Khái niệm về máy bay chiến đấu vào năm 2050 và vũ khí dựa trên các nguyên tắc vật lý mới
В vật liệu đầu tiên chúng tôi đã cân nhắc khả năng chống lại máy bay được trang bị tia laser vũ khí, sử dụng chiến thuật phóng lớn tên lửa không đối không tầm xa và tầm trung nhằm làm bão hòa khả năng của vũ khí laser và hệ thống phòng thủ chống tên lửa để đẩy lùi một cuộc tấn công. Chúng tôi cũng biết rằng các phi công nên cố gắng tránh những trận không chiến tầm gần với máy bay được trang bị vũ khí laze. Tuy nhiên, với sự gia tăng sức mạnh của vũ khí laser, kịch bản tác chiến này có thể trở nên kém hiệu quả, đòi hỏi phải xem xét lại diện mạo của máy bay chiến đấu để giành ưu thế trên không.
Việc giới thiệu hàng loạt vũ khí laser sẽ có tác động gì đến diện mạo của máy bay chiến đấu? Một trong những yêu cầu được nêu đối với máy bay thế hệ thứ sáu là khả năng lái tùy chọn, tức là khả năng vận hành máy bay cả khi có và không có người lái. Khả năng tạo ra trí tuệ nhân tạo có thể đưa ra những quyết định phức tạp trong chiến đấu đặt ra nhiều câu hỏi hơn so với triển vọng tạo ra vũ khí laser, súng điện từ và máy bay siêu thanh cộng lại, nhưng khi nói đến buồng lái, nó có thể sẽ trải qua những thay đổi đáng kể.
Sự hiện diện của vũ khí laser của kẻ thù sẽ yêu cầu phi công phải giấu phi công bên trong thân máy bay mà không sử dụng các cấu trúc trong suốt. Việc thử nghiệm sẽ được thực hiện bằng công nghệ áo giáp trong suốt.
Sẽ không có bất kỳ vấn đề nào trong việc triển khai công nghệ này, vì trên thực tế, nó đã được sử dụng trên dòng máy bay chiến đấu F-35 và dường như sẽ được tích cực phát triển trong tương lai. Ngoài Hoa Kỳ, công việc tạo ra “áo giáp trong suốt” đang được tiến hành ở Anh, Israel, Nga và các quốc gia khác.
Do thiếu buồng lái trong suốt và khả năng cao làm hỏng thiết bị trinh sát quang học do vũ khí laser gây ra nên sẽ cần có nhiều phương tiện dự phòng, với sự phân tách đến các điểm khác nhau trên cơ thể và cung cấp sự bảo vệ dưới dạng rèm tốc độ cao ngay lập tức. đóng lại khi bị bức xạ laze hoặc các phương pháp bảo vệ vật lý khác đối với các bộ phận quang học nhạy cảm.
Đến năm 2050, cơ sở của các tài sản trinh sát rất có thể sẽ là mảng ăng-ten theo pha quang-vô tuyến (ROFAR). Thông tin chi tiết về tất cả các khả năng của công nghệ này vẫn chưa được biết, nhưng có thể sự xuất hiện tiềm năng của ROFAR sẽ đặt dấu chấm hết cho tất cả các công nghệ giảm tầm nhìn hiện có. Nếu khó khăn nảy sinh với ROFAR, thì các mẫu trạm radar tiên tiến với mảng ăng-ten theo pha chủ động (radar AFAR) sẽ được sử dụng trên các máy bay đầy hứa hẹn.
Nhu cầu đạt được tốc độ bay siêu thanh, giảm tầm nhìn và bảo vệ vũ khí khỏi bị hư hại bởi vũ khí laser sẽ đòi hỏi phải bố trí chúng trong các ngăn bên trong.
Máy bay hiện đại có bố cục cực kỳ dày đặc. Điều này ảnh hưởng tiêu cực đến sự thuận tiện trong quá trình hiện đại hóa sau này và hạn chế tải đạn. Điều này đặc biệt đáng chú ý trong ví dụ về máy bay chiến đấu được chế tạo với khoang vũ khí bên trong. Ở đầu bên kia của “cân đo”, bạn có thể đặt máy bay ném bom B-52 của Mỹ, do có sức mạnh và khối lượng thiết kế vượt trội, đã được hiện đại hóa thành công trong hơn nửa thế kỷ và rất có thể sẽ tồn tại lâu hơn đáng kể so với mức cực đại của nó. -anh em tàng hình đắt tiền. Trong tình huống sử dụng vũ khí laser, bố cục siêu dày đặc có thể trở thành một nguồn vấn đề bổ sung, đòi hỏi phải tăng kích thước của một máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn.
Ngược lại với quan điểm cho rằng bạn có thể bảo vệ mình khỏi bức xạ laser bằng “bạc” thông thường, để bảo vệ khỏi bức xạ mạnh, bạn sẽ cần sử dụng một lớp phủ đặc biệt, bao gồm nhiều lớp.
Ví dụ, đây có thể là lớp bên ngoài có độ dẫn nhiệt cao, có khả năng “lan truyền” hiệu ứng nhiệt của tia laser khắp cơ thể, đồng thời vẫn giữ được các đặc tính của nó khi đun nóng ở nhiệt độ cao và lớp bên trong giúp cách nhiệt cho các bộ phận bên trong. khối lượng.
Cần lưu ý rằng lớp phủ như vậy phải có khả năng hoạt động trong nhiều năm trong các điều kiện khí hậu khác nhau, chịu được tình trạng quá tải xảy ra trong chuyến bay, tải trọng nhiệt và rung theo chu kỳ. Tạo ra sự bảo vệ như vậy là một nhiệm vụ khoa học kỹ thuật phức tạp và sẽ trở nên quan trọng hơn khi sức mạnh của vũ khí laser ngày càng tăng. Có thể giả định rằng độ dày của nó sẽ vào khoảng một centimet trở lên, có tính đến kích thước của máy bay và nhu cầu buộc chặt nó, sẽ tăng thêm khối lượng cho toàn bộ cấu trúc khung máy bay.
Dựa vào tốc độ phát triển của bức xạ laser, có thể giả định rằng, tùy theo kích thước của máy bay, đến năm 2050 có thể trang bị 1-2 tia laser có công suất 300-500 kW, có khả năng phát ra bức xạ. ở mặt phẳng dưới và mặt trên của máy bay, điều này sẽ giúp thực hiện một khu vực bị ảnh hưởng gần như hình tròn.
Nhiều khả năng đây sẽ là những tia laser sợi quang hồng ngoại, kết hợp năng lượng từ một số bộ phát. Hướng dẫn sẽ bao gồm việc nhắm mục tiêu bằng cái nhìn của phi công và các thuật toán tự động để chọn các điểm mục tiêu dễ bị tổn thương.
Việc cung cấp năng lượng điện cho laser rất có thể sẽ đạt được bằng cách loại bỏ năng lượng khỏi trục quay của động cơ tua-bin khí.
Bản thân công nghệ chuyển hướng năng lượng được triển khai trên máy bay chiến đấu cất hạ cánh thẳng đứng F-35B để đảm bảo hoạt động của quạt nâng. Như đã đề cập ở phần trước Bài viết, Chính theo sơ đồ này mà phiên bản F-35 với vũ khí laser có thể được chế tạo. Việc giảm tầm bắn và tải trọng trong trường hợp này được bù đắp bằng khả năng đặc biệt nhờ sự hiện diện của vũ khí laser trên tàu.
Chương trình ASuMED ở Đức đã tạo ra nguyên mẫu động cơ máy bay đồng bộ siêu dẫn hoàn toàn với công suất 1 megawatt và mật độ công suất 20 kilowatt mỗi kg. Có tính đến khả năng đảo ngược của máy điện đồng bộ, máy phát điện nhỏ gọn với kích thước tối thiểu và hiệu suất cao có thể được tạo ra trên cơ sở công nghệ này để cung cấp năng lượng cho vũ khí laser.
Nhu cầu lắp đặt vũ khí laser, máy phát điện cho chúng, sự hiện diện của khoang vũ khí cỡ lớn và lớp phủ chống tia laser lớn sẽ dẫn đến sự gia tăng kích thước và trọng lượng cất cánh của các máy bay chiến đấu đầy triển vọng.
Nhìn chung, người ta không thể không chú ý đến xu hướng tăng kích thước và trọng lượng của máy bay chiến đấu hiện nay. Ví dụ, trọng lượng của F-35 lớn hơn trọng lượng của F-16 tiền nhiệm gấp rưỡi và tình huống tương tự cũng xảy ra với máy bay chiến đấu F-15 và F-22. Có thể giả định, trọng lượng cất cánh của máy bay chiến đấu đa năng đầy triển vọng vào năm 2050 có thể từ 50 đến 100 tấn, ngang bằng với máy bay đánh chặn bay lượn Tu-128, dự án chưa thực hiện được của máy bay đa năng MiG-7.01. đóng vai trò đánh chặn tầm xa hoặc máy bay ném bom mang tên lửa Tu-22M3. Việc tăng khối lượng và kích thước của các máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ làm giảm khả năng cơ động của chúng. Tuy nhiên, xét đến sự hiện diện của vũ khí laser và tên lửa chống tên lửa có tính cơ động cao, khả năng cơ động vốn có của các máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ không còn có tầm quan trọng đáng kể nữa.
Với khả năng cao có thể nói rằng chiếc máy bay đầy hứa hẹn sẽ có động cơ đôi. Tổng lực đẩy của động cơ phải đảm bảo bay ở tốc độ siêu âm, không sử dụng buồng đốt phụ.
Ở chế độ cất cánh để cung cấp năng lượng cho vũ khí laser, đặc tính bay của máy bay sẽ giảm. Đến năm 2050, có thể các vấn đề kỹ thuật sẽ được giải quyết và động cơ thở không khí theo nhịp hoặc động cơ kích nổ quay sẽ bắt đầu được lắp đặt trên máy bay. Có thể trên một số loại động cơ máy bay đầy hứa hẹn sẽ không thể thực hiện việc cất cánh trực tiếp để cung cấp năng lượng cho vũ khí laser, điều này đòi hỏi phải lắp đặt một máy phát điện riêng với động cơ tua-bin khí nhỏ gọn cho mục đích này.
Thỉnh thoảng, thông tin xuất hiện về việc triển khai khả năng bay ở tốc độ siêu thanh trên máy bay thế hệ thứ sáu. Tất nhiên, vào đầu năm 2050, máy bay siêu thanh có thể được hiện thực hóa, nhưng hiện tại, tất cả các dự án máy bay ném bom đầy hứa hẹn đều được thực hiện ở phiên bản cận âm, không phải quốc gia nào cũng có thể thực hiện được ngay cả chuyến bay hành trình ổn định của loại máy bay chiến đấu ở tốc độ siêu âm. và tất cả các dự án máy bay siêu thanh đều gặp phải những khó khăn kỹ thuật đáng kể. Như vậy, cho đến khi máy bay siêu thanh chưa được phát triển hoàn thiện, ngay cả ở dạng tên lửa và đầu đạn dùng một lần, khó có thể nói về tốc độ bay siêu thanh đối với máy bay chiến đấu có người lái đầy triển vọng.
Bố cục của máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ được tối ưu hóa dựa trên nhu cầu lắp đặt hệ thống bảo vệ chống tia laser và duy trì tốc độ bay siêu âm cao. Nếu vào năm 2050, thành công trong việc chế tạo máy bay siêu thanh sẽ là yếu tố quyết định khi lựa chọn bố trí máy bay.
Dựa trên xu hướng hiện tại, có thể giả định rằng đuôi dọc sẽ bị bỏ đi và đuôi ngang phía trước sẽ không có. Hiện tại, điều này chủ yếu là do việc triển khai các công nghệ tàng hình, nhưng trong tương lai, yếu tố quyết định có thể là khả năng bảo vệ khỏi tải nhiệt do tốc độ bay cao và bức xạ từ vũ khí laser.
Giống như vũ khí của tàu chiến, vũ khí đầy hứa hẹn hàng không các tổ hợp sẽ bao gồm các hệ thống phòng thủ và tấn công. Tên lửa siêu thanh V-B được trang bị bảo vệ chống tia laser sẽ được sử dụng làm vũ khí tấn công tiêu diệt máy bay địch ở tầm xa và trung bình. Nếu không thể bảo vệ radar của tên lửa khỏi các yếu tố gây hại của bức xạ laser, thì tên lửa sẽ được tàu sân bay dẫn đường thông qua kênh vô tuyến an toàn hoặc dọc theo “đường dẫn laser”.
Tên lửa chống tên lửa nhỏ, có khả năng cơ động cao sẽ được sử dụng làm vũ khí phòng thủ. Chúng cũng có thể được sử dụng trong không chiến tầm gần chống lại máy bay địch. Vũ khí laser sẽ được sử dụng theo cách tương tự - chủ yếu để tiêu diệt tên lửa tấn công của đối phương hoặc tiêu diệt máy bay địch ở cự ly gần.
Vào đầu năm 2050, câu hỏi có thể nảy sinh về việc trang bị cho hệ thống hàng không một loại vũ khí khác dựa trên nguyên tắc vật lý mới - súng ray (RP). Hiện tại, pháo ray được coi là một phần vũ khí của tàu mặt nước. Theo kế hoạch ban đầu, các tàu khu trục lớp Zumwalt mới nhất của Mỹ sẽ được trang bị chúng, nhưng những khó khăn kỹ thuật nảy sinh đã làm trì hoãn việc giới thiệu những loại vũ khí này. Tuy nhiên, việc thử nghiệm súng điện từ đang được tiến hành tích cực ở nhiều nước trên thế giới, bao gồm Mỹ, Thổ Nhĩ Kỳ và Trung Quốc. Vào tháng 2019 năm XNUMX, pháo ray EMRG được phát triển cho Hải quân Hoa Kỳ đã được thử nghiệm thành công. Trong thời gian tới, dự kiến sẽ tiến hành thử nghiệm trực tiếp trên tàu Hải quân Mỹ.
Không giống như các tàu chiến đòi hỏi cỡ nòng lớn 155 mm và tầm bắn khoảng 400-500 km, trên máy bay chiến đấu, cỡ nòng của pháo điện từ có thể giảm đáng kể và chỉ còn khoảng 30-40 mm. Việc bắn phải được thực hiện bằng đạn được dẫn đường bằng công nghệ “đường dẫn laser” ở cự ly khoảng 100-200 km. Một loại vũ khí như vậy sẽ có thể bắn trúng máy bay địch được bảo vệ bằng vũ khí laser, vì tốc độ cao và kích thước nhỏ của đạn súng đường sắt sẽ gây khó khăn cho việc phát hiện và tiêu diệt. Sự hiện diện của hệ thống điều khiển trong đạn phóng của bệ phóng tên lửa không phải do nhu cầu bắn trúng các mục tiêu có tính cơ động cao mà là do nhu cầu bù đắp độ lệch của trục bệ phóng tên lửa khi bắn, bù đắp cho điều kiện khí quyển và khả năng để thay đổi hướng đi của mục tiêu trong khoảng 5-15 độ.
Súng ray có thể được đặt dọc theo trục của máy bay để đạt được chiều dài tối đa của phần tăng tốc của nòng súng. Một câu hỏi riêng được đặt ra liên quan đến các thiết bị lưu trữ năng lượng cho những loại vũ khí như vậy, vì ngay cả sức mạnh của máy phát điện 1-2 MW cung cấp năng lượng cho vũ khí laser rất có thể sẽ không đủ để cung cấp năng lượng cho súng đường sắt. Cần phải hiểu rằng súng đường sắt phức tạp hơn về mặt công nghệ, thậm chí so với vũ khí laser. Mặc dù sự xuất hiện của RP trên tàu là điều không còn nghi ngờ gì nữa, nhưng việc thích ứng với tàu sân bay có thể khá phức tạp.
Nói về máy bay chiến đấu của tương lai, không thể không nhắc đến hai dự án đầy triển vọng. Trước hết, đây là máy bay ném bom chiến lược B-21 Raider đầy triển vọng của Mỹ. Tiền thân của nó, máy bay ném bom B-2, được phát triển trong bí mật tuyệt đối, đã mang đến cho thế giới hàng không một vùng phân tán hiệu quả thấp (RCS) kỷ lục cho một cỗ máy khổng lồ như vậy. Rất có thể chiếc B-21 được phát triển để thay thế nó cũng sẽ chứa đựng một số giải pháp mang tính đột phá. Ví dụ, nó có thể được trang bị vũ khí laser phòng thủ và khả năng tiêu diệt máy bay địch bằng radar trên không mạnh mẽ với AFAR và tên lửa V-V tầm xa. Nếu những khả năng này được hiện thực hóa, B-21 Raider về mặt khái niệm sẽ có hình dáng gần giống với loại máy bay chiến đấu đầy triển vọng được thảo luận trong bài viết này (máy bay phòng thủ, lượng đạn lớn).
Ở Nga, việc phát triển mẫu máy bay kế thừa về mặt tư tưởng cho MiG-31 - tổ hợp máy bay đánh chặn tầm xa đầy hứa hẹn (PAK DP) - đang được thảo luận định kỳ. Chiếc máy hiện không tồn tại trên Internet được đặt tên là MiG-41. Hiện tại, diện mạo của PAK DP vẫn chưa được hoàn thiện. Giả định đây sẽ là phương tiện hạng nặng có tốc độ bay trên 3500 km/h và tầm bay khoảng 7000 km. Theo các nguồn khác, tốc độ tối đa có thể là 4-4,5 M, tức là 5000-5500 km/h. Rất có thể, khi tính đến khung thời gian phát triển dự kiến của PAK DP - 2025-2030, thiết kế của nó sẽ tính đến các mối đe dọa tiềm tàng do vũ khí laser đặt trên máy bay địch.
Việc dự đoán sự xuất hiện của tổ hợp hàng không chiến đấu trong thời gian dài như vậy là khá khó khăn. Có thể dự đoán một cách đáng tin cậy sự xuất hiện của MiG-1920 hoặc MiG-15 vào năm 17 dựa trên hình dáng của những chiếc máy bay hai cánh bằng gỗ không? Những loại động cơ phản lực, radar, vũ khí dẫn đường? Chỉ là một cánh quạt, một khẩu súng máy, một ống nhòm! Hay dự đoán năm 1945 sự xuất hiện của loại xe MiG-30/F-25 xuất hiện khoảng 15 năm sau?
Khó khăn trong việc dự báo liên quan đến cả những rủi ro kỹ thuật cao đi kèm với sự phát triển của các công nghệ mới về cơ bản, như vũ khí laser, súng điện hoặc động cơ kích nổ, và với sự xuất hiện khó lường của các công nghệ hoàn toàn mới có thể thay đổi hoàn toàn diện mạo của các quốc gia. hệ thống hàng không đầy hứa hẹn.
Diện mạo dự kiến của tổ hợp hàng không chiến đấu vào năm 2050 được hình thành dựa trên phép ngoại suy về khả năng của các công nghệ hiện có, hiện đang ở giai đoạn phát triển ban đầu.
Yếu tố quyết định phần lớn đến sự xuất hiện của tổ hợp hàng không đầy hứa hẹn vào năm 2050 là sự phát triển của vũ khí laser. Chuỗi logic trong việc định hình diện mạo của một tổ hợp hàng không đầy hứa hẹn như sau:
- sự xuất hiện của tia laser 100-300 kW trên các máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm hiện có, kết hợp với tên lửa đánh chặn cỡ nhỏ loại CUDA (2025-2035);
- huấn luyện và/hoặc các trận không chiến thực sự của máy bay được trang bị máy bay;
- tính tất yếu của BVB do khả năng đạn dược nhỏ của máy bay thế hệ thứ năm kết hợp với khả năng đánh chặn hiệu quả của tên lửa V-V LO và hệ thống phòng thủ chống tên lửa;
- khả năng cao các máy bay phòng không trong BVB sẽ bị tiêu diệt lẫn nhau;
- sự cần thiết phải che chắn cho phi công trong buồng lái kín và các cảm biến dự phòng;
— nhu cầu bảo vệ máy bay và vũ khí bằng tia laser;
- nhu cầu tăng cường đạn dược;
- tăng kích thước và trọng lượng của máy bay.
Như trong bất kỳ cuộc đối đầu “kiếm và khiên” nào, sự xuất hiện của các máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ được quyết định bởi sự phát triển tiên tiến của vũ khí laser hoặc các phương tiện bảo vệ chống lại chúng. Nếu khả năng của vũ khí laser vượt xa khả năng của các phương tiện bảo vệ chống lại chúng (lớp phủ, lớp da), thì sự xuất hiện của các máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ chuyển sang điều được thảo luận trong bài viết này. Ở phiên bản ngược lại, sự xuất hiện của máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ gần hơn với các khái niệm hiện có về máy bay tương đối nhỏ gọn và cơ động.
Việc giới thiệu hàng loạt vũ khí laser sẽ có tác động gì đến diện mạo của máy bay chiến đấu? Một trong những yêu cầu được nêu đối với máy bay thế hệ thứ sáu là khả năng lái tùy chọn, tức là khả năng vận hành máy bay cả khi có và không có người lái. Khả năng tạo ra trí tuệ nhân tạo có thể đưa ra những quyết định phức tạp trong chiến đấu đặt ra nhiều câu hỏi hơn so với triển vọng tạo ra vũ khí laser, súng điện từ và máy bay siêu thanh cộng lại, nhưng khi nói đến buồng lái, nó có thể sẽ trải qua những thay đổi đáng kể.
1. Buồng lái
Sự hiện diện của vũ khí laser của kẻ thù sẽ yêu cầu phi công phải giấu phi công bên trong thân máy bay mà không sử dụng các cấu trúc trong suốt. Việc thử nghiệm sẽ được thực hiện bằng công nghệ áo giáp trong suốt.
Sẽ không có bất kỳ vấn đề nào trong việc triển khai công nghệ này, vì trên thực tế, nó đã được sử dụng trên dòng máy bay chiến đấu F-35 và dường như sẽ được tích cực phát triển trong tương lai. Ngoài Hoa Kỳ, công việc tạo ra “áo giáp trong suốt” đang được tiến hành ở Anh, Israel, Nga và các quốc gia khác.
Mũ phi công F-35
2. Thiết bị trinh sát và dẫn đường
Do thiếu buồng lái trong suốt và khả năng cao làm hỏng thiết bị trinh sát quang học do vũ khí laser gây ra nên sẽ cần có nhiều phương tiện dự phòng, với sự phân tách đến các điểm khác nhau trên cơ thể và cung cấp sự bảo vệ dưới dạng rèm tốc độ cao ngay lập tức. đóng lại khi bị bức xạ laze hoặc các phương pháp bảo vệ vật lý khác đối với các bộ phận quang học nhạy cảm.
Đến năm 2050, cơ sở của các tài sản trinh sát rất có thể sẽ là mảng ăng-ten theo pha quang-vô tuyến (ROFAR). Thông tin chi tiết về tất cả các khả năng của công nghệ này vẫn chưa được biết, nhưng có thể sự xuất hiện tiềm năng của ROFAR sẽ đặt dấu chấm hết cho tất cả các công nghệ giảm tầm nhìn hiện có. Nếu khó khăn nảy sinh với ROFAR, thì các mẫu trạm radar tiên tiến với mảng ăng-ten theo pha chủ động (radar AFAR) sẽ được sử dụng trên các máy bay đầy hứa hẹn.
3. Vị trí đặt vũ khí
Nhu cầu đạt được tốc độ bay siêu thanh, giảm tầm nhìn và bảo vệ vũ khí khỏi bị hư hại bởi vũ khí laser sẽ đòi hỏi phải bố trí chúng trong các ngăn bên trong.
Máy bay hiện đại có bố cục cực kỳ dày đặc. Điều này ảnh hưởng tiêu cực đến sự thuận tiện trong quá trình hiện đại hóa sau này và hạn chế tải đạn. Điều này đặc biệt đáng chú ý trong ví dụ về máy bay chiến đấu được chế tạo với khoang vũ khí bên trong. Ở đầu bên kia của “cân đo”, bạn có thể đặt máy bay ném bom B-52 của Mỹ, do có sức mạnh và khối lượng thiết kế vượt trội, đã được hiện đại hóa thành công trong hơn nửa thế kỷ và rất có thể sẽ tồn tại lâu hơn đáng kể so với mức cực đại của nó. -anh em tàng hình đắt tiền. Trong tình huống sử dụng vũ khí laser, bố cục siêu dày đặc có thể trở thành một nguồn vấn đề bổ sung, đòi hỏi phải tăng kích thước của một máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn.
Khoang vũ khí bên trong của máy bay chiến đấu đa năng hiện đại
4. Bảo vệ chống tia laser
Ngược lại với quan điểm cho rằng bạn có thể bảo vệ mình khỏi bức xạ laser bằng “bạc” thông thường, để bảo vệ khỏi bức xạ mạnh, bạn sẽ cần sử dụng một lớp phủ đặc biệt, bao gồm nhiều lớp.
Ví dụ, đây có thể là lớp bên ngoài có độ dẫn nhiệt cao, có khả năng “lan truyền” hiệu ứng nhiệt của tia laser khắp cơ thể, đồng thời vẫn giữ được các đặc tính của nó khi đun nóng ở nhiệt độ cao và lớp bên trong giúp cách nhiệt cho các bộ phận bên trong. khối lượng.
Cần lưu ý rằng lớp phủ như vậy phải có khả năng hoạt động trong nhiều năm trong các điều kiện khí hậu khác nhau, chịu được tình trạng quá tải xảy ra trong chuyến bay, tải trọng nhiệt và rung theo chu kỳ. Tạo ra sự bảo vệ như vậy là một nhiệm vụ khoa học kỹ thuật phức tạp và sẽ trở nên quan trọng hơn khi sức mạnh của vũ khí laser ngày càng tăng. Có thể giả định rằng độ dày của nó sẽ vào khoảng một centimet trở lên, có tính đến kích thước của máy bay và nhu cầu buộc chặt nó, sẽ tăng thêm khối lượng cho toàn bộ cấu trúc khung máy bay.
Lớp phủ kém chất lượng có thể gây ra nhiều vấn đề trong quá trình vận hành máy bay
5. Vũ khí laze
Dựa vào tốc độ phát triển của bức xạ laser, có thể giả định rằng, tùy theo kích thước của máy bay, đến năm 2050 có thể trang bị 1-2 tia laser có công suất 300-500 kW, có khả năng phát ra bức xạ. ở mặt phẳng dưới và mặt trên của máy bay, điều này sẽ giúp thực hiện một khu vực bị ảnh hưởng gần như hình tròn.
Nhiều khả năng đây sẽ là những tia laser sợi quang hồng ngoại, kết hợp năng lượng từ một số bộ phát. Hướng dẫn sẽ bao gồm việc nhắm mục tiêu bằng cái nhìn của phi công và các thuật toán tự động để chọn các điểm mục tiêu dễ bị tổn thương.
6. Nguồn năng lượng cho vũ khí laser và các hệ thống khác trên máy bay
Việc cung cấp năng lượng điện cho laser rất có thể sẽ đạt được bằng cách loại bỏ năng lượng khỏi trục quay của động cơ tua-bin khí.
Bản thân công nghệ chuyển hướng năng lượng được triển khai trên máy bay chiến đấu cất hạ cánh thẳng đứng F-35B để đảm bảo hoạt động của quạt nâng. Như đã đề cập ở phần trước Bài viết, Chính theo sơ đồ này mà phiên bản F-35 với vũ khí laser có thể được chế tạo. Việc giảm tầm bắn và tải trọng trong trường hợp này được bù đắp bằng khả năng đặc biệt nhờ sự hiện diện của vũ khí laser trên tàu.
Động cơ F-35B có chức năng cất cánh quạt nâng
Chương trình ASuMED ở Đức đã tạo ra nguyên mẫu động cơ máy bay đồng bộ siêu dẫn hoàn toàn với công suất 1 megawatt và mật độ công suất 20 kilowatt mỗi kg. Có tính đến khả năng đảo ngược của máy điện đồng bộ, máy phát điện nhỏ gọn với kích thước tối thiểu và hiệu suất cao có thể được tạo ra trên cơ sở công nghệ này để cung cấp năng lượng cho vũ khí laser.
Nguyên mẫu động cơ máy bay đồng bộ siêu dẫn
7. Đặc điểm trọng lượng và kích thước
Nhu cầu lắp đặt vũ khí laser, máy phát điện cho chúng, sự hiện diện của khoang vũ khí cỡ lớn và lớp phủ chống tia laser lớn sẽ dẫn đến sự gia tăng kích thước và trọng lượng cất cánh của các máy bay chiến đấu đầy triển vọng.
Nhìn chung, người ta không thể không chú ý đến xu hướng tăng kích thước và trọng lượng của máy bay chiến đấu hiện nay. Ví dụ, trọng lượng của F-35 lớn hơn trọng lượng của F-16 tiền nhiệm gấp rưỡi và tình huống tương tự cũng xảy ra với máy bay chiến đấu F-15 và F-22. Có thể giả định, trọng lượng cất cánh của máy bay chiến đấu đa năng đầy triển vọng vào năm 2050 có thể từ 50 đến 100 tấn, ngang bằng với máy bay đánh chặn bay lượn Tu-128, dự án chưa thực hiện được của máy bay đa năng MiG-7.01. đóng vai trò đánh chặn tầm xa hoặc máy bay ném bom mang tên lửa Tu-22M3. Việc tăng khối lượng và kích thước của các máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ làm giảm khả năng cơ động của chúng. Tuy nhiên, xét đến sự hiện diện của vũ khí laser và tên lửa chống tên lửa có tính cơ động cao, khả năng cơ động vốn có của các máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ không còn có tầm quan trọng đáng kể nữa.
Máy bay đánh chặn Tu-128, dự án máy bay đánh chặn tầm xa đa chức năng MiG-7.01, máy bay ném bom mang tên lửa Tu-22M3
8. Động cơ
Với khả năng cao có thể nói rằng chiếc máy bay đầy hứa hẹn sẽ có động cơ đôi. Tổng lực đẩy của động cơ phải đảm bảo bay ở tốc độ siêu âm, không sử dụng buồng đốt phụ.
Ở chế độ cất cánh để cung cấp năng lượng cho vũ khí laser, đặc tính bay của máy bay sẽ giảm. Đến năm 2050, có thể các vấn đề kỹ thuật sẽ được giải quyết và động cơ thở không khí theo nhịp hoặc động cơ kích nổ quay sẽ bắt đầu được lắp đặt trên máy bay. Có thể trên một số loại động cơ máy bay đầy hứa hẹn sẽ không thể thực hiện việc cất cánh trực tiếp để cung cấp năng lượng cho vũ khí laser, điều này đòi hỏi phải lắp đặt một máy phát điện riêng với động cơ tua-bin khí nhỏ gọn cho mục đích này.
Thỉnh thoảng, thông tin xuất hiện về việc triển khai khả năng bay ở tốc độ siêu thanh trên máy bay thế hệ thứ sáu. Tất nhiên, vào đầu năm 2050, máy bay siêu thanh có thể được hiện thực hóa, nhưng hiện tại, tất cả các dự án máy bay ném bom đầy hứa hẹn đều được thực hiện ở phiên bản cận âm, không phải quốc gia nào cũng có thể thực hiện được ngay cả chuyến bay hành trình ổn định của loại máy bay chiến đấu ở tốc độ siêu âm. và tất cả các dự án máy bay siêu thanh đều gặp phải những khó khăn kỹ thuật đáng kể. Như vậy, cho đến khi máy bay siêu thanh chưa được phát triển hoàn thiện, ngay cả ở dạng tên lửa và đầu đạn dùng một lần, khó có thể nói về tốc độ bay siêu thanh đối với máy bay chiến đấu có người lái đầy triển vọng.
9. Thiết kế khí động học
Bố cục của máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ được tối ưu hóa dựa trên nhu cầu lắp đặt hệ thống bảo vệ chống tia laser và duy trì tốc độ bay siêu âm cao. Nếu vào năm 2050, thành công trong việc chế tạo máy bay siêu thanh sẽ là yếu tố quyết định khi lựa chọn bố trí máy bay.
Dựa trên xu hướng hiện tại, có thể giả định rằng đuôi dọc sẽ bị bỏ đi và đuôi ngang phía trước sẽ không có. Hiện tại, điều này chủ yếu là do việc triển khai các công nghệ tàng hình, nhưng trong tương lai, yếu tố quyết định có thể là khả năng bảo vệ khỏi tải nhiệt do tốc độ bay cao và bức xạ từ vũ khí laser.
10. vũ khí
Giống như vũ khí của tàu chiến, vũ khí đầy hứa hẹn hàng không các tổ hợp sẽ bao gồm các hệ thống phòng thủ và tấn công. Tên lửa siêu thanh V-B được trang bị bảo vệ chống tia laser sẽ được sử dụng làm vũ khí tấn công tiêu diệt máy bay địch ở tầm xa và trung bình. Nếu không thể bảo vệ radar của tên lửa khỏi các yếu tố gây hại của bức xạ laser, thì tên lửa sẽ được tàu sân bay dẫn đường thông qua kênh vô tuyến an toàn hoặc dọc theo “đường dẫn laser”.
Tên lửa chống tên lửa nhỏ, có khả năng cơ động cao sẽ được sử dụng làm vũ khí phòng thủ. Chúng cũng có thể được sử dụng trong không chiến tầm gần chống lại máy bay địch. Vũ khí laser sẽ được sử dụng theo cách tương tự - chủ yếu để tiêu diệt tên lửa tấn công của đối phương hoặc tiêu diệt máy bay địch ở cự ly gần.
Vào đầu năm 2050, câu hỏi có thể nảy sinh về việc trang bị cho hệ thống hàng không một loại vũ khí khác dựa trên nguyên tắc vật lý mới - súng ray (RP). Hiện tại, pháo ray được coi là một phần vũ khí của tàu mặt nước. Theo kế hoạch ban đầu, các tàu khu trục lớp Zumwalt mới nhất của Mỹ sẽ được trang bị chúng, nhưng những khó khăn kỹ thuật nảy sinh đã làm trì hoãn việc giới thiệu những loại vũ khí này. Tuy nhiên, việc thử nghiệm súng điện từ đang được tiến hành tích cực ở nhiều nước trên thế giới, bao gồm Mỹ, Thổ Nhĩ Kỳ và Trung Quốc. Vào tháng 2019 năm XNUMX, pháo ray EMRG được phát triển cho Hải quân Hoa Kỳ đã được thử nghiệm thành công. Trong thời gian tới, dự kiến sẽ tiến hành thử nghiệm trực tiếp trên tàu Hải quân Mỹ.
Súng ray EMRG
Không giống như các tàu chiến đòi hỏi cỡ nòng lớn 155 mm và tầm bắn khoảng 400-500 km, trên máy bay chiến đấu, cỡ nòng của pháo điện từ có thể giảm đáng kể và chỉ còn khoảng 30-40 mm. Việc bắn phải được thực hiện bằng đạn được dẫn đường bằng công nghệ “đường dẫn laser” ở cự ly khoảng 100-200 km. Một loại vũ khí như vậy sẽ có thể bắn trúng máy bay địch được bảo vệ bằng vũ khí laser, vì tốc độ cao và kích thước nhỏ của đạn súng đường sắt sẽ gây khó khăn cho việc phát hiện và tiêu diệt. Sự hiện diện của hệ thống điều khiển trong đạn phóng của bệ phóng tên lửa không phải do nhu cầu bắn trúng các mục tiêu có tính cơ động cao mà là do nhu cầu bù đắp độ lệch của trục bệ phóng tên lửa khi bắn, bù đắp cho điều kiện khí quyển và khả năng để thay đổi hướng đi của mục tiêu trong khoảng 5-15 độ.
Súng ray có thể được đặt dọc theo trục của máy bay để đạt được chiều dài tối đa của phần tăng tốc của nòng súng. Một câu hỏi riêng được đặt ra liên quan đến các thiết bị lưu trữ năng lượng cho những loại vũ khí như vậy, vì ngay cả sức mạnh của máy phát điện 1-2 MW cung cấp năng lượng cho vũ khí laser rất có thể sẽ không đủ để cung cấp năng lượng cho súng đường sắt. Cần phải hiểu rằng súng đường sắt phức tạp hơn về mặt công nghệ, thậm chí so với vũ khí laser. Mặc dù sự xuất hiện của RP trên tàu là điều không còn nghi ngờ gì nữa, nhưng việc thích ứng với tàu sân bay có thể khá phức tạp.
Tương lai gần
Nói về máy bay chiến đấu của tương lai, không thể không nhắc đến hai dự án đầy triển vọng. Trước hết, đây là máy bay ném bom chiến lược B-21 Raider đầy triển vọng của Mỹ. Tiền thân của nó, máy bay ném bom B-2, được phát triển trong bí mật tuyệt đối, đã mang đến cho thế giới hàng không một vùng phân tán hiệu quả thấp (RCS) kỷ lục cho một cỗ máy khổng lồ như vậy. Rất có thể chiếc B-21 được phát triển để thay thế nó cũng sẽ chứa đựng một số giải pháp mang tính đột phá. Ví dụ, nó có thể được trang bị vũ khí laser phòng thủ và khả năng tiêu diệt máy bay địch bằng radar trên không mạnh mẽ với AFAR và tên lửa V-V tầm xa. Nếu những khả năng này được hiện thực hóa, B-21 Raider về mặt khái niệm sẽ có hình dáng gần giống với loại máy bay chiến đấu đầy triển vọng được thảo luận trong bài viết này (máy bay phòng thủ, lượng đạn lớn).
Đột kích B-21
Ở Nga, việc phát triển mẫu máy bay kế thừa về mặt tư tưởng cho MiG-31 - tổ hợp máy bay đánh chặn tầm xa đầy hứa hẹn (PAK DP) - đang được thảo luận định kỳ. Chiếc máy hiện không tồn tại trên Internet được đặt tên là MiG-41. Hiện tại, diện mạo của PAK DP vẫn chưa được hoàn thiện. Giả định đây sẽ là phương tiện hạng nặng có tốc độ bay trên 3500 km/h và tầm bay khoảng 7000 km. Theo các nguồn khác, tốc độ tối đa có thể là 4-4,5 M, tức là 5000-5500 km/h. Rất có thể, khi tính đến khung thời gian phát triển dự kiến của PAK DP - 2025-2030, thiết kế của nó sẽ tính đến các mối đe dọa tiềm tàng do vũ khí laser đặt trên máy bay địch.
Một trong nhiều mẫu concept PAK DA
Những phát hiện
Việc dự đoán sự xuất hiện của tổ hợp hàng không chiến đấu trong thời gian dài như vậy là khá khó khăn. Có thể dự đoán một cách đáng tin cậy sự xuất hiện của MiG-1920 hoặc MiG-15 vào năm 17 dựa trên hình dáng của những chiếc máy bay hai cánh bằng gỗ không? Những loại động cơ phản lực, radar, vũ khí dẫn đường? Chỉ là một cánh quạt, một khẩu súng máy, một ống nhòm! Hay dự đoán năm 1945 sự xuất hiện của loại xe MiG-30/F-25 xuất hiện khoảng 15 năm sau?
Khó khăn trong việc dự báo liên quan đến cả những rủi ro kỹ thuật cao đi kèm với sự phát triển của các công nghệ mới về cơ bản, như vũ khí laser, súng điện hoặc động cơ kích nổ, và với sự xuất hiện khó lường của các công nghệ hoàn toàn mới có thể thay đổi hoàn toàn diện mạo của các quốc gia. hệ thống hàng không đầy hứa hẹn.
Diện mạo dự kiến của tổ hợp hàng không chiến đấu vào năm 2050 được hình thành dựa trên phép ngoại suy về khả năng của các công nghệ hiện có, hiện đang ở giai đoạn phát triển ban đầu.
Yếu tố quyết định phần lớn đến sự xuất hiện của tổ hợp hàng không đầy hứa hẹn vào năm 2050 là sự phát triển của vũ khí laser. Chuỗi logic trong việc định hình diện mạo của một tổ hợp hàng không đầy hứa hẹn như sau:
- sự xuất hiện của tia laser 100-300 kW trên các máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm hiện có, kết hợp với tên lửa đánh chặn cỡ nhỏ loại CUDA (2025-2035);
- huấn luyện và/hoặc các trận không chiến thực sự của máy bay được trang bị máy bay;
- tính tất yếu của BVB do khả năng đạn dược nhỏ của máy bay thế hệ thứ năm kết hợp với khả năng đánh chặn hiệu quả của tên lửa V-V LO và hệ thống phòng thủ chống tên lửa;
- khả năng cao các máy bay phòng không trong BVB sẽ bị tiêu diệt lẫn nhau;
- sự cần thiết phải che chắn cho phi công trong buồng lái kín và các cảm biến dự phòng;
— nhu cầu bảo vệ máy bay và vũ khí bằng tia laser;
- nhu cầu tăng cường đạn dược;
- tăng kích thước và trọng lượng của máy bay.
Như trong bất kỳ cuộc đối đầu “kiếm và khiên” nào, sự xuất hiện của các máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ được quyết định bởi sự phát triển tiên tiến của vũ khí laser hoặc các phương tiện bảo vệ chống lại chúng. Nếu khả năng của vũ khí laser vượt xa khả năng của các phương tiện bảo vệ chống lại chúng (lớp phủ, lớp da), thì sự xuất hiện của các máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ chuyển sang điều được thảo luận trong bài viết này. Ở phiên bản ngược lại, sự xuất hiện của máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn sẽ gần hơn với các khái niệm hiện có về máy bay tương đối nhỏ gọn và cơ động.
tin tức