвукова швидкість швидше буде досягнута ракетами, ніж бойовими літаками.

Зброя великої дальності. Протягом останніх двох десятиліть західні бойові літаки переважно застосовуються в асиметричних конфліктах. Але вимоги до озброєння, що випливають з подібних сценаріїв, які не на стільки специфічні, щоб вони не використовувалися в операціях іншого типу. Тому висока точність і масштабований ефект для запобігання супутнього збитку як і раніше вважаються істотною властивістю зброї класу «повітря-земля».

Зброя класу повітря-земля.

Тим часом, сьогодні все більша увага приділяється операціям у повітряному просторі з високим рівнем ризику, а це призводить до зростання актуальності вимоги ураження противника на великій дальності. Дистанційна зброя з великою дальністю дії дозволяє атакувати сильно захищені цілі літакам, які не використовують «стелс» технології. Крім того, такі літаки здатні подолати обмеження дальності польоту «стелс» -самолетов.

Лазерна зброя. Як наголошується в деяких профільних виданнях, справжньою інновацією в області повітряного озброєння стане інтеграція бойових лазерів. Багато американських виробників працюють над високопотужними лазерами, які повинні застосовуватися з авіаційних платформ проти повітряних або наземних цілей. Необхідна потужність коливається від 60 до понад 100 кВт. Поява перших робочих рішень очікується у 2022 році.

Лазерна зброя

З огляду на складні для реалізації вимоги щодо таких обмежених ресурсів, як обсяг планера, енергозабезпечення та охолодження, установка лазерів на малорозмірних бойових літаках, спочатку, можлива тільки на зовнішній підвісці. Але це не відноситься до великих літаків.

Після успішного завершення триваючих випробувань з варіантом бойового лазера (High Energy Liquid Laser Area Defense System, HELLADS — укр. «Система оборони на основі високоенергетичного рідинного лазера») від «Дженерал Етомікс» (General Atomics) модель AC-130 повинна стати першим літаком, який оснащений вбудованою лазерною зброєю.

AC-130 з лазерною зброєю

Переваги та виклики. Лазерна зброя невидима, безшумна і не виявляє атакуючий літак. Однак, бойова ефективність лазера принципово обмежується здатністю літака з виробництва енергії. Разом з тим, існує можливість поповнення боєзапасу літака одночасно з його дозаправкою в повітрі.

Лазери дають особливі преференції при ураженні численних цілей за короткий час з мінімальними витратами. Ця особливість дуже приваблива, якщо мова йде про невеликі «стелс» — літаки, що діють в глибині території противника. Крім того, стає можливим уникнути частої претензії до високоточної зброї, яка обвинувачується у невідповідності між її ціною і вартістю цілі, що за її допомогою знищуєься.

F-35 з лазерною зброєю на борту

Однією з ключових вимог до літака, оснащеного лазерною зброєю, є його здатність сфокусувати в польоті промінь протягом тривалого часу на одній точці цілі, яка маневрує. Від якості оволодіння пов’язаними з цим технічними проблемами, залежить тактика дій атакуючого літака. В іншому випадку літак із зазначеною зброєю примушується до невигідної тактичної поведінки, в якій немає потреби при стрільбі керованою ракетою (вистрілив — забув).

Практичність лазерної зброї не в останню чергу залежить від того, чи вдасться в майбутньому збільшувати спрямовану на ціль енергію настільки, щоб максимально швидко зруйнувати її структуру.

Бойова ефективність і об’єднання в мережу. Як згадувалося у попередній статті https://militarycabinet.com/publikacii/perspektivnij-litak-pokolinnya-h-tehnologichni-tendencii-dlya-bojovih-litakiv-majbutnogo/, злиття даних від датчиків і інтеграція окремих літаків з іншими учасниками тактичної / оперативної мережі є типовим для бойових літаків п’ятого покоління.

По ряду оцінок, F-35 встановлює нові масштаби різноманітності і кількості розміщуваних на борту сенсорів, а також ступеня змішування даних, що надходять від них. У той же час літак здатний передавати дані від своїх датчиків іншим користувачам мережі і долучати інформацію від зовнішніх джерел до картини обстановки, що генерується на борту. В результаті екіпажі F-35 отримують всеосяжні і безперервні відомості про своє становище в цілому.

Кабіна F-35

Загальна картина обстановки. Мета (зокрема, збройних сил США) полягає в тому, щоб створити мережу, яка забезпечує всі діючі в одному оперативному районі сили інформацією про загальну картину обстановки.

З огляду на ймовірний склад подібної мережі з сотень або навіть тисяч учасників і джерел, що генерують величезні обсяги даних, вирішальне значення набуває розробка необхідних алгоритмів. Алгоритми управляють даними з необхідною деталізацією для маючого відповідний рівень доступу одержувача, а також дозволяють ці дані об’єднувати таким чином, щоб вони могли служити надійною основою для прийняття рішень.

Технологічні виклики. Для діючого у подібному середовищі одиночного бойового літака це означає наявність на борту високої обчислювальної потужності, великої пропускної здатності і швидкості передачі даних. І, як наслідок, подальше зростання складності системного програмного забезпечення.

У той же час бойова ефективність літака, що залежить від квазі постійного зв’язку з його оточенням, підвищує значення його власного електронного підпису. Літаки з низьким рівнем випромінювання, якщо вони не повинні втрачати цю тактичну перевагу, вимагають засобів зв’язку з обмеженим ступенем пеленгації (LPI). Багатофункціональний захищений канал передачі даних (Multifunction Advanced Data Link, MADL) F-35 вважається таким, що важко виявляється. Разом з тим, він підходить тільки для використання в межах одного тактичного формування, але не для спілкування з розширеним оперативним оточенням. Для вирішення останнього завдання на даний час F-35 все ще використовує канал «Лінк 16» (Link 16), який не відповідає рівню скритності цього літака.

Multifunction Advanced Data Link, MADL

Додатково до вище перерахованого, незалежно від того, завдяки якому технічному рішенню організовуються канали передачі даних, вони повинні бути стійкими до дії засобів РЕБ і кібер-атакам.

У реальності ця стійкість не зможе довго існувати, грунтуючись на єдиному комплексі заходів, а швидше за все вимагатиме постійного змагання з удосконаленими можливостями засобів виявлення та протидії. Це може означати, що бойовий літак покоління «Х» в ситуаціях, коли неможливий достатній захист каналів передачі даних, повинен бути придатний діяти автономно, тобто без підтримки тактичної / операційної мережі.

Таким чином, згідно з актуальним тенденціям, бойова ефективність бойового літака майбутнього ув’язується з крейсерським польотом на сверхзвуке, володінням високоточною зброєю необмеженого боєзапасу та інтеграцією в тактичні / оперативні мережі угруповань військ.

Ймовірними напрямками досягнення намічених цілей може стати реалізація проектів нового авіаційного двигуна, застосування лазерної зброї і подальше вдосконалення і ускладнення алгоритмів обробки даних. Разом з тим, успішність перерахованих проектів залежить як від рішення численних складних технологічних завдань, так і від здатності перемогти у безперервному змаганні із засобами виявлення і протидії супротивника.