¿Cuáles son los estándares para los aviones de combate de cuarta generación?

1. La historia del desarrollo de los aviones de combate de cuarta generación

Los aviones de combate de cuarta generación actualmente en etapa de desarrollo (Rusia los llama quinta generación) están compitiendo entre sí. resultado entre Estados Unidos y Rusia. Ya en 1977 y 1979, los aviones de reconocimiento de la Fuerza Aérea de los EE. UU. descubrieron en la fábrica de pruebas cerca de Moscú dos nuevos aviones de combate de la antigua Unión Soviética: el Su-27 y el MiG-27, más tarde conocidos como "Flanker" y "Fulcus". ". 29. Representan una gran amenaza para los aviones de combate de tercera generación de la Fuerza Aérea de EE. UU., como el F-15, F-16 y F/A-18, y suponen un enorme desafío para sus ventajas en tecnología de combate. Para hacer frente a la amenaza de la aviación de alta tecnología de la antigua Unión Soviética, los planificadores militares de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en ese momento comenzaron inmediatamente a dibujar un modelo para los futuros aviones de combate del siglo XXI, y el "Advanced Tactical Fighter" (ATF). ) se introdujo posteriormente. Después de varias rondas de competencia, finalmente el 23 de abril de 1991, la Fuerza Aérea de los EE. UU. anunció que se había seleccionado el YF-22 de Lockheed Martin con una solución de motor YF119, lo que significaba que el desarrollo de los aviones de combate estadounidenses de cuarta generación estaba en la vía rápida. El F-22 Raptor alcanzará su capacidad operativa inicial en 2004. Después de eso, reemplazará gradualmente al F-15 y se convertirá en la columna vertebral del poder aéreo táctico de la Fuerza Aérea de EE. UU. Aunque el F-22 tiene un rendimiento superior, su precio unitario de 125 millones de dólares es demasiado caro. Para compensar las deficiencias de las capacidades generales de combate de la Fuerza Aérea y ahorrar dinero, la Fuerza Aérea de los EE. UU. decidió desarrollar un avión de combate liviano de cuarta generación para usar con el F-22, y surgió el plan JSF. . Después de varias rondas de competencia, la decisión finalmente llegó a su fin el 26 de octubre del año pasado. El X-35 de Lockheed Martin derrotó al X-32 de Boeing y el número de la Fuerza Aérea fue designado F-35. En este punto, se han completado los diseños de los dos principales aviones de combate de cuarta generación de la Fuerza Aérea de los EE. UU. y las ideas de desarrollo han quedado claras.

La antigua Unión Soviética comenzó el desarrollo de nuevos aviones de combate más tarde que Estados Unidos. Sin embargo, debido a la desintegración de la antigua Unión Soviética y la falta de fondos, el trabajo de desarrollo fue intermitente y el progreso no. liso. Aunque enfrenta muchos problemas, sus dos famosas oficinas de diseño de cazas de marca: Mikoyan y Sukhoi, con su gran fortaleza técnica, han creado sus propios aviones de verificación de tecnología de combate de nueva generación, MiG 1.44 y Su-47 "Golden Eagle", todos ellos únicos. Representan el nivel más alto de la tecnología de diseño de cazas rusos en la actualidad. Después de algunas comparaciones, la Fuerza Aérea Rusa anunció en abril de 2002 que la Oficina de Diseño Sukhoi sería responsable del desarrollo de una nueva generación de aviones de combate. Se espera que el nuevo avión complete el trabajo de diseño inicial en 2003, realice pruebas de vuelo en 2006, entre en la etapa de producción en masa en 2010 y comience a ser equipado con la Fuerza Aérea Rusa entre 2011 y 2012. Eventualmente reemplazará al Aviones de combate Su-27 y MiG-29 de tercera generación (llamados de cuarta generación en Rusia).

II. Análisis del desempeño táctico y técnico típico de los cazas de cuarta generación

La filosofía de combate de "descubrir al enemigo primero, disparar primero y destruir al enemigo primero" impulsa el conjunto. Desarrollo de aviones de combate de cuarta generación. Proceso, sigilo, crucero supersónico, alta maniobrabilidad y agilidad, sistema de aviónica integrado y buena mantenibilidad constituyen las cinco características típicas del caza de cuarta generación. 1. Análisis de los requisitos operativos para el rendimiento sigiloso

El llamado sigilo se refiere al uso de diversos medios técnicos para debilitar las señales características del objetivo, como las ondas de reflexión del radar, la radiación infrarroja y la luz visible, con el fin de dificultar que el sistema de detección del oponente lo detecte o lo detecte desde una larga distancia con fines de acortamiento. En los futuros campos de batalla aéreos, los misiles guiados por radar e infrarrojos representan la mayor amenaza para los aviones de combate. Según datos pertinentes, cuando un avión de combate vuela sobre una zona sensible a una altitud de más de 10.000 metros, entre 300 y 400 radares pueden emitir simultáneamente entre 600 y 700 rayos de diferentes frecuencias para realizar el seguimiento. Muchos países de todo el mundo están intentando mejorar sus capacidades de defensa aérea modernizando sus sistemas de defensa aérea. Según estimaciones de Estados Unidos, para 2005, 21 países del mundo tendrán sistemas avanzados de misiles de defensa aérea. Estos sistemas tienen largos alcances de detección, alta probabilidad de daño con un solo disparo, gran maniobrabilidad, grandes coeficientes de sobrecarga, fuertes capacidades antiinterferentes y El costo de compra es bajo, el mantenimiento y el uso son simples y es conveniente para equipos a gran escala.

El alcance de detección de radar aerotransportado de los aviones de combate avanzados activos también ha alcanzado más de 150 km y, en general, tienen la capacidad de mirar hacia abajo y derribar. Están equipados con misiles aire-aire de largo, medio y corto alcance. . La "zona inevitable" de estos misiles es grande; la sobrecarga de maniobra es grande, algunos incluso alcanzan los 50 g y la capacidad antiinterferente es fuerte;

Ante todo esto, diseñar una nueva generación de cazas furtivos se ha convertido en una elección inevitable. Los aviones de combate de cuarta generación generalmente adoptan un diseño de apariencia sigilosa; la piel del avión de combate está hecha de materiales que absorben radares y materiales que transmiten ondas, y su superficie está recubierta con pintura sigilosa, además, se utilizan varios medios para reducir los infrarrojos; características de la aeronave. Además de los métodos furtivos convencionales, la nueva generación de aviones de combate rusos adopta de forma creativa la tecnología furtiva de plasma, que garantiza el rendimiento sigiloso del avión de combate sin afectar el rendimiento aerodinámico del avión de combate.

2. Análisis de los requisitos operativos para el rendimiento del crucero supersónico

El llamado crucero supersónico se refiere al crucero a velocidad supersónica sin utilizar postquemador. Las guerras futuras requieren que los aviones de combate tengan capacidades de respuesta rápida, puedan volar rápidamente al teatro de operaciones y extender sus actividades de patrulla tanto como sea posible. Los aviones de combate de tercera generación pueden aumentar su velocidad de vuelo activando el postquemador, pero su alcance de combate se reducirá debido al gran consumo de combustible. Como resultado, incluso si los aviones de combate pueden volar a la zona de combate, tendrán que hacerlo. No hay tiempo para entrar en combate con aviones enemigos. Por lo tanto, los aviones de combate de cuarta generación deben tener la capacidad de volar a velocidades supersónicas, volar al teatro de operaciones a mayor velocidad para realizar misiones y abandonar rápidamente el campo de batalla para evitar estar expuestos a amenazas enemigas durante mucho tiempo, y en Al mismo tiempo, permite el lanzamiento de armas aerotransportadas. La distancia aumenta, la línea de intercepción se aleja y permite a los cazas interceptar bombarderos enemigos y atacar aviones a mayores distancias del área que defiende el objetivo.

3. Análisis de los requisitos de combate para una alta maniobrabilidad y agilidad

El significado de agilidad de los aviones de combate modernos incluye dos características: maniobrabilidad y operatividad. Desde la aparición de los misiles de ataque omnidireccionales de gran movilidad, la situación del combate aéreo moderno ha cambiado drásticamente. Al igual que el AIM-9L, este tipo de misil tiene el rendimiento avanzado de "apuntar al objetivo y lanzarlo", lo que representa una gran amenaza incluso para los aviones de combate con alta maniobrabilidad. Los misiles de ataque omnidireccionales cambian el enfoque de las tácticas de los cazas de la anterior "maniobrabilidad de ocupación de posición" a la rápida "maniobrabilidad de lanzamiento de objetivos primero del enemigo". Además, cuando un grupo de aviones de combate con un rendimiento equivalente se involucra en una batalla aérea, ninguno de los bandos tiene tiempo de lograr resultados decisivos más allá del alcance medio en un tiempo limitado. Incluso si tiene una mayor superioridad aérea, no hay garantía de que sea moderno. Los misiles de largo y medio alcance serán plenamente efectivos. En esta situación de combate aéreo, la "maniobrabilidad instantánea" de un avión de combate es más importante que la "maniobrabilidad de sobrecarga continua".

Al adoptar motores de alto empuje con toberas vectoriales y aplicar un diseño integrado de motor de avión, el caza de cuarta generación tiene una maniobrabilidad y agilidad extraordinarias.

4. Análisis de los requisitos operativos de los sistemas de aviónica integrados

En el futuro campo de batalla integrado en cinco dimensiones de tierra, mar, aire, espacio y electricidad, los aviones de combate serán uno de los redes de información enteras Aparece la identidad de nodos importantes. No es sólo una plataforma de implementación de los planes de combate de los comandantes, sino también una plataforma para recopilar y procesar información de combate. Los pilotos de la nueva generación de aviones de combate no sólo son operadores de sistemas a bordo, sino también implementadores de tácticas de combate aéreo.

La transformación de los roles de las misiones de los cazas depende en gran medida de la mejora del rendimiento del sistema de aviónica integrado. Durante este proceso de transformación, los diseñadores de los aviones de combate de cuarta generación se centraron en dos principios: primero, obtener la máxima información del enemigo, analizar los objetivos más amenazantes y compartir la información con los recursos aéreos amigos; el segundo, lograr la preocupación; -Conducción en vuelo libre. Los aviones de combate de cuarta generación generalmente utilizan sistemas de control de vuelo digitales redundantes, que generalmente no tienen respaldos eléctricos y mecánicos. Pueden reconstruirse después de fallas del actuador y del sistema hidráulico, lo que mejora la confiabilidad del sistema y garantiza que el sistema funcione correctamente. El caza puede garantizar la seguridad del vuelo en caso de control excesivo del piloto.

Si la adquisición de sigilo, crucero supersónico y alta maniobrabilidad y agilidad se centra más en la mejora "dura" del rendimiento de la plataforma, entonces el sistema de aviónica integrado es una mejora "suave" centrada en el rendimiento del caza. . Desde una perspectiva de desarrollo, esta capacidad de actualización puede llegar a ser cada vez más importante.

5. Análisis de los requisitos operativos de confiabilidad y mantenibilidad

El rendimiento táctico y técnico de los aviones de combate de tercera generación ha mejorado mucho en comparación con los aviones de combate de segunda generación, pero debido al sistema La mayor complejidad, la falta de experiencia en diseño y la poca consideración de la confiabilidad y el mantenimiento han llevado a un sinfín de problemas en el uso en combate, tales como: largos tiempos de inactividad en tierra, altos costos de uso y soporte, mala maniobrabilidad y baja tasa de preparación para el combate. esperar. Los problemas de sustentabilidad de los aviones de combate de tercera generación afectan directamente su efectividad en combate. Debido a que está directamente relacionado con las ideas de diseño de cazas, no puede cambiar completamente la situación mediante mejoras y modificaciones. Esta es una razón importante por la que la tercera generación ha experimentado muchas mejoras y sus capacidades de combate han mejorado enormemente, pero su compatibilidad sigue siendo deficiente. En respuesta a los problemas que ocurrieron en los aviones de combate de tercera generación, los aviones de combate de cuarta generación otorgaron gran importancia a la mejora de la capacidad de soporte desde el comienzo del diseño. La confiabilidad y la capacidad de mantenimiento se incluyeron en los indicadores de diseño, un análisis completo de la capacidad de soporte. Se llevó a cabo un plan de soporte integral y sincronizar el análisis y el trabajo de diseño de soporte, la planificación de recursos de soporte y el diseño del sistema de soporte con el diseño de toda la aeronave.

Después de mucho trabajo, la fiabilidad y la capacidad de mantenimiento de los aviones de combate de cuarta generación han mejorado enormemente. Tomando el F-22 como ejemplo, solo requiere 8,5 horas de mantenimiento por hora de vuelo, que es aproximadamente la mitad que el F-15, solo toma 13 minutos para prepararse para otro envío, el uso y los costos de soporte de 24 aviones de combate; en 20 años son 1.200 millones de dólares, es decir, 500 millones de dólares menos que el F-15.

3. La tendencia de desarrollo de los aviones de combate de cuarta generación

Estados Unidos está intensificando actualmente la investigación sobre la modificación no tripulada del caza ligero de cuarta generación F-35. En comparación con los aviones de combate tripulados, los aviones de combate no tripulados tienen varias ventajas: en primer lugar, reducen los riesgos políticos. El riesgo político que supone el derribo de un avión tripulado es muy grande. Si se utilizan drones, no habrá tales preocupaciones y, en segundo lugar, se mejorará la eficacia del combate. El ejército estadounidense está planeando desarrollar un avión de combate no tripulado cuyo coeficiente de sobrecarga puede alcanzar los 20 g, lo que supera con creces el límite de resistencia del cuerpo humano e incluso puede ser comparable a algunos misiles. Mejora en gran medida la efectividad de combate del avión de combate; , se reduce el coste de toda la vida. En comparación con los aviones tripulados, los aviones de combate no tripulados tienen equipos a bordo más simples y sus costos de fabricación y uso se reducen considerablemente.

El avión de combate de cuarta generación aún no ha sido completamente equipado con tropas y su tendencia de desarrollo futuro aún es algo desconocida. Sin embargo, de la situación actual se puede deducir que los aviones no tripulados serán la tendencia de desarrollo de los aviones de combate de cuarta generación. (Publicado por el autor de la revista "Ciencia y tecnología de aviación": Jiang Mingyuan y Hu Yingjun de la Academia de Comando de la Fuerza Aérea)