Математическая морфология.

Электронный математический и медико-биологический журнал. - Т. 11. -

Вып. 3. - 2012. - URL:

http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM

http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-35-html/TITL-35.htm

http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-35-html/cont.htm

УДК 623.76

ОСОБЕННОСТИ МАНЕВРЕННЫХ СВОЙСТВ СОВРЕМЕННЫХ САМОЛЕТОВ

Ó 2012 г. Воробьев К. А., Наумов К. В., В. Або Хамра

(vorobyov.doc)

Развитие теории и практики авиационной науки привело к созданию так называемых сверхманёвренных летательных аппаратов. В тактическом плане сверхманёвренность позволяет существенно повысить собственную безопасность за счет выполнения эффективных манёвров уклонения от управляемых средств поражения. В работе проведен анализ противозенитных манёвров, совершаемых самолётами.

Ключевые слова: сверхманевренность, маневр уклонения, перспективный самолет.

Развитие теории и практики авиационной науки, основанное на использовании достижений нестационарной аэродинамики, динамики полёта в неустановившемся движении и применении более совершенных алгоритмов и систем автоматического управления, обладающих существенно более высокой адаптацией к условиям полёта, привело к созданию нового типа летательных аппаратов − так называемых сверхманёвренных летательных аппаратов (СМЛА).

Элементами сверхманёвренности обладают все истребители и многофункциональные самолёты пятого поколения: F-22, F-35, Т-50, Су-35 и Су-37, а также некоторые самолёты четвертого поколения: F-15, F-16, F-18A, МиГ-29, Су-27 и их модификации [1].

Сверхманёвренными считаются самолёты, в которых за счет развитой механизации крыла, специальных органов непосредственного управления подъемной и боковой силами и применения высокоэнергетических двигателей с управляемым вектором тяги возможно выполнение манёвров с существенно более сложными пространственными эволюциями.

С одной стороны, использование органов непосредственного управления аэродинамическими силами дает возможность летательному аппарату практически скачкообразно изменять свое положение в пространстве без изменения ориентации строительных осей (рисунок 1, а). С другой стороны, СМЛА могут изменять положение строительных осей в пространстве без изменения направления полёта (рисунок 1, б). Кроме того, СМЛА способны совершать управляемый полёт с углами атаки до 60–90º без сваливания в штопор, выполняя роль воздушного тормоза (рисунок 1, в).

Рисунок 1.

Это делает возможным развороты с очень малым радиусом. Высокая тяговооружённость позволяет летательным аппаратам этих типов быстро набирать скорость при любом пространственном положении (рисунок 1, г).

Совокупность элементарных составляющих, показанных на рисунке 1, дает возможность реализовать большое число манёвров с очень сложными пространственными эволюциями.

В тактическом плане сверхманёвренность позволяет существенно повысить собственную безопасность, в том числе и за счет выполнения существенно более эффективных манёвров уклонения от управляемых средств поражения.

В техническом плане сверхманёвренность предъявляет более высокие требования к точности, быстродействию и устойчивости сопровождения СМЛА бортовыми следящими системами управляемых средств поражения как класса «воздух-воздух», так и класса «земля−воздух».

В широком диапазоне типов манёвров в качестве противозенитных можно выделить следующие [2]:

вираж;

пикирование (с углами наклона до 60°);

кабрирование;

горка (с углами наклона до 60°);

боевой разворот;

переворот;

полупетля;

управляемая бочка.

Вираж – фигура пилотажа, при выполнении которой летательный аппарат разворачивается на 360° в горизонтальной плоскости с постоянным или переменным радиусом кривизны. Часть виража называется разворотом. Вираж с креном до 45° называется мелким, а с креном более 45° – глубоким. Правильный вираж – вираж, выполняемый с постоянными скоростью и углом крена без скольжения. Вираж, предельный по тяге, – правильный вираж, выполняемый при максимальной тяге (на форсаже) на заданной скорости. Форсированный вираж – вираж, выполняемый c уменьшением скорости и радиуса кривизны траектории. Вираж, предельный по перегрузке, – вираж, выполняемый при предельно допустимой (располагаемой) перегрузке.

Пикирование – фигура пилотажа, при выполнении которой летательный аппарат снижается с постоянным углом наклона траектории. Пикирование с углом наклона траектории до 30° называется пологим, с углом более 30° – крутым и с углом, близким к 90° – отвесным. Пикирование применяется в основном при атаке наземных целей, а также при необходимости быстро потерять высоту полёта и набрать скорость. Иногда пикирование применяется для отрыва от противника. В некоторых случаях пикирование применяется как противозенитный манёвр. Пикирование состоит из трех элементов (рисунок 2): ввода, прямолинейного участка (собственно пикирования) и вывода.

Горка – фигура пилотажа, при выполнении которой летательный аппарат набирает высоту с постоянным углом наклона траектории. Горка с углом наклона траектории до 30° называется пологой (рисунок 3), с углом более 30° – крутой.

Боевой разворот – фигура пилотажа, при выполнении которой летательный аппарат энергично набирает высоту с одновременным разворотом на 180° или на заданный угол (рисунок 4). Боевой разворот может выполняться самыми разнообразными способами в виде: форсированного разворота с набором высоты; части витка восходящей спирали (с различными углами набора высоты и крена; косой полупетли (с различными углами наклона ее плоскости); сочетания восходящей спирали с косой полупетлей и т. д.

Боевой разворот в полном соответствии со своим названием является самой распространенной фигурой при боевом манёврировании, с помощью которой можно осуществить: выход в начальную точку ввода в пикирование; выход из атаки наземной цели, выполняемый для отхода или построения манёвра повторной атаки; атаку воздушной цели, идущей с превышением на встречных или встречно пересекающихся курсах; выход из атаки воздушной цели, выполняемый для отхода или построения манёвра повторной атаки; противозенитный манёвр; выход из-под атаки противника.

Рисунок 2.	Рисунок 3.
Рисунок 4.	Рисунок 5.
Рисунок 6.	Рисунок 7.

Мертвая петля (петля Нестерова) (рисунок 6) – фигура пилотажа, при выполнении которой летательный аппарат описывает в вертикальной плоскости замкнутую кривую, расположенную выше точки ввода.

Полупетля (рисунок 7) – фигура пилотажа, при выполнении которой летательный аппарат описывает восходящую часть мертвой петли с последующим поворотом относительно продольной оси на 180° и выводом в горизонтальный полёт в направлении, обратном вводу.

Бочка – фигура пилотажа, при выполнении которой летательный аппарат поворачивается относительно продольной оси на 360° с сохранением общего направления полёта. Бочки бывают: одинарные, полуторные и многократные (сюда же можно отнести и полубочки); горизонтальные, восходящие и нисходящие; быстрые и замедленные; управляемые и неуправляемые; штопорные и элеронные. При манёврировании бочка обычно является составным элементом других фигур.

Также к противозенитным маневрам можно отнести и некоторые фигуры высшего пилотажа:

кобра Пугачёва (первый исполнитель – В. Г. Пугачёв);

хук;

колокол;

чакра Фролова;

разворот на кобре;

переворот на колоколе и др.

Примеры некоторых из этих манёвров показаны на рисунке 8, а возможные варианты их боевого применения – на рисунке 9.

Таким образом, качественное улучшение манёвренных свойств летательных аппаратов дает возможность получения так называемых умных (интеллектуальных) манёвров. Выполнение таких маневров существенно расширяет возможности уклонения от управляемых средств поражения, реализуя так называемое алгоритмическое воздействие, когда ухудшаются показатели систем сопровождения управляемых ракет. Например, целенаправленное выполнение маневра, при котором появляется третья и более высокие производные дальности, скорости и угловых координат приводит к срыву сопровождения.

Рисунок 8 − Манёвры: а – «петля на малой скорости»;

б – «поворот на кобре Пугачева»; в – «чакра Фролова», или «сальто»

Рисунок 9 − Боевые манёвры: а – «колокол»; б – «чакра Фролова»;

в – «кобра Пугачева»; г – «мангуст»; д – «хук»

литература

1. Бабич В. К., Баханов Л. Е., Герасимов Г. П. и др. Авиация ПВО России и научно-технический прогресс. Боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра./ Под ред. Е. А. Федосова. М., Дрофа. 2001. 234 с.

2. Канащенков А. И. Формирование облика авиационных систем управления вооружением. М., Радиотехника. 2006. 138 с.

FEATURES OF MANOEUVRES PROPERTIES MODERN AIRPLANES

Vorobyov K. A., Naumov K. V., V. Abo Hamra

Development of theory and practice of aviation science resulted in creation of the so-called supermanoeuvres aircraft. In the tactical plan of sverkhmanevrennost' allows substantially to promote own safety due to implementation of effective maneuvers of deviation from the guided decimators. The analysis of the counter flak maneuvers accomplished by airs is in-process conducted.

Key words: sverkhmanevrennost', maneuver of deviation, perspective airplane.

Военная академия войсковой ПВО Вооруженных Сил Российской Федерации

 имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского

(ВА ВПВО ВС РФ)

Поступила в редакцию 30.09.2012.