Szuhoj Szu-47

„Fordított szárnyakkal”


Tervezés:

A levegőnél nehezebb, géphajtású repülők elterjedésekor, a XX. század elején a legtöbb típus még fára feszített vászonból készült és rendkívül instabilak voltak - ennek oka részben a kis teherbírású alapanyagok, részben a fejletlen technológia volt (pl.: vízszintes vezérsík helyett sok gépet a szárny elcsavarásával kormányozták). Az első világháború végére a technológia jelentős fejlődésen ment keresztük: a vadászgépek jóval stabilabbá váltak, miközben több (két-három) szárnyuknak köszönhetőn mozgékonyságukat is sikerült növelni (pl.: orosz Anatra D).

Újabb technológiai lépést a nagy teljesítményű dugattyús motorok, az áramvonalas kialakítás és a gépágyúk elterjedése jelentette az 1930-as években: ekkor a manőverező-képesség fokozatosan háttérbe szorult a minél nagyobb sebességgel szemben. Ez a fejlesztési irány a második világháború alatt is folytatódott és a világháborút követő években már több 2000-2500 lóerős dugattyús motorral rendelkező vadászgépet rendszeresítettek, amelyek végsebessége a 700 km/h-t is elérte, de ezzel párhuzamosan manőverező-képességük tovább csökkent (pl.: Lavocskin La-9).

A sugárhajtóművek elterjedésével még tovább nőtt a vadászgépek teljesítménye, amely végül átlépte az egyszeres, majd kétszeres hangsebességet (pl.: Mikojan-Gurjevics MiG-21). E típusok már inkább rakéták, semmint repülőgépek voltak: elsősorban nem a rendkívül kisméretű szárnyaikon keletkező felhajtóerő, hanem a rendkívüli teljesítmény/tömeg arányú hajtóművek tartották őket a levegőben, ám ennek ára alacsony sebességen a manőverező-képesség és a fegyverzet drasztikus csökkenése volt. A kor általános nézete szerint a jövőben már kizárólag rakétákkal felfegyverzett vadászgépekre (később pedig kizárólag föld-levegő rakétákra) lesz szükség, a manőverező légiharcnak végleg leáldozott.

A hidegháborús légi harcok túlnyomó többsége azonban ezzel ellentétes képet mutatott: a kor kis hatótávolságú légiharc-rakétái megbízhatatlanok voltak, ráadásul kezdetben ezeket csak az ellenséges gép mögül lehetett indítani, miközben az összecsapások túlnyomó része egyszeres hangsebességen, vagy az alatt zajlott, ahol a gyorsabban forduló gép előnyösebb pozícióba kerülve gépágyújával megsemmisíthette ellenfelét (erre jó példa volt az Egyesült Királyság Harrier típusa, amely igen sikeresnek számított, annak ellenére, hogy végsebessége a kortárs vadászgépekének a felét sem érte el).

Erre reagálva (és a magas végsebesség megtartása érdekében) jelentek meg a változtatható szárnyú repülőgépek (pl.: Mikojan-Gurjevics MiG-23), amelyek nagysebességű repülés esetén teljesen hátranyilazott szárnnyal repültek (amely így kisméretű deltaszárnyként viselkedett), míg fel- és leszállásnál, illetve légiharcban nagyobb állásszöggel agilisabbá váltak.

Az Amerikai Egyesült Államok és a Szovjetunió több nyilazott szárnyú típust fejlesztett (pl.: „Grumman F-14 Tomcat”, Szuhoj Szu-17, de ezek rendkívül bonyolult és drága megoldásnak bizonyultak, ráadásul a különböző állásszögek eltérő képességeit a pilóták nehezen szokták meg, ami miatt ezek a típusok számos balesetet szenvedtek, miközben a változó terhelés drasztikusan lecsökkentette a szárnyak élettartamát.

Az 1980-es évek elején, a következő generációs vadászgépek tervezésénél azonban egy újabb fontos előrelépés történt: a számítógépek fejlődése lehetővé tette az aktív számítógépes támogatású vezetést, ezáltal olyan extrém formájú repülőgépeket is létre lehetett hozni, amelyek addig irányíthatatlannak számítottak. Ebben a helyzetben a szovjet Szuhoj repülőgépgyár (amely a Mikojan-Gurjevics irodával együtt a szovjet vadászgépekért felelt) megtervezett egy radikálisan új, előrenyilazott szárnyú repülőgépet, amely a Szuhoj Szu-47 jelet és a Berkut (orosz; szirti sas) becenevet kapta.


Konstrukció:

A Szu-47-es a Szuhoj akkor legújabbnak számító, Szu-27-es vadászgépére épült és együléses repülők között kiemelkedően nagyméretű típusnak számított: hossza 22,6 méter, magassága 6,3 méter, üres tömege több mint 16 tonna, teljes terhelés mellett pedig 35 tonna volt. A kiváló kilátást nyújtó, előrenyúló pilótafülkével rendelkező Szu-47-es legfontosabb jellemzője ritkaságszámba menő, előrenyilazott szárnya volt. A Szovjetunióban már a második világháború alatt is zajlottak kísérletek ilyen típusokkal (ld.: Cibin LL-1, LL-2, LL-3), majd tanulmányoztak egy zsákmányul német Junkers Ju 287-est, míg a CAGI (Központi Aero- és Hidrodinamikai Intézet) elvégezte a szükséges számításokat.

Az előrenyilazott szárnynak több előnyös tulajdonsága van a hagyományos (hátra)nyilazott szárnyhoz képest: jelentős mértékben megnöveli a repülőgép manőverező-képességét (különösen éles fordulókban), miközben megbocsátóbb (a pilóta később veszti el irányítását a gép felett), ráadásul csökkenti a minimális felszálló-sebességet, ezáltal mérsékli a szükséges felszállópálya hosszát).

Annak, hogy az előrenyilazott szárny mégsem terjedt el, három oka van. Egyrészt speciális tervezésű, rendkívül nagy teherbírású szárnyakra van szükség, az előrenyilazás korlátozza a végsebességet és ami a legfontosabb: ez a kialakítás instabillá teszi a típust, amely a legkisebb kormánymozdulatokra is drasztikusan reagál, ezért szinte folyamatos korrekcióra van szükség, még egyenes vonalban történő repülés esetén is.

Az 1980-as évekre azonban a Szovjetunióban is jelentős előrelépések történtek a fémmegmunkálás terén, ezáltal a Szu-47-es szárnyai már 9 g-s terhelést is képesek voltak elviselni, miközben a repülőgépen tesztelték az új fejlesztésű, számítógép-támogatású fly-by-wire rendszert, amely megoldotta a stabilitás kérdését. A Szu-47-es farokrésze a Szu-27-eshez hasonló kialakítású volt, kettős függőleges vezérsíkkal (a hajtóművek és a vezérsíkok közötti rövidebb szekcióban kapott helyet a hátrafelé néző radar, míg a hosszabban a fékernyő).

A gép törzsét túlnyomórészt alumínium- és titán-ötvözetből gyártották, míg a szárnyak kompozit anyagokból készültek (emellett speciális, radarok sugárnyalábjait részben elnyelő bevonattal csökkentették a típus radar-keresztmetszetét). A típus rendelkezett két kisméretű kacsaszárnnyal is, amelyek szintén a fordulékonyságát növelték.

A Szu-47-est eredetileg két darab, utánégetővel felszerelt Ljulka AL-31-es hajtóművel tervezték felszerelni (a Szu-27-es erőforrásával), ehelyett azonban áttértek a Szolovjov (ma Aviadvigatyel) D-30-as gázturbinás sugárhajtóműre. A repülőgép - a Szu-27-eshez hasonlóan - rendelkezett a tolóerővektor-eltérítés képességével: a hajtóművekből kiáramló gázsugarat -20 és +20 fok között lehetett változtatni, tovább növelve a típus manőverező-képességét.

A típus a Szu-27 módosított, tricikli elrendezésű futóművét kapta, egyetlen kétkerekű orrfutóval és két hátsó főfutóval. A Berkut prototípusa nem rendelkezett fegyverzettel, a sorozatgyártású példányokat 1 db 30 mm-es gépágyúval tervezték felszerelni (ez valószínűleg egy, a MiG-29-esen és a Szu-27-esen is alkalmazott GS-30-1-est takart), emellett a típus - a belső fegyvertér mellett - 14 db függesztő-ponttal rendelkezett (a baloldali fotón a gép hasa látható a nyitott bombatérrel).


Szolgálatban:

Az eredetileg egyszerűen Sz-37 (szamaljot; repülő) jelzésű típus tervezésekor egy minden téren továbbfejlesztett Szu-27-esnek tűnt, azonban éppen emiatt a fejlesztése elhúzódott, miközben (az új anyagok és eljárások miatt) a költségek rendkívül gyorsan emelkedtek. Az 1980-as évek végére a Szovjetunió nemcsak politikai, de gazdasági válságba is jutott, amikor pedig 1991-ben a kommunista diktatúra összeomlott, a programot megöröklő Oroszország képtelen volt finanszírozni a további fejlesztést.

A típus első repülésére végül csak 1997. szeptember 25-én került sor, de ekkorra a program léte került veszélybe. A Szu-47-es számos előremutató megoldással rendelkezett: a fly-by-wire rendszerek időközben széles körben elterjedtek, akárcsak az acélt kiváltó alternatív anyagok használata a vadászgépeken, a Berkut mégsem váltotta be a hozzá fűzött reményeket.

A típus hajtóműveit a kiemelkedően nagy sebességű Mikojan-Gurjevics MiG-31 „Foxhound” típusból emelték át, de a szárnyak teherbíró-képessége miatt a gép végsebességét 1,6 Mach-ban korlátozták - a legnagyobb problémát azonban nem a hajtóművek, hanem a szárnyak okozták. Az előrenyilazott szárnyak papíron kétségtelenül több előnyös tulajdonsággal rendelkeztek, a modern technológia azonban egyszerre túlságosan fejletlennek bizonyult, miközben máris meghaladta ezt a fajta kialakítást.

A fő problémát az egyedi kialakításból fakadó terhelés jelentette. A repülőgép szárnyai az előrenyilazás miatt elcsavarodtak, ami éles fordulókban rendkívüli nyíró igénybevételben jelentkezett: ahhoz, hogy ezt elviseljék, a típus szárnyainak egyszerre kellett rendkívül erősnek és hajlékonynak lennie (a szárnyakon kényszerből használtak kompozit anyagokat, mivel a hagyományos fémek egyszerűen képtelenek voltak ilyen szélsőséges igénybevételt elviselni).

A Szu-47-es szárnyai így is igen rövid élettartammal rendelkeztek (az egyik prototípuson már korlátozott mennyiségű tesztet követően át kellett építeni a szárnyat), miközben az új, számítógéppel segített tervezés lehetővé tette ehhez hasonló képességű, de kevésbé extrém igényű szárnyak megalkotását (ld.: Lockheed Martin F-22 „Raptor”). Az Amerikai Egyesült Államokban korábban szintén folytattak kísérleteket előrenyilazott szárnyú vadászgép létrehozására (ld.: Grumman X-29), de ez a kutatást leállították, mivel a teszteket követően arra a megállapításra jutottak, hogy egy ilyen sorozatgyártott vadászrepülőgép megalkotása nem reális).

A Szu-47-est a nyilvánosságnak a 2003-as MAKSZ-on (Nemzetközi Légi- és Űrszalon) mutatták be, de a típus soha nem tudott kilépni a technológiai demonstrátor szerepkörből (a jobboldali fotó a 2003-as MAKSZ-on készült, a képen a Szu-47-es egy Szu-35-ös társaságában repül). A fejlett repülőgépet nem ajánlották fel más országnak megvételre, Oroszország pedig (részben gazdasági helyzete miatt) sokáig új típus helyett meglévő Szu-27-es vadászgépeinek továbbfejlesztését favorizálta (ld.: Szu-30, Szu-34, Szu-35), ezért összesen mindössze 2 db Szu-47-es épült, a programot pedig leállították.

A Berkut-on szerzett tapasztalatok ennek ellenére nem vesztek el, azokat a Szuhoj repülőgépgyár több későbbi típusán is hasznosította és a Szu-47-es hozzájárult ahhoz, hogy a gyár - a rivális MiG 1.44-est legyőzve - elnyerje az első 5. generációs orosz vadászrepülőgép gyártási jogát a PAK-FA programban (Szuhoj Szu-57).

A vadászgép-fejlesztés új irányvonalát az amerikai F-22-eshez hasonló típusok jelentik, azonban érdemes megjegyezni, hogy a 2017-es MAKSZ kiállításon bemutatkozott egy vörösre festett Szuhoj SR-10-es, a cég új sugárhajtású, kétüléses másodfokú kiképzőgépe, amely szintén előrenyilazott szárnyakkal rendelkezik. Intő jel azonban, hogy az először 1996-ban levegőbe emelkedő, szintén előrenyilazott szárnyú amerikai VisionAire VA-10 „Vantage” sugárhajtóműves utasszállító soha nem került sorozatgyártásba.


Műszaki adatok:

Név: Szuhoj Szu-47 „Berkut” (szirtisas)

Típus: (kísérleti, előrenyilazott szárnyú) vadászrepülőgép

Fizikai jellemzők:

Hossz: 22,6 m

Fesztáv: 15,16 m

Magasság: 6,30 m

Szerkezeti tömeg: 16.375.kg

Max. felszálló tömeg: 35.000.kg

Motor: 2 db gázturbinás sugárhajtómű, egyenként 83,4 kN (utánégetővel 142,2 kN), (összesen 284,4 kN) tolóerejű (Szolovjov D-30F11)

Személyzet: 1 fő

Fegyverzet: (tervezett:) 1 db 30 mm-es gépágyú (GS-30-1, a testben), ismeretlen kg-nyi bomba vagy rakéta a zárt bombatérben, illetve a szárnyak alatti függesztési pontokon

Teljesítmények:

Végsebesség: 1717 km/h (1,6 Mach)

Csúcsmagasság: 18.000.m

Emelkedőképesség: 13980 m/perc

Hatótávolság: 3300 km


Vissza
Ötlet.Minőség.Elfnet.hu | 2011-2019 | Minden jog fenntartva.