dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

31 декабря прошлого года (то есть пару дней назад) исполнилось 40 лет со дня первого полёта Ту-144 – первого в мире сверхзвукового пассажирского лайнера. Ту-144 постоянно сравнивают с “Конкордом”, теперь часто можно прочитать, что его вообще с “Конкорда” скопировали. Ниже – два фото: Ту-144 (верхнее) и “Конкорд”, ракурсы похожи, масштабы разные.

(Ту-144, летающая лаборатория, фото: NASA)

(“Конкорд”, фото: Adrian Pingstone)

Какие можно сделать самые очевидные выводы? Ну, например, крыло Ту-144 вообще другое, если внимательно посмотреть на фото. Нужно ли напоминать, что для самолёта, особенно сверхзвукового, геометрия крыла – важнейшая характеристика? Второе значительное и заметное невооружённому взгляду отличие – расположение двигателей. Массу других отличий читатель может найти самостоятельно. Так что говорить, будто один самолёт – копия другого, мягко говоря, не верно.

Впрочем, всегда найдутся “специалисты”, утверждающие, например, что МиГ-29 – советская копия F-15 (тоже популярная сказка).

Да, а сверхзвуковые пассажирские лайнеры сейчас больше не летают – потому как не совместимы с коммерческими авиакомпаниями.

Между прочим, дирижабли, про новые перспективы которых я не так давно писал, имеют самое прямое отношение к появлению ракетного вооружения на борту самолётов.

Дело в том, что первые ракеты воздух-воздух использовались в Первую Мировую против аэростатов. Почему именно ракеты? Потому что в борьбе с аэростатами важно зажигательное действие: просто продырявив оболочку пулей ощутимого эффекта добиться не получится. Впрочем, теперь упомянутый эпизод с ракетами следует характеризовать скорее как исторический казус, но тем не менее – воздухоплавательная техника сыграла свою роль.

Близится эпоха возрождения дирижаблей. Не то чтобы дирижабли совсем были позабыты, но новые технологии позволяют найти дирижаблям новые применения. Для чего пригодятся дирижабли в не столь далёком будущем? Для решения самых разных задач.

Наиболее очевидная, наверное, это длительное воздушное патрулирование. Дело в том, что одно из главных преимуществ летательных аппаратов легче воздуха в том, что они могут летать длительное время, не тратя много топлива.

То есть, дирижабль с автоматическим управлением, начинённый разведывательным (наблюдательным) оборудованием, может непрерывно патрулировать границу или какую-то территорию сутками и месяцами. Если, конечно, погода совсем не испортится. Впрочем, в очень многих регионах мира несовместимая с дирижабельным полётом погода приключается редко. Тут нужно напомнить, что идея наблюдательного дирижабля – старая: наблюдения вели ещё с воздушных шаров, веками ранее.

Подвешенный в воздухе дирижабль может служить неплохим ретранслятором в сетях радиосвязи. Три-пять дирижаблей, с подвешенным к ним оборудованием, позволят быстро организовать над огромной территорией высокоскоростную и надёжную сеть передачи данных. А это особенно важно для специальных сетей, разворачиваемых над театром военных действий. Да, спутники – это хорошо, к спутникам все привыкли. Но нельзя отказываться от дополнительной технологии, для спутников недоступной, в силу физических особенностей атмосферы и удалённости от поверхности Земли. Что интересно: дирижабль, работающий опорным узлом сети связи, можно сделать дешёвым (относительно самолётов, конечно) и необитаемым. А значит потеря нескольких подобных узлов не будет существенной потерей.

Более футуристичное: дирижабль-авианосец. Большой беспилотный дирижабль служит базой для некоторого числа мелких беспилотников. Приложений – масса: разведка городских, к примеру, территорий (беспилотники “десантируются” в город, возвращаются с результатами наблюдений); ударный резерв, заранее выводимый в нужный район (актуально, скажем, над открытым морем и в береговой полосе); противоракетные системы, работающие в комплексе с несколькими РЛС, и так далее. (Кстати, самолёты, правда, не беспилотные, уже базировались на дирижаблях, в краткую эпоху цеппелинов.)

Дирижабль, в принципе, может служить недорогим воздушным транспортом. Но, к сожалению, медлительность тут полностью исключает все военные применения таких транспортов. Но тем не менее, у дирижаблей сейчас весьма радужное будущее.

По ссылке – видео с анимированным F-35B (взлёт-посадка).

На фото ниже: незавидный конец одного из так серьёзно почитаемых адептами “Первых Стелсов” – F-117:

Это вот так в Штатах отрабатывают методы ликвидации барахла (которое некоторые поклонники барахлом не считают), чтобы не занимать всяким мусором ангары (кроме музейных, конечно).

(О мероприятии рассказали блогеры Aviation Week.)

Помнится, несколько месяцев назад кто-то из собеседников возражал, что, дескать, F-117 ещё пригодятся.

Между тем, Northrop Grumman на днях досталось ещё как минимум $5 млрд на продолжение строительства новейшего атомного авианосца Джеральд Форд (Gerald R. Ford). В принципе, “Форд” готовится на замену “Энтерпрайзу” (самый старый атомный авианосец ВМС США), то есть введение в строй этого нового авианосца не увеличит общее число авианосцев на вооружении.

Но тут нужно иметь в виду, что “Форд” скорее всего будет существенно превосходить “Энтерпрайз” “по военной мощи” – и по типам самолётов, и по их возможностям. Кроме того, на “Форде” должна появиться новая энергетическая установка, которая, как обещают, обеспечит большое количество доступной электроэнергии на борту.

(По клику – схема от “Нортропа с Грумманом” в большом разрешении.)

А электроэнергия – это, конечно, электрокатапульты, которые лучше паровых, потому что быстрее и надёжнее. То есть появляется возможность быстро запускать множество беспилотников. Понятно, что беспилотник проще подготовить к старту: собственно он, беспилотник, всегда готов. Кроме того, беспилотники можно закидывать в воздух с большой перегрузкой один за одним, во все стороны. Чтобы организовать такой конвейер, требуется много электричества. Ну и вообще электрические системы более гибкие, в смысле последующего развития.

А кроме того, избыток электроэнергии подойдёт для питания перспективных противоракетных комплексов с электромагнитными пушками и лазерных. Понятно, что для авианосца артиллерийские системы и близко не являются основным видом вооружения, но тем не менее, на борту они обязательно появятся, в качестве последней линии обороны против перспективных многоступенчатых сверхскоростных противокорабельных ракет.

Кстати, Штатовская военная промышленность сейчас выпускает вполне серьёзные корабли по нескольку штук в год. (Грубо говоря, за год на воду спускают флот, сделавший бы честь многим современным морским державам.) Но, впрочем, авианосцы Штаты пока так быстро строить не научились. “Форд” ожидают в 2015 (не так уж и долго, с другой стороны).

АРМС-ТАСС пишет:

Объединенная авиастроительная корпорация планирует произвести в 2008-2012 годах 434 самолета из которых 236 судов – в рамках проекта “Сухой Суперджет”.

Учитывая, что 2008 год уже практически закончился, то получается 434/4 ~ 108 самолётов в год. Такие вот немалые планы.

АРМС-ТАСС пишет про МиГ-21 в Индии:

Завершенная в 2006 году программа модернизации 125 истребителей МиГ-21 в вариант МиГ-21бис UPG “Бизон” позволит эксплуатировать эти самолеты как минимум до 2025 года. Об этом, как сообщает “Индиа дифенс”, заявил командующий ВВС маршал авиации Фали Мейджор

А то всё – “пятое поколение, пятое поколение…”

Кстати, то и дело, когда сравнивают поршневые и реактивные самолёты Второй мировой (да и когда просто сравнивают поршневые самолёты между собой), приходится слышать: “Да его максимальная скорость всего на 100 км/ч была выше – это очень мало”. И вправду, если у одного самолёта максимальная скорость на данной высоте, например, 650 км/ч, а у другого – 750 км/ч, то может показаться, что это небольшое различие.

(Фото: RAF)

Что тут можно сказать? При сравнении скоростей нужно представить себе, что вот один из самолётов с трудом летит “на пределе”, гремя компрессорами, и вдруг его пилот видит, как мимо мелькает другой истребитель, имеющий относительную скорость 100 км/ч. Многие ведь наблюдали, скажем, с обочины дороги, как мимо проносится автомобиль с такой скоростью? 100 км/ч – это около 28 метров в секунду, довольно ощутимая скорость.

Хотя, конечно, более высокая максимальная скорость – это далеко не всегда решающее преимущество в воздушном бою.

Практически всякая дискуссия про современные и перспективные истребители содержит в себе упоминания такого понятия, как ЭПР, а уж если речь идёт о радарах и “Стелс”, то аббревиатура ЭПР встречается буквально через слово, то “подтверждая” очередной тезис, то его же “опровергая”. При этом вокруг наивно интерпретируемой ЭПР собрался широкий набор заблуждений.

Что такое ЭПР? Аббревиатура расшифровывается так: Эффективная Поверхность Рассеяния. Грубо говоря, ЭПР – это некая количественная мера отражённой в направлении приёмника энергии электромагнитного излучения, падающего на цель. В реальности, как водится, всё сложнее и даже строгое определение понятия ЭПР требует привлечения “хитрых формул”, а уж изучение и измерение ЭПР на практике – вообще большая наука.

Между тем, в довесок к строгим теоретическим, есть довольно доступное, так называемое экспериментальное, определение ЭПР, которым, собственно, и оперируют в большинстве “популярных случаев”. Итак, если утрировать ситуацию, то можно написать, что ЭПР реальной цели интерпретируют через “идеальную сферу”, которая обладает такими же “характеристиками отражения”, как и исследуемый объект (при “прочих равных”, понятно). Собственно, в качестве меры ЭПР как раз указывают площадь большого круга, соответствующего сечению данной “эталонной сферы”. Поэтому ЭПР и указывают в единицах площади.

Как раз одно из больших заблуждений в понимании ЭПР связано с тем, что про сферу забывают. Между тем, с поверхности “идеального шара” в направлении источника отражается лишь небольшое количество энергии излучения. Поэтому относительно небольшая металлическая пластинка при “удачной” форме и ориентации может иметь ЭПР в несколько квадратных метров.

В формирование конкретного значения ЭПР вносят вклад “краевые эффекты”, отражения и переотражения от конструктивных “углов”, дифракция и интерференция электромагнитных волн, условия распространения электрического заряда по облучаемой поверхности и прочие хитрые эффекты. Так что ЭПР реальных объектов, например самолётов, при малом изменении ракурса облучения или при, казалось бы, несущественной коррекции длины волны зондирующего излучения может с лёгкостью изменяться на порядки.

Типичные значения ЭПР для, например, большого транспортного самолёта – 30-50 м²; истребителя – 1-15 м². Практическая ЭПР самолётов, выполненных по технологии “Стелс”, может быть значительно меньше 0.1 м².

Update: Продолжение темы, ЭПР и “Стелс”.

Интересно, что в СМИ (даже и, вроде бы, в тематических), как и прежде, появляются статьи, рассказывающие о том, как можно “одним махом поломать” всякие современные и перспективные ударные беспилотники, “поставив помеху GPS“. Вообще, сам вопрос надёжной помехопостановки для сигналов военной GPS можно оставить в стороне. Хитрее другой аспект.

О чём пишут авторы “панацеи от беспилотников”? Они пишут, что современные беспилотники определяют собственное положение по GPS, иногда используя и очень неточную инерциальную навигационную систему. Стало быть, рассуждают авторы, если сигнал GPS пропадёт, то беспилотники не смогут определить своё местоположение и окажутся бесполезны. Что тут можно сказать? Очевидно, что если беспилотник однозначно завязан на GPS, а GPS нет, то всё верно – беспилотник оказывается бесполезен. Не верен другой аспект: гипотетическое удаление GPS вовсе не делает разработку беспилотников не перспективной и не предоставляет той “панацеи” (так же как и гипотетические “электромагнитные атаки“).

Да, действительно, при нынешнем развитии микроэлектроники GPS используют направо и налево. Особенно энтузиасты-любители, строящие беспилотники. Так происходит потому, что наиболее функциональный и наиболее дешёвый вариант автопилота для беспилотного летательного аппарата – это автопилот с GPS. Но одно дело любители, а другое – реальные перспективы боевых роботов.

Фокус в том, что навигация, как прикладная наука, вообще говоря, появилась задолго до запуска первого спутника. И определять местоположение самолёта или корабля с достаточно высокой точностью умели и раньше. GPS лишь позволила загнать трудности вычисления координат внутрь компьютера приёмника. Но никто не запрещает беспилотникам, оснащаемым всё более мощными компьютерами, использовать другие методы вычисления собственных координат. Тем более, что об уязвимости GPS очень давно известно.

Определять координаты можно, используя наземные ориентиры. Можно – по часам, звёздам, Солнцу и компасу. Можно, используя привязку к искусственным опорным точкам, развёрнутым дружественными силами: в качестве таковых могут выступать аэростаты или, скажем, специальные самолёты. А можно все эти методы свести воедино и получить устойчивую к изменению внешней среды навигационную систему. Естественно, об этом давно известно и отдельные GPS-независимые навигационные системы (по топографии, например) давно используются, скажем, крылатыми ракетами, а “интегральный подход” – активно разрабатывается.

Так что беспилотники сумеют найти свои цели и без GPS. Хотя если GPS доступен, то можно использовать его. При этом возможность действовать в условиях недоступности GPS традиционно закладывается в технические требования к новым аппаратам. Ну и для суперактуального направления – подводных автономных роботов – работа без GPS вообще является основной.