Việc chế tạo động cơ tuốc bin phản lực (TRD) cho máy bay chiến đấu hiện đại là công nghệ không phải quốc gia nào cũng có. Chỉ những cường quốc công nghệ hàng đầu mới có khả năng thiết kế và sản xuất động cơ tuốc bin phản lực, vì điều này đòi hỏi các trường thiết kế phát triển, vật liệu công nghệ cao và quy trình công nghệ phức tạp. Trong Chiến tranh Lạnh, các nhà phát triển hàng đầu hàng không Các động cơ tuốc bin phản lực được Mỹ và Liên Xô, Anh và Pháp thổi hồn vào đầu họ.
Chủng tộc của nhiều thế hệ
Một trong những động cơ phức tạp và công nghệ tiên tiến nhất dành cho máy bay chiến đấu, động cơ này phải kết hợp các yêu cầu về lực đẩy tối đa cao có và không có bộ đốt sau, tiết kiệm nhiên liệu cao và kích thước tương đối nhỏ gọn. Liên Xô và Hoa Kỳ trong một thời gian dài gần như “đối đầu”, định kỳ nước này hay nước khác vượt lên dẫn trước. Những thiếu sót của động cơ máy bay Liên Xô thường do một nguồn lực nhỏ - năng lực công nghệ của Hoa Kỳ luôn cao hơn, thường chỉ có thể duy trì sự ngang bằng do sự khéo léo của các kỹ sư và nhà thiết kế Liên Xô. Tuy nhiên, vào thời điểm Liên Xô sụp đổ, vấn đề này trên thực tế đã được giải quyết.
Động cơ phản lực của Liên Xô và Mỹ cho máy bay thế hệ thứ tư (không quan sát thấy quy mô)
Đặc tính kỹ thuật của động cơ tuốc bin phản lực của Liên Xô và Mỹ dùng cho máy bay thế hệ thứ tư
Sự sụp đổ của Liên Xô đã làm tê liệt khá nhiều ngành hàng không của đất nước - nhân sự, năng lực công nghệ bị mất, thời gian bị mất. Ngay tại thời điểm đó, việc phát triển máy bay thế hệ thứ năm mới nhất đang được tiến hành, đòi hỏi phải có động cơ thích hợp.
Do đó, Hoa Kỳ đã dẫn đầu, đầu tiên tạo ra động cơ F119-PW-100 cho máy bay chiến đấu hạng nặng thế hệ thứ năm F-22, và sau đó là động cơ F-135-PW-100/400/600 cho F- 35 máy bay chiến đấu một động cơ hạng nhẹ.
Động cơ phản lực của Mỹ cho máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm F-22 và F-35
Đặc điểm của động cơ phản lực F119 và F-135 (đặc điểm hiệu suất chi tiết của động cơ phản lực thế hệ thứ năm của Mỹ được phân loại và có thể khác nhau ở các nguồn khác nhau)
Ở Nga, cả việc phát triển máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm và động cơ cho chúng đều bị trì hoãn. Phòng thiết kế của Sukhoi và Mikoyan, trong điều kiện thiếu kinh phí triền miên, đã tiến hành độc lập các công việc trên máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm.
Năm 1997, phòng thiết kế Sukhoi đã trình bày một dự án cho một máy bay chiến đấu có cánh ngược dòng Su-47 (chủ đề S-37). Động cơ phản lực D-30F6 của tiêm kích đánh chặn MiG-31 đã được lắp đặt trên nguyên mẫu, nhưng người ta đã lên kế hoạch lắp đặt một động cơ khác trên cỗ máy nối tiếp - R179-300. Đến lượt mình, Phòng thiết kế Mikoyan đã chỉ đạo dự án máy bay chiến đấu tiền tuyến đa chức năng MiG-1.44, thực hiện chuyến bay đầu tiên vào năm 2000. Về phần động cơ, nó được cho là sử dụng động cơ phản lực AL-41F, được phát triển đặc biệt cho máy bay thế hệ thứ năm với lực đẩy đốt sau ước tính là 18 tấn.
Nguyên mẫu máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của Nga - Su-47 và MiG-1.44
Cả hai dự án đều dựa trên các giải pháp của thế kỷ trước và không còn đáp ứng các yêu cầu hiện đại. Kết hợp với tình trạng thiếu ngân sách kinh niên, điều này đã giết chết cả hai dự án. Có lẽ, những phát triển trên MiG-1.44 có thể được Trung Quốc sử dụng trong quá trình phát triển máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm J-20.
Trung Quốc rất giỏi trong việc vay mượn công nghệ - thứ gì đó từ MiG-1.44, thứ gì đó từ F-22, thứ gì đó từ F-35
Các dự án đóng cửa Su-47 và MiG-1.44 đã được thay thế bằng dự án Tổ hợp hàng không tiền tuyến đầy hứa hẹn (PAK-FA), cuộc đấu thầu đã được Phòng thiết kế Sukhoi, nơi cuối cùng đã chế tạo ra máy bay Su-57 thắng thầu. Có vẻ như mọi thứ đều tuyệt vời? Tuy nhiên, nhiều vấn đề kỹ thuật và công nghệ đã nảy sinh trên con đường tạo ra chiếc máy này. Một trong những điều quan trọng nhất là thiếu động cơ thế hệ thứ năm.
Su-57
Có vẻ như một động cơ như vậy đã được tạo ra - đây là động cơ phản lực AL-41F, chiếc MiG-1.44 đã bay vào năm 2000. Tuy nhiên, kích thước của nó không cho phép đặt nó trên tiêm kích Su-57. Trên cơ sở AL-41F, động cơ phản lực AL-41F1 có kích thước giảm được tạo ra, lực đẩy giảm từ 18000 kgf xuống 15000 kgf, vốn đã được coi là không đủ đối với máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm.
Đặc điểm của AL-41F1 TRD so với động cơ của máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của Mỹ
Cuối cùng, động cơ phản lực AL-41F1 đã trở thành động cơ giai đoạn đầu cho Su-57, trong đó chỉ một phần của các phương tiện sản xuất sẽ được sản xuất. Để thay thế nó, động cơ của giai đoạn thứ hai đang được phát triển với tên gọi “Sản phẩm 30”, vẫn chưa có nhiều thông tin về nó - lực đẩy đốt sau được cho là 18000 kgf, ít hơn so với động cơ đã được sản xuất hàng loạt F-135-PW-100/400 của Mỹ (19500 kgf). Việc phát triển và thử nghiệm "Sản phẩm 30" đã bị trì hoãn khá nhiều.
Tuy nhiên, đã có (và có) một giải pháp thay thế cho sự phát triển của dòng động cơ AL-41F1 / AL-41F / AL-41F1 / “Sản phẩm 30”. Người ta đề cập cao hơn một chút rằng động cơ phản lực R-47-179 được coi là động cơ nối tiếp dự kiến cho Su-300 - nhưng đây là loại động cơ nào?
Giải pháp thay thế
Động cơ tuốc bin phản lực R179-300 được phát triển trên cơ sở động cơ R79V-300 (sản phẩm 79) của máy bay cất và hạ cánh thẳng đứng Yak-141 (VTOL).
VTOL Yak-141
Động cơ R79V-300 VTOL Yak-141
Đặc điểm của động cơ phản lực R79V-300 so với các "bạn cùng lớp" của nó
Các thông số lực đẩy ở chế độ tối đa và đốt sau của động cơ R79V-300 vượt trội đáng kể so với các thông số của động cơ tuốc bin phản lực thế hệ thứ tư khác. Khối lượng của R79V-300 cao hơn một chút, nhưng đừng quên rằng nó bao gồm một vòi phun quay cho phép bạn sử dụng đầu đốt sau ở cả chế độ ngang và dọc.
Trên các trang của các ấn phẩm chuyên ngành và trên Internet, việc không có máy bay chiến đấu hạng nhẹ một động cơ, một loại tương tự của F-16 của Mỹ, thường được thảo luận trong Lực lượng Không quân (Air Force) Nga. Nhưng trên thực tế, một chiếc máy bay như vậy đã được tạo ra trên thực tế - đây là Yak-141. Đúng vậy, Yak-141 là một máy bay VTOL, nhưng các đặc điểm của nó khá tương đồng với các máy bay chiến đấu có cùng kích thước trọng lượng - máy bay MiG-29 và F-16.
Đặc điểm của Yak-141, MiG-29 và F-16 - cần lưu ý các đặc điểm của F-16C Block 50/52, được sản xuất vào những năm 90
Có thể giả định rằng trên cơ sở Yak-141, một máy bay chiến đấu một động cơ đa chức năng hạng nhẹ với các đặc tính bay vượt trội so với các phiên bản mới nhất của MiG-35 và F-16 có thể được tạo ra.
Theo đó, giống như dòng máy bay Su-27 đang được hiện đại hóa, máy bay chiến đấu hạng nhẹ dựa trên Yak-141 có thể được hiện đại hóa, chủ yếu về trang bị điện tử-vô tuyến trên máy bay (điện tử hàng không) và tích hợp vũ khí mới.
Ý tưởng VTOL Yak-201 - sự kế thừa của Yak-141
Một chiếc máy bay như vậy có thể là nhu cầu của cả Không quân Nga và các thị trường nước ngoài, nơi chiếc MiG-29 tương tự không được ưa chuộng.
Nói chung, trong trường hợp này, một “bộ ba” nhất định có thể đã hình thành trong ngành công nghiệp Nga, trong đó Phòng thiết kế Yakovlev sẽ tập trung vào máy bay chiến đấu một động cơ hạng nhẹ và máy bay VTOL, Phòng thiết kế Sukhoi sẽ chế tạo máy bay chiến đấu hạng nặng Su-27. , và Cục thiết kế MiG sẽ phát triển một dòng máy bay tiêm kích đánh chặn hạng nặng tầm xa (sau đó là đa chức năng) kiểu MiG-31. Tất nhiên, sự phân công lao động sẽ không bị ép buộc, bất kỳ phòng thiết kế nào cũng có thể tham gia các cuộc thi “về chủ đề này”, vì cạnh tranh là tốt.
Khái niệm về máy bay chiến đấu hạng nhẹ KB "Yakovleva"
Nhưng trở lại động cơ máy bay. Theo các báo cáo chưa được xác nhận, các công nghệ R-79-300 "bị rò rỉ" cho Trung Quốc vào đầu những năm 90:
“Tại Diễn đàn Sinodefence, một trong những người tham gia đã trích dẫn bản dịch máy của một bài báo từ một nguồn Internet nhất định của Trung Quốc, nơi người ta cho rằng đã có lúc Trung Quốc nhận được tài liệu kỹ thuật từ Nga và chính động cơ R-79-300. được trang bị cho máy bay Yak VTOL -141.
Năm 1992, Nga, nước đang trải qua cuộc khủng hoảng kinh tế sâu sắc, đã quyết định ngừng phát triển máy bay chiến đấu Yak-141. Quyết định này được đưa ra tại một cuộc trình diễn thiết bị hàng không ở Machulishchi (gần Minsk, Belarus). Động cơ R-79-300 do AMNTK Soyuz phát triển không được lên kế hoạch lắp đặt trên bất kỳ loại máy bay nào. Tháng 1996/1998, Nga ký hợp đồng chuyển giao động cơ cho phía Trung Quốc, đồng thời cung cấp đầy đủ bản vẽ và tài liệu kỹ thuật (động cơ được chuyển giao không có vòi phun vectơ lực đẩy). Nhưng sau đó, vào năm 79, khi cuộc khủng hoảng tài chính châu Á gây khó khăn kinh tế ở Nga, Trung Quốc cũng đã tìm được vòi phun động cơ R-300-XNUMXV bằng công nghệ của mình.
Trên cơ sở R-79, Viện nghiên cứu động cơ tuabin khí Trung Quốc (Tây An) đã bắt đầu phát triển phiên bản WS-15 của riêng mình. Động cơ đang được phát triển trong một số sửa đổi:
- WS-15-10 cho phiên bản xuất khẩu của máy bay chiến đấu J-10M;
- WS-15-13 cho máy bay chiến đấu tàng hình hạng nhẹ J-13 đầy hứa hẹn;
- WS-15-CJ dành cho máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn với khả năng cất cánh ngắn và hạ cánh thẳng đứng;
- WS-15X dành cho máy bay chiến đấu tàng hình hạng nặng hai động cơ hứa hẹn J-20.
Có thông tin cho rằng với việc phát triển thành công động cơ WS-15, Trung Quốc trên thực tế sẽ thu hẹp khoảng cách với Hoa Kỳ, châu Âu và Nga trong việc phát triển động cơ phản lực quân sự tiên tiến ”.
Năm 1992, Nga, nước đang trải qua cuộc khủng hoảng kinh tế sâu sắc, đã quyết định ngừng phát triển máy bay chiến đấu Yak-141. Quyết định này được đưa ra tại một cuộc trình diễn thiết bị hàng không ở Machulishchi (gần Minsk, Belarus). Động cơ R-79-300 do AMNTK Soyuz phát triển không được lên kế hoạch lắp đặt trên bất kỳ loại máy bay nào. Tháng 1996/1998, Nga ký hợp đồng chuyển giao động cơ cho phía Trung Quốc, đồng thời cung cấp đầy đủ bản vẽ và tài liệu kỹ thuật (động cơ được chuyển giao không có vòi phun vectơ lực đẩy). Nhưng sau đó, vào năm 79, khi cuộc khủng hoảng tài chính châu Á gây khó khăn kinh tế ở Nga, Trung Quốc cũng đã tìm được vòi phun động cơ R-300-XNUMXV bằng công nghệ của mình.
Trên cơ sở R-79, Viện nghiên cứu động cơ tuabin khí Trung Quốc (Tây An) đã bắt đầu phát triển phiên bản WS-15 của riêng mình. Động cơ đang được phát triển trong một số sửa đổi:
- WS-15-10 cho phiên bản xuất khẩu của máy bay chiến đấu J-10M;
- WS-15-13 cho máy bay chiến đấu tàng hình hạng nhẹ J-13 đầy hứa hẹn;
- WS-15-CJ dành cho máy bay chiến đấu đầy hứa hẹn với khả năng cất cánh ngắn và hạ cánh thẳng đứng;
- WS-15X dành cho máy bay chiến đấu tàng hình hạng nặng hai động cơ hứa hẹn J-20.
Có thông tin cho rằng với việc phát triển thành công động cơ WS-15, Trung Quốc trên thực tế sẽ thu hẹp khoảng cách với Hoa Kỳ, châu Âu và Nga trong việc phát triển động cơ phản lực quân sự tiên tiến ”.
Bất chấp tất cả những tiêu cực của thông tin này, từ đó có thể kết luận rằng động cơ phản lực R79V-300 có thể được sử dụng làm cơ sở cho các động cơ máy bay đầy hứa hẹn.
Được phát triển trên cơ sở động cơ R79V-300, động cơ phản lực R179-300 đầy hứa hẹn có những đặc điểm đáp ứng các yêu cầu thời đó đối với động cơ thế hệ thứ năm. Cùng với AL-41F, nó được coi là cơ sở cho một máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm đầy hứa hẹn, nhưng quân đội đã chọn AL-41F vì cho rằng nó có thể được đưa lên hàng không nhanh hơn.
Đặc điểm của R179-300 so với động cơ phản lực AL-41F1
Thông số R179-300 từ trang web Soyuz AMNTK
Sự lựa chọn có hợp lý không hay các yếu tố khác đã can thiệp? Liệu quân đội đúng hay sai là một câu hỏi mở. Lựa chọn ủng hộ AL-41F đã được đưa ra từ những năm 80, nhưng "Sản phẩm 30" dành cho tiêm kích Su-57, dựa trên những phát triển của AL-41F, vẫn chưa được đưa vào giai đoạn sẵn sàng.
Kết luận nào có thể được rút ra từ điều này?
Động cơ là cơ sở của bất kỳ phương tiện chiến đấu nào - máy bay, tàu thủy, xe tăng. Chính các đặc tính của động cơ sẽ quyết định phương tiện chiến đấu nào sẽ có tầm hoạt động và tốc độ, tải trọng chiến đấu, giáp bảo vệ, v.v.
Khi tạo ra công nghệ phức tạp, luôn có rủi ro rằng nhà phát triển sẽ đi vào ngõ cụt - đi sai đường, do đó có thể bị trì hoãn hàng năm, thậm chí hàng thập kỷ. Với tầm quan trọng của tác chiến hàng không nói chung và máy bay chiến đấu nói riêng, việc “bỏ trứng vào một giỏ” là hoàn toàn không thể chấp nhận được. Nhà nước có đủ khả năng để giao việc phát triển động cơ máy bay thế hệ thứ năm cho hai phòng thiết kế. Ngoài ra, như chúng tôi đã nói ở trên, cạnh tranh lành mạnh có ảnh hưởng rất tích cực đến chất lượng và giá thành của sản phẩm cuối cùng.
Tuy nhiên vẫn chưa muộn, tình trạng xảy ra với động cơ phản lực vẫn có thể khắc phục được. Tại AMNTK Soyuz, họ vẫn giữ được năng lực kỹ thuật và đang tự mình phát triển động cơ cho máy bay thế hệ thứ năm. Ví dụ, tại diễn đàn Army-2020, một động cơ tuốc bin phản lực R579-300 đầy hứa hẹn đã được giới thiệu, các đặc tính được công bố của chúng hoàn toàn tuân thủ các yêu cầu đối với động cơ máy bay cho máy bay thế hệ thứ năm.
Đặc điểm của R579-300 so với động cơ phản lực AL-41F1 và động cơ máy bay thế hệ thứ năm của Mỹ
Thông số R579-300 từ trang web Soyuz AMNTK
Động cơ phản lực R579-300, được trình bày tại diễn đàn Army-2020
Còn lâu mới chắc chắn rằng động cơ phản lực R579-300 hoặc một động cơ máy bay khác dựa trên nó có thể được tích hợp vào khung máy bay Su-57 do kích thước không phù hợp, mặc dù điều này không chắc chắn, có lẽ Soyuz AMNTK có thể điều chỉnh động cơ phản lực R579-300. động cơ cho Su-57.
Nhưng ngay cả khi động cơ phản lực R57-579 không phù hợp với Su-300, thì một máy bay chiến đấu đa chức năng hạng nhẹ vẫn có thể được chế tạo trên nó, kể cả trong phiên bản VTOL, khu phức hợp hàng không hứa hẹn để đánh chặn tầm xa, hoặc một máy bay khác phục vụ nhu cầu của Không quân Nga hoặc cung cấp cho xuất khẩu.
Ví dụ, trong Tin tức Trang web Soyuz AMNTK nói về khả năng tạo ra một động cơ hứa hẹn cho các UAV chiến lược có tốc độ bay hơn 579-300 M, dựa trên động cơ phản lực R3-4, cũng có thể được sử dụng để phóng tàu vũ trụ nhỏ.
Nhiều động cơ hơn, tốt và khác biệt - đây phải là phương châm của ngành công nghiệp của chúng tôi. Các nguồn lực của nhà nước làm cho nó có thể tài trợ cho một số phát triển song song, nhằm giảm rủi ro về kỹ thuật và thời gian trong việc tạo ra các sản phẩm có triển vọng.