ВВС и боевое применение авиации

Разработка в США стратегических ударных самолетов нового поколения.

ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ РАБОТ

Рис.1. Прогнозируемое снятие с эксплуатации существующих самолетов авиации ВВС США

   Сегодня в качестве одной из составляющих долговременной стратегии развития боевой авиации США окончательно утвердилась задача создания ударных самолетов стратегической авиации нового поколения. Объективной причиной появления этой задачи является моральное старение и физический износ к 2050 г. всего парка стратегических ударных самолетов, состоящих сегодня на вооружении ВВС США. При этом уже к 2037 г. суммарная численность самолетов B-52, B-1 и B-2 составит менее 170 единиц, т.е. станет меньше минимально допустимой численности общего парка самолетов стратегической авиации ВВС США (рис.1), что актуализирует исследовательские работы по стратегическим самолетам нового поколения, учитывая длительные сроки их создания.
   Прогнозируемому процессу снятия с эксплуатации самолетов стратегической авиации в США был поставлен в соответствие планируемый процесс создания стратегического ударного самолета нового поколения (рис.2). Точкой "синхронизации" обоих процессов является 2037 г., когда снижение численности существующих самолетов стратегической авиации ниже 170 единиц должно будет уравновеситься началом поставок стратегических самолетов нового поколения. Уже сегодня определены сроки выпуска ТЗ, проведения конкурса проектов, создания опытного образца самолета, запуска самолета в производство и достижение самолетом состояния оперативной готовности.
Рис. 2. Планируемое проведение работ по созданию стратегическою ударного самолета нового поколения.

   На ближайшие 10 лет процесс создания нового самолета (рис.2) будет включать в основном проведение концептуальных исследований, составляющих суть "внешнего" проектирования. Начавшиеся еще в середине 1990-х гг., эти работы должны закончиться к 2014 г. принятием технического задания на разработку, устанавливающего состав задач, выполняемых разрабатываемым самолетом, и требования к его характеристикам, т. е. функционального "лица" самолета. Проверка реализуемости этого функционального "лица" основывается на исследовательских работах, выполняемых различными организациями промышленности по контрактам с министерством обороны и ВВС США. Об общем содержании и результатах этих работ можно судить лишь по немногочисленным сведениям, появившимся в открытых источниках информации. Однако даже эти немногочисленные сведения позволяют выявить наличие различных ориентации исследований.

Исследования технической реализуемости

   Одной из первых работ по технической реализуемости, сделанных по перспективному ударному самолету, стало исследование BICS (Bomber Industrial Capability Study). Оно было проведено МО США по инициативе американского Конгресса. Непосредственным исполнителем работы стала исследовательская организация "Научно-аналитическая корпорация" (The Analytic Sciences Corporation),
   В исследовании была рассмотрена серия концепций перспективного ударного самолета стратегической авиации, сформулированных в прогнозе развития боевой авиации в XXI веке. В том числе концепция FAA (Future Attack Aircraft), предполагающая создание пилотируемого или беспилотного боевого самолета (ВВС) с низким уровнем заметности, оснащенного лазерным или высокоэнергетическим микроволновым оружием и имеющего боевой радиус действия порядка 900 км. Изучение этой и других перспективных концепций показало их принципиальную реализуемость при общих затратах на разработку самолета более 35 млрд. долл. и закупочной цене одного самолета порядка 2 млрд. долл.
   Следующей значительной работой рассматриваемого направления стало исследование (наименование неизвестно), проведенное в конце 1990-х гг. исследовательской организацией РЭНД Корпорейшн. В нем был рассмотрен сверхзвуковой пилотируемый бомбардировщик с радиусом действия около 6000 км, оснащенный высокоточным оружием "воздух - поверхность* нового поколения малого калибра. Высокая эффективность и низкие массогабаритные характеристики этого оружия позволяют снизить массу боевой нагрузки до 7 - 9 т, что в свою очередь приведет к уменьшению взлетной массы самолета до 130- 160т.
   Рассчитанный на полеты со скоростью до М=2, перспективный бомбардировщик может обеспечить нанесение ударов по целям, находящимся в любой точке земного шара, действуя со стационарных хорошо защищенных баз на территории США и Великобритании. Такие действия должны были бы поддерживаться авиацией прикрытия из 100 истребителей типа F-22 и самолетами-топливозаправщиками.
   В конце 2000 г. МО США через основного исполнителя своих исследовательских программ агентство ДАРПА развернуло новый цикл работ, связанных с изучением использования новых технологий для создания перспективного ударного самолета. Объединенные в рамках общей программы QSP (Quiet Supersonic Program), эти работы нацелены на изучение возможности создания перспективных сверхзвуковых самолетов военного и гражданского назначения. Участниками программы QSP, получившими соответствующие контракты от агентства ДАРПА, стали 16 организаций и фирм.

Формирование тактико-технических требований

   Судя по имеющимся данным, до 1999 г. ВВС США в плане замены существующего парка стратегических бомбардировщиков рассматривали только концепцию сверхзвукового пилотируемого ударного самолета.
   Спецификация требований к этому самолету, получившая обозначение "10.2 Deep Strike", включала в себя, в частности, следующие положения:
   1) выполнение боевого задания в условиях высокой степени угрозы со стороны противника;
   2) радиус действия 1800 - 3600 км при профиле полета "высоко - низко - высоко";
   3) масса боевой нагрузки 5,5-11 т;
   4) закупочная стоимость самолета 50 - 250 млн. долл.
   Однозначная ориентация на сверхзвуковой ударный самолет сменилась в 1999 г. интересом к более широкому кругу концепций перспективных самолетов стратегической авиации, проявлением чего стала начатая ВВС США программа FSA (Future Strike Aircraft), именуемая в некоторых информационных источниках также как FSV (Future Strike Vehicle).
Рис. 3. Условная систематизация разрабатываемых концепций стратегическою ударного самолета нового поколения.

   В рамках программы FSA (FSV) рассматриваются концепции дозвукового, сверхзвукового и гиперзвукового ударного самолета. Изучается также возможность создания беспилотного стратегического комплекса. Предполагается, что беспилотный боевой самолет UGSA (Unmanned Global Strike Aircraft) мог бы действовать полностью автономно, выполняя типичные для стратегической авиации боевые задачи.
   В отличие от работ по созданию перспективных самолетов тактической авиации, проводимые в США работы в области стратегических ударных самолетов не отличаются особой открытостью информации. Отдельные отрывочные сведения позволяют установить только некоторые тенденции в разработке самолетов рассматриваемого типа. Это, например, ориентация на ударное тактическое оружие нового поколения - высокоточные миниатюризированные управляемые бомбы и ракеты. Применение такого оружия позволяет резко снизить массу боевой нагрузки. Так, согласно приведенным выше сведениям о проведенных в США разработках, типовая боевая нагрузка самолета оценивается на уровне 5 -12 т вместо 11 - 24 т для существующих бомбардировщиков В-52, B-1B, В-2А. Это, в свою очередь, не может не отразиться на техническом облике боевого самолета в целом, прежде всего на его взлетной массе
   Другой тенденцией является использование самых последних достижений двигателестроения, позволяющих существенно повысить экономичность авиационных двигателей. Очевидно, что высокоэкономичные двигатели нового поколения будут ключевым элементом облика стратегических боевых самолетов нового поколения.

РАССМАТРИВАЕМЫЕ КОНЦЕПЦИИ СТРАТЕГИЧЕСКИХ УДАРНЫХ САМОЛЕТОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

   Сформулированные к настоящему времени в рамках программы FSA (FSV) концепции стратегического ударного самолета нового поколения могут быть систематизированы по их соответствию критериям стоимости самолета и уровню сложности решаемых задач. Это условно показано на рис.3, где под уровнем сложности решаемых боевых задач понимается степень риска, которому подвергается самолет при боевом применении, роль выполняемых боевых задач в обеспечении общего превосходства над противником и т.д. Кроме показанных концепций пилотируемого боевого самолета существуют также концепции создания стратегических ударных комплексов с ВВС. Они разрабатываются фирмами "Боинг" и "Нортроп Грумман".

Концепции дозвукового ударного самолета фирм "Боинг" и "Нортроп Грумман"

Рис. 4. Внешний облик разрабатываемого фирмой "Боинг" самолета BWB (пассажирский вариант).

   Изучению вопросов создания дозвукового ударного самолета в рамках программы FSA (FSV) уделено, по-видимому, наибольшее внимание. Во всяком случае из открытой информации о работах по данной программе фирм "Боинг" и "Нортроп Грумман" (о работах фирмы "Локхид Мартин" в этой области никакой открытой информации не имеется) известны по крайней мере пять концепций такого самолета.
   Самым простым вариантом решения вопроса является предложение создать новый ударный самолет на технологической базе В-767. Она выдвинута фирмой "Боинг" и предполагает обеспечение минимальной стоимости самолета благодаря широкому использованию гражданских технологий. Значительная экономия должна быть получена за счет использования деталей и элементов конструкции массового производства, а также за счет использования существующей сборочной линии самолета В-767. По своему внешнему виду ударный самолет рассматриваемой концепции не будет копией пассажирского самолета В-767. Чтобы удовлетворить требованию минимизации заметности, разработчики намерены установить двигатели не в мотогондолах под крылом самолета, а в задней части фюзеляжа с размещением их над фюзеляжем. Обычное хвостовое оперение заменяется на V-образное. Для минимизации заметности поверхность планера самолета покрывается радиопоглощающими материалами.
   К числу недорогих вариантов дозвукового стратегического самолета фирма "Боинг" относит боевой самолет на базе разрабатываемого пассажирского самолета BWB (рис.4). Самолет разрабатывается в по схеме "летающее крыло" с плавным сочленением крыла с фюзеляжем.
   Дозвуковой ударный вариант самолета В-3 является наиболее засекреченной разработкой из числа проводимых фирмой "Нортроп Грумман" в рамках программы FSA (FSV). Известно, что по внешнему облику самолета этот проект продолжает "линию" существующего бомбардировщика В-2. Самолет В-3 также имеет схему "летающее крыло" и строится на основе технологий, уже опробованных в создании В-2. Особый упор делается разработчиками на обеспечение малозаметности самолета. По уровню этих характеристик В-3, как предполагается, должен даже превосходить В-2.
   Кроме того, по сравнению с существующим самолетом В-2 новый стратегический ударный самолет должен обладать увеличенной боевой нагрузкой и дальностью полета. Предполагается, что в состав боевой нагрузки может входить небольшой ударный ВВС, запускаемый в воздухе и управляемый с борта В-3.
   Перечень концепций дозвукового самолета нового поколения не будет полным без упоминания предложенной фирмой "Нортроп Грумман" модернизации самолета В-2С (индекс "С" означает "неядерный" вариант бомбардировщика). От существующего самолета В-2 новый вариант должен отличаться существенно меньшей стоимостью, в связи с чем он рассматривается как 'дешевый" вариант В-2С. Его закупочная стоимость при размере партии 40 единиц составляет, по оценкам фирмы "Нортроп Грумман", около 550 млн. долл. и при любых условиях не превышает 770 млн. долл. (для сравнения закупочная стоимость существующего варианта В-2А составляет 2 млрд. долл.).
   В числе усовершенствований, отличающих "дешевый" вариант В-2С от существующего самолета, - использование целого ряда новых систем оборудования и вооружение самолета новыми образцами высокоточных бомб малого калибра. На новом варианте самолета предполагается использовать РЛС с активной фазированной антенной решеткой, разрабатываемую в настоящее время для тактического боевого самолета JSF. Эта РЛС может одновременно отслеживать цели, создавать активные помехи и вести передачу данных по радиоканалу. Она может работать также в пассивном режиме при выполнении скрытных операций.
   Вооружение самолета высокоточным миниатюризированным оружием "воздух - поверхность" типа бомб малого калибра SDB позволит увеличить количество боеприпасов на борту бомбардировщика до 130 единиц вместо используемых сегодня 16 бомб JDAM калибра 450 кг. При существенно более высокой точности бомбометания (отклонение от цели порядка 1 м для бомб SDB вместо 13 м для JDAM) такое увеличение числа боеприпасов даже при их меньшей массе обеспечивает существенное повышение ударных возможностей стратегического самолета.

Варианты концепций сверхзвукового ударного самолета фирмы Нортроп Грумман
Рис. 5. Внешний облик разрабатываемого фирмой "Нортроп Грумман" сверхзвукового ударного самолета с размещением двигателей в фюзеляже (А) и в крыльевых мотогондолах (В).

   Разработка фирмой "Нортроп Грумман" сверхзвукового ударного самолета нового поколения получила наибольшее освещение в зарубежных средствах информации. Это не означает, однако, подробного освещения самого проекта самолета.
   Известно, что по своему функциональному "лицу" разрабатываемый самолет классифицируется как некоторая "комбинация самолетов В-1 и В-2". При этом, подобно истребителю F-22, разрабатываемый самолет будет обладать возможностью длительного сверхзвукового крейсерского полета.
   В плане технологического облика самолета проводимая фирмой "Нортроп Грумман" разработка, судя по всему, имеет определенные альтернативы. Однако все они группируются вокруг некоторой общей концепции, предполагающей создание самолета схемы "бесхвостка" с составным крылом, внутренняя секция которого имеет большую стреловидность по передней кромке, а внешняя - достаточно большое удлинение, увеличивающее общее удлинение крыла (рис.5).
   Первый вариант концепции связывается с использованием технологий существующего уровня. Второй связан с использованием технологий, которые будут освоены к 2010 - 2015 гг. Третий вариант концепции отражает технический облик самолета с использованием технологий, освоение которых в авиастроении может произойти только к 2030 г. Что касается самих технологий, то, по заявлению руководителей разработки, первостепенное внимание уделяется возможностям, открываемым за счет улучшения характеристик двигателей. Считается, что к 2010 - 2020 гг. будет достигнут большой прогресс в части новых материалов, что позволит реализовать высокие температурные режимы и довести степень повышения давления до величины 100:1.
   Опубликованные иллюстрации внешнего облика разрабатываемого фирмой "Нортроп Грумман" самолета позволяют проследить предположительную эволюцию рассматриваемого проекта. Так, самым первым вариантом технического облика этого самолета можно считать проект, показанный на рис.5,a. Появление информации о нем на страницах зарубежной печати совпадает с проведенным в сентябре 1999 г. Техническим управлением ВВС США запросом промышленных фирм о возможных вариантах перспективного ударного самолета. Из появившейся в этот момент информации, помимо внешнего облика предлагаемого фирмой "Нортроп Грумман" самолета, известны, в частности, его основные размеры: общая длина - 43,8 м, размах крыла - 36,2 м.
   Появление варианта технического облика разрабатываемого самолета, проиллюстрированного на рис.5,b., относится к концу 2000 г. Как видно из рис.2, это совпадает с окончанием конкретного исследования по программе FSA (FSV). В связи с этим внешний облик самолета показанного на рис.5,b, может рассматриваться как иллюстрация результатов работ, проведенных фирмой в рамках программы FSA (FSV). Нетрудно заметить также, что этот вариант самолета гораздо в большей степени, чем исходный, представленный на рис.5,а, по своему внешнему виду соответствует приведенному выше определению разрабатываемого проекта как некоторой "комбинации самолетов В-1 и В-2". Также, как и В-2, данный самолет выполнен по схеме "летающее крыло", имеет плоскопараллельные кромки всех аэродинамических поверхностей и две мотогондолы, размещенные на крыле. В то же время большие углы стреловидности передних кромок консолей крыла не оставляют сомнения в ориентации, как и самолета В-1, на сверхзвуковые режимы полета.

Концепция гиперзвукового ударного самолета фирмы "Нортроп Грумман"

   В отличие от фирмы "Боинг", ограничившейся на данный день раскрытием информации о проводимых ею разработках ударных стратегических самолетов нового поколения только в части дозвуковых вариантов, фирма "Нортроп Грумман" раскрыла свою разработку не только сверхзвукового, но и гиперзвукового ударного самолета. Классифицируемый по принципу полета как "волнолет", разрабатываемый гиперзвуковой самолет представляет собой по внешнему виду плоский несущий корпус с двумя консолями вертикального оперения и установкой прямоточных воздушно-реактивных двигателей в задней части корпуса (рис.6).
Рис. 6. Внешний облик варианта гиперзвукового ударного самолета разработки фирмы "Нортроп Грумман".

   Основным отличием разрабатываемого самолета от существовавших ранее проектов гиперзвуковых летательных аппаратов является использование эффекта ударной волны, образующейся за самолетом, в интересах улучшения его летно-технических характеристик. По замыслу разработчиков, зона повышенного давления, сопровождающая образование звуковой волны, может быть использована как дополнительный источник тяги для самолета.
   Необычность проекта связана не только с реализацией способа полета на гиперзвуковых скоростях с М>5. Целый ряд перспективных технологий и проектных решений использованы в разработках основных систем самолета
   Так, для вооружения самолета рассматривается возможность использования лазерного или высокоэнергетического оружия. В случае применения управляемых ракет, их пуск будет производиться путем отстрела из специальных кассет, размещаемых в задней части самолета в районе килей вертикального оперения.
   Мало общего с привычной кабиной будет иметь и специальная капсула, предназначенная для размещения экипажа. Имеющая только небольшой иллюминатор, эта капсула будет снабжена широкоформатными дисплеями, представляющими летчикам внешнюю визуальную информацию, получаемую с помощью датчиков, расположенных на поверхности летательного аппарата.

ПЕРСПЕКТИВЫ РЕАЛИЗАЦИИ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНЦЕПЦИЙ И ВАРИАНТОВ СТРАТЕГИЧЕСКОГО УДАРНОГО САМОЛЕТА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

   По оценкам самих американских специалистов прорабатываемые в настоящее время варианты (дозвуковой, сверхзвуковой, гиперзвуковой) стратегического ударного самолета нового поколения имеют весьма различные перспективы быть доведенными до стадии реализации проекта. Очевидно, что наименьшую вероятность такой реализации будет иметь проект гиперзвукового ударного самолета. Причина состоит в отсутствии на данный день четкой уверенности в появлении к намеченному сроку тех технологий, без использования которых создание боевого самолета рассматриваемого типа просто невозможно.
   Дозвуковой и сверхзвуковой варианты ударного самолета считаются равновероятными по степени своей реализации к 2037 г. Однако создание дозвукового самолета будет, судя по оценкам самих американских специалистов, идти опережающими темпами. Возможно, именно с большей вероятностью реализации проводимых сегодня разработок дозвукового стратегического ударного самолета связана более высокая степень секретности, которой характеризуются эти разработки.
   Создание сверхзвукового ударного самолета, безусловно, будет иметь место, поскольку никто из руководителей, принимающих в США решения в области обороноспособности страны, не выразил до настоящего времени сомнения в принципиальной необходимости продолжения "линии" стратегического бомбардировщика В-1. Однако темпы разработки такого самолета будут определяться известными условиями, среди которых наиболее весомыми являются планируемая вероятность использования стратегического ядерного оружия и складывающиеся военно-политические отношения США с членами мирового ядерного клуба из стран "третьего мира".

Виктор Белкин
«Вестник авиации и космонавтики», №6 2002 г.