Myśliwce szóstej generacji

Wizja myśliwca Boeinga F/A-XX nowej generacji z 2013 roku w wersji załogowej (na pierwszym planie) i bezzałogowej. W porównaniu do poprzedniej koncepcji samolot posiada przedni ogon.

Obecnie w wielu krajach świata prowadzone są prace analityczne, koncepcyjne i projektowe związane z nowymi samolotami myśliwskimi (lub szerzej: systemami bojowymi). Wiele wskazuje na to, że przynajmniej część z nich może być pierwszymi przedstawicielami zupełnie nowego myśliwca odrzutowego 6. generacji. Jeśli w ogóle zostaną stworzone w rozważanej formie i wykorzystana zostanie przynajmniej część planowanych rozwiązań technicznych i technologii, wówczas samoloty te będą miały znacznie większe możliwości bojowe niż istniejące myśliwce.

Podział myśliwców na pokolenia jest arbitralny i różnie postrzegany w różnych krajach. Wzorem Stanów Zjednoczonych na Zachodzie przyjmuje się, że piąte pokolenie jest obecnie pokoleniem ostatnim. Należą do nich amerykańskie samoloty bojowe (myśliwskie) Lockheed Martin F-22 Raptor i F-35 Lightning II, rosyjskie Su-57 oraz chińskie Chengdu J-20 i Shenyang J-31. Ich najważniejszymi cechami wyróżniającymi są: zmniejszona widoczność radiowa i termiczna (steal), możliwość lotu z prędkością ponaddźwiękową bez użycia dopalaczy (supercruising), zintegrowana awionika cyfrowa, radar z aktywnym układem skanowania elektroniki (AFAR), działający z niskim prawdopodobieństwem wykrywanie w trybie LPI (Low Probability of Intercept), sterowanie wektorem ciągu silnika lub wewnętrzne kamery uzbrojenia. Nie wszystkie myśliwce 5. generacji posiadają wszystkie powyższe cechy, ale nawet niektóre z nich wystarczą, aby odróżnić je od wcześniej zbudowanych maszyn.

„Szósta generacja” to na razie jedynie ogólna koncepcja i jednocześnie hasło, które powinno podkreślać, że należące do niej myśliwce będą bardziej zaawansowane technicznie od samolotów 5. generacji lub staną się ich następcami. Konkretne zastosowane rozwiązania techniczne i wynikające z nich możliwości bojowe będą dostępne dopiero po zatwierdzeniu ostatecznego projektu, a właściwie po zbudowaniu i przetestowaniu prototypu co najmniej jednego z tych samolotów (systemów).

Jednak dziś możemy zidentyfikować kilka znaków, dzięki którym można wyróżnić myśliwce 6. generacji. Ponieważ żaden myśliwiec 5. generacji nie był w stanie bezpośrednio stawić czoła przeciwnikowi tej samej generacji, innowacje techniczne rozważane i planowane dla myśliwców 6. generacji są wynikiem szybkiego postępu naukowo-technicznego oraz planowanych potrzeb operacyjnych, a nie rzeczywistego doświadczenia bojowego.

System wykrywania

Zintegrowany zespół aktywnych i pasywnych sensorów multispektralnych – wielofunkcyjna stacja radarowa, telewizja, kamery termowizyjne i noktowizyjne oraz detektory innego promieniowania elektromagnetycznego, możliwość pozyskiwania informacji z wielu źródeł, w tym zewnętrznych (poprzez szerokopasmowy wymiana kanału w czasie rzeczywistym), zwiększy świadomość sytuacyjną pilota i pozwoli na wykrycie statku powietrznego klasy stealth. Odporne na EMI łącze komunikacyjne pozwoli samolotowi lepiej integrować się z innymi elementami sieciocentrycznego pola walki i koordynować wspólne zadania (np. z innymi statkami powietrznymi, bezzałogowymi statkami powietrznymi, „inteligentną” amunicją, rojami dronów).

Wykorzystane zostaną sieci anten „wbudowanych” w płatowiec, wykorzystywane jednocześnie przez systemy radarowe i samoobrony (walki elektronicznej), identyfikacji, nawigacji, łączności i wymiany danych. Co więcej, w obudowę można „wbudować” nawet kilkadziesiąt tysięcy różnych mikrosensorów, mierzących np. temperaturę, ciśnienie, prędkość, przyspieszenie, napięcie, natężenie pola elektromagnetycznego i ich rozkład na powierzchni płatowca (smart skin). .

Wczesna wizja myśliwca nowej generacji FX/NGAD firmy Boeing.

Zintegrowana awionika

Kolejną ważną cechą myśliwców 6. generacji będzie integracja zaawansowanej awioniki w jeszcze większym niż obecnie stopniu, z otwartą architekturą, z ulepszonym interfejsem człowiek-maszyna (w przypadku statków powietrznych załogowych). Poszczególne elementy (moduły) awioniki będą mogły efektywniej wykorzystywać powszechnie stosowane komputery, przetworniki, wzmacniacze i inne urządzenia, wykorzystując dostępne zasoby (pamięć, czas i moc obliczeniową procesorów, energię elektryczną). Muszą być połączone światłowodowymi magistralami danych o bardzo dużej przepustowości. System komputerowy lekkiego lotu musi również opierać się na technologii lekkiego lotu lub technologii bezprzewodowej.

W celu usprawnienia komunikacji pilota z systemami pokładowymi zainstalowany zostanie montowany na hełmie wyświetlacz wykorzystujący rzeczywistość rozszerzoną lub wirtualną (Augmented Reality, AR lub Virtual Reality, VR), panoramiczny ekran dotykowy oraz sterowanie gestami i/lub głosem. być użytym. Oprogramowanie komputerowe będzie wykorzystywać algorytmy sztucznej inteligencji (AI), dzięki czemu system zadaniowy statku powietrznego będzie w stanie w czasie rzeczywistym podejmować optymalną decyzję, dostarczać pilotowi wyłącznie najważniejszych i niezbędnych w danym momencie informacji, a także niezależnie kontroluj towarzyszące im UAV, drony i „inteligentną” broń.

Nowa broń

Myśliwce 6. generacji otrzymają nowe rodzaje i rodzaje broni - hipersoniczne rakiety powietrze-powietrze i powietrze-ziemia dalekiego zasięgu, jeszcze bardziej „inteligentne” rakiety i bomby kierowane, roje dronów, broń energetyczną (Directed Energy Weapons, ROSA). W tym drugim przypadku są to „działo” laserowe lub mikrofalowe, które w zależności od potrzeb może zniszczyć lub jedynie obezwładnić („oślepić”) cel.

Umieszczone w obrotowej „wieży”, kontenerze lub w kilku miejscach na płatowcu mogły objąć swoim zasięgiem cały obszar wokół samolotu, dzięki czemu mogły niszczyć pociski lecące z różnych kierunków. Ich zaletą jest dokładność i szybkość pracy oraz teoretycznie nieograniczona „amunicja”. Broń energetyczna ma jednak dwie istotne wady – wymaga bardzo mocnego źródła energii i generuje ogromną ilość ciepła, którego rozproszenie jest jednym z największych problemów na drodze do jej operacyjnego wykorzystania.

Oprócz „inteligentnej” broni (pocisków manewrujących, rakiet i bomb kierowanych) coraz częściej mówi się o rojach bezzałogowych. Są to małe UAV, znane również jako krążąca amunicja lub samobójcze drony, które są bronią, a nie nośnikami. Rój kilkunastu, kilkudziesięciu, a nawet kilkuset małych dronów będzie znacznie trudniejszy do zniszczenia niż pojedyncza rakieta czy bomba (a także tańszy) i będzie miał większe szanse na porażenie celu. roje dronów i inteligentna broń

Naturalnym kierunkiem jest wykorzystanie myśliwca z tak rozbudowaną awioniką i systemem kierowania ogniem, jak samolot bazowy, który steruje i koordynuje działania towarzyszących mu bezzałogowców, dronów i inteligentnej broni. Bezzałogowe statki powietrzne, drony i rakiety będą przenoszone albo przez samolot myśliwski, albo przez inną platformę powietrzną (np. samolot transportowy) pełniącą rolę latającego arsenału. W tym drugim przypadku samoloty arsenału pozostawałyby poza strefą wpływu systemów obrony powietrznej wroga i odpalały BSP, drony i rakiety „na rozkaz” z myśliwca penetrującego otoczenie wroga. Ten z kolei będzie odpowiedzialny za wykrywanie, identyfikację i określanie celów oraz koordynację ataku.

Nowe typy silników

W najbliższym czasie nie należy spodziewać się rewolucji w tej dziedzinie – głównym źródłem napędu samolotów bojowych w dalszym ciągu pozostaną silniki odrzutowe z turbiną gazową. Wszakże trwają prace nad nowymi typami takich pędników. Najbliższe wdrożenia to silniki o zmiennym przepływie i stopniu sprężania w locie (Variable Cycle Engine, VCE lub Adaptive Cycle Engine, ACE), które pozwolą uzyskać wysoki ciąg lub zmniejszyć zużycie paliwa w zależności od aktualnych potrzeb (stan lotu).

Silnik taki będzie pracował efektywnie w całym zakresie prędkości lotu – przy niskich prędkościach będzie miał charakterystykę zbliżoną do silnika turboodrzutowego o wysokim stopniu dwukierunkowości, a przy dużych prędkościach – do silnika turboodrzutowego o niskim stopniu o podwójnym przepływie. podwójna pojemność. Ponadto ciepło usuwane z broni energetycznej i innych układów elektronicznych samolotu można wykorzystać do ogrzewania powietrza w silnikach, co zmniejszy zużycie paliwa i poprawi efektywność paliwową.

Nowe materiały budowlane i metody produkcji

W tym przypadku mówimy o nowych rodzajach kompozytów, poliamidach, grafenie, nanomateriałach, metamateriałach. Ich zastosowanie w konstrukcji i poszyciu płatowca pozwala nie tylko zmniejszyć masę własną (co zawsze było zamierzeniem projektantów), ale także zwiększyć żywotność samolotu (ze względu na ogromne koszty rozwoju i udoskonaleń, ekonomicznie uzasadnione będą jedynie te pozostające w służbie przez wiele dziesięcioleci), ale także podniesienie poziomu technologii ograniczania widoczności (stealth).

Rozważane są także struktury samonaprawiające się, tj. samonaprawiające się niewielkie straty spowodowane np. przez odłamki. Podobnie jak w branży motoryzacyjnej, roboty przemysłowe itp. coboty lub roboty współpracujące, co znacząco obniży koszty produkcji.

Załogowy-bezzałogowy statek powietrzny

Mówimy o pojeździe opcjonalnie pilotowanym (OPV), a raczej opcjonalnym bezzałogowym statku powietrznym. Rozbudowana awionika, czujniki i komputerowe systemy sterowania lotem (wraz z towarzyszącym oprogramowaniem) wyeliminują pilota z kokpitu i przekształcą myśliwiec 6. generacji w autonomiczny UAV, który może działać niezależnie lub w formacji z innymi UAV lub załogowymi statkami powietrznymi. (jako „wierny naśladowca”).

Już w trakcie budowy i przyjęcia na uzbrojenie myśliwców 5. generacji wielu ekspertów stwierdziło, że staną się one ostatnimi samolotami bojowymi z pilotem za sterami. Jednak ze względu na ograniczenia techniczne, regulacje prawne i względy etyczne jest mało prawdopodobne, aby autonomiczne UAV stanowiły dziś podstawę wyposażenia Sił Powietrznych. Jednak w pewnych sytuacjach lub podczas konfliktu zbrojnego na pełną skalę klauzule te tracą na aktualności, stąd pomysł OPV.

Zmniejszona wykrywalność

Wszystko wskazuje na to, że właściwości stealth nie stracą na znaczeniu, choć niekoniecznie powinny być priorytetem. Jednakże zdolność do działania na obszarach o dużym natężeniu ruchu przy zastosowaniu zaawansowanych środków przeciwdziałających dostępowi/odmowie obszaru (A2/AD) – a w każdym razie wysokie prawdopodobieństwo przetrwania w takich warunkach – będzie ważnym atutem. Zatem układ aerodynamiczny i kształt płatowca w dalszym ciągu będą wynikały z chęci zmniejszenia efektywnego przekroju radaru (RCS). W tym samym celu poszycie samolotu zostanie wykonane z materiałów i struktur pochłaniających promieniowanie elektromagnetyczne (materiały pochłaniające radar, RAM i struktura pochłaniająca radar, RAS) i zmniejszających sygnaturę termiczną (powłoka nawierzchniowa na podczerwień). Można się też spodziewać wewnętrznych kamer broni.

Z tego samego powodu wszystkie przyrządy i czujniki (nawigacja, celownik, broń elektroniczna) będą wbudowane w płatowiec, a nie w postaci pojemników podwieszanych pod kadłubem lub skrzydłami. Ich rozmieszczenie będzie wymagało ich miniaturyzacji, powiększenia płatowca i/lub zastosowania różnych urządzeń i czujników ze wspólnej puli komputerów, wzmacniaczy, generatorów elektrycznych, przetwornic, układów chłodzenia, anten itp.

Cyberbezpieczeństwo i cyberatak

Myśliwce szóstej generacji będą „wypchane” elektroniką i zależne od komputerów i cyfrowego przepływu danych. Dlatego ogromne znaczenie będzie miało zabezpieczenie awioniki przed zakłóceniami elektromagnetycznymi i atakami hakerskimi (cyberatakami). Z kolei szybki rozwój systemów obrony powietrznej (stacje radarowe, rakiety) jeszcze bardziej zwiększy znaczenie skutecznego systemu samoobrony (walki elektronicznej). Według części analityków myśliwiec 6. generacji powinien być w stanie prowadzić aktywną wojnę elektroniczną nie tylko w zakresie namierzania i zakłócania promieniowania elektromagnetycznego, ale także cyberataków na sieć informatyczną wroga.

Wysoka wydajność

Teoretycznie myśliwiec 6. generacji powinien być w stanie wykryć i zniszczyć cele z tak dużej odległości, aby nie doszło do starć na krótkim dystansie ani walk powietrznych. Jednak duża prędkość pozwoli skrócić czas dotarcia do celu, a co za tym idzie skrócić czas reakcji na pojawiające się zagrożenia. Dokładniej, nie ma mowy o prędkości hipersonicznej, ponieważ wymagałoby to zastosowania zupełnie innych rozwiązań technicznych przy projektowaniu płatowca i elektrowni. Większy zasięg pozwoli na działanie z dala od własnych baz i bez wsparcia latających czołgistów, co zwiększy elastyczność wykorzystania myśliwców, a także przyspieszy czas reakcji.

Supermanewrowość

Wysoka zwrotność, w tym przy prędkościach naddźwiękowych, zwiększy prawdopodobieństwo uniknięcia zagrożeń (rakiet przeciwlotniczych) i szansę zajęcia dogodnej pozycji taktycznej podczas bitwy powietrznej (jeśli do niej dojdzie). Prawdopodobnie standardem staną się ruchome dysze, które pozwolą kontrolować kierunek wektora ciągu w co najmniej jednej płaszczyźnie, a tym samym poprawić zwrotność samolotu. Ograniczeniem w tym zakresie będzie odporność korpusu pilota na przeciążenia (co jest kolejnym argumentem na korzyść OPV).

Aerodynamiczne powierzchnie sterowe tworzą pojedynczy system samoregulujący. O tym, która powierzchnia zostanie nachylona i pod jakim kątem, komputer sterujący lotem postępując zgodnie z instrukcjami pilota. Co więcej, w przypadku awarii lub uszkodzenia jednej lub kilku powierzchni, ich funkcje przejmą pozostałe.

Wizja Boeinga na rok 2016 dotycząca myśliwca FX/NGAD nowej generacji.

Wielozadaniowość

Funkcja ta będzie zależna od potrzeb użytkownika, a nie od możliwości samego statku powietrznego. Koncepcja ta oznaczać będzie nie tylko zdolność do atakowania dowolnych celów (powietrznych, naziemnych i morskich), ale także – a może nawet przede wszystkim – zdolność do prowadzenia rozpoznania, rozpoznania i walki elektronicznej, gromadzenia i przekazywania informacji w czasie rzeczywistym, wykrywania i określanie celów dla innych zasobów bojowych, interakcję z innymi statkami powietrznymi, statkami i środkami bojowymi sił lądowych, a także kontrolowanie UAV, rojów dronów i inteligentnej broni.

Otwartość na modernizację

Awionika i sprzęt misyjny muszą mieć charakter modułowy, aby można je było łatwo wymieniać w razie potrzeby i/lub w przypadku przyszłych modernizacji. Zakładając szybki postęp naukowo-techniczny (zwłaszcza w elektronice) oraz długą żywotność samolotów, niemal pewne jest, że rozwiązania zastosowane powiedzmy w 2040 roku za trzydzieści lat staną się przestarzałe, co oznacza konieczność ich wymiany na nowe. nowsze.

Część z opisanych powyżej rozwiązań i technologii jest znana od wielu lat i stosowana na mniejszą lub większą skalę (choć niekoniecznie w samolotach bojowych). Inne są nadal testowane lub opracowywane. Można przypuszczać, że postęp naukowo-techniczny umożliwi w najbliższej przyszłości przezwyciężenie istniejących lub przyszłych ograniczeń i problemów technicznych. Największym wyzwaniem będzie połączenie wszystkich elementów w jeden spójny, skuteczny, wydajny i niezawodny system, umownie nazywany myśliwcem 6. generacji.