1.4.1 Особенности конструкции истребителей - бомбардировщиков и штурмовой авиации

По нормам общих технических требова­ний (ОТТ) штурмовая авиация находиться в одной группе с истребителями-бомбардировщиками. Эта группа входит в комплекс ударной фронтовой авиации. При этом штурмовая авиация выполняет боевую задачу по малоразмерным и подвижным целям на поле боя и в тактической глубине на малой высоте в зоне активного противодействия всех средств ПВО, работающих на малых высотах.

Развитие штурмовой авиации идет по пути повышения боевой живучести и установки высокоточного оружия. Для повышения боевой живучести производилось:

- бронирование элементов конструкции, аппаратуры и кабины летчика, силовой установки; дублирование основных систем управления (например, тяг системы управления);

- расположение основных агрегатов в зоне экранирования менее важными элементами конструкции (например, разнесение мотогондол двигателей и жаропрочная перегородка между ними);

- введение протектирования и заполнения топливных баков пенополиуретаном, предотвращающих взрыв паров керосина при попадании осколков;

- установка мощной противопожарной системы.

Развитие систем вооружения штурмовой авиации идет по пути разработки принципиально новых систем:

- обзорно-прицельной лазерно-телевизионной, обеспечивающей круглосуточное обнаружение и. целеуказание подвижных целей;

- авиационное универсальное средство поражения бронированной техники с помощью авиационного управляемого снаряда;

- станции оптикоэлектронных помех, предназначенной для защиты самолета от ракет типа "воздух-воздух" и "земля-воздух" с тепловой головкой самонаведения, путем соз­дания ложных тепловых помех.

Наиболее совершенным представителем современной штурмовой авиации является самолет Су-25 и его модификации. Он имеет титановую бронекабину, протектированные и заполненные пенополиуретаном топливные баки, гидросистему, защищенную бронеплитами, тяги системы управления, выдерживающие попадание крупнокалиберных пуль, два разнесенных двигателя, расположенных по бокам фюзеляжа, мощную противопожарную систему.

Технические харак­теристики самолета Су-25 приведены ниже:

Тяговооруженность самолета……….........0,47

Максимальная перегрузка..:………….....6, 5

Радиус полета, км …………… ….250 ... 300

Максимальная боевая нагрузка, кг….........4400

Максимальная полетная масса, т ….........17, 53

1.4.2 Развитие систем управления маневренных самолетов

Системы управления боевых маневренных самолетов создавались в соответствии с требованиями аэродинамики, устойчивости, управляемости и физиологии летчика. Основное влияние на их облик оказали скорость полета, утлы атаки, перегрузки, а также развитие авто­матики систем управления.

На боевых маневренных самолетах первого и второго поколений, выполнявших полеты в дозвуковом диапазоне скоростей, применялись механические системы управления обратимого типа, передающие аэродинамические шарнирные моменты с органов управления самолетом на органы управления летчика в кабине.

В связи с ростом скоростей полета и появлением сверхзвуковых режимов, шарнирные моменты, действующие на аэродинамические органы управления, существенно выросли. Для соответствия физиологическим возможностям летчика, действующего на органы управления, в систему управления введены гидроусилители (бустера), в результате чего система управления стала необратимого типа, в которой шарнирные моменты воспринимались бустерами, а на рычаги управления действовали силы от автомата загрузки, в соответствии с физиологическими возможностями летчика. Для уменьшения вероятности отказа система работала от двух гидросистем, каждая из которых создавала давление в одной из камер двухкамерного бустера. Такая система управления была впервые установлена на самолете МиГ-19 при внедрении управляемого стабилизатора.

На этом же этапе введен автомат регулировки сил и передаточных чисел от руки летчика к стабилизатору для улучшения характеристик управляемости. Устройство, улучшающее характеристики канала крена (КАЛ), установлено на самолете МиГ-21. Автоматическое устройство (САУ), улучшающее устойчивость и управляемость в каналах крена, курса, тангажа впервые в этом классе самолетов было применено на самолете МиГ-23.

Впервые введены перекрестные связи ка­налов крена и курса, при которых для улучшения управляемости на больших углах атаки на действие летчика в канале крена или курса одновременно отклоняются рули направления и органы канала крена. Величина отклонения органов аэродинамического управления в целях безопасности работы нерезервированной системы САУ была ограничена примерно 25% полного отклонения органов управления, что позволяло летчику парировать возможные отказы системы.

На этапе создания четвертого поколения маневренных самолетов был существенно увеличен диапазон допустимых углов атаки, это привело к необходимости дальнейшего совершенствования систем управления.

На самолетах этого поколения применялись:

а) нерезервированные механические системы управления, дополненные автоматом устойчивости в продольном канале,

б) устройством отключения органов поперечного управления на больших углах атаки и более сложными алгоритмами перекрестных связей;

в) система улучшения устойчивости и управляемости (СУУ), имеющая механический канал и трехкратно резервированную автоматическую систему управления с возможностью отклонения примерно на 50% от диапазона отклонения аэродинамических органов управ­ления. После второго отказа автоматической части такой системы, происходит переход на механический канал;

г) система дистанционного управления (СДУ), не имеющая механических связей между органами управления кабины летчика и аэродинамическими органами управления. Все управляющие действия летчика в этой системе передаются в вычислитель, который обрабатывает сигнал и передает их в электрогидравлический привод органов аэродинамического управления. Эта система имеет четырехкратное резер­вирование всех каналов, что позволяет сохра­нить ее работоспособность при возникновении двух отказов.

На этом этапе развития маневренной авиации появились новые виды маневра с использованием закритического диапазона углов атаки (режимы сверхманевренности). Эти режимы привели к появлению систем управления самолетом смешанного типа, состоящих из органов аэродинамического и газодинамического управления (поворотного сопла). Разработка таких систем управления проводилась на базе цифровой САУ, выработка законов управления проводилась в цифровом виде с использованием бортовых вычислительных устройств.

На этапе создания маневренных самолетов пятого поколения внедрены системы изменения конфигурации самолета в зависимости от режимов полета (системы адаптивной аэродинамики). Это привело к необходимости управлять большим количеством аэродинамических поверхностей, отклоняемых по сложным законам в зависимости от углов атаки, чисел М. Решение этой задачи, а также усложнение функций других систем самолета, по­требовало создания единой бортовой вычислительной машины, обладающей большим быстродействием и выполняющей роль центрального процессора для всех систем самолета.

Необходимая степень резервирования та­кой системы управления достигается за счет создания алгоритмов, обеспечивающих подключение дополнительных мощностей вычислительной машины вместо отказавшей, и реконфигурации системы управления, обеспечивающей передачу функций отказавших органов управления к органам, сохранившим свою работоспособность.

Системы управления следующих поколений самолетов находятся в стадии первоначальной разработки технических требований к ним. Однако есть основания предполагать, что значительное место в их разработке будут занимать дистанционные системы управления беспилотными самолетами по сигналам с пульта оператора.