dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

Радиосвязь – необходимая штука, позволяющая, например, координировать действия группы истребителей. Вместе с тем, всякий радиообмен может демаскировать его участников, особенно если речь идёт о малозаметных самолётах: ведь незаметный для радара истребитель выдаст своё положение, передав в эфир радиограмму. Или не выдаст?

Вообще говоря, проблема с демаскирующим эффектом радиосвязи известна очень давно и очень хорошо. Там, где нужно, с ней ведут борьбу разными методами.

Например, для перспективных авиационных систем связи подходит такой метод: по радиоканалу передаются цифровые данные (даже если это речь пилотов, то она оцифровывается), при этом в качестве несущих используются очень высокие частоты, что позволяет организовать достаточно “широкий” цифровой канал.

Приёмопередатчики используют современные антенны, например, АФАР, для того чтобы формировать узкие лучи, направленные в нужную сторону, снижая тем самым уровень заметности.

Радиообмен такие перспективные “бортовые радиостанции” производят довольно хитрым образом: данные передаются короткими импульсами, при этом и приёмник, и передатчик постоянно перескакивают с одного набора частот на другой по сложному алгоритму. Всё это сильно затрудняет и обнаружение факта радиообмена, и, что более важно, вычисление координат источника “радиопередачи”. Ну и помехозащищённость растёт, кончено.

(Кстати, для организации канала связи может использоваться даже бортовая РЛС с АФАР – правда, в этом случае речь скорее будет идти о связи с наземной станцией, зато можно быстро перегонять большие объёмы данных.)

Фотографии остова B-2, упавшего в феврале (ну, так пишут , что это фотографии того самого B-2):

В продолжение темы “Стелс” и малой заметности истребителей: известно, что одним из основных устройств на борту истребителя является РЛС, потому что слепой самолёт, по нынешним временам, бесполезен. РЛС на борту даже может быть несколько, и каждая – с антенной. Традиционно самая большая антенна РЛС располагается под носовым обтекателем истребителя.

И если сам истребитель малозаметен для радаров, из-за правильно подобранной формы агрегатов и верно спроектированных материалов, то как быть с этой антенной? Ведь при облучении с передней полусферы антенна будет очень хорошо “отсвечивать”, то есть возвращать отражённый сигнал радарам противника. Казалось бы, это неустранимая проблема, так как сама “природа” антенн для приёма радиосигналов мешает снижению заметности.

Тем не менее, способы решения есть. Например, если в РЛС используется фазированная антенная решётка – ФАР (лучше активная ФАР), то антенну можно зафиксировать под острым углом к продольной оси самолёта. Это снизит уровень отражённого сигнала по крайней мере с самых выгодных для противника ракурсов. Если взглянуть на некоторые современные РЛС с АФАР для истребителей, то именно такое положение антенны и наблюдается:

(APG-81, Northrop Grumman)

Что ещё можно сделать? Вообще говоря, хорошо бы закрыть антенну колпаком нужной формы, который будет отражать падающее излучение преимущественно в сторону от источника. Правда, под таким колпаком антенна хоть и снизит свою заметность, но и принимать нужные для работы РЛС сигналы перестанет.

Выход есть: потребуется колпак (или экран) из хитрого материала, пропускающего только электромагнитные волны заданного диапазона и отражающего другие. То есть проходить сквозь колпак-экран будут только те самые сигналы, которые необходимы для работы РЛС.

Дальнейшим развитием этого направления является такой носовой обтекатель, параметры радиопрозрачности которого быстро изменяются по команде от систем самолёта, синхронно с работой РЛС. В принципе, нужные для реализации этой идеи материалы есть в лабораториях. Летают ли они уже – вот в чём вопрос.

Продолжение – в следующий раз. (А пока на пару дней в блоге dxdt.ru – перерыв.)

Для пущего успеха истребители должны действовать согласованной группой (и это верно не только для истребителей). А так как боевая обстановка меняется довольно быстро, то существенная часть “согласований” внутри группы обеспечивается вычислительной техникой. Бортовые компьютеры самолётов автоматически обмениваются между собой информацией, помогая и друг другу, и группе в целом.

В одной из прошлых записок я уже писал, что согласованная работа нескольких РЛС позволяет повысить эффективность обнаружения малозаметных целей, благодаря бистатической радиолокации. Но, понятно, только РЛС возможности не исчёрпываются.

Например, преимущества получают пассивные системы обнаружения целей (а это очень популярное и важное направление). Пассивные системы не “посылают импульсов”, а только “слушают” собственное излучение цели. Скажем, это может быть ИК-излучение. У пассивных систем, помимо прочих трудностей, могут возникнуть проблемы с определением дальности до цели. То есть, успешно удаётся определить только угловое положение цели – что, конечно, не может радовать.

Так вот, если та же самая самая цель синхронно по времени наблюдается и другими самолётами группы, то, понятно, что дальность до цели можно довольно точно вычислить на основе информации об “углах визирования”, используя простые геометрические построения. То есть, бортовые системы истребителей обмениваются между собой информацией о направлениях на цель, после чего каждый компьютер расчитывает координаты этой цели. В результате, и направление, и дальность узнают все истребители группы.

В маневренности истребителя самое важное – это доступная максимальная перегрузка, желательно ещё и действующая максимальное время. Потому что чем больше перегрузка, тем значительнее и быстрее истребитель может изменить собственный вектор скорости и, соответственно, положение в пространстве.

Как маневрирование связано с атакующими ракетами противника?

Если не вести речь о маневренном бое истребителей и изложить упрощённо, то вот как. Предположим, что головка самонаведения ракеты уже захватила истребитель-цель и теперь наводит ракету. Понятно, что, в общем случае, головка ракеты может “просматривать” только какой-то сектор “прямо по курсу”: скажем, некий конус, ограниченный по углу раскрыва параметрами работы систем головки наведения.

В рамках этого конуса ракета “ведёт” свою цель, маневрируя “на сближение”. Можно сказать, что если самолёт сумел убежать из “прицельного конуса”, то ракета его потеряла и больше не видит. В случае очень простой ракеты преследование цели на этом благополучно (для цели) завершается.

Если истребитель сумеет совершить интенсивный маневр с большой перегрузкой (например, разворот), то у него есть шанс успеть “выбежать” из поля зрения ракеты. Почему нужна большая перегрузка? Потому что ракета также будет маневрировать, с тем расчётом, чтобы цель не упустить. Выиграет тот, кто окажется “резче” и сумеет изменить свои координаты в пространстве (и вектор скорости) на максимальную величину за минимальное время.

(Рисунок: Edward L. Cooper)

В принципе, у самолёта тут есть некоторое преимущество, так как ракета, “компенсируя маневр самолёта”, часто вынуждена маневрировать со значительно большей, чем у самолёта, перегрузкой по чисто геометрическим причинам. Более того, в некоторых случаях обладающий достаточной тяговооружённостью истребитель, вовремя развернувшись, может просто убежать от ракеты, потому что у последней сильно ограничено время полёта.

Ракета “наблюдает” самолёт в некотором кусочке пространства. Вообще говоря, положение самолёта внутри этого кусочка не так важно: самолёт-цель может лететь боком, хвостом вперёд, делать забавные кульбиты, но до тех пор, пока он остаётся в поле зрения ракеты, она способна его “достать”. Конечно, на практике тут есть много оговорок и тонкостей (они, например, касаются разных дополнительных защитных средств, типа ловушек и помехопостановщиков), но общий принцип именно такой: истребитель должен убегать максимально быстро, а не крутить кульбиты “на месте”.

Так вот. Хорошие современные ракеты “воздух-воздух” мало того что быстро летают, но и готовы поражать цели, маневрирующие с очень большими перегрузками, находящимися за пределами возможностей истребителя. Ведь ограничения по перегрузкам для самих ракет существенно шире, чем для самолёта. Причина в том, что на борту самолёта есть люди, а люди в принципе не могут выдержать сколь-нибудь значительных (по меркам техники) перегрузок в течение заметных промежутков времени.

С суперсовременными (и перспективными) ракетами “воздух-воздух” – ещё хитрее: они умеют делать несколько заходов на цель, если вдруг промахнулись, и, соответственно, умеют найти цель заново, если вдруг она потерялась. (А ещё полёт ракеты может координироваться запустившим её истребителем, который спокойно, так сказать, со стороны, наблюдает цель.)

В общем, мораль: “противоракетное” маневрирование – это вовсе не “кульбиты”, и чем более развиты системы наведения ракет и сами ракеты, тем меньше пользы от маневренности истребителя.

На днях в Штатах (Аризона) упал F-16. О судьбе пилота – не сообщают.

Есть очень известные истребители Второй мировой. Например, советские И-16 и Ла-5, или, скажем, германский Bf-109. Но на фронтах Второй мировой летали и гораздо менее известные, но всё равно заслуженные истребители.

Например, итальянский истребитель Фиат CR.42 “Фалько” (Сокол). “Фалько” – один из немногих бипланов, принимавших активное участие в боях Второй мировой в качестве истребителя. Этот технологический долгожитель выпускался еще в 1942-м году, хотя тогда истребитель-моноплан уже давно являлся чем-то само собой разумеющимся.

CR.42 впервые поднялся в воздух весной 1938-го года, а к началу Второй мировой на вооружении истребительной авиации Италии состояло почти три сотни этих машин.

Интересно, что той же весной 1938-го итальянское правительство заказало сразу 200 “Фалько”, при том что в то же время моноплан MC.200 заказали лишь в количестве 99 машин. Чем была обусловлена такая “инертность мышления” военного ведомства Италии, отдавшего предпочтение заведомо устаревшему самолёту, не совсем ясно. Некоторые историки авиации высказывают мнение, что не последнюю роль в сомнительном решении сыграли опасения строевых пилотов, не желавших переучиваться на новые машины-монопланы: мало того что монопланы имели сильно иной внешний вид, так они ещё и оснащались всяческими пугающими техническими новшествами типа убирающегося шасси (которое могло и не выйти при посадке). В общем, консерваторы предпочитали старое и проверенное решение с двумя крыльями.

“Фалько”, конечно, не мог составить особенной конкуренции в воздухе более прогрессивным истребителям-монопланам. Тем не менее, “Фалько” активно участвовал в воздушных боях итальянских ВВС вплоть до капитуляции Италии (осень 1943-го). Биплан был вооружён пулемётами калибра 12.7-мм, а к концу своей военной карьеры в основном использовался в качестве истребителя-бомбардировщика, для штурмовки наземных целей.

Кстати, F-117 – не является истребителем, сколько бы его так не называли в СМИ. Потому что истребитель – это самолёт, предназначенный для уничтожения других летательных аппаратов в воздухе, к F-117 это не относится.

Вчера ударный самолёт F-117 церемониально отправили в отставку из ВВС США.

F-117A Nighthawk разработали в 70-х годах прошлого века в рамках сверхсекретной программы по созданию малозаметного для радаров ПВО ударного самолёта. Считается, что штатовская программа создания малозаметного самолёта во многом обязана своим возникновением неудачам ВВС США во время войны во Вьетнаме (где зенитные комплексы противника, оснащённые РЛС, сильно досаждали американцам).

Понятно, что за прошедшие три с лишним десятка лет F-117 совершенно устарел. (До такой степени, что один из них по непонятным причинам оказался сбит технически слабой сербской ПВО – ночью! – во время конфликта вокруг Югославии.)

F-117 – дозвуковой “узкоспециальный” самолёт, не отличающийся ни какими-то пилотажными характеристиками, ни, скорее всего, дешевизной эксплуатации. Единственная задача F-117 – скрытная ночная доставка бомб к целям на территории противника. Понятно, что каких-то неординарных боевых достижений на счету этого аппарата нет.

Теперь самолёты F-117 планируют переправить в хранилище на секретной авиабазе в Неваде.

Среди реактивных самолётов, успевших так или иначе поступить на вооружение Третьего Рейха во время Второй мировой войны был и ракетный самолёт Me 163 Komet.

Кстати, ракетный самолёт – это самолёт, использующий в качестве источника энергии для реактивного двигателя только компоненты топлива, находящиеся на борту. Грубо говоря, для окисления реактивного топлива не используется атмосферный воздух (поэтому в конструкции истребителя Me 163 нет воздухозаборника двигателя). Жидкостный реактивный двигатель, установленный на Me 163, использовал различные самовоспламеняющиеся топлива.

Важное преимущество ракетного двигателя в конце 30-х годов прошлого века, когда начинались работы над Me 163, состояло вот в чём: появлялась возможность сделать очень компактный и технологичный двигатель, так как не требовалось сложных систем для нагнетания воздуха, приготовления топливной смеси и управления её горением в камере сгорания.

Реактивное двигателестроение тогда было делом весьма новым, поэтому создавать различные компрессоры и прочую хитрую механику для реактивных двигателей ещё не умели.

Впрочем, у ракетного двигателя, конечно, имелись и весьма серьёзные недостатки: например, необходимость для обслуживающего персонала и пилотов постоянно работать в непосредственной близости от токсичного и взрывоопасного топлива.

(Фото: National Museum of the USAF)

Прототип Me 163, сконструированный доктором Александром Липпишем, и построенный на мощностях фирмы “Мессершитт”, совершил первый самостоятельный полёт в 1941 г. Историки авиации полагают, кстати, что осенью 1941-го года, запущенный с высоты около 3000 метров Me 163 достиг скорости свыше 1000 км/ч. (При взлёте с земли для разгона до максимальной скорости прототипу не хватало топлива, поэтому для рекордного полёта Me 163 поднимали в воздух с помощью другого самолёта.) Правда, и при взлёте собственными силами Me 163 разгонялся до огромной скорости в 880 км/ч.

(Можно заметить, опять в скобках, что в 1941 году, во времена господства поршневой авиации, скорость уже в 600 км/ч считалась очень высокой и далеко не всякий истребитель того времени мог её достичь в принципе.)

На вооружение истребители Me 163 поступили в 1944-м году, на их счету числится девять побед (а возможно, на одну или две победы больше). Жертвами Me 163, действовавших под конец войны над территорией Германии, становились бомбардировщики, например, B-17.

Считается, что несколько Me 163 были сбиты истребителями союзников. Правда, во всех случаях Me 163 сбивали во время захода на посадку: дело в том, что эти самолёты приземлялись полностью истратив топливо, в планирующем полёте и поэтому оказывались беззащитными.

Интересное: на носу Me 163 хорошо заметен некий пропеллер – зачем он? А нужен он для привода бортового генератора. Дело в том, что на борту истребителя, использовавшего ракетный двигатель, не было вращающихся турбин и “валов компрессоров” от которых можно было бы “раскрутить” электрогенератор бортовой сети. Поэтому генератор раскручивался набегающим потоком воздуха, с помощью пропеллера. (А тележка шасси, которую хорошо видно на этом снимке, сбрасывалась после взлёта – приземлялся Me 163 на лыжу.)

Выбирали танкер, победил Northrop Grumman: именно этой корпорации достаются как минимум $40 млрд (понятно, что больше) в виде заказа от ВВС США на обновление флота летающих танкеров.

(Заправочная штанга, фото: Northrop Grumman)

KC-45A, который предлагает Northrop Grumman, конструируется на базе коммерческого лайнера A330 от европейского Airbus.