Sjätte generationens fighters

En vision från 2013 av Boeings nästa generation F/A-XX jaktplan i bemannade (förgrund) och obemannade versioner. Jämfört med det tidigare konceptet har flygplanen en framåtgående svans.

För närvarande, i ett antal länder i världen, pågår analytiskt, konceptuellt och designarbete relaterat till nya stridsflygplan (eller, mer allmänt: stridssystem). Mycket tyder på att åtminstone några av dem kan vara de första representanterna för ett helt nytt, 6:e generationens jetjaktplan. Om de överhuvudtaget skapas i den form som övervägs och åtminstone några av de planerade tekniska lösningarna och teknikerna används, kommer dessa flygplan att ha mycket större stridsförmåga än befintliga jaktplan idag.

Indelningen av jetjaktplan i generationer är villkorad och uppfattas olika i olika länder. Efter USA är det accepterat i väst att den femte generationen för närvarande är den sista generationen. Dessa inkluderar amerikanska stridsflygplanen Lockheed Martin F-22 Raptor och F-35 Lightning II, ryska Su-57 och kinesiska Chengdu J-20 och Shenyang J-31. Deras viktigaste utmärkande egenskaper är: minskad radio och termisk (smyg) sikt, förmågan att flyga i överljudshastigheter utan användning av efterbrännare (supercruising), integrerad digital flygelektronik, radar med aktiv elektronisk skanning AFAR (Active Electronics Scanned Array), som arbetar med låg sannolikhet för detektering i LPI-läge för vektorstyrning eller internt styrning av motorer (motorstyrning av motorer). Inte alla 5:e generationens fighters har alla ovanstående funktioner, men även några av dem räcker för att skilja dem från tidigare byggda maskiner.

”Sjätte generationen” är än så länge bara ett allmänt begrepp och samtidigt en slogan som ska betona att de stridsflygplan som tillhör den kommer att vara tekniskt mer avancerade än 5:e generationens flygplan eller bli deras efterföljare. De specifika tekniska lösningarna som används och den resulterande stridskapaciteten kommer att vara tillgängliga först efter godkännandet av det slutliga projektet, eller snarare efter konstruktion och testning av en prototyp av minst ett av dessa flygplan (system).

Men idag finns det flera tecken på vilka 6:e generationens fighters kan särskiljas. Eftersom ingen 5:e generationens jaktplan hade förmågan att direkt konfrontera en fiende av samma generation, är de övervägda och planerade tekniska innovationerna för 6:e ​​generationens jaktplan resultatet av snabba vetenskapliga och tekniska framsteg och planerade operativa krav, och inte faktisk stridserfarenhet.

Sensoriskt system

Ett integrerat komplex av aktiva och passiva multispektrala sensorer - en multifunktionell radarstation, TV, värmekamera och mörkerseendekameror, såväl som detektorer för annan elektromagnetisk strålning, förmågan att få information från många källor, inklusive externa (via bredbandsdata utbyte av kanal i realtid), kommer att öka pilotens situationsmedvetenhet och möjliggöra upptäckt av flygplan av stealth-klass. En EMI-resistent kommunikationslänk kommer att göra det möjligt för flygplanet att bättre integreras med andra delar av det nätverkscentrerade slagfältet och koordinera gemensamma uppgifter (till exempel med andra flygplan, obemannade flygfarkoster, "smarta" ammunition, svärmar av drönare).

Nätverk av antenner "inbäddade" i flygplanets hud, som används samtidigt av radar och självförsvar (elektronisk krigföring), identifiering, navigering, kommunikation och datautbytessystem kommer att användas. Dessutom kan till och med tiotusentals olika mikrosensorer "bäddas in" i höljet, som mäter till exempel temperatur, tryck, hastighet, acceleration, spänning, elektromagnetisk fältstyrka och deras fördelning över ytan av flygplanet (smart hud). .

En tidig vision av nästa generations Boeing FX/NGAD-jaktplan.

Integrerad flygelektronik

En annan viktig utmärkande egenskap hos 6:e generationens jaktplan kommer att vara mer integrerad än idag, avancerad flygelektronik med en öppen arkitektur, med ett förbättrat gränssnitt mellan människa och maskin (när det gäller bemannade flygplan). Separata komponenter (moduler) av flygelektronik kommer att kunna använda vanliga datorer, omvandlare, förstärkare och andra enheter, mer effektivt med de tillgängliga resurserna (minne, tid och processorkraft för processorer, elektricitet). De ska anslutas med fiberoptiska databussar med mycket hög bandbredd. Datorsystemet för lättflyg ska också baseras på lättflygningsteknik eller trådlös teknik.

För att förbättra anslutningen av piloten med system ombord, kommer en hjälmmonterad display med hjälp av augmented eller virtual reality-teknik (Augmented Reality, AR eller Virtual Reality, VR), en panoramapekskärm och gest och/eller röststyrning att installeras. användas. Datormjukvaran kommer att använda artificiell intelligens (AI) algoritmer, tack vare vilka flygplanets uppgiftssystem kommer att kunna fatta det bästa beslutet i realtid, kommer att förse piloten med endast den viktigaste och mest nödvändiga informationen för tillfället, och kommer att oberoende kontrollera medföljande UAV, drönare och "intelligenta" vapen.

Nytt vapen

6:e generationens jaktplan kommer att få nya typer och typer av vapen – långdistansluft-till-luft och luft-till-mark hypersoniska missiler, ännu mer "intelligenta" missiler och guidade bomber, svärmar av drönare, energivapen (Directed Energy Weapons, DEW). I det senare fallet är dessa laser- eller mikrovågs-"pistoler" som kan förstöra eller bara inkapacitera ("blinda") målet, beroende på behoven.

Placerade i ett roterande "torn", en container eller på flera ställen på flygplanet kunde de täcka hela området runt flygplanet, tack vare vilket de kunde förstöra missiler som flyger från olika håll. Deras fördelar är noggrannhet och arbetshastighet och teoretiskt obegränsad "ammunition". Energivapen har dock två betydande nackdelar - de kräver en mycket kraftfull energikälla och genererar en enorm mängd värme, vars avledning är ett av de största problemen på vägen till dess operativa användning.

Förutom "intelligenta" vapen (kryssningsmissiler, raketer och guidade bomber) talas det allt mer om obemannade svärmar. Det här är små UAV:er, även kända som svävande ammunition eller självmordsdrönare, som är vapen, inte bärare. En svärm på ett dussin, några dussin eller till och med några hundra små drönare kommer att vara mycket svårare att förstöra än en enda raket eller bomb (och dessutom billigare) och kommer att ha en bättre chans att chocka målet. drönarsvärmar och smarta vapen

Den naturliga riktningen är att använda ett stridsflygplan med ett så omfattande avionik- och eldledningssystem som ett basflygplan, som kontrollerar och koordinerar åtgärderna för de medföljande UAV:erna, drönarna och "intelligenta" vapen. UAV, drönare och missiler kommer att transporteras antingen med ett stridsflygplan eller en annan flygplattform (som ett lastplan) som fungerar som en flygande arsenal. I det senare fallet skulle arsenalflygplanet förbli utanför inflytandezonen för fiendens luftförsvarssystem och skulle skjuta upp UAV, drönare och missiler "på kommando" från ett jaktplan som tränger in i fiendens miljö. Denna kommer i sin tur att ansvara för att upptäcka, identifiera och specificera mål och koordinera attacken.

Nya motortyper

På kort sikt förväntas ingen revolution på detta område - gasturbinjetmotorer kommer att fortsätta att vara den främsta källan till rörelse för stridsflygplan. Det pågår trots allt arbete med nya typer av sådana flyttbilar. De närmaste implementeringarna är motorer med variabel förbrukning under flygning och kompressionsförhållande (Variable Cycle Engine, VCE eller Adaptive Cycle Engine, ACE), som gör att du kan få hög dragkraft eller minska bränsleförbrukningen beroende på aktuella behov (flygtillstånd).

En sådan motor kommer att fungera effektivt i hela intervallet av flyghastigheter - vid låga hastigheter kommer dess egenskaper att likna de hos en turbojetmotor med hög grad av dubbelt flöde och vid höga hastigheter - till en turbojetmotor med låg grad av dubbelt flöde. dubbel kapacitet. Dessutom kan värmen som tas bort från flygplanets energivapen och andra elektroniska system användas för att värma luften i motorerna, vilket kommer att minska bränsleförbrukningen och förbättra bränsleeffektiviteten.

Nya byggmaterial och produktionsmetoder

I det här fallet talar vi om nya typer av kompositer, polyamider, grafen, nanomaterial, metamaterial. Deras användning i designen och skalet på flygplanet gör det inte bara möjligt att minska tjänstevikten (vilket alltid har varit designernas avsikt), utan också att öka flygplanets livslängd (på grund av de enorma kostnaderna för utveckling och finjustering, kommer det att vara ekonomiskt motiverat att bara vara kvar i tjänst i många decennier), utan också att öka nivån på tekniken för att minska sikten (smyghet).

Även självläkande strukturer beaktas, d.v.s. självuppfyllande små förluster orsakade av till exempel fragment. Som inom bilindustrin, industrirobotar m.m. cobots eller kollaborativa robotar, vilket avsevärt kommer att minska produktionskostnaderna.

Bemannade obemannade flygplan

Vi talar om ett valfritt bemannat fordon (OPV), eller snarare ett valfritt obemannat flygfarkost. Omfattande flygelektronik, sensorer och flygkontrolldatorsystem (plus relaterad programvara) kommer att eliminera piloten från cockpit och förvandla 6:e generationens jaktplan till en autonom UAV som kommer att fungera både oberoende och i formation med andra UAV eller bemannade flygplan. (som "trogen wingman").

Redan under konstruktionen och adoptionen av 5:e generationens jaktplan sa många experter att de skulle bli det sista stridsflygplanet med en pilot vid rodret. Men på grund av tekniska begränsningar, lagliga regler och etiska problem är det idag osannolikt att autonoma UAV kommer att utgöra grunden för utrustning för flygvapnet. Men i vissa situationer eller under en fullskalig väpnad konflikt förlorar dessa reservationer sin relevans, inklusive härifrån idén om OPV.

Minskad detekterbarhet

Allt tyder på att smygegenskaperna inte kommer att förlora sitt värde, även om de inte behöver prioriteras. Däremot kommer möjligheten att verka i mycket mättade områden med avancerade åtgärder mot åtkomst/Area-Denial (A2/AD) – eller i alla fall en större sannolikhet att överleva under sådana förhållanden – vara en viktig tillgång. Således kommer det aerodynamiska systemet och formen på flygplanet fortfarande att följa av önskan att minska det effektiva området för radarreflektionen (Radar Cross-Section, RCS). För samma ändamål kommer flygplanets hud att tillverkas av material och strukturer som absorberar elektromagnetisk strålning (Radar Absorbing Materials, RAM och Radar Absorbing Structure, RAS) och minskar den termiska signaturen (Infrared Topcoat). Du kan också förvänta dig interna vapenkameror.

Av samma anledning kommer alla instrument och sensorer (navigering, sikte, elektronisk krigföring) att byggas in i flygplanet, och inte i form av containrar hängande under flygkroppen eller vingarna. Deras placering kommer att kräva deras miniatyrisering, en ökning av flygplanet och / eller användningen av en gemensam pool av datorer, förstärkare, elektriska generatorer, omvandlare, kylsystem, antenner, etc. av olika enheter och sensorer.

Cybersäkerhet och cyberattack

6:e generationens jaktplan kommer att vara "proppade" med elektronik och beroende av datorer och digital dataström. Därför kommer skyddet av flygelektronik från elektromagnetisk störning och hackerattacker (cyberattacker) att vara av stor betydelse. I sin tur kommer den snabba utvecklingen av luftförsvarsmedel (radarstationer, missiler) att göra ett effektivt system för självförsvar (elektronisk krigföring) ännu viktigare. Enligt vissa analytiker borde den sjätte generationens fighter kunna bedriva aktiv elektronisk krigföring inte bara inom området för vägledning och störning av elektromagnetisk strålning, utan också i cyberattacker på fiendens IT-nätverk.

Hög prestanda

Teoretiskt sett ska en 6:e generationens jaktplan kunna upptäcka och förstöra mål på så stort avstånd att det inte ska bli möten och luftstrider på nära håll. Men hög hastighet gör att du kan minska tiden för att nå din destination och därför minska svarstiden på nya hot. Snarare är det ingen fråga om hypersonisk hastighet, eftersom detta skulle kräva användning av helt andra tekniska lösningar inom området för flygplanskonstruktion och kraftverk. Lång räckvidd gör att du kan operera borta från dina egna baser och utan stöd från flygande tankfartyg, vilket kommer att öka flexibiliteten att använda jaktplan, samt påskynda reaktionstiderna.

Supermanövrerbarhet

Hög manövrerbarhet, inklusive i överljudshastighet, kommer att öka sannolikheten för att undvika hot (luftvärnsmissiler) och chansen att inta en bekväm taktisk position under luftstrid (om den ägde rum). Förmodligen kommer rörliga munstycken att bli standarden, vilket gör att du kan styra riktningen på dragvektorn i minst ett plan och därigenom förbättra flygplanets manövreringsegenskaper. Begränsningen i detta avseende kommer att vara motståndet hos pilotens kropp mot överbelastning (vilket är ett annat argument till förmån för OPV).

Aerodynamiska roder bildar ett enda självreglerande system. Vilken yta som ska lutas och i vilken vinkel kommer att avgöras av flygkontrolldatorn enligt instruktionerna från piloten. Samtidigt, vid fel eller skador på en eller flera ytor, kommer deras funktioner att tas över av resten.

Boeings vision för 2016 för nästa generations FX/NGAD-jaktplan.

Göra flera saker samtidigt

Denna funktion kommer att drivas av användarens behov och inte av flygplanets kapacitet i sig. Detta koncept kommer att innebära inte bara förmågan att attackera alla mål (luft, land och hav), utan också - och kanske framför allt - förmågan att bedriva spaning, spaning och elektronisk krigföring, samla in och överföra information i realtid, upptäcka och indikera mål för andra militära medel, interagera med andra flygplan, fartyg och militära hjälpmedel av markstyrkor av UAV-varma flygplan, samt kontroll av UAV-varmmarnes.

Mottaglighet för modernisering

Avionik och målutrustning bör vara modulära så att de enkelt kan bytas ut vid behov och/eller för framtida uppgraderingar. Om man antar snabba vetenskapliga och tekniska framsteg (särskilt inom elektronik) och lång livslängd för flygplan är det nästan säkert att lösningar som tillämpas t.ex. 2040 om trettio år kommer att bli föråldrade, vilket innebär att de kommer att behöva ersättas med nyare.

Vissa av lösningarna och teknikerna som beskrivs ovan har varit kända i många år och används i mindre eller större skala (även om det inte nödvändigtvis är i stridsflygplan). Andra testas fortfarande eller är under utveckling. Det kan antas att vetenskapliga och tekniska framsteg kommer att göra det möjligt att inom en snar framtid övervinna befintliga eller framtida tekniska begränsningar och problem. Den största utmaningen blir att kombinera alla delar till ett sammanhängande, effektivt, effektivt och pålitligt system, konventionellt kallad 6:e generationens fighter.