Конструкция Су-47
Самолет Су-47 скомпонован по схеме интегрального неустойчивого триплана, имеющего высоко расположенное крыло обратной стреловидности, центральноповоротное заднее хвостовое оперение небольшой площади. На самолете есть возможность выполнения динамического торможения на различных скоростях при допустимом значении угла атаки.
Во время производства деталей была применена новая технология: детали обшивки удавалось получать в плоском виде, далее им придавалась необходимая форма, кривизна и происходила их состыковка с необходимой точностью. Благодаря крупногабаритным панелям удалось уменьшить количество крепежей в конструкции. Это уменьшило массу истребителя, повысило аэродинамические характеристики и снизило заметность самолета на радарах.
В состав конструкции вошли композиционные материалы для саморазгружающихся и самоадаптирующихся конструкций. Большинство элементов (бортовые системы, шасси, фонарь) были взяты из серийных самолетов Су-27.
Крыло Су-47 имеет обратную стреловидность, на 90% состоит из композитных материалов. Имеет складную переднюю консольную часть. Поверхность консоли крыла оснащена отклоняющимся носком, а на задней поверхности находятся элерон и односекционный закрылок.
В основном конструкция фюзеляжа выполнена из титановых и алюминиевых сплавов. Имеет близкое к овальному сечение. Носовой обтекатель спереди приплюснутый и имеет оребрение. Хвостовую часть занимают два обтекателя, которые можно задействовать в будущем для размещения радиоэлектронных устройств.
Вертикальное оперение напоминает по конструкции и исполнению Су-27, но меньше по площади, нежели у предшественника. Развал килей направлен на периферию, вместе с небольшой площадью ВО аппарат становится плохо заметным для радиолокационных приборов.
По фонарю кабины планер напоминает самолет Су-27. Угол наклона стенки кресла пилота составляет 30°, это защищает его от перегрузок во время выполнения фигур высшего пилотажа и боевого маневрирования.
К основным опорам шасси прикреплено по одному колесу. Уборка основных стоек происходит в ниши, размещенные по бокам воздухозаборника. Передняя стойка поворотом вперед убирается внутрь фюзеляжа.
Особенности конструкции
Су-47 строился с активным использованием композитных материалов, в частности углепластика. Это позволило добиться желаемых характеристик при одновременном снижении трудозатрат на производство.
В планере применяется крыло обратной стреловидности (КОС), образующее вместе с фюзеляжем общую систему. Такая схема придает истребителю чрезвычайно характерный внешний вид, резко отличающий его от других российских машин.
Использование КОС в сравнении с обычной схемой дает самолету следующие преимущества:
- повышенная маневренность на дозвуковых скоростях;
- увеличена подъемная силы крыла в сравнении с обычным крылом того же размера;
- лучшая управляемость при взлете и посадке;
- повышенная способность сопротивляться сваливанию, в том числе в штопор;
- такое размещение крыльев дает возможность вынести грузовые отсеки (в том числе с вооружением) практически в центр тяжести самолета.
В то же время, такое крыло подразумевает и целый ряд минусов (например, недостаточная прочность крыльев для полетов на высоких скоростях), которые в основном удалось преодолеть на Су-47.
В целом конструкция Су-47 делает его высокоманевренным, способным быстро изменять угол атаки и направление полета как на дозвуковых, так и на сверхзвуковых скоростях. Его максимальная скорость на высоте достигает 1,6 М (с форсажем).
Характеристики «Беркута»
Самолёт С-37 был переименован в Су-47 к международной выставке 2001 г. – это интегральный продольный триплан, он легко выполняет все элементы кобрирования, угол атаки 1200. Вес машины 19 500 кг, 13% из углепластика. Бортовые системы, шасси, фонарь и много чего другого те же, что и у всех последних моделей Су. Возможности нести боевую нагрузку соответствуем новейшим «Сушкам» – 8 т. Крыло самолёта (на 90% композиционное) в передней кромке -200, в задней -370. Вертикальное оперение меньшей площади, чем у семейства Су.
Сверху на крыле есть дополнительные воздухозаборники, нужные при взлёте, посадке и маневрировании. Их каналы изгибаются, так что лопатки компрессора не видно спереди – вражеские РЛС имеют трудности с фронтальным обнаружением «Беркута».
Двигатели: два Д-30Ф11 (15600 кгс) с обратным вектором тяги легко поднимают машину 25,6 т, давая возможность летать при 2200 км/ч и на 1400 км/ч низко над землёй, подниматься до 18 км высоты. Есть все средства связи. Закрытый и большой грузовой отсек ПАК ФА достался от Су-47, в 2006 и 2008 он обновлялся – это одно из значимых новых технологических решений.
Тактико-технические характеристики Су-47 Беркут
Экипаж Су-47
— 1 человек
Размеры Су-47
— Длина: 22,6 м — Размах крыла: 16,7 м — Высота: 6,4 м — Площадь крыла: 56 м² — Площадь ПГО: 5,7 м²
Вес Су-47
— Масса пустого: 19500 кг — Нормальная взлётная масса: 26500 кг — Максимальная взлётная масса: 38500 кг — Масса топлива: 12000 кг
Двигатель Су-47
— Тип двигателя: Турбореактивный двухконтурный с форсажной камерой — Модель: Р-179-300 (для серийного самолёта), Д-30Ф6 (для опытного образца)
Тяга
— максимальная: 2 × 12400 кгс (Р-179-300) — на форсаже: 2 × 17500 кгс (Р-179-300) 2 × 15500 (Д-30Ф6)
Скорость Су-47
— Предельная скорость на высоте: 2500 км/ч (ограничена на 900 км/ч в связи с разрушающими нагрузками на крыло и центроплан) — Предельная скорость у земли: 1400 км/ч — Предельная бесфорсажная скорость: более 1200 км/ч (М=1)
Дальность полета Су-47
— Перегоночная (с 2 ПТБ): 5500 км — На дозвуковой скорости: 4000 км — На сверхзвуковой скорости: 1600 км
Боевой радиус Су-47
— дозвуковой: 2000 км — сверхзвуковой: 800 км
Продолжительность полёта Су-47
— 6,5 часов
Практический потолок Су-47
— 20000 метров
Длина разбега Су-47
— 90 м (возможность взлёта по баллистической траектории)
Тяговооружённость Су-47
— при максимальной взлётной массе: 0,91 кгс/кг — при нормальной взлётной массе: 1,32 кгс/кг
Вооружение Су-47
— Стрелково-пушечное: 1 × 30 мм пушка ГШ-30-1 — Боевая нагрузка: — Нормальная: 1000 кг (4 × Р-77 + 4 × 9М100 (планировалось)) — Максимальная: 8000 кг
Экземпляр Су-47 является экспериментальным. Он создавался для отработки схемы планера, компоновочных решений и материалов, поэтому вооружение не могло быть размещено без дополнительной модернизации самолёта. В ходе разработки Перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации, планер Су-47 был модернизирован и получил один бомбоотсек, опыт создания которого впоследствии был применен на ПАК ФА.
История создания
Проект развивался сначала как перспективная модель истребителя с крылом обратной стреловидности для ВВС СССР (модернизация Су-27, тема С-37) в рамках отраслевой исследовательской программы с 1983 года, однако эта тема была закрыта в 1988 году. После этого заказчиком проекта выступал ВМФ СССР, что и предопределило дальнейшее развитие проекта как перспективного самолёта для авианесущих крейсеров. Проект переименовали и назвали Су-27КМ (корабельный модифицированный). Впоследствии, после распада СССР и кризиса в стране в 1990-х, госфинансирование с проекта было снято и он продолжался только благодаря собственному финансированию ОКБ «Сухой». В итоге, после всех перипетий, самолёт был представлен публике на выставке МАКС-1999 под именем С-37 «Беркут», а к МАКС-2001 переименован в Су-47 «Беркут». В 1997 году был построен первый летающий экземпляр Су-47, сейчас он является экспериментальным.
В 2006-2007 гг. после модернизации грузоотсека самолёт был задействован в программе по созданию проекта истребителя Т-50 (в дальнейшем Су-57). Целью была проверка створок и внутреннего оснащения отсека на работоспособность в условиях реального полета. Информация активно использовалась на окончательных этапах создания грузоотсеков перспективного истребителя Т-50.
Единственный экземпляр находится в музее ЛИИ им. Громова.
Резюме
Прототип самолета С-37 был создан более двух десятков лет назад, в 1997 году он был впервые поднят в небо, а совсем недавно проект закрыли. Экспериментальная модель показала весь свой потенциал и позволила собрать огромную информационную базу. Кроме того, истребитель Су-47 «Беркут», который многие по ошибке отнесли к пятому поколению, стал летающей лабораторией для испытания новых технологий.
Участие машины в серьезных испытаниях плохо сказалось на возможности ее показов широким кругам. Самолет регулярно появлялся на авиасалонах, но ни разу не был представлен на статической стоянке. Широкой общественности так и не удалось ознакомиться с таким интересным, но бесперспективным аппаратом, как Су-47 «Беркут». «Почему закрыли проект?» – популярный вопрос, ответить на который крайне сложно. Споры на этот счет по сей день ведутся среди любителей и экспертов авиационной промышленности. Причем споры о перспективах авиационной техники с крыльями обратной стреловидности в целом, а не только о характеристиках модели Су-47 «Беркут». Почему закрыли проект истребителя уже вряд ли кто-то узнает.
Единого мнения касательно такого класса истребителей до сих пор нет. Тем не менее проект «Беркут» считается удачным. Несмотря на то что самолет не стал основной для создания машин нового поколения, он выполнил все свои задачи. Самолет-истребитель создавался как экспериментальная модель для отработки современных технологий. С этой задачей он справился блестяще.
Новое имя
На салоне МАКС-2001, истребитель впервые получил название Су-47 «Беркут». Летные характеристики машины остались прежними. Новое имя было дано самолету исключительно ради привлечения внимания. Фирма «Сухой» присваивала букву «С» опытным машинам, в то время как готовые модели получали индекс «Су». Однако в данном случае смена названия не несла каких-либо практических предпосылок. Фраза «Истребитель пятого поколения Су-47 «Беркут»» звучала красиво, но была не более чем лозунгом для неосведомленных СМИ.
Самолет испытывали еще несколько лет. Его тестировали на различных скоростях, высотах и режимах полета. Позже появилась информация о том, что из-за активных испытаний «Беркута» возникли проблемы с некоторыми агрегатами. В этой связи были введены ограничения на максимальную скорость полета, угол атаки и прочие летные параметры.
Проект Су-47 «Беркут», характеристики которого мы сегодня рассмотрели, позволил российским авиаконструктором протестировать несколько весомых гипотез и собрать массу информации о самолетах с КОС. Полученные экспериментальным путем данные об обтекании и поведении таких машин дали отечественному авиастроению возможность закрыть несколько «белых пятен» в теории.
Материалы для Су-47 «Беркут»
Материалы для производства схожи с моделями на базе Су-27, отдельного внимания заслуживает конструкция крыльев. Планер рассматриваемого самолёта состоит из большого количества композитных материалов, что позволяет снизить вес, увеличить эксплуатационный ресурс в 1,5 – 3 раза, сократить затраты на сборку на 50%. Эти материалы позволяют выдерживать огромные тепловые нагрузки, изолировать металлический корпус и кабину пилота от высоких температур.
Как решались недостатки технологии
На раннем этапе, при работе над С-22 определились с конструкцией для КОС. Принято было решение сделать жёсткое крыло из лёгкого углепластика, количество металла сократилось максимально. Кроме того, у крыла стали отклонятся носки для лучшей обтекаемости на больших углах атаки – получились отличные характеристики. Поэтому С-47 внешне не отличить от С-22 (середина 1980-х). Этот проект был сделан по аэродинамической схеме «Утка». С-22 имел одну однотипную силовую установку, нужен был новый двигатель. Так и появился С-32, с двумя двигателями ТРДДФ РД-79М, тяговое усилие которых составляло 18 500 кгс. Длительность полёта увеличилась при сверхскоростях без форсажа.
Секретный режим
25 сентября 1997 года, прототип истребителя С-37 впервые был поднят в воздух. Однако о существовании секретного проекта знали и ранее. Еще в 1994 году зарубежная пресса писала о разработках некого перспективного российского самолета. Западные журналисты предположили, что истребитель будет назван С-32. А в некоторых публикациях даже говорилось о крыльях обратной стреловидности.
Отчасти заграничные журналисты были правы. В 1996 году в издании «Вестник воздушного флота» была опубликована фотография, сделанная на заседании Военного совета. Кроме представителей авиапромышленности, на фото можно было обнаружить две модели самолета. Одна из них была узнаваема – самолет Су-37М, а вот вторая вызвала массу вопросов. У черного макета с белым индексом «32» было переднее оперение и крыло обратной стреловидности. Фирма «Сухой» ответила на шквал появившихся вопросов просто: «Никаких работ в данном направлении не ведется». Позже выяснилось, что подобные ответы были обусловлены строгим режимом секретности. На самом же деле работы велись, причем с начала 90-х.
Оборудование Су-47
Истребитель Су-47 оснащен современным отечественным бортовым оборудованием. К нему относится многоканальная цифровая ЭДСУ, интегральная автоматизированная система управления полетом, навигационный комплекс, включающий инерциальную навигационную систему на лазерных гироскопах и спутниковую навигацию.
Кабина самолета оснащена передовой системой катапультирования пилотов и системой жизнеобеспечения.
В управлении самолетом задействуется тензометрический РУД и боковой малоходный рычаг управления.
С целью увеличения бокового обзора, антенны и радиоэлектронное оборудование сделали небольших размеров и разместили в хвостовой части. Кроме основной БРЛС, в состав навигационного оборудования самолета входят 2 антенны, обеспечивающие задний обзор. Они установлены между соплами двигателей и крылом.
БРЛС размещалась в носовой части планера. Она комплектовалась плоской антенной фазированной решеткой, работа которой выполняется в Х-диапазоне. Бортовое радиолокационное оборудование позволяет обнаруживать цели на расстоянии до 240 км. Су-47 имеет возможность одновременного отслеживания и сопровождения до 24 целей с применением ракет против восьми воздушных целей противника.
Испытания и популярность
25 сентября 1997 года первый прототип самолета поднялся в воздух. Летчик-испытатель И. Вотинцев тестировал его около получаса. Никаких особых нареканий самолет не вызвал. Серия испытаний продлилась до весны 1998 года. Затем последовал анализ полученных данных и некоторые незначительные доработки.
Широкая общественность впервые увидела самолет С-37 лишь в 1999 году на аэрокосмическом салоне МАКС. На статическую стоянку модель не попала. Единственный самолет выехал на взлетную полосу непосредственно перед демонстрационным полетом. После посадки его сразу же отбуксировали в ангар. Спустя несколько дней после первого полета истребителя средства массовой информации стали говорить о нем. Вскоре споры об особенностях и перспективах машины разошлись по всему миру. При этом СМИ сразу же нарекли «Беркут» перспективным истребителем 5-го поколения, который в скором времени станет выпускаться серийно. Официальное заявление компании «Сухой» об экспериментальном характере модели с трудом пробилось сквозь массу информационного шума.
Пока СМИ продолжали дискутировать о новом самолете, его создатели не прекращали испытания, устанавливая ошибочность или верность разных технических решений. На заре 2010-х вновь поднялась тема создания на базе С-37 боевого истребителя. Предполагалась установка на него современного комплекса радиоэлектронного оборудования, в числе которого была РЛС переднего обзора оснащенная фазированной антенной решеткой. Что касается вооружения, то перспективный истребитель должен был получить управляемые и неуправляемые бомбы и ракеты, транспортировать которые можно как на внутренней, так и на внешней подвеске.
Все попытки создания боевого истребителя на базе экспериментальной модели оказались безуспешными. Компания «Сухой» продолжала исследовать прототип, время от времени демонстрируя один и тот же самолет на выставках.
Оборудование
Так как иные подходящие моторы готовые к производству отсутствовали, на прообраз самолета Су-47 «Беркут» установили двигатели ТРДДФ Д-30Ф11, которые были модернизированной версий знакомых по самолету МиГ-31, силовых установок Д-30Ф6. Турбореактивные моторы, оснащенные форсажной тягой дали самолету взлетной массой порядка 25 тонн, весьма солидные характеристики:
- Максимальная скорость в воздухе – 2200 км/ч.
- Максимальная скорость у земли – 1400 км/ч.
- Практический потолок – 18 тысяч метров.
- Практическая дальность – 3300 километров.
Что касается состава бортового оборудования самолета, то о нем по сей день известно немного. Согласно имеющейся информации, истребитель оснащался электродистанционной системой управления, в основу которой легла аналогичная система самолета Су-27. Также самолет оборудуется современными средствами связи и инерциальной навигационной системой с возможность использования спутниковых сигналов.
Для облегчения работы пилота модель оснащалась катапультным креслом К-36ДМ. Спинка кресла имела угол в 30 градусов от горизонтали, что позволяло летчику легче переносить нагрузки, которые могут возникнуть при интенсивном маневрировании. Ручки управления двигателем и педали не отличаются от модели Су-27. В некоторых источниках указывалось, что стандартную крупную центральную ручку управления заменили небольшой ручкой, расположенной с правой стороны приборной панели будущего Су-47 «Беркут».
Вооружение в первом исполнении самолета не использовалось, так как он был экспериментальным прототипом. Однако в левом крыльевом наплыве предусматривалось место для установки автоматической пушки модели ГШ-301 с боекомплектом.
Фюзеляж
Крыло обратной стреловидности имело консоли, стреловидность по передней кромке которых составляла 20 градусов, а по задней – 37. Передняя кромка формировала в корневой части наплыв прямой стреловидности. Он, вместе с консолью с прямой и обратной стреловидностью, увеличивал обтекание данной части планера. Передняя кромка крыла была оснащена отклоняемым носком, а задняя – односекционным элероном и односекционным закрылком. Ввиду высоких требований по жесткости крыло на 90% состояло из композитных элементов. Остальные детали были металлическими.
Около центра фюзеляжа, сбоку от воздухозаборников, на самолете было установлено переднее горизонтальное цельноповоротное оперение трапециевидной формы. Что касается хвостового оперения, то оно также было сделано цельноповоротным, вытянутой формы с передней кромкой большой стреловидности. Самолет-истребитель имел вертикальное оперение схожее с килями модели Су-27, однако, меньшей площадью.
Фюзеляж самолета получил плавные обводы, а его сечение больше всего напоминало овал. Носовая часть схожа с аналогичным элементом модели Су-27. По бокам от задней части кабины размещаются воздухозаборники, без возможности регулировки. На поверхности, приблизительно посредине фюзеляжа, около корневой части крыла устанавливались дополнительные воздухозаборники, которые активируются при интенсивном маневрировании, взлете и посадке. Каналы воздухозаборников на пути к моторам изгибаются, прикрывая лопатки компрессоров и снижая заметность самолета при виде с фронта. По бокам от сопел моторов на самолете установлены небольшие обтекатели, внутри которых можно разместить радиоэлектрическое оборудование.
