Тактический истребитель "Цзянь-20" ВВС Народно-освободительной армии Китая (2021)
Капитан 2 ранга А. Кировец,
подполковник А. Тимофеев
Военно-промышленный комплекс (ВПК) КНР демонстрирует возможности по производству современных образцов военной техники. Одним из приоритетных направлений в указанной области является разработка и производство тактических истребителей (ТИ) пятого поколения. 
Самолеты данного поколения должны иметь ряд следующих важных характеристик: малый размер эффективной площади рассеяния (0,6 м2, ЭПР), сверхманевренность, полет на сверхзвуковых скоростях без использования режима форсажа и многофункциональность.
В этой связи самостоятельная разработка таких самолетов возможна только для государств, обладающих развитым военно-промышленным комплексом.
Значительным достижением китайской военной промышленности стало принятие на вооружение ТИ "Цзянь-20", что позволило КНР стать третьей страной после США и Российской Федерации, производящей ТИ пятого поколения.
Тактический истребитель "Цзянь-20" предназначен для завоевания и удержания превосходства в воздухе. Главные его задачи - ведение ближнего и дальнего воздушного боя, решение задач ПВО, а также нанесение ударов по наземным и надводным целям. В целях эффективного применения истребителя военно-промышленным комплексом КНР разработано соответствующее бортовое радиоэлектронное оборудование (БРЭО), а также широкая номенклатура вооружения, включающая управляемые ракеты, корректируемые и свободнопадающие авиационные бомбы.
 Основные ТТХ истребителя "Цзянь-20" |
|
| Экипаж, человек | 1 |
| Максимальная масса боевой нагрузки, т | 7,8 |
| Максимальная взлетная масса, т | 35 |
| Максимальная скорость, число М | 2,5 |
| Практический потолок, м | 20 000 |
| Максимальная дальность полета, км | 5 000 |
| Боевой радиус действия, км | 2 000 |
| Размеры, м: | |
| размах крыла | 12,88 |
| длина фюзеляжа | 21,26 |
Самолет создавался 611-м научно-исследовательским авиационным институтом (авиапромышленной группой "Ченду"). Предсерийное производство начато на авиастроительном заводе Авиационной промышленной корпорации в г. Чэнду (пров. Сычуань). Стоимость проведенных исследований и опытно-конструкторских работ (ОКР) при разработке истребителя "Цзянь-20" составляла 5,8 млрд долларов (США), а цена одного самолета - 39 млн (для сравнения - истребителя пятого поколения F-22А "Раптор" - 146 млн, российского Су-57 - 34,5 млн долларов).
В рамках проведения ОКР построено восемь машин "Цзянь-20". Первый прототип совершил пробный полет 11 января 2011 года. На истребителе отрабатывались технические и конструкторские решения по аэродинамической компоновке и снижению заметности самолета. Второй - совершил пробный полет в июне, в ходе которого проводились испытания БРЭО, гидравлических, пневматических и пиротехнических систем, в том числе системы катапультирования пилота.
Третий и четвертый прототипы в летных испытаниях участия не принимали, так как предназначались для проверки надежности функционирования узлов и агрегатов самолета под действием статических, динамических и ударных нагрузок.
На остальных осуществлялась доработка систем и элементов конструкции, показавших неудовлетворительные характеристики.
В ходе проведения указанных НИОКР выявлен ряд конструктивных недостатков, для устранения которых принято решение о производстве второй партии экспериментальных машин, испытания которых начались в феврале 2014 года. 
Конструкция истребителей этой серии имела ряд существенных отличий от предыдущих машин. Изменению подверглись следующие узлы и агрегаты:
− месторасположение датчиков, предположительно системы осведомленности экипажа о воздушной обстановке (1 и 2);
− добавлена силовая дуга под остеклением фонаря (3);
− сечение профиля воздухозаборников (4);
− расположение технологических люков (5 и 13);
− геометрия задних кромок законцовок крыла и вертикального хвостового оперения (6 и 10);
− геометрия горизонтального хвостового оперения и расположенных под ним подфюзеляжных гребней (7, 8, 9);
− геометрия оребрения кромок отсеков вооружений и створок шасси (11);
− установлена оптико-электронная система обнаружения наземных и надводных целей в носовой части фюзеляжа и на внешней поверхности воздухозаборников (12 и 14).
Истребитель "Цзянь-20" представляет собой высокоплан, выполненный по аэродинамической схеме "утка" с треугольным крылом с наплывами, передним горизонтальным и вертикальным двухкилевым оперением с подфюзеляжными гребнями, оснащен двумя турбореактивными двигателями. Шасси самолета имеет три опоры: переднее колесо убирается вперед, основные стойки - в бортовые отсеки (аналогично истребителю F-22), что указывает на расположение отсека для вооружения в центральной части корпуса самолета.
Борта фюзеляжа истребителя имеют такой же угол наклона, что и цельноповоротные вертикальные стабилизаторы, а очертания передней части характерны для истребителей с малой ЭПР.
Система дозаправки в воздухе в интересах снижения заметности и улучшения аэродинамических характеристик машины - выдвижная. Топливоприемник расположен с правой стороны кабины.
При строительстве истребителя широко использовались композиционные материалы с измененной структурой кристаллической решетки с целью получения новых свойств. Так, для снижения ЭПР самолета (оценочно около 0,6 м2) часть антенных устройств была изготовлена из резонансных метаматериалов, диэлектрическая проницаемость которых возникает только на определенной частоте излучения. Фонарь кабины пилота выполнен по беспереплетной схеме, которая улучшает обзор для летчика. Кабина пилота выполнена в соответствии с концепцией HOTAS (Hands Оn Throttle Аnd Stick - "руки на рычагах управления двигателем и ручке управления самолетом"). Концепция подразумевает, что пилот задействует практически все функции авионики и вооружения, не снимая рук с основных органов управления самолетом. Конструктивной особенностью кабины пилота является нехарактерное для боевой авиации КНР правостороннее расположение ручки управления.
В ходе проведения испытаний пилоты использовали летный шлем TK-31, который обладает улучшенными эргономическими характеристиками и уменьшенной массой. Однако при эксплуатации серийных машин применялся новый высокотехнологический шлем. Предположительно, он является аналогом шлема "Страйкер II Аш-Эм-Ди" (Striker II HMD) компании "БАэ системз" (Великобритания). Конструктивной особенностью шлема стало наличие жидкокристаллического экрана, смонтированного на лицевом щитке (HMD - Helmet Mounted Display). В зависимости от выбранного режима поляризации стекла лицевой щиток может быть полностью прозрачным или выполнять функции монитора, на который транслируются изображения с камер, размещенных на фюзеляже самолета. Это позволяет осуществлять визуальный контроль истребителей и ракет противника, находящихся в нижней полусфере, а также улучшает обзор, так как в поле зрения пилота не попадают элементы оборудования кабины. Шлем способен работать в режиме ночного видения.
Кроме того, в состав его аппаратуры входит система целеуказания для управляемого бортового оружия.
Тактические истребители "Цзянь-20" первой и второй экспериментальных серий оснащены турбореактивными двухконтурными двигателями (ТРДД) третьего поколения АЛ-31Ф М2 производства Российской Федерации.
На серийные машины будет устанавливаться ТРДД WS-10 китайского производства, который оснащен одной турбиной высокого давления, двойной турбиной низкого давления, кольцевыми камерами сгорания и компрессорами. Двигатель планируется выпускать в трех модификациях:
− WS-10A - с увеличенной тягой;
− WS-10B - с увеличенным ресурсом;
− WS-10G - с тягой 155 кН и управляемым вектором тяги.
С целью повышения боевых возможностей ТИ "Цзянь-20" научно-исследовательские институты и производственные организации ВПК КНР ведут разработку авиационного двигателя четвертого поколения WS-15 с управляемым вектором тяги (кодовое обозначение "Эмэй"). При создании данного авиационного двигателя специалисты ВВС НОАК выдвинули технические требования, выполнение которых позволит превзойти аналогичные показатели ТРДД F-119 (производства США), устанавливаемого на истребители F-22А "Раптор".
При разработке ТРДД WS-15 была решена проблема перегрева лопаток турбин за счет покрытия рабочих поверхностей высокотемпературными металлокерамическими сплавами (ВМКС) с применением рения, тантала и ниобия. По данным НИИ КНР, при нанесении двух-трех слоев ВМКС температура лопатки снижается на 200-300 °С. Вместе с тем в Китае создаются монокристаллические сплавы без применения рения по причине высокой стоимости данного редкоземельного металла.
|
Основные требования руководства ВВС НОАК и технологические решения ВПК КНР по ТРДД WS-15 |
||
| № п/п |
Основные требования | Технологические решения |
| 1 | Бесфорсажная тяга двигателя свыше 10 тыс. кгс/см2 | Трехмерное проектирование вентилятора, компрессора и турбин |
| 2 | Возможность выполнения полета на сверхзвуковой скорости без форсажа | Использование контуров высокого и низкого давления с прогрессивными характеристиками (поворотные лопатки трехмерного профиля) и одноступенчатых турбин высокого и низкого давления |
| 3 | Возможность взлета с минимальным пробегом и маневров на минимальных скоростях | Применение турбин высокого давления (ТВД), работающих при температурах 1557-1727 °С, а также сопла с отклоняемым вектором тяги |
| 4 | Минимальная тепловая и радиолокационная заметность | Покрытие основных элементов ТРДД монокристаллическим материалом третьего поколения |
| 5 | Двухканальная электронно-цифровая система управления двигателем (ЭСУД, Full Authority Digital Engine Control system, FADEC) | Применение теплозащитных материалов, позволяющих снизить температуру лопаток ТВД на 500 °С с целью обеспечения устойчивой работы системы |
| 6 | Уменьшение количества компонентов ТРДД на 40% по сравнению с двигателями третьего поколения | Изготовление камеры сгорания с большим количеством отверстий для охлаждения |
| 7 | Повышение надежности ТРДД на 100%, ресурса на 200% по сравнению с двигателями третьего поколения | Использование порошкового литья под давлением при изготовлении ТВД и керамического многослойного напыления |
| 8 | Продление общего ресурса на 25-30% по сравнению с ТРДД третьего поколения | Разработка и применение ЭСУД второго поколения |
Однако до окончания работ по авиадвигателю WS-15 и начала его серийного производства ТИ "Цзянь-20" будут оснащаться ТРДД WS-10, что негативно сказывается на летно-технических и эксплуатационных характеристиках самолета, а также увеличивает его заметность. В настоящее время "Цзянь-20", состоящие на вооружении ВВС НОАК, по показателям маневренности уступают аналогичным зарубежным самолетам, таким как F-22, более чем на 15%
Для эффективного применения самолетов пятого поколения руководством ведомства принято решение о создании новых видов радиоэлектронного оборудования для боевых самолетов ВВС НОАК, включая радиолокационные станции (РЛС). В результате 14 НИИ Китайской корпорации электронных технологий (China Electronics Technology Group Corporation) создана РЛС с активной фазированной антенной решеткой (АФАР) KLJ-5 (тип 1475), устанавливаемая на ТИ "Цзянь-20". Количество приемо-передающих модулей АФАР 1856 единиц.
Макет перспективной РЛС KLJ-7A был представлен на авиасалоне "Чайна эршоу-2016" Нанкинским НИИ электронной технологии.
Радиолокационная станция представляет собой усовершенствованный вариант РЛС KLJ-7 (тип 1478). Она работает в 3-см диапазоне частот и обеспечивает обнаружение целей типа "истребитель" на дальности до 170 км, отслеживание до 15 и сопровождение до 4 целей одновременно, имеет 11 режимов работы, включая картографирование местности.
В интересах повышения защищенности самолетов ВВС НОАК от атак зенитных управляемых ракет (ЗУР) вероятного противника разработана оптико-электронная система предупреждения о ракетной атаке с распределенной апертурой EO-DAS MAWS (Electronic-Optical Distributed Aperture System Missile Approach Warning System). В состав системы входят комплект оптико-электронных датчиков комбинированного инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов, размещаемых на фюзеляже самолета, и вычислительные блоки, встраиваемые в состав БРЭО по модульному принципу.
Основными функциями системы является:
− слежение за воздушной обстановкой и обеспечение ситуационной осведомленности экипажа;
− всеракурсное (360º) обнаружение ЗУР, атакующих самолет, в том числе фиксация точек их старта и передача информации о них пилоту;
− слежение за другими воздушными объектами, включая самолеты, баллистические и крылатые ракеты, передача информации о них пилоту.
Гарантированная максимальная дальность обнаружения ЗУР составляет 9,3 км. Другие воздушные объекты, такие как баллистические ракеты, самолеты (в особенности военно-транспортной авиации) данная система способна обнаруживать на расстоянии до 100 км (в зависимости от степени заметности целей и погодных условий). Также оптико-электронные датчики способны передавать информацию о наземной обстановке (фиксация взрывов, выстрелы орудий крупного калибра, пожары, цели с высокой заметностью и контрастные на фоне подстилающей поверхности).
В состав радиоэлектронного оборудования истребителя "Цзянь-20" входит линзовый отражатель* Люнеберга, расположенный около левой стойки основного шасси. Устройство предназначено для повышения заметности самолета в радиолокационном диапазоне в интересах введения в заблуждение вероятного противника относительно истинной ЭПР самолета, а также повышения безопасности совместных полетов и лучшего взаимодействия с диспетчерами управления воздушным движением. Эксплуатация линзы на первых этапах предусмотрена только в мирное время с возможностью демонтажа в ходе выполнения боевых задач.
В целях повышения способности истребителя "Цзянь-20" по нанесению ударов по наземным и надводным целям компания "Цзянсу А-стар авиэйшн индастриз" разработала оптико-электронную станцию разведки и наведения EOTS-86.
Приемник датчика закрыт сапфировым стеклом. Также в состав станции входят вычислительные блоки и лазерный дальномер с функцией целеуказания (ЛДЦ).
Станция сопряжена с системой EO-DAS MAWS и предназначена для решения следующих задач:
− обеспечение ситуационной осведомленности пилота о воздушной и наземной обстановке;
− ведение воздушной разведки с осуществлением фото- и видеофиксации;
− обнаружение наземных, надводных и воздушных целей, имеющих низкую заметность на фоне подстилающей поверхности;
− слежение и автоматическое сопровождение обнаруженных целей, измерение дальности и их подсветка ЛДЦ;
− наведение ракет с инфракрасными и лазерными головками самонаведения (ГСН) или передача данных о целях на другие самолеты, в том числе и предыдущих поколений, для эффективного применения их вооружения класса "воздух - земля".
По требованиям ВВС НОАК данная аппаратура должна обнаруживать воздушные цели класса "бомбардировщик" на дальности 150 км, надводные цели класса "эсминец" - 80 км, наземные цели типа "танк" - 25 км.
Особенностью использования системы является сохранение малозаметности самолета. Это достигается наличием высокочувствительных пассивных датчиков, отсутствием активного излучения бортовой РЛС и низкой степенью интенсивности излучения ЛДЦ при подсветке целей.
По сравнению с аналогичным комплексом тактического истребителя F-35 система EOTS-86 имеет более ограниченное поле зрения, ориентированное на переднюю полусферу самолета.
В дополнение к оптико-электронной станции разведки и наведения EOTS-86 на тактический истребитель планируется установить инфракрасную поисково-следящую систему переднего обзора EORD-31 компании "Цзянсу А-стар авиэйшн индастриз". Данная аппаратура разработана на базе российского комплекса ОЦ-27, который поставлялся в составе оборудования истребителей Су-27. Основным отличием является то, что колпак обтекателя системы выполнен не сферическим, а фасеточным, что должно положительно сказываться на аэродинамических характеристиках самолета.
Ракетное вооружение ТИ "Цзянь-20" расположено в основном и двух боковых фюзеляжных отсеках, также имеются четыре точки внешней подвески вооружения на консолях крыла и две - на боковых стенках фюзеляжа, однако их использование существенно повышает заметность истребителя.
Основной фюзеляжный отсек используется для расположения ракет класса "воздух - воздух". Его размеры составляют 4,5х2,2 м. В нем возможно одновременное размещение четырех ракет большой или шести ракет средней и малой дальности в шахматном порядке. В каждом боковом фюзеляжном отсеке находится по одной ракете малой дальности.
Для увеличения боевого радиуса действия или перегонной дальности полета на внешних узлах подвески самолета возможна установка четырех подвесных топливных баков объемом 2 400 л каждый.
В комплект вооружения истребителя "Цзянь-20" входят управляемые ракеты (УР) класса "воздух - воздух" большой дальности китайского производства "Пили-21", средней - "Пили-15" и "Пили-12", а также малой - "Пили-10". Кроме того, предусмотрено использование других типов ракет и авиабомб для поражения наземных и надводных целей.
Ракета "Пили-21" оснащена прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ПВРД) и осколочно-стержневой головной частью.
Данной ракетой вооружаются истребители четвертого и пятого поколений. Она оснащена комбинированной системой наведения: на начальном участке траектории - радиокомандной, на конечном - активной (после обнаружения и захвата цели радиолокационной головкой самонаведения ракеты).
Ракета "Пили-15" класса "воздух - воздух" средней дальности, разработанная 607 Институтом авиастроительной корпорации КНР, оснащена комбинированной системой наведения, включающей инерциальную систему управления, а также ГСН с радиолокационным и инфракрасным каналами.
Первый испытательный пуск УР "Пили-12" произведен в середине 2002 года с борта истребителя Су-30МКК ВВС НОАК. Данная ракета состоит на вооружении самолетов третьего и четвертого поколений ВВС КНР и Пакистана.
В 2018 году специально для истребителя "Цзянь-20" проведена модернизация ракеты "Пили-12" в вариант "Пили-12С".
Последняя отличается от базового варианта складывающимися рулями, а ее размещение возможно как на внешней подвеске, так и в фюзеляжных отсеках самолета. Экспортный вариант боеприпаса имеет маркировку SD-10.
Ракета создана при технической помощи специалистов РФ и является аналогом российской УР средней дальности Р-77. Конструктивно выполнена по нормальной аэродинамической схеме с крестообразным треугольным крылом и трапециевидными цельноповоротными стабилизаторами. В состав изделия входят: ГСН, боевая часть с предохранительно-исполнительным механизмом и активным лазерным неконтактным взрывателем, блок управления, рулевые приводы, а также двухрежимный ракетный твердотопливный двигатель с автоматическим (в зависимости от дальности цели) регулированием длительности работы и тяги. Для увеличения дальности возможен пуск по навесной траектории.
На выставке "Чайна эршоу-2016" Шанхайская академия наук и технологий представила модификацию данной УР под названием "Пили-10E". Ракета оснащена многоэлементной инфракрасной системой наведения с защитой от ослепления и способна поражать цели, находящиеся в стороне от линии прицеливания.
Также в состав ракетного вооружения может входить противорадиолокационная ракета (ПРЛР) "Инцзи-91", разработанная и производимая компанией "Хунду авиэйшн индастри" (Hongdu Aviation Industry Corporation, КНР).
Ракета предназначена для уничтожения наземных РЛС противника наведением по их излучению. Данная ПРЛР разработана на базе российской ракеты Х-31П, поставлявшейся в ВВС НОАК, по этой причине они имеют схожую конструкцию и тактико-технические характеристики.
После проведения испытаний в 2009 году разработанная авиабомба получила обозначение LS-6-500 и принята на вооружение ВВС НОАК.
Кроме того, в зависимости от особенностей и условий выполнения поставленных задач тактический истребитель "Цзянь-20" может использовать ранее разработанные и принятые на вооружение ВВС и ВМС НОАК ракеты различных классов и типов (в том числе противокорабельные), свободнопадающие авиационные бомбы, блоки неуправляемых реактивных снарядов, подвесные контейнеры с аппаратурой РЭБ и разведки.
Таким образом, в тактическом истребителе пятого поколения "Цзянь-20" реализован принцип многофункциональности, так как сочетание летно-технических характеристик самолета, состава и параметров функционирования его БРЭО, номенклатуры применяемого вооружения и используемой аппаратуры позволяют пилоту эффективно решать задачи ведения воздушного боя на всех дистанциях, ПВО, а также нанесения ударов по наземным и надводным целям.
* Линзовый отражатель - это сферический многослойный диэлектрик с различными значениями диэлектрической проницаемости. Это обеспечивает фокусировку падающего на него пучка электромагнитных волн в одну точку поверхности на сфере.