Проект лёгкого штурмовика Скорпион

Актуальность
Штурмовики стоят особняком среди остальных типов фронтовой авиации ввиду своей специализации. И, если функции истребителя, перехватчика, фронтового бомбардировщика и ударного самолёта можно воплотить в одной машине, то штурмовая авиация таким вмешательствам поддаётся с огромным трудом. Штурмовая авиация занимается поддержкой наземных сил на поле боя и нужна везде, где проводятся наступательные операции или штурмовка наземных сооружений. А, поскольку тяжёлая и неповоротливая машина является лёгкой целью для современных ракет, имеет смысл разработка машин нового класса – более лёгких и маневренных по сравнению с существующими ныне машинами, но несущих достаточное вооружение для эффективной работы.

Новизна
На данный момент на вооружении ВВС России имеются два основных типа штурмовиков – Су-25 и Як-130. Су-25 стоит на вооружении уже достаточно много лет, чтобы быть снятым с него в обозримом будущем, а основным предназначением Як-130 является тренировка личного состава, в то время как роль лёгкого штурмовика для него является вспомогательной, как впрочем и у иностранных аналогов – «чистого» лёгкого реактивного штурмовика на данный момент в мире нет. В данной проектной работе представлен самолёт, являющийся исключительно лёгким штурмовиком, без вспомогательных функций.

Цель работы
Требуется лёгкий самолёт для непосредственной поддержки наземных сил на поле боя, способный нести 1.5 т. вооружения на дозвуковой скорости и эффективно уничтожать пехоту, лёгкие небронированные цели, укрепления и танки, а также выжить при столкновении с истребительной авиацией противника.

Задачи
Создать концепцию лёгкого штурмовика
Разработать лёгкий штурмовик
Обосновать принятые решения

Основная часть

Техническое задание
Назначение: Непосредственная поддержка наземных сил на поле боя
Основные требования:
Повышенная маневренность
Повышенная устойчивость
Тяговооружённость в интервале 0.5 – 0.6
Максимальная скорость до 1000 км/ч на уровне моря
Потолок до 10.000 метров
Повышенная ситуационная осведомлённость
Повышенная выживаемость
Эффективная работа на малых высотах и скоростях
Вооружение:
Ракеты воздух-воздух Р-60
ПТУР «Атака»
НУРС С-5, С-8, С-13
Авиабомбы КАБ-250, ФАБ-250, РБК-250
Авиационная пушка ГШ-23Л в подвесном контейнере СНПУ-130

Принятые конструкторские решения
Крыло обратной стреловидности для повышения подъёмной силы, маневренности и устойчивости
Управление вектором тяги для повышения маневренности и устойчивости
Применение цельноповоротного V-образного хвостового оперения для повышения маневренности по оси рысканья и компенсации повышенного лобового сопротивления, вызванного установкой КОС
Применение ЭДСУ для повышения надёжности и управляемости
Установка РЛС заднего обзора
Установка круговой информационной системы
Относительное бронирование кабины пилота (по сравнению с аналогами)

Аналогами самолёта
являются Aero L-39,
Boeing T-45, Як-130 и
другие машины
подобного класса
*Поскольку все приведённые самолёты
подобного класса также используются в
качестве УТС, их нельзя считать полными
аналогами проекта
Сравнение с аналогами:
Лёгкий штурмовик/УТС L-39

Лёгкий штурмовик/УБС Як-130

Преимущества по сравнению с аналогами:
Повышенные маневренность и устойчивость за счёт применения ЭДСУ, крыла обратной стреловидности, управления вектором тяги и V-образного хвостового оперения
Повышенная ситуационная осведомлённость за счёт применения круговой информационной системы
Недостатки по сравнению с аналогами:
Сниженная максимальная скорость за счёт повышенного лобового сопротивления ввиду установки КОС
Увеличенная стоимость изделия и сложность эксплуатации из-за применения КОС и ЭДСУ
Нейтральные отличительные особенности:
Невозможность применения в качестве УТС
Один член экипажа

Самолёт
Наземные комплексы обслуживания (обслуживание и подготовка самолёта)
Наземные РЛС (наведение на цель)
Взаимодействие с комплексами ДРЛОиУ (информация о целях)
Взаимодействие со спутниками (информация о целях)
Истребительная авиация (прикрытие)
Состав и принцип действия авиационного комплекса

Этапы разработки

Выбор силовой установки
В качестве силовой установки были выбраны два ТРДД АЛ-55 максимальной тягой по 2200 кгс и массой 365 кг, характеристики которого автор счёл достаточными для силовой установки проекта

Теоретические выкладки по развесовке и размерности
Максимальная тяга СУ – 4400 кгс. При тяговооружённости 0.5-0.6 имеем взлётную массу 7300-8800 кг.
1500 кг уходит на боевую нагрузку. Максимальную массу топлива берём равной 1750 кг, как на Як-130.
Итого имеем в худшем случае 7300-1500-1750=4050 кг масса пустого. Без учёта двигателей - 4050-730=3320 кг остаётся на планер и авионику.
Длина Як-130 равна 11.5 м. В связи с тем, что габариты разрабатываемого изделия примерно идентичны, длину возьмём такую же. Размах крыла также составляет 11.5 м.

Подытожим конструкторские решения
Крыло обратной стреловидности для повышения подъёмной силы, маневренности и устойчивости
Управление вектором тяги для повышения маневренности и устойчивости
Применение цельноповоротного V-образного хвостового оперения для повышения маневренности по оси рысканья и компенсации повышенного лобового сопротивления, вызванного установкой КОС
Применение ЭДСУ для повышения надёжности и управляемости
Установка РЛС заднего обзора
Установка круговой информационной системы
Относительное бронирование кабины пилота (по сравнению с аналогами)

Предварительный набросок

Общий вид самолёта

Лобовая проекция самолёта

Боковая проекция самолёта

Верхняя проекция самолёта

Внутренняя компоновка самолёта

Фюзеляж – полумонокок шестиугольного со скруглением вверху в плане сечения, переходящий в овальное. Воздухозаборники крепятся к фюзеляжу примерно на половине его длины. Входные части воздухозаборников отделены от обшивки борта и крыла, образуя щель для слива пограничного слоя из носовой части фюзеляжа. В носу под радиопрозрачным обтекателем установлена РЛС, в хвостовой балке установлена РЛС заднего обзора. Кабина одноместная, с катапультным креслом типа К-36, герметизированная. Место пилота снизу, сзади и спереди защищено бронелистом. Применена концепция стеклянной кабины, вся информация выводится на дисплеи. Фонарь кабины беспереплётный, при открытии откидывается вперёд. В трактах воздухозаборников установлены два двигателя АЛ-55 в бесфорсажном варианте, на которых установлены сопла с управлением вектором тяги. Сопла отклоняются на 10 градусов в одной плоскости, которая повёрнута на 45 градусов по часовой стрелке (для левого сопла) и против часовой стрелки (для правого).
Крыло имеет обратную стреловидность, конструктивно состоит из двух лонжеронов, набора нервюр и обшивки. Передняя кромка выполняет роль силового элемента. Механизация состоит из флаперонов, занимающих почти всю заднюю кромку и отклоняемых носков наплыва, выполняющих роль предкрылков.

Оперение самолёта состоит из двух поверхностей, расположенных в хвосте и наклонённых на 55 градусов относительно горизонтальной плоскости сечения самолёта. Ось их вращения параллельна горизонтальной плоскости сечения, образуя с плоскостями оперения угол в 55 градусов.
Управление самолётом в кабине лётчика осуществляется ручкой продольно-поперечного и педалями путевого управления. В качестве управляющих элементов используются флапероны, плоскости V-образного оперения и сопла с ОВТ.
При вращении в плоскости крена происходит диффренциальное отклонение флаперонов. При управлении по каналу тангажа плоскости хвостового оперения отклоняются симметрично друг другу. При управлении в плоскости рысканья плоскости хвостового оперения отклоняются асимметрично, а флапероны при помощи ЭДСУ предотвращают нежелательный крен при выполнении рысканья. Управление соплами с ОВТ аналогично представленному на самолёте Су-30СМ.

На самолёте установлены два двигателя АЛ-55 в бесфорсажном варианте тягой по 2200 кгс каждый. Управление режимами работы двигателя производится рукояткой управления двигателя в кабине, усилия от перемещения которой передаются в бортовой компьютер самолёта.
Гидросистема обеспечивает работу приводов системы управления, стоек шасси и их створок, тормозов колёс.
Шасси самолёта аналогично применённому на Як-130.

Направления совершенствования
Возможно создание специализированных
модификаций самолёта, предназначенных для:
Борьбы с танками противника
Уничтожения вертолётов противника
Использования в качестве самолёта радиоэлектронной борьбы
Палубного базирования
Возможна модификация самолёта в других направлениях