к 25-летию первого полета Су-47
Фото: Dmitry Pichugin / wikimedia.org
Истребитель Су-47, впервые поднятый в воздух 25 сентября 1997 года летчиком-испытателем ОКБ Сухого Игорем Вотинцевым, считается одним из самых необычных самолетов. В первую очередь, благодаря своей главной особенности – крылу обратной стреловидности. Не такими приметными внешне, но не менее передовыми технологиями в Су-47 стали цифровая система управления и композитные материалы.
Полет Су-47 не пошел в серию, машина выпущена в единственном экземпляре. Однако технологии, примененные на «Беркуте», легли в основу новейших российских самолетов – истребителя пятого поколения Су-57 и авиалайнера МС-21.
История создания
В конце 1970-х годов советские конструкторы начали работы над созданием истребителя следующего поколения. Ведущие конструкторские бюро задумались над концепцией новой машины, предлагали свои варианты внешнего вида и определяли основные характеристики.
Работы по данной теме начались в ОКБ Сухого в 1983 году под условным шифром С-22. К тому времени уже были, в основном, завершены работы по испытаниям и внедрению в серию базового истребителя Су-27. В этой ситуации по инициативе М.П. Симонова ОКБ Сухого получило от Министерства авиационной промышленности СССР задание по созданию экспериментального самолета с крылом обратной стреловидности (КОС). Впоследствии, после распада СССР и последующего кризиса в авиапроме, финансирование проекта прекратилось, и работы продолжались по инициативе ОКБ Сухого.
Anna Zvereva / wikimedia.org
Самолет впервые поднялся в небо 25 сентября 1997 года. Широкой публике новинка была представлена на авиасалоне МАКС в 1999 году под именем С-37. Название Су-47 и прозвище «Беркут» истребитель получил в 2001 году – за свою способность быстро менять направление движения или угол атаки.
Самолет крыльями вперед
Су-47 отличался от своих современников более продвинутыми характеристиками и практически приближался к пятому поколению. Но главная особенность этого самолета – крыло обратной стреловидности (КОС). Если большинство рассматривает КОС просто как стильную деталь, которая, безусловно, придает самолету необычный вид, то у специалистов обоснования более аргументированные.
Экспериментировать с таким крылом авиаконструкторы начали давно. Еще в 1944 году впервые взлетел немецкий бомбардировщик Ju-287. Впрочем, до серии он так и не «долетел». Сразу же после войны исследовать КОС начали и у нас в стране. Например, в 1947 году был создан планер с КОС и пороховым ускорителем, который достигал скорости 1150 км/час. Подобные эксперименты проводились как отечественными, так и зарубежными конструкторами. Чем же их так привлекали модели «с крыльями вперед»? Не вдаваясь в технические подробности, можно отметить следующие достоинства: меньшее сопротивление воздуху, хорошее «поведение» на больших углах атаки, отклоненная «внутрь» передняя кромка для лучшей малозаметности. Из этих особенностей вытекает и сверхманевренность, даже без применения двигателей с управляемым вектором тяги.
Sergey Krivchikov / wikimedia.org
Достоинства крыла обратной стреловидности плавно перетекают в его главный недостаток, а вернее в техническую сложность при конструировании.
При увеличении скорости растет нагрузка на крыло, и оно изгибается. Справиться с таким «саморазрушением» крыла пытались, увеличивая жесткость, что приводило к утяжелению конструкции. Здесь на помощь пришли композиты – крыло Су-47 наполовину состоит из них. Новая технология стыковки длинных композитных панелей позволила повысить жесткость конструкции без значительного увеличения ее веса. Планер Су-47 в общей сложности на 13% состоит из композитов, что позволило снизить общий вес самолета, а также его радиолокационную заметность.
Как создают «черное крыло» и какие преимущества предоставляет лайнеру углепластик
Таким образом, Су-47 «Беркут» стал первым отечественным прототипом боевого самолета, получившим «черное крыло». В его основу был положен опыт, полученный при создании композитных изделий для «Бурана» в Обнинском НПП «Технология». Работа над крылом для «Беркута» позволила впоследствии применить композиты из Обнинска при создании истребителя пятого поколения Су-57 и авиалайнера МС-21.
Несмотря на то, что «Беркут» не пошел в серию, проект этот можно по праву назвать удачным. Испытания Су-47 позволили конструкторам ОКБ им. Сухого отработать ряд технологий, которые впоследствии появились в истребителе пятого поколения Су-57.
Черное крыло «Беркута»: как создавали истребитель Су-47
25 лет назад состоялся первый полет самолета С-37 «Беркут» (Су-47) — звезды авиационного мира и предшественника Су-57. Поднял машину в воздух летчик-испытатель ОКБ Сухого Игорь Вотинцев в сентябре 1997 года. Этот экспериментальный истребитель показал, что современные материалы позволяют создавать конструкции, которые раньше казались фантастикой. Подробнее о рождении первого отечественного крыла из композитных материалов читайте в материале ТАСС.
Су-47 «Беркут» был впервые показан широкой публике на авиасалоне МАКС-1999, где совершил показательный полет. Машина резко выделялась на фоне остальных благодаря крылу обратной стреловидности и черной окраске.
В СМИ его моментально окрестили истребителем XXI века и сообщали, что машина должна в ближайшее время пойти в серийное производство. На самом деле «Беркут» был опытно-экспериментальным самолетом, предназначенным для отработки компоновочных, технических и технологических решений в рамках работ по истребителям нового поколения. Работы по этой теме начались в ОКБ под условным шифром С-22.
С 1983 года проект самолета с крылом обратной стреловидности развивался как модернизация Су-27 для ВВС СССР, однако он был закрыт в 1988 году. Далее заказчиком выступил ВМФ СССР, и истребитель переименовали в Су-27КМ (корабельный модифицированный), но и этот проект был остановлен после распада Советского Союза.
Но работы не прекращались ни на минуту. Создание «Беркута» — инициативная разработка ОКБ Сухого (входит в ОАК) и в частности — генерального конструктора Михаила Симонова. «Суховцы» отлично понимали, что нужно создавать задел для истребителя пятого поколения, который обладал бы в том числе сверхманевренностью, способностью сохранять устойчивость и управляемость на углах атаки до 90 градусов для ближних воздушных боев.
Обратная стреловидность крыла подходила для решения этих задач как нельзя лучше. Главным конструктором по теме был назначен Михаил Погосян.
Обратная сторона стреловидности
Читайте также
Истребитель Су-57: секреты самолета-«невидимки»
Крыло обратной стреловидности обладает меньшим индуктивным сопротивлением, потому что воздушный поток перетекает от законцовок к его корневому сечению. Интенсивность образования концевого вихря снижается, а поэтому повышается аэродинамическое качество. Как следствие — растут взлетно-посадочные характеристики самолета, маневренность, подъемная сила, дальность полета на дозвуковой скорости. Кроме того, улучшаются условия работы крыльевой механизации, увеличиваются внутренние объемы планера, что особенно важно для истребителя пятого поколения, который должен нести вооружение во внутренних отсеках.
Но создать такое крыло — сложная задача. Особенностью крыла обратной стреловидности является то, что при достижении определенных скоростей полета происходит «скручивание» законцовок крыла, что может привести к разрушению всей конструкции.
Чтобы избежать этого, крыло должно иметь очень высокие жесткостные характеристики, и сделать это на сверхзвуковом истребителе с помощью авиационного алюминия и даже стальных сплавов практически невозможно. Ситуация изменилась только в 1980-х годах, когда широкое распространение в авиации начали получать композитные материалы.
Да здравствует композит!
Композитные материалы, которые позволяют создавать легкие и прочные конструкции, состоят из двух или более компонентов. К примеру, армированный железобетон по некоторым параметрам лучше камня. В авиационной технике чаще всего используется углепластик, состоящий из нитей углеродного волокна, соединенных полимерным связующим. Такой материал намного легче стали, а в некоторых случаях прочнее ее.
Читайте также
Как устроен новый истребитель «Су»
Сегодня применение композитных материалов стало повсеместным. Например, из них создано крыло российского среднемагистрального лайнера МС-21, композиты составляют 25% от веса пустого истребителя пятого поколения Су-57.
«Беркут» стал базой для отработки таких технологий, его конструкция выполнена из композитов на 13%, что по меркам 1990-х годов было настоящим прорывом. Больше всего композитов было использовано в крыле самолета, в котором их доля составляла около 50%.
Изготовить панели для крыла обратной стреловидности для «Беркута» поручили Обнинскому научно-производственному предприятию «Технология» (также входит в Ростех). В панелях использовался новый материал, разработанный ВИАМ, который не уступал по своим характеристикам лучшим в то время мировым образцам углепластиков. В 1986 году изготовление панелей крыла впервые в СССР было выполнено методом автоматизированной выкладки.
Основой механизм станка автоматизированной выкладки
© ОНПП «Технология»
«В то время у нас была единственная в России установка для автоматизированной выкладки, но ее программы обеспечивали работу только в двух плоскостях. Мы вручную настраивали станок еще на две координаты. Это была простая, но кропотливая работа: как только подпружиненная «головка» «садилась» на концевой выключатель, мы начинали подбирать координаты, чтобы она дальше двигалась так, как нам нужно.
Эмоции незабываемые! Месяц работал без выходных», — вспоминает начальник отдела автоматизации технических процессов ОНПП «Технология» Валерий Терновой.
Позже программисты «Технологии» разработали программное обеспечение, которое позволило автоматизировать рабочие процессы. Это была только одна из многих проблем, которые неизбежно возникают при внедрении новых материалов и методов производства. Но все они были решены конструкторами ОКБ Сухого и специалистами «Технологии».
Автоматизированная выкладка крыла обратной стреловидности «Беркута»
© ОНПП «Технология»
«Это было непростое время. Закрывались заводы, в целом ситуация была сложная. А мы получили заказ на изготовление крыла обратной стреловидности для Су-47. Это колоссальный опыт, который послужил прорывом не только для авиации, но и для нашего производства. Был внедрен метод автоматизированной выкладки изделий для авиационной техники, доведены до высокого качества материалы, да и для рабочих это была отличная практика», — вспоминает оператор станков с программным управлением ОНПП «Технология» Александр Конашенков.
Сломать черную птицу
Испытания первого в стране крыла из углепластика велись в ОКБ Сухого. Все участники проекта очень волновались, при каждом объявлении о приложении новой нагрузки с тревогой прислушивались к малейшему хрусту, не разговаривали. По их словам, особый нервный накал начался с первыми звонкими щелчками. Это означало, что внутренние напряжения приближаются к пределу прочности композита. Удивительно было видеть, как крыло сильно прогибается, но спокойно держит нагрузку. Углепластиковая конструкция с запасом выдержала расчетное тестирование.
К летным испытаниям Су-47 специалисты ОНПП «Технология» отнеслись спокойно, так как были уверены в надежности своих углепластиковых панелей. Но всех переполняло чувство гордости за результат, достигнутый в тесном содружестве материаловедов, прочнистов, конструкторов, технологов, испытателей, рабочих и мастеров предприятий ОКБ Сухого, ЦАГИ, ВИАМ и ОНПП «Технология».
С-37 «Беркут» (Су-47)
© ОКБ Сухого
Летчики-испытатели говорили, что самолет габаритный, имеет мощные двигатели, но при этом очень легкий в управлении, совершить полет на нем без сложной переподготовки мог бы даже молодой выпускник военного авиационного училища.
На самолете удалось внедрить целый ряд новых конструктивных и технических решений, которые ранее не применялись на самолетах подобного класса: реализация большой степени продольной статической неустойчивости, использование в конструкции крупногабаритных фрезерованных панелей двойной кривизны и композиционных материалов в нагруженных элементах конструкции планера и т.п.
Гены «Беркута» в пятом поколении
Читайте также
Истребитель МиГ-35. Высший пилотаж снова в моде
Проект Су-47 был остановлен в пользу разработки истребителя Су-57, который сегодня поступает в войска. Но Су-47 сыграл огромную роль в его создании, позволив российским авиастроителям проверить ряд важных идей и собрать массу информации. По данным Ростеха, благодаря проекту разработаны новые конструкции, программное обеспечение и материалы. Уже исходя из этого, проект экспериментального истребителя можно считать безоговорочно успешным.
В 1999 году ОКБ Сухого добилось включения программы С-37 в государственный оборонный заказ, придав ей официальный статус, что послужило улучшению финансирования испытаний.
В итоге «Беркут» стал незаменимой «летающей лабораторией». С 2004 года Су-47 — основная платформа для исследований в интересах тематики самолета пятого поколения.
По данным Ростеха, колоссальные знания о крыле обратной стреловидности из композитных материалов, полученные на испытаниях «Беркута», используются при создании беспилотных летательных аппаратов и гражданских самолетов.
Статья подготовлена Объединенной военной редакцией ТАСС совместно с ОНПП «Технология» и ОАК госкорпорации «Ростех»
Су-47: лучший истребитель, которому Россия сказала «нет»?
Вот что вам нужно запомнить: Хотя и Су-47, и Х-29 так и не прошли стадию прототипа, они были важны для расширения границ возможного, и некоторые из технологий, которые они помогли доказать используются сегодня.
youtube.com/embed/90BWzYwtLP0″ title=»YouTube video player»/> Су-47 выглядит как нечто из фантастического романа 1960-х, но на самом деле это техника середины 1980-х. Несмотря на то, что прототип был инновационным, он так и не был запущен в серийное производство — отчасти из-за отсутствия финансирования, а отчасти из-за одного серьезного конструктивного недостатка.
Развертка вперед, мышление вперед?
Планеры с крылом обратной стреловидности имеют ряд преимуществ. Они очень маневренны, особенно на дозвуковых скоростях. Они также обладают уникальными характеристиками подъемной силы, которые позволяют, в частности, совершать короткие взлетные расстояния. Одной из первых групп интересов был советский флот, который нуждался в боеспособном воздушном истребителе, который мог бы взлетать с коротких взлетно-посадочных полос, типичных для авианосцев.
К сожалению, крылья с обратной стреловидностью имеют и ряд серьезных недостатков. Самолеты с крылом обратной стреловидности имеют серьезные летные характеристики.
Сами крылья подвергаются серьезной нагрузке, особенно на более высоких скоростях. Из-за высоких нагрузок крылья должны сгибаться, не ломаясь, а это непростая инженерная задача.
Всё-таки Су-47 чрезвычайно маневренен. Из-за своей нестабильной конструкции в нем используется электродистанционная система, которая регулирует и корректирует траекторию полета планера быстрее, чем пилот, сохраняя устойчивость самолета во время полета. Как видно из этого видео, он способен на довольно экстремальные маневры.
Вскоре после дебюта Су-47 западные аналитики предположили, что планер мог быть несколько малозаметным. Хотя это трудно проверить, он действительно мог иметь радиопоглощающее покрытие, хотя сам самолет никоим образом не был малозаметным.
Проект изначально задумывался в начале-конце 1980-х годов. К несчастью как для фирмы-разработчика Сухого, так и для самого самолета, распад Советского Союза погубил проект. Хотя Су-47 время от времени появляется на различных авиашоу, был построен только один планер.
Это была жертва времени.
X-29:
DARPA — то есть Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США — также исследовало крылья с прямой стреловидностью и даже создало демонстратор технологий, визуально очень похожий на Су-47. DARPA утверждает, что их X-29является «самым аэродинамически нестабильным самолетом из когда-либо построенных».
Как и в случае с Су-47, технологии, использованные при разработке Х-29, раздвинули границы возможного. Некоторые из технологий X-29 в конечном итоге были использованы при разработке будущих платформ. «Усовершенствованные композитные материалы в настоящее время широко используются в военных и коммерческих самолетах», — поясняется в заявлении DARPA. «Аэроупругие приспособления для сопротивления скручиванию под полетными нагрузками теперь являются стандартным инструментом для передовых конструкций с соответствующими результатами, включая длинные тонкие крылья Global Hawk, беспилотного самолета-разведчика».
Сошли с чертежной доски:
Хотя и Су-47, и Х-29 так и не прошли стадию прототипа, они были важны для расширения границ возможного, и некоторые из технологий, которые они помогли доказательства используются сегодня. Так что не совсем бесполезен в конце концов.
Калеб Ларсон — обозреватель The National Interest. Он имеет степень магистра государственной политики и занимается вопросами безопасности США и России, вопросами европейской обороны, а также политикой и культурой Германии.
Эта статья впервые появилась в 2020 году и перепечатывается из-за интереса читателей.
Изображение: Reuters
Тайна истребителя Су-47 «Беркут»
11 февраля 2023 г.
Сухой Су 47 — российский экспериментальный истребитель, принятый на вооружение в конце 1990-х годов и совершивший первый полет в
История и развитие Су-47.
Сухой Су-47 был разработан российским авиакосмическим производителем Сухой в конце 1990-х годов.
Его уникальная конструкция основана на крыле с прямой стреловидностью, которое создает нестабильный воздушный поток на крыльях самолета и требует компьютеризированного управления полетом, чтобы поддерживать его устойчивость в воздухе. Он предназначался для использования в качестве перехватчика и истребителя. Несмотря на новаторскую конструкцию, было построено всего два прототипа, и самолет так и не был запущен в серийное производство.
Особенности конструкции самолета Су-47.
Су-47 — реактивный истребитель четвертого поколения, конструкция которого сочетает в себе крыло с обратной стреловидностью и передовые аэродинамические компоненты. Помимо инновационной конструкции крыла, Су-47 оснащен цельноповоротным стабилизатором, повышающим маневренность самолета. Он также использует мощные воздухозаборники, которые обеспечивают повышенную тягу для повышения производительности. Кроме того, самолет имеет встроенную цифровую электронную систему управления полетом, способную одновременно управлять поверхностью полета.
Статистика боевых действий Су-47.
Су-47 — маневренный и эффективный истребитель в воздушном бою. Он может развивать скорость до 1500 км/ч и имеет запас хода более 4000 км. Сообщается, что самолет успешно поразил несколько целей одновременно, а также продемонстрировал отличные возможности по созданию помех благодаря своим современным радиолокационным системам. Кроме того, Су-47 был испытан на стрельбу различными современными видами оружия, в том числе ракетами класса «воздух-воздух» и авиабомбами.
СУ — 47
Возможные модификации Су-47 в будущем.
В последние годы возможности Су-47 были модернизированы, особенно в области авионики и систем вооружения. Самолет теперь несет более совершенные ракеты и бомбы с улучшенными системами наведения. Кроме того, его радар и средства радиоэлектронного противодействия также были значительно улучшены. Эти модернизации будут только увеличиваться, поскольку российские ВВС ищут способы сделать Су-47 еще более мощным и эффективным в бою.