Su-47 (S-37) Berkut

("Orol kráľovský" so záporným šípom)

Leteckých konštruktérov v polovici nášho storočia začala zaujímať myšlienka využiť v konštrukcií lietadiel krídlo so záporným - alebo inak dopredným – šípom. Teoretické výpočty ukázali, že lietadlo takej konštrukcie prinesie rad výhod predovšetkým zlepšenie letových vlastností.

Krídlo takejto konštrukcie umožní zvýšiť vztlakovú silu v porovnaní s krídlom kladnej šípovitosti a rovnakej plochy. V súvislosti s tým je možné zvýšiť únosnosť lietadla až o 30%, alebo je možné zmenšiť krídla a tým zmenšiť čelný odpor krídla.

Teória - klady a zápory.

Pokiaľ u krídla s kladným šípom sa medzná vrstva „zosúva“ ku koncom krídla a tým sa pri väčších uhloch nábehu dostávajú krídelka do úplavu a strácajú svoju účinnosť, pri krídle so záporným šípom dochádza k opačnému javu. Medzná vrstva sa zosúva k trupu lietadla a k odtrhnutiu prúdenia dochádza najskôr pri koreni krídla. Tým sú krídelka dlhšie účinné, zvyšuje sa riaditeľnosť lietadla na malých rýchlostiach a pádová rýchlosť sa znižuje a je možné letieť v ustálenom režime na menších rýchlostiach. Zároveň sa zmenšuje dĺžka rozbehu a dobehu lietadla pri vzlete a pristátí. Lietadlo má zároveň lepšie protivývrtkové charakteristiky ako lietadlá s kladným šípom. Takáto konštrukcia krídla v neposlednom rade umožňuje zväčšiť objem vnútorných priestorov lietadla hlavne v mieste styku krídlo-trup, čo je možné využiť na umiestnenie ďalších palivových nádrží, prípadne vnútorných zbraňových závesníkov. Umiestnenie zbraní vo vnútorných šachtách dáva lietadlu čiastočné „stealth“ vlastnosti. Podľa výpočtov amerických špecialistov použitie krídla so záporným šípom na lietadle typu F-16 by umožnilo zvýšiť uhlovú rýchlosť zatáčania o 14%, dolet o 34% a vzletové a pristávacie vzdialenosti sa skrátia o 35%.

Záporný šíp však so sebou priniesol aj technické problémy spočívajúce predovšetkým vo vlastnostiach klasických leteckých materiálov. Využitie vyššie spomenutých výhod tak vyžaduje použitie nových materiálov, ktoré svojimi vlastnosťami ďaleko prevyšujú vlastnosti klasických materiálov jako sú hliník, dural a titán..

Krídlo so záporným šípom je namáhané aerodynamickými silami tak, že sa prehne a jeho konce zvýšia svoj uhol nábehu.

Pri určitej hodnote uhla nábehu sa pod vplyvom vnútorného napätia krídlo vráti do pôvodnej polohy, alebo môže dôjsť k deštrukcií krídla. Konštruktéri vtedy hovoria, že krídlo je aeroelasticky divergentne nestabilné. Práve táto vlastnosť bola hlavnou príčinou prečo rad lietadiel, využívajúci tento druh konštrukcie krídla upadol do „zabudnutia“. Vtedajšia materiálovo-technická úroveň nebola na dostatočnej úrovni, aby mohla zaistiť bezpečnosť konštrukcie, či už lietadla Junkers Ju-287 ( na konci II. svetovej vojny ), LL-2 a 3 konštruktéra Cybina ( z roku 1947 ) alebo Grumman X-29 ( z 80-tych rokov ).

Vývoj leteckých technológií dovolil vyriešiť problém divergencie za pomoci použitia kompozitov s racionálnym rozložením vláken a zvýšením tuhosti krídla v príslušných smeroch.

Pre zaujímavosť z vyššie spomenutých konštrukcií sa najďalej dostala firma Grumman s lietadlom X-29, ktorého dva experimentálne kusy uskutočnili od 14.12.1984 do roku 1991 spolu 616 letov. Kvôli zníženiu finančnej náročnosti pri stavbe týchto lietadiel boli v ich konštrukcií použité uzly a agregáty sériových lietadiel, ( napríklad nosová časť trupu s predným podvozkom z typu F-5A, hlavný podvozok z typu F-16 a pod.).

S-37 (Su-47) Berkut.

25.septembra 1997 z letiska v Žukovskom pri Moskve uskutočnil skúšobný pilot OKB Suchoj Igor Votincev s lietadlom S-37 Berkut prvý let (Berkut znamená v preklade Orol kráľovský). V súčasnosti najproduktívnejšia ruská letecká konštrukčná kancelária takto predstavila zaujímavú konštrukciu lietadla. Aj napriek tomu, že lietadlo už bolo predstavené verejnosti viackrát ( naposledy na Moskovskom aerokozmickom salóne v auguste 1999, z ktorého sú aj fotografie v tomto článku ), vieme o ňom len pomerne málo. Údaje o výstroji, vybavení a variantách výzbroje sa pohybujú v rovine úvah.

Podľa článkov, uverejnených v ruskej literatúre sa jedná o „integrálny trojplošník“.

Krídlo má záporný šíp okolo 18º, je vyrobené z kompozitov a je vybavené vztlakovými klapkami, krídelkami a slotmi. Konštrukčne prechádza plynule do trupu, čím je vytvorený jednotný nosný systém. V prednej časti je krídlo predĺžené až k pilotnej kabíne. Pod týmto výbežkom sa nachádzajú neregulovateľné vstupné otvory vzduchu do motorov štvrťkruhového tvaru.

Predné horizontálne plochy sú lichobežníkového tvaru a majú rozpätie okolo 7,5 metra. Krídlo v zadnej časti prechádza do zadných horizontálnych plôch ( pomocnej plávajúcej výškovky ) s rozpätím približne 8 metrov.

Zvislé chvostové plochy sú dvojité a za nimi vybiehajú dozadu dve vretená s dielektrickými krytmi. Jedno z nich – pravé – je dlhšie a ukrýva pravdepodobne radar pre sledovanie zadnej polosféry.

Pojatie konštrukcie trupu nezaprie určité rysy predchádzajúcich typov Su-27 až Su-37. Hlavný podvozok je jednokolesový a zasúva sa do trupu smerom dopredu s potočením kolies za nasávacie otvory do motorov. Predný podvozok je dvojkolesový a zasúva sa dopredu do trupu.

Prototyp S-37 Berkut je vybavený motormi D-30F6 s ťahom 2x152 kN. Výrobca NPO „Aviadvigateľ“ z Permu ich dodáva aj do prepadových stíhacích lietadiel MiG-31. Podľa dostupných údajov na sériových lietadlách majú byť tieto motory nahradené motormi s vektorovateľnými tryskami. Najskôr sa bude jednať o motory Saturn AL-41F s ťahom 175 kN alebo Saljut R-79M s ťahom 176 kN, oba s možnosťou vektorovania. Tieto motory môžu zabezpečiť let nadzvukovou rýchlosťou bez použitia prídavného spaľovania.

Na sériových lietadlách budú pravdepodobne použité moderné systémy, počínajúc číslicovým viackanálovým elektroimpulzným riadiacim systémom ( EDSU ), navigačným systémom, využívajúcim laserové gyroskopy v súčinnosti s družicovou navigáciou a „číslicovou mapou“, ktoré už našli použitie na typoch Su-30MKI, Su-32/34 a Su-32FN/34.

Predpokladá sa, že lietadlo bude vybavené rádiolokátorom firmy NPO Fazotron s elektronicky skanujúcou anténou. Podľa zdrojov NPO je možné rozšíriť obzor rádiolokátora vo vertikálnej a horizontálnej rovine použitím kombinovaného elektromechanického skanovania až o 60º. Tento rádiolokátor bude doplnený rádiolokátorom pre zadnú polosféru, umiestneným v dlhšom vreteni v chvostovej časti trupu na pravej strane.

Výzbroj S-37 môže byť tvorená raketami krátkeho dosahu R-73 a R-74 a stredného doletu R-77M a RVV-AE. Klasickú hlavňovú výzbroj zastupuje 30 mm kanón GŠ-301. Ďalším druhom výzbroje môžu byť rakety typu KS-172, Ch-31,Ch-35 alebo Ch-41.

Ako pasívny systém ochrany lietadla pred zasiahnutím raketami s rádiolokačnými, tepelnými a laserom navádzanými hlavicami bude pravdepodobne možné použiť kombinované klamné ciele, ktoré sú efektívne vo všetkých vlnových dĺžkach, na ktorých pracujú samonavádzacie hlavice rakiet triedy „vzduch-vzduch“ a „zem-vzduch“.

Konštruktéri OKB Suchoj pri projektovaní S-37 uprednostnili požiadavky na vyššiu manévrovateľnosť a letové charakteristiky pred požiadavkami na vlastnosti „stealth“. Technológia „stealth“ našla pravdepodobne uplatnenie len využitím miesta pre zbraňové šachty v trupe a odtienením obežných kolies a lopatiek kompresorov motorov. Podľa ruských špecialistov aj krídlo so záporným šípom prispieva k zníženiu rádiolokačného odrazu od lietadla, nakoľko odraz od jeho nábežnej hrany je tienený trupom. Samozrejme veľký vplyv na rádiolokačný odraz má aj to, že krídlo je v prevažnej miere vyrobené z kompozitov.

Celý povrch lietadla môže byť pokrytý špeciálnym náterom, ktorý pohlcuje rádiolokačné žiarenie alebo ho tlmí. Podľa tvrdenia pracovníkov AVPK Suchoj má S-37 až desaťkrát menšiu odrazovú plochu jako Su-35. Či sa toto tvrdenie zakladá na pravde, to ukáže až budúcnosť, keď bude k dispozícií viac údajov o tomto type.

Aj napriek neúplným a rozporným informáciam o tomto lietadle, môžeme ho však zaradiť k najmodernejším typom lietadiel takzvanej piatej generácie.

TECHNICKÉ ÚDAJE LIETADLA S-37 BERKUT :

Rozpätie: 16,7 m

Max.vzletová hmotnosť: 35 000 kg

Dĺžka: 22,6 m

Max. rýchlosť: 2 200 km/h

Výška: 6,4 m

Dolet: 4 000 km

Vzletová hmotnosť: 24 000 kg

Dostup: 18 000 m

Použitá literatúra:

1. Aviacija i kosmonavtika včera, segodnja, zavtra…., 1/98
2. Avia panoráma, 11-12/1997
3. Letectví a kosmonautika, 17/99

Spracoval: Ing. Jozef Krchniak