О старости в авиации

bigdrum — 15.05.2020

Речь пойдет о сегодняшней катастрофе Ф-22 во Флориде и о небольшой дискуссии вот в этом треде.

Итак, почему Ф-22 - старый самолет?



Первое, что нам нужно понимать. Самолет - это ОЧЕНЬ сложная техническая система. Даже биплан братьев Райт - он очень сложный на самом деле. То, что он был построен практически наугад, не отменяет сложности процессов, происходящих во время полета. Обтекание крыла под разными углами атаки и курсовыми углами, нагрузки на растяжки и стойки, вибрации, автоколебания, допустимые пределы порывов ветра, экранный эффект... Короче - на уровне планера (того, что летит) уже целая куча сложностей. Когда-то эти вопросы решались часто исходя из интуиции, сейчас все это считают. И любой современный самолет при внешней простоте формы - он обсчитан вдоль и поперек на суперкомпьютерах. Еще раз - речь идет о планере, то есть о фюзеляже, крыльях и оперении.

А есть еще двигатели.

А есть еще система управления.

А есть еще статическая устойчивость - или неустойчивость.

И вот здесь, после вот этой вот фразы, мы постепенно заканчиваем вступление, и начинаем повествование.

Изначально все самолеты старались делать статически устойчивыми. Такой самолет летит сам по себе, у него есть установившиеся режимы, при возмущениях, не превышающих критических значений, он сам возвращается к режиму полета. После изобретения триммеров можно было бросить ручку и педали на оттриммированном самолете, и слегка покручивая колесико (тогда были колесики) триммера - предаваться безделью и неге. Самолет летел сам.

Это хорошо, если нужно просто лететь, но это очень плохо для истребителя, который должен вести воздушный бой.

Статически устойчивый самолет, все время имеющий тенденцию возвращаться в установившийся режим полета, очень неохотно уходит в вираж, у него малая скорость крена, он крайне неохотно выходит на критические и закритические углы атаки. Управление истребителем времен Второй Мировой (не говоря о Первой) - это тяжелая физическая работа. Чтобы эту работу облегчить, конструкторы старались сделать истребители менее статически устойчивыми. Такие самолеты крутились шо немые, переходили из фигуры в фигуру пилотажа легко и быстро, но прямой полет на них был утомительным, по причине необходимости постоянно возвращать самолет на курс. Хороший пример истребителя с низкой статической устойчивостью - это И-16 Поликарпова.



На таких "ястребках" в первые дни войны советские асы успешно противостояли Ме-109 - из-за феноменальной маневренности И-16 переигрывали Мессершмит в маневренном воздушном бою. И только повышение мощности мотора на Ме-109, позволившее более энергичные вертикальные маневры, привело к потере актуальности И-16 как основного истребителя.

То есть, мы поняли. Статически устойчивый самолет красиво летит прямо, но туго поворачивает, статически неустойчивый - хорошо поворачивает, но прямо летит с трудом, матом и постоянными пинками.

После появления реактивных самолетов, когда скорости воздушного боя существенно изменились, а временные интервалы сильно уменьшились, потребовалось разгрузить пилота от того, чтобы постоянно дергать ручкой. И тогда возникла идея статически неустойчивого самолета, в котором есть система, подруливающая все время и не дающая самолету самопроизвольно отклоняться от траектории, задаваемой пилотом. Так возникла ЭДСУ. После появления первых самолетов Эйрбас с "джойстиком" ЭДСУ нашла также широчайшее применение в гражданской авиации. Но мы говорим об авиации военной. Так вот. Некоторые самолеты - например "Хромой гоблин" Ф-117 - были настолько паскудными с точки зрения аэродинамики, что без помощи постоянно подруливающего компьютера летать не могли в принципе...



Идем дальше.

Статически устойчивые самолеты, которые летят сами по себе, не стараясь "сходить налево" - они могут обойтись без ЭДСУ. Они сами по себе летают. Все что нужно - оно все есть в планере. И сколько такой самолет ни производи - он будет полностью сохранять все свои качества, и если условия эксплуатации соответствуют изначально заложенным в конструкцию - такой самолет будет великолепен. Десять лет. Двадцать лет. Пятьдесят лет. И даже больше, если потребуется... Примеры - Пайпер Кэб, У-2 (По-2), Ан-2, Ту-95, Ил-18, короче - таких долгожителей много на свете. Уже и внуки конструкторов постарели - а они все летают, и летать будут еще много-много лет...

Эти самолеты не стареют. Классика не стареет. Они могут достичь предела ресурса планера - но если их продолжают выпускать (Пайпер Кэб доступен в виде кит-набора, например, и есть чертежи для самостоятельной сборки) - они всегда будут уместны, всегда свежи и всегда будут летать так же хорошо, как и в день своего первого полета. Или даже лучше.

А что же статически неустойчивые самолеты?

А вот с этими ребятами у нас, дорогие мои, все гораздо-гораздо сложнее...

Если в статически устойчивом самолете планер решает все задачи по обеспечению летучести, то в статически неустойчивом самолете плане сам по себе только часть. Потому что без системы управления, без подруливания, статически неустойчивый самолет... Летать не может!



Еще раз. Современный истребитель, у которого отказала электроника - по крайней мере ее часть, отвечающая за подруливание - лететь не может. Пилот просто не справится с управлением.

Потому во всех современных истребителях электроника - является частью планера в значительной степени.

Мы знаем, что планер сам по себе не стареет. А электроника?



Микросхема - она дешевая, когда речь идет о серийном производстве. Когда производятся сотни тысяч и миллионы экземпляров. Но из-за быстрого прогресса многие микросхемы снимаются с производства. Потому что на них падает спрос. Они становятся недоступны. И если речь идет об усилителе каком-нибудь - мы с этим миримся. Потому что сто баксов на новый усилок найти можно. А вот если без этой микросхемы не сможет летать самый дорогой (до Ф-35) истребитель в истории - тут у нас проблема.

Либо мы сохраняем производство микросхем, а это заводы за стопиццот мильёнов бабла, либо мы сосем тот самый орган, который все знают...

Ф-22 произвели всего около 200 штук. Ради такого количества самолетов сохранять литографию - это высадить в воздух весь бюджет. Потому что спустя десять лет эти микросхемы нигде кроме этого истребителя не нужны, техпроцесс устарел, специалисты уже давно уволились, сырье давно поменяло марку, и оборудование завода постарело и ремонтировать его тоже как бы - проблемы с запчастями и специалистами. Все что осталось - это запас древних (по нынешним меркам) микросхем, запасенных заранее, и когда он закончится - самолет летать перестанет.

Чтобы современный истребитель с ЭДСУ и статической неустойчивостью летал долго - электронику надо перепроектировать под новую элементную базу. Причем не просто перепроектировать, заменив процессор - а еще нужно добиться того, чтобы на всех режимах полета в любых условиях новая электроника вела себя точно так же, как и старая. Неотличимо. Иначе у пилотов будут очень большие проблемы с этим самолетом, понимаете? То есть нам надо производить полный цикл конструкторской работы по одной из важнейших систем самолета. Это очень дорого...

Речь не идет о том, чтобы придать самолету новые качества, как это было сделано с МиГ-35 относительно МиГ-29, речь идет просто о том, чтобы самолет просто летал и не падал.

Планер (железо) не стареет - но стареет электроника. И если планер худо-бедно можно воссоздать на современном производстве, то вот воссоздать электронику, не сохранив изначального завода - нереально. А обновить электронику - это полный цикл конструкторской работы и полный испытательный цикл. То есть фактически - новый самолет.

А если мы разрабатываем новый самолет фактически, так может лучше реально разрабатывать новый?

Теперь мы с вами понимаем, какую роль играет технический прогресс в современной военной авиации. А также мы понимаем, почему все новые самолеты такие дорогие и навороченные. Просто потому, что в силу устаревания производственной базы за время жизни самолета лучше изначально заложить в него все самое новое и прогрессивное - иначе у нас на балансе будут числиться никому не нужные фабрики, с рабочими и инженерами, у которых нет работы...

На сегодняшний день США не могут произвести ни одного нового самолета Ф-22.

Ф-22, при всех своих достоинствах (которые за эти годы все же основательно потускнели в силу изменившихся условий) - старый самолет, он уже устарел, ему требуется обновление, и объем работ и стоимость этого обновления чудовищные. И поскольку значительная часть комплектухи для него не производится, или производится не так (и обладает немного иными параметрами) - он летает, пока на складах лежат залежи старых железяк. Когда эти железяки закончатся - он летать перестанет.

Учитывая постоянно пролетающие в прессе сведения о проблеме в поддержании не только боевой, но и просто летной годности - склады оказались не безразмерными, специалисты давно уже забыли, что они там делали, и самолетик просто латают техники по инструкции, составленной при царе Горохе во времена моей молодости...

Ф-22 - это очень старый самолет, ребята, очень старый.

В отличие от Ф-22, Ф-16 - он молод. Планер там более вменяемый, электроника попроще, и за эти годы неоднократно обновлялась (потому что дешевая была изначально, и цикл обновления был дешев и прост), и его производят серийно до сих пор. Да, его качества как истребителя - хуже. Потому что конструкция. Но у Ф-16 есть потенциал дальнейшего существования, а у Ф-22 он исчерпан. Тот же секрет долголетия у МиГ-29 и Су-27 и их потомков. Су-35 и МиГ-35 - современные боевые машины на современной серийно производимой элементной базе.

Может быть, американцы захотят омолодить Ф-22, я не знаю. Но учитывая изначальную сложность проекта, а также степень интеграции электроники в планер, а также изначально предельные характеристики по пилотажу, то есть по критическим режимам - это будет что-то астрономическое... Ну вроде как разработка БМП Брэдли...



Такие вот дела...

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив