История создания и конструктивно-технологические особенности сверхзвукового истребителя пятого поколения Т-50

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Октября 2013 в 23:01, реферат

Описание работы

В настоящее время в интересах российских ВВС осуществляется один из самых амбициозных и дорогостоящих военных проектов России - создание многофункционального истребителя пятого поколения ПАК ФА (перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации), или Т-50. Самолёт разрабатывается для замены Су-27 в российских ВВС. Для экспортных поставок на базе ПАК ФА совместно с Индией создаётся экспортная модификация самолёта, получившая обозначение FGFA (Fifth Generation Fighter Aircraft — истребитель пятого поколения). Ожидается, что первая партия истребителей пятого поколения (14 самолетов) поступит в ВВС для войсковых испытаний уже в 2013 году, а серийные машины должны поступить в войска в 2015 году.

Содержание работы

Введение………………………………………………………………………………..3
1.Требования к истребителю пятого поколения……………………………………...4
2.История создания…………………………………………………………………......5
2.1.Проекты советского периода……………………………………………………. .5
2.2.Ход работ над комплексом ПАК ФА……………………………………………10
2.3.Летные испытания………………………………………………………………..12
3.Конструктивно - технологические особенности………………………………….15
3.1.Планер…………………………………………………………………………..…15
3.2.Кабина……………………………………………………………………………18
3.3.Двигатели…………………………………………………………………………19
3.4.Вооружение……………………………………………………………………….20
3.5.Радио- и оптоэлектронное оборудование……………………………………… 22
4.Тактико-технически характеристики……………………………………………....23
Заключение…………………………………………………………………………….25
Литература………………………………………………………………………….….28

Файлы: 1 файл

Реферат №1 История науки и техники.doc

— 1.67 Мб (Скачать файл)

23 мая 2010 года на международной выставке вертолётной индустрии HeliRussia 2010, проходящей в Москве, заместитель главкома ВВС по вооружению генерал-майор Олег Бармин в интервью «Интерфаксу-АВН» заявил, что «Испытания идут нормально, у нас нет никаких озабоченностей».

17 июня 2010 года ПАК ФА завершил первый этап лётных и наземных испытаний, совершив 16-й полёт на аэродроме им. Громова (Лётно-исследовательский институт имени М. М. Громова (ЛИИ) в подмосковном Жуковском) под управлением лётчика-испытателя Сергея Богдана.

22 ноября 2010 года — первый лётный экземпляр ПАК ФА совершил 40 полётов, до конца 2010 года к летным испытаниям должна была присоединиться вторая машина. 3 марта 2011 года — В Комсомольске-на-Амуре состоялся первый полет второго опытного образца.

14 марта 2011 года в ходе летных испытаний ПАК ФА Т-50 впервые преодолел звуковой барьер, к этому моменту было совершено 40 испытательных полетов, и началась программа испытаний прототипов на сверхзвуковых скоростях. По состоянию на конец мая 2011 года два опытных лётных образца ПАК ФА совершили в общей сложности 60 полётов.

10 августа 2011 года второй лётный образец  ПАК ФА — Т-50-2(б/н 52) через четыре месяца после первого полёта с заводского аэродрома КнААПО совершил свой первый полёт в ЛИИ им. Громова. По состоянию на 16 августа 2011 года два опытных лётных образца ПАК ФА совершили в общей сложности 84 полёта.

17 августа 2011 года ПАК ФА впервые продемонстрирован широкой публике на авиасалоне МАКС-2011. Самолет совершил пятиминутный демонстрационный полет. 21 августа 2011 года, на МАКС-2011 при разгоне самолета ПАК ФА (Т-50-2, б/н 52), была видна вспышка, после чего был выпущен тормозной парашют, и самолет остановился в пределах взлетной полосы. Причиной инцидента стал сбой в работе автоматики силовой установки двигателя. По мнению специалистов, речь идет только о нестабильной работе датчика, следящего за некоторыми параметрами силовой установки.

Рисунок 6. Помпаж ПАК ФА при взлёте, авиасалон МАКС-2011

Сотый полет был совершен 3 ноября.

22 ноября 2011 года состоялся первый полёт третьего опытного образца авиационного комплекса пятого поколения (Т-50-3, б/н 53). Самолёт пилотировал заслуженный лётчик-испытатель Российской Федерации, Герой России Сергей Богдан. Истребитель провел в воздухе чуть более часа и совершил посадку на взлетно-посадочной полосе заводского аэродрома. Полет прошел успешно, в полном соответствии с полетным заданием. В ходе полета была проведена проверка устойчивости самолета, оценка работы систем силовой установки. Самолет хорошо показал себя на всех этапах намеченной летной программы. Летчик отметил надежную работу всех систем и оборудования. 24 июля 2012 года начались испытания третьего лётного образца (Т-50-3, б/н 53) с БРЛС Н036, с установленной на нём радаром с активной фазированной антенной решёткой.

По состоянию  на 8 февраля 2012 года прототипы ПАК ФА совершили более 120 полётов. 8 августа 2012 года «Сухой» приступил к испытаниям истребителя Т-50 (ПАК ФА) с новой бортовой радиолокационной системой с активной фазированной антенной решеткой. 12 декабря 2012 года начались испытания четвёртого лётного образца (Т-50-4).

17 января 2013 года Т-50 совершил первый самостоятельный длительный перелет с Дальнего Востока до аэродрома в Жуковском.

Экземпляр

Бортовой  номер

Примечания

Опытные

Т-50-0/Т-50-КПО

Конструктивно-подобный образец для наземных и прочностных  испытаний

Т-50-КНС

Комплексный натурный стенд (КНС) для наземных испытаний

Т-50-1

51

Первый лётный прототип. Первый полёт состоялся 29 января 2010 года.

Т-50-2

52

Второй лётный прототип. Первый полёт состоялся 3 марта 2011 года.

Т-50-3

53

Третий лётный прототип. Первый полёт состоялся 22 ноября 2011 года.

Т-50-4

54

Четвёртый лётный прототип. Первый полёт состоялся 12 декабря 2012 года.

Т-50-5

55

Пятый лётный прототип. Готов, заводские испытания.

     

Т-50-6

56

Шестой лётный прототип. Запланирован.


 

Таблица 1. Экземпляры Т-50

 

3.Конструктивно - технологические особенности

3.1.Планер

Конструкция выполнена с учетом максимального снижения ЭПР, инфракрасной и оптической заметности самолета. ПАК ФА создан по нормальной аэродинамической схеме. Мотогондолы истребителя разнесены, воздухозаборники расположены под фюзеляжем (как на Су-27), крыло имеет треугольную форму, что несколько способствует увеличению маневренности самолета на сверхзвуковых скоростях, так же присутствует поворотная часть наплыва (ПЧН), которая выполняет функции переднего горизонтального оперения (ПГО). Подфюзеляжный тоннель между гондолами двигателей существенно повышает подъёмную силу планера. Подъёмная сила, создаваемая фюзеляжем в сочетании с крылом большой площади, должна обеспечить отличную манёвренность даже на больших высотах. Широко разнесённые двигатели также обеспечивают лучшую живучесть в случае боевых повреждений или случайного пожара/взрыва. Форма фюзеляжа разработана с учётом снижения радиолокационной сигнатуры и способности выполнять полёт на больших углах атаки, воздушные вихри генерируются над верхней поверхностью крыла чуть выше мотогондол. Крыло имеет переменный профиль, эффективные закрылки и элероны, которые значительно улучшают посадочные характеристики самолёта, учитывая огромную подъёмную силу планера. Двухкилевое вертикальное оперение имеет внешний развал и является цельноповоротным. Вероятно, на ПАК ФА цельноповоротное оперение было использовано для уменьшения радиолокационной заметности и уменьшения лобового сопротивления при полёте на сверхзвуковой скорости, а в сочетании с управляемым в трёх направлениях вектором тяги обеспечивает отличную маневренность.

Наибольшей  радиолокационной сигнатурой во фронтальной  проекции обладают высвечивающиеся  из каналов воздухозаборников лопатки  компрессора двигателя. Поэтому  разработчики пытаются предотвратить  прямое проникновение радиолокационных волн в эту часть самолета. Предварительный анализ показывает, что разработчики ПАК ФА добились очень малой фронтальной ЭПР, использовав кривизну воздухозаборников. Можно сделать вывод, что 90% входного отверстия двигателей скрыты от прямого проникновения радиолокационных волн. Также видно, что российские инженеры использовали ту же методику расчета углов планера ПАК ФА, что и американцы на F-22, но под несколько другими ракурсами. 

 

 

 

Рисунок 7. Особенности  конструкции самолета Т-50

По некоторым  данным, из композитных материалов, снижающих радиолокационную замет-ность, состоит вся верхняя часть фюзеляжа самолета, а так же створки отсеков вооружения и мно-гие другие компоненты.

Доля композитов - значительна. 70% обшивки самолета выполнено  из полимерных углепластиков разработки ВИАМ, общая доля композитных материалов в конструкции планера - не менее 40% (по одним данным, ВИАМ) и ли около 25% (ОКБ Сухого). Применение крупных композитных панелей позволило существенно снизить количество деталей - по сравнению с Су-27 на ПАК ФА в четыре раза меньше деталей планера. Такое сокращение приведет к снижению трудоемкости серийного производства, сокращению усилий на его подготовку. 

Малозаметность  является одним из основных требований к истребителю пятого поколения  и означает комплекс мер, принятых для уменьшения вероятности обнаружения самолета в радио, инфракрасном и видимом диапазонах длин волн, а также акустически. Результатом этих мер является повышение выживаемости истребителя во время боевых действий.

Снижение заметности Т-50 в радиодиапазоне обеспечиваются формой, поглощающими и отражающими  радиоволны материалами в конструкции  и покрытии планера самолета. В  частности кромки крыла и других элементов планера ориентированы в нескольких строго ограниченных направлениях, а поверхности наклонены в четко определенном диапазоне углов. Также в конструкции исключено взаимное расположение поверхностей под углом 90° во избежание эффекта уголкового отражателя. 

Радиопоглощающие материалы конструкции и покрытия планера в значительной степени снижают силу отражаемых сигналов. В некоторых случаях (напр. в остеклении кабины) применяются отражающие материалы. Также снижение радиозаметности стало одной из основных причин размещения части вооружения во внутренних отсеках. Благодаря этим мерам отражаемый сигнал значительно ослабляется и направляется в сторону от источника. Последний таким образом не получает информацию о пространственном положении и скорости самолета. Поскольку абсолютной незаметности добиться невозможно, всегда присутствует сигнал, который, отразившись от самолета, все-таки возвращается к источнику. Его характеристика выражается значением эффективной площади рассеяния (ЭПР), снижение которой по сути и является основной целью мер понижения радиозаметности. Значение ЭПР самолета (объекта сложной формы) существенно зависит от направления, из которого исходит излучение. Как правило ЭПР малозаметных истребителей намеренно делается ниже в передней полусфере, чем в задней, что определяется тактикой их применения. Стоит заметить, что вышеприведенные меры наиболее эффективны против РЛС с совмещенными приемниками и передатчиками. Снижение заметности в видимом диапазоне обеспечивается маскировочным окрашиванием планера. Маскировочная окраска может быть защитной, сливающейся с фоном, и деформирующей, искажающей зрительное восприятие формы самолета. Последнее достигается использованием более темных тонов при покраске выделяющихся частей и краев планера, а более светлых — для покраски не выделяющихся, центральных частей. Окраска первого летного экземпляра Т-50 — зимняя, деформирующая.

Снижение тепловой и акустической заметности в значительной степени определяется конструкцией двигателей самолета.

Также важную роль в малозаметности истребителя играет его способность оперативно получать информацию о противнике, не обнаруживая  себя. Для этого самолет должен иметь систему пассивных датчиков и надежные каналы обмена информацией.

3.2.Кабина

Кабина Т-50 одноместная, шире кабины Су-27 из-за конструктивных особенностей самолета. Оборудование в значительной степени унифицировано  с оборудованием Су-35С. Имеется генератор кислорода.  
Отображение информации осуществляется двумя многофункциональными индикаторами МФИ-35 диагональю 15", одним МФИ меньшего размера ниже-справа, одним резервным индикатором для отображения текущей полетной информации выше-справа, широкоугольной коллимационной системой ШКС-5 и речевым информатором. Также известно, что часть информации будет отображаться на стекле шлема пилота. Органы управления — центральная РУС и боковая РУД. 

Фонарь кабины состоит из двух частей: передней (козырька) и задней. Открывается он сдвиганием назад задней части (аналогично Т-10) (рис.8). Задняя часть имеет продольный переплет. Известно, что в будущем фонарь кабины может быть значительно изменен. 

23 мая 2010 года  генеральный директор и главный  конструктор НПП «Звезда» Сергей  Поздняков сообщил Интерфаксу  о том, что на ПАК ФА будет  установлено катапультное кресло пятого поколения. По его словам, новое кресло по ряду параметров превосходит предыдущие кресла, стоящие на самолётах ВВС России. Особенностью новой катапульты стало использование многопрограммной электронной системы управления движением кресла, связанной с информационной системой самолёта. Цифровая ЭВМ этой системы в автоматическом режиме анализирует скорость самолёта, его высоту полёта, углы тангажа, крена, угловые скорости и другие параметры. При этом учитывает многие другие данные, в том числе рост и вес лётчика — от маленькой женщины весом в 44 кг до рослого мужчины весом до 111 кг. Испытания нового кресла проходят параллельно с испытаниями самолёта. По его словам, завершить испытания катапультного кресла нового поколения планируется в 2010 году. Снаряжение, кислородная система, система жизнеобеспечения на ПАК ФА также будут новыми. Их разработка и испытания также завершатся в этом году, добавил конструктор. 

 

Рисунок 8. Кабина самолета Т-50

3.3.Двигатели

На прототипе  Т-50, а также на первых серийных образцах, которые должны поступить на вооружение российских ВВС в 2015 году, установлены двигатели первого этапа — «АЛ-41Ф1». Это авиационный турбореактивный двухконтурный двигатель с форсажной камерой и управляемым вектором тяги, созданный «НПО „Сатурн"» по заказу «ОКБ Сухого», удовлетворяющий всем требованиям к двигателю для истребителя пятого поколения, в том числе позволяет развивать сверхзвуковую скорость без использования форсажа, а также имеет полностью цифровую систему управления и плазменную систему зажигания.

Рисунок 9. Двигатель  первого этапа «АЛ-41Ф1» (Изделие 117)

Двигатель второго  этапа будет разработан в течение 10—12 лет с даты начала тендера Минобороны РФ, в котором будут участвовать ОДК и «Салют». По словам управляющего директора НПО «Сатурн» Ильи Фёдорова, на прототипе ПАК ФА установлен новейший двигатель, а не усовершенствованный аналог силовой установки для Су-35С, как писали некоторые СМИ и говорили некоторые «специалисты». Он отвечает всем требованиям, которые были предъявлены нам компанией «Сухой». От двигателя для Су-35С его отличает повышенная сила тяги, сложная система автоматизации, полностью цифровая система управления, новая турбина и улучшенные расходные характеристики. Сейчас отдельные его узлы и агрегаты совершенствуются и проходят испытания. 

13 апреля 2011 года управляющий директор НПО «Сатурн» Илья Федоров объявил, что создание реактивного двигателя второго этапа («Изделие 129») для истребителя Т-50 (ПАК ФА) ведется с опережением сроков. По его словам, на данном этапе подразделения НПО 'Сатурн' и взаимодействующих структур работают в Москве, Рыбинске и других подразделениях над эскизным проектом двигателя. Согласно существующим планам, двигатель первого этапа (АЛ-41Ф1) будет использоваться на прототипах самолета и первых серийных моделях, которые начнут поступать на вооружение ВВС России в 2015 году (при этом продолжение выпуска АЛ-41Ф1 Федоров назвал экономически невыгодным), тогда как двигатель второго этапа («Изделие 129») будет устанавливаться на более поздние партии ПАК ФА. Завершение опытно-конструкторских работ и поставка первых двигателей министерству обороны России планируются на 2015 год (одновременно с началом поставок истребителя). На данном этапе о новом двигателе известно лишь то, что «Изделие 129» будет отличаться от АЛ-41Ф1 увеличенной тягой, а также более высокой топливной эффективностью. По некоторым предположениям, двигатель второго этапа сможет развивать тягу в

107 кН в крейсерском  режиме полета и в 176 кН в  режиме форсажа. Кроме того, вероятно, будет значительно увеличен межремонтный ресурс.

3.4.Вооружение

Предполагается, что вооружение ПАК ФА сможет нести  как на внутренних узлах подвески, так и на внешних. Доподлинно известно, что истребитель имеет как  минимум два подфюзеляжных отсека для вооружения, расположенных друг за другом. Их длина примерно 5.1 м. В них будут размещаться управляемые ракеты "воздух-воздух" и "воздух-поверхность", а также бомбы калибром до 500 кг. Число внешних узлов нагрузки - 6 штук, внутренних 10 - 12 штук.

Ракетное вооружения для ближнего высокоманевренного воздушного боя должно быть представлено РВВ-МД (вероятно, "изделие 760"). Согласно словам Б. Обносова, ракета является дальнейшим развитием хорошо зарекомендовавшей себя ракеты Р-73Э (так называемый "2-й этап модернизации"). Аэродинамическая схема, компоновка и габаритные размеры ракеты идентичны базовой модели. Система наведения ракеты включает "обычную", т.е не матричную, двухдиапазонную ИГС с углами целеуказания до +60 град., обеспечивающую всеракурсное (ППС и ЗПС) пассивное инфракрасное самонаведение. Ракета имеет инерциальную систему управления (ИСУ) и приёмник линии радиокоррекции. Захват цели может осуществляться уже после пуска по целеуказанию от ИСУ. РВВ-МД способна захватить цель на траектории и при запуске совершить разворот на 160 градусов. Комбинированное аэрогазодинамическое управление обеспечивает высокую маневренность и возможность выхода ракеты на большие по сравнению с ракетой Р-73Э углы атаки и поражения целей, маневрирующих с перегрузками до 12 g. Ракета РВВ-МД имеет повышенную помехозащищенность, в том числе от оптических помех, что обеспечивает эффективное применение в сложных условиях, в т.ч. на фоне земли, с любых направлений и при активном использовании противником средств противодействия. Двигательная установка - однорежимный РДТТ. Есть две модификации, отличающиеся типом взрывателя. Одна с лазерным неконтактным датчиком цели (РВВ-МДЛ), другая - с радиолокационным неконтактным датчиком цели (РВВ-МД). Боевая часть - стержневого типа. Максимальная дальность действия ракеты в ППС достигает 40 км, что на 10 км больше, чем у базовой модели. Установка ракеты на самолет-носитель, а так же обеспечение электропитанием в полете на подвеске, боевой пуск и аварийный сброс осуществляется с помощью рельсового авиационного пускового устройства П-72-1Д (П-72-1БД2), как и Р-73Э.

Информация о работе История создания и конструктивно-технологические особенности сверхзвукового истребителя пятого поколения Т-50