Чем принципиально будет отличаться следующее поколение истребителей пока не ясно
В США, Евросоюзе, некоторых других странах объявлено о разработке истребителей следующего, уже шестого поколения. Но какие признаки будут отличать такие машины от самолетов пятого поколения? До сих пор создание истребителей нового поколения происходило при внедрении новых технологий, позволявших ввести такие нововведения, которые бы существенно улучшали боевые возможности самолетов.
Например, истребители четвертого поколения (разрабатывались с 1975 года) отличались от машин третьего повышенной маневренностью за счет неустойчивой аэродинамической схемы, электродистанционной системой управления, двухконтурными турбореактивными двигателями с пониженным расходом топлива, возможностью многоцелевого использования (применения средств поражения по воздушным, наземным и надводным целям). Истребители пятого поколения (их разработка началась в 1990-е годы) отличались от четвертого малой заметностью за счет особой конструкции планера самолета, размещения вооружения во внутрифюзеляжных отсеках и применения радиопоглощающих материалов. В России также критерием пятого поколения служит сверхманевренность за счет изменяемого вектора тяги двигателей и возможность полета на сверхзвуковой скорости без использования форсажа.
Но, как говорит наука иноватика, лишь прорывные технологии определяют радикальные изменения, позволяющие провести четкую грань между поколениями истребителей. Как правило, это требует кардинальных изменений конструкции самолета и аэродинамической компоновки. Реализация новых доступных в настоящее время и в ближайшей перспективе технологий не позволяют сейчас провести четкую грань между 6-м и 5-м поколением.
В качестве технологий, определяющих отличия истребителей 6-го поколения от 5-го, зарубежными специалистами отмечаются:
· реализация концепции опционально пилотируемого самолета (разработанный специально с таким расчетом, что может пилотироваться как летчиком, так и дистанционно);
· объединение пилотируемых и беспилотных систем в «систему систем», в основе которой будет истребитель 6-го поколения;
· создание нового трехконтурного адаптивного двигателя, обеспечивающего существенное увеличение тяги и сокращение расхода топлива;
· использование систем вооружения на основе направленной энергии.
Однако существует и другое мнение: на сегодня нет пока четких критериев, позволяющих однозначно отнести проекты истребителей к 5-му или 6-му поколениям. Часть из перечисленных выше новых технологий применяются уже на машинах 5-го поколения. Это в лучшем случае эволюционное улучшение характеристик истребителей 5-го поколения за счет модернизации двигателей, авионики и использования новых авиационных средств поражения. В свое время такая модернизация истребителей четвертого поколения привела к появлению улучшенных машин, отнесенных к поколениям 4+ и 4++. Так и проекты, которые некоторые разработчики называют «истребителями шестого поколения», скорее можно отнести к поколению 5+. Ведь у них нет никаких принципиальных отличий от уже имеющихся и разрабатываемых истребителей пятого поколения.
США. Программа NGAD
В сентябре 2020 года в ходе ежегодной конференции, проводимой Ассоциацией военно-воздушных сил (ВВС) США, помощник министра ВВС США по закупкам, технологиям и логистике Уильям Ропер (William B. Roper Jr.) объявил: «Мы уже построили и подняли в воздух в реальном мире полномасштабный летный демонстратор [истребителя нового поколения – Ред.], и мы побили все рекорды в этом деле. Мы готовы приступить к созданию самолетов следующего поколения как никогда раньше».
Это заявление стало неожиданностью для авиационных экспертов, так как считалось, что программа NGAD (Next-Generation Air Dominance – «Превосходство в воздухе следующего поколения») находилась на тот момент лишь на этапе создания ключевых технологий. Программа NGAD всегда описывалась как «семейство систем» (Family of Systems), ядром которой будет истребитель 6-го поколения.
Первоначально NGAD начиналась как совместная программа ВВС и ВМС США, но ввиду значительных отличий в тактико-технических требованиях к истребителю 6-го поколения эти виды вооруженных сил создали отдельные программные офисы. Из открытых источников информации следует, что программа NGAD получила бюджетное финансирование только с 2019 года. Всего на нее в период 2019-25 финансовых годов в бюджете ВВС планировалось выделить около $ 9 млрд (в том числе в 2021-м примерно $ 1 млрд, а в 2022-м – $ 1,5 млрд).
Работы по программе NGAD остаются засекреченными. Господин Ропер не раскрыл никаких дополнительных подробностей о конструкции демонстратора, когда и где произошел его первый полет, был ли он беспилотным или опционально пилотируемым, кто предприятие-разработчик и изготовитель и, главное, какие «рекорды» он побил? В части «рекордов» авиационные эксперты предположили, что они не связаны с физическими характеристиками демонстратора, такими как высота полета, скорость, скороподъемность, малозаметность и т.д., а относятся, прежде всего, к значительному сокращению сроков создания. Это стало возможным благодаря использованию трех современных цифровых технологий: цифровой инженерии, гибкому программному обеспечению и открытой архитектуре систем. Такие новые подходы могут находить применение не только в простых проектах, но и при разработке сложных семейств авиационных систем по программе NGAD.
Господин Ропер в 2020 году отмечал, что новые подходы уже использовались Boeing при разработке «с чистого листа» до первого полета всего за три года сверхзвукового учебно-тренировочного самолета (УТС) повышенной подготовки T-7 Red Hawk. Правда, сокращение сроков разработки во многом было достигнуто за счет сотрудничества Boeing со шведской компанией SAAB, имеющий опыт создания легких истребителей 4-го поколения Gripen одинаковой размерности с Т-7 Red Hawk. «Но создание простого учебного самолета, такого как Т-7 Red Hawk, сильно отличается от производства истребителя по программе NGAD, – утверждает аэрокосмический аналитик из Teal Group Ричард Абулафия (Richard Aboulafia). – Нет никаких доказательств того, что эти новые технологии производства будут работать для более продвинутого самолета».
Другим новшеством стало предложение о радикальном изменении системы закупок истребителей. Уильям Ропер в 2020 году отмечал, что концепция NGAD заключается в быстром проектировании, разработке и развертывании истребителей с использованием цифровых технологий, но в ограниченном количестве – возможно, всего от 50 до 100 единиц. Чтобы внедрять появляющиеся новые технологии, следующая итерация истребителя или его новый дизайн будут введены в эксплуатацию в течение следующих 5-12 лет, тогда как предыдущая модель выйдет из эксплуатации. Это также позволит экономить на затратах для содержания устаревших моделей, не «запирая» рынок истребителей с одним подрядчиком на десятилетия, как это произошло с истребителями 5-го поколения F-22 и F-35, поставляемыми компанией Lockheed Martin. Данное предложение Ропера об изменении системы закупки истребителей нового поколения не нашло поддержки среди руководства ВВС США и Пентагона, и она останется скорее всего прежней.
Высокопоставленные чиновники ВВС США также предположили, что может быть два варианта или две конфигурации истребителя 6-го поколения, создаваемого по программе NGAD.
Генерал в отставке Джеймс Холмс (James Holmes), руководивший до октября 2020 года Боевым авиационным командованием ВВС США (USAF’s Air Combat Command), заявил в июне 2021 года, что в состав NGAD в конечном итоге может входить два типа пилотируемых самолетов. Один был бы оптимизирован для европейского театра военных действий. Предположительно, он будет иметь обычные размеры, быстрый цикл развертывания и иметь способность работать с большого количества временных аэродромов этого театра боевых действий. Более крупный и тяжелый вариант с большей дальностью полета и полезной нагрузкой может быть создан для Индо-Тихоокеанского театра боевых действий.
Программа F-X
Программа разработки истребителей 6-го поколения в ВВС США получила обозначение F-X или PCA (Penetrating Counter-Air – Преодоление ПВО и борьба с воздушными целями). Начальник штаба ВВС США генерал Чарльз Браун (Charles Brown) в мае 2021 года сказал, что истребитель F-X начнет заменять F-22 в 2030-х годах. Однако его заместитель по стратегии, интеграции и требованиям генерал-лейтенант Клинтон Хиноут (Clinton Hinote) усомнился, что потребуется всего 10 лет до ввода в эксплуатацию первого истребителя нового поколения, хотя программа NGAD и находится в графике.
В апреле 2021 года ВВС США раскрыли концепт-арт истребителя 6-го поколения, который, по словам Уильяма Ропера, «был уже создан и испытан в воздухе». Изображение появилось в опубликованном двухгодичном отчете о закупках. В этом отчете отмечалось, что NGAD представляет собой передовую авиационную программу, реализуемую в дополнение к F-22 Raptor и F-35 Lightning II для сохранения превосходства США в воздухе посредством разработки воздушных платформ с многодоменной осведомленностью, гибкой устойчивой связью и интегрированным семейством возможностей. В частности, генерал-лейтенант Хиноут отметил, что сама NGAD будет «опционально укомплектована», и что она не может быть заменой F-22 «один на один», учитывая роль, которую будут играть беспилотные эскорты NGAD. «Но беспилотники будут мультипликаторами силы, – добавил Клинтон Хиноут, - особенно если многим из них не нужна взлетно-посадочная полоса для взлета или посадки».
Программа F/A-XX
Программа разработки истребителей 6-го поколения в ВМС США была названа F/A-XX. В апреле 2021 года ВМС США также предоставили более подробную информацию о своих планах создания истребителя 6-го поколения в рамках программы NGAD.
Контр-адмирал в отставке Грегори Харрис (Gregory Harris), до июня 2021 года возглавлявший управление воздушных операций ВМС США, говорил: «Самолеты, следующие за F/A-18 Super Hornet, скорее всего, будут пилотируемыми, но программа NGAD будет включать в себя сочетание как пилотируемых, так и беспилотных платформ». В части их соотношения контр-адмирал Харрис отмечал, что со временем оно станет беспилотным как минимум на 50 % или более. «Если мы посмотрим на это прямо сейчас, NGAD – это семейство систем, в центре которого находится F/A-XX, – отмечал Грегори Харрис. – Но мы действительно рассматриваем NGAD как нечто большее, чем просто один самолет». Беспилотные платформы, по его словам, рассматриваются как вспомогательные не только для выполнения специальных задач – разведка, радиоэлектронная борьба, дальнее радиолокационное обнаружение, – но в перспективе и боевых задач по поражению воздушных, надводных и наземных целей.
Беспилотный компонент программы NGAD
И ВВС США, и ВМС США кроме истребителей 6-го поколения – основного компонента программа NGAD – к «семейству систем» относят беспилотные летательные аппараты и другие сетевые платформы в космосе или киберпространстве.
Одно из основных требований к беспилотным компонентам, создаваемым в рамках концепции LCAAS (Low-Cost Autonomous Attritable Systems – Недорогие автономные ударные системы), - они должны быть недорогими автономными многоразовыми беспилотными летательными аппаратами (БЛА) стоимостью $ 2-20 млн, чтобы их боевые потери были допустимы. Концепция LCAAS реализуется с 2015 года и имеет целью по доступной цене увеличить количество БЛА и возможности ВВС без добавления большего количества пилотируемых самолетов и, соответственно, летчиков, для которых требуются бортовые системы жизнеобеспечения и боевые потери которых недопустимы. В отличие от пилотируемых комплексов, БЛА рассчитаны на короткий срок службы и, как предполагается, не потребуют сложных форм технического обслуживания или продления срока службы.
Для достижения автономности Исследовательской лабораторией ВВС США (Air Force Research Laboratory, AFRL) реализуется программа Skyborg по созданию «мозга» (программного обеспечения) БЛА LCAAS, в котором будут применяться технологии искусственного интеллекта. Название часто неправильно истолковывалось как описание самого БЛА, хотя Skyborg является «электронным» пилотом, который управляет БЛА без постоянного внимания со стороны человека-оператора. Skyborg предполагает разработку программного обеспечения для конкретной платформы, чтобы наилучшим образом использовать любые БЛА LCAAS, на которых оно используется. На сегодняшний день Skyborg «летал» на БЛА XQ-58 Valkyrie и UTAP-22 Mako, разработанных компанией Kratos, и MQ-20 Avenger компании General Atomics.
Эти БЛА планируется применить для реализации другой инновационной концепции AFRL под названием Loyal Wingman – «Преданный ведомый». БЛА Loyal Wingman смогут работать в автономном режиме или находиться под управлением как наземных пунктов управления, так и пилотируемых самолетов стратегической, военно-транспортной и специальной авиации, к которым относятся воздушные командные пункты, самолеты дальнего радиолокационного обнаружения, самолеты-разведчики, самолеты радиоэлектронного противодействия, самолеты-заправщики и т.д.
Среди инновационных разработок, которые могут быть использованы для беспилотного компонента NGAD, стоит отметить программу Gremlins. Она призвана облегчить решение задачи преодоления или прорыва ПВО противника.
ВМС США при создании истребителя 6-го поколения F/A-XX в дополнение к ВВС имеет специфические проекты беспилотного компонента в рамках программы NGAD. Наиболее значимый среди них – палубный беспилотный самолет-заправщик MQ-25 Stingray, который имеет большой потенциал для выполнения задач разведки, ретрансляции сигналов, радиоэлектронного противодействия, а в перспективе и боевых задач.
В США истребитель 6-го поколения рассматривают в первую очередь как основу концепции NGAD. Однако и действующие истребители 5-го поколения F-22 и F-35 могут выполнять такие же задачи по управлению беспилотным компонентом.
Европейские программы
Главным достижением европейской авиационной промышленности в настоящее время является успешная реализация программ разработки и производства истребителей 4-го поколения – Rafale французской компании Dassault, Gripen шведской компании Saab и Typhoon, созданного предприятиями Великобритании, Германии, Италии и Испании в рамках консорциума Eurofighter. Разработка общеевропейского истребителя 4-го поколения фактически началась в 1983 году с программы Future European Fighter Aircraft. В дальнейшем Франция и Швеция решили создавать проекты национальных истребителей, поскольку их не устраивали единые европейские тактико-технические требования. Первый полет Rafale состоялся в 1986 году, Gripen – в 1988-м, Typhoon – в 1994-м.
Концепция перспективной боевой авиационной системы будущего FCAS (Future Combat Air System, по фр. SCAF – système de combat aérien du future) для замены истребителей Typhoon и Rafale начала прорабатываться с 2001 года в рамках Европейской программы приобретения технологий ETAP (European Technology Acquisition Programme). В результате сотрудничества между Германией, Францией, Великобританией, Италией, Швецией и Испанией за основу концепции была принята идея объединения пилотируемых и беспилотных систем в «систему систем» (System of Systems), в основе которой будет истребитель следующего поколения NGF (Next Generation Fighter).
В дальнейшем достоверных сведений о развитии программы FCAS и создании европейского истребителя следующего поколения, по крайней мере из открытых источников, практически не было.
Можно предположить, на динамику развития программ FCAS в целом и создания европейского истребителя 5-го поколения в частности, в определенной мере повлияла стартовавшая в 1994 году программа разработки многоцелевых малозаметных истребителей 5-го поколения F-35 по программе JSF (Joint Strike Fighter – единый ударный истребитель) для ВВС, ВМС, Корпуса морской пехоты США. JSF в 2001 году получила статус международной, когда к ней присоединились 8 иностранных партнеров, среди них 5 европейских. Великобритания инвестировала в программу JSF $ 2 млрд, Италия – $ 1 млрд, Нидерланды – $ 800 млн, Дания – $ 150 млн, Норвегия – $ 125 млн.
Только в 2017–18 годах европейские страны – Франция и Германия с одной стороны и Великобритания с другой – заявили о своих амбициозных планах создания истребителей сразу 6-го поколения, перешагнув через 5-е.
Германия и Франция. Программа Next Generation Fighter
Президент Франции Эммануэль Макрон (Emmanuel Macron) и канцлер Германии Ангела Меркель (Angela Merkel) впервые объявили о планах по реализации амбициозной программы FCAS в июле 2017 года. В апреле 2018 года министры обороны Франции и Германии на авиасалоне ILA-2018 в Берлине сделали заявление о совместных планах создания истребителя следующего поколения NGF в рамках программы FCAS. В феврале 2021 года Dassault Aviation и Airbus вместе со своими партнерами MTU Aero Engines, Safran, MBDA и Thales заключили рамочный контракт о проведении работ в рамках фазы 1А стоимостью € 65 млн. Он предусматривает разработку концептуального облика истребителя в течение двух лет. Созданием двигателя для нового самолета займется консорциум в составе французской группы Safran и немецкой MTU Aero Engines.
В 2019 году к программе как полноправный партнер присоединилась Испания. Спустя почти четыре года после того, как было впервые заявлено о программе FCAS, три страны-партнера достигли соглашения о разработке истребителя-демонстратора до 2027 года.
Минобороны Франции официально подтвердило, что Фазы 1В и 2 по созданию демонстратора, как ожидается, обойдутся в € 3,5 млрд, разделенные поровну между тремя странами-участницами. Однако позже представители Германии заявили, что соглашение на выполнение Фаз 1B и 2 имеет цену более € 4 млрд только для Германии. В любом случае, цифры значительно выросли по сравнению с предыдущей оценкой расходов в € 2,5 млрд, которую правительства предписывали компаниям в качестве потолка в 2020 году.
Первый полет демонстратора NGF первоначально планировался в 2025 году, в дальнейшем был перенесен на 2027 год. Поступление на вооружение истребителя планировалось в 2040 году. Стоимость его разработки оценивается аналитиками в € 8 млрд до 2030 года, а общая стоимость программы – в диапазоне € 50-80 млрд.
Европейская концепция FCAS от Airbus и Dassault Aviation, также как и американская программа NGAD, рассматривается как «система систем» (System of Systems), призванная обеспечить европейский суверенитет и технологическое лидерство в секторе военной авиации на ближайшие десятилетия. FCAS будет включать в себя не только новый истребитель 6-го поколения, но и существующие и перспективные пилотируемые и беспилотные воздушные платформы, выполняющие как боевые задачи по поражению воздушных и наземных/надводных целей, так и задачи боевого обеспечения – разведки, радиоэлектронного противодействия, дальнего радиолокационного обнаружения и наведения, ретрансляции данных и т.д.
Новый истребитель NGF будет ядром FCAS. Но не менее важным компонентом должна стать всеобъемлющая сеть, известная как боевое облако ACC (Air Combat Cloud). С ее помощью NGF будет способен управлять беспилотными платформами через спутниковые группировки и киберзащищенные сети. ACC обеспечит общую ситуационную осведомленность в реальном масштабе времени путем мгновенного получения, обмена, слияния и обработки огромных объемов данных со всех подключенных к ней пилотируемых и беспилотных платформ.
Другим компонентом FCAS являются семейство модульных БЛА, названных проектной группой «удаленными перевозчиками» (Remote Carriers, RC). В принципе, RC являются по предназначению аналогами недорогих БЛА, создаваемых в рамках американской концепции Loyal Wingman.
Сохраняющаяся неопределенность и разногласия между промышленными партнерами, прежде всего, по вопросам финансирования, похоже, завели программу FCAS в тупик. Выступая перед французскими СМИ, генеральный директор Dassault Эрик Траппье (Éric Trappier) сказал, что текущая запланированная дата ввода в эксплуатацию претерпела изменения. «2040 год уже пропущен, потому что мы еще не начали работу, – сказал Траппье новостному каналу BFM TV 6 июня 2022 года, добавив, – таким образом, мы ориентируемся скорее на срок создания в 2050-е годы».
Великобритания. Программа Tempest
Великобритания рассекретила программу разработки истребителя 6-го поколения на Farnborough Air Show в июле 2018 года. На выставке была показана полномасштабная модель истребителя, получившего название Tempest («Буря»). Истребитель создается группой предприятий, известных под названием «команда Tempest» (Team Tempest) в составе BAE Systems, Rolls-Royce, Leonardo UK и MBDA UK, а также минобороны Великобритании. Головным разработчиком самолета определена компания BAE Systems.
В июле 2019 года намерение присоединиться к программе высказала Швеция, а в сентябре 2019 года Италия. В декабре 2020 года министры обороны Великобритании, Италии и Швеции подписали трехсторонний меморандум о взаимопонимании по разработке истребителя Tempest. В результате к британским компаниям могут подключиться итальянские фирмы Leonardo Italy, MBDA Italia, Elettronica, Avio Aero и шведские Saab и GKN Aerospace Sweden.
29 июля 2021 года информационное агентство UK Defence Journal сообщило о подписании военным ведомством Великобритании с BAE Systems контракта на сумму около £ 250 млн на этап разработки концепции и оценки создания истребителя 6-го поколения. Всего начальный объем инвестиций до 2025 года оценивается £ 2 млрд.
Tempest как основной компонент системы также будет работать совместно с БЛА, разрабатываемыми в рамках программы LANCA (Lightweight Affordable Novel Combat Aircraft – Легкий доступный новый ударный самолет) и со всеми другими воздушными средствами. В принципе БЛА, создаваемые по программе LANCA, являются по предназначению аналогами недорогих БЛА американской концепции Loyal Wingman и франко-германского семейства модульных БЛА RC.
Поступление Tempest на вооружение для замены Eurofighter Typhoon планируется с 2035 года. В отличие от программы Германии, Франции и Испании, Великобритания, Италия и Швеция свой проект, частью которой и является истребитель Tempest, намерены осуществить в планируемый срок. Учитывая всю сложность и масштабность программы Tempest, высокопоставленный британский чиновник охарактеризовал ее как «сложная задача на следующие 10-лет».
Китайский необъявленный
Исходя из анализа китайских СМИ, Китай не намерен отставать в глобальной гонке по созданию истребителя 6-го поколения. «Китай еще официально не раскрыл план по своему истребителю следующего поколения, что вряд ли является неожиданностью, поскольку страна редко объявляет о каком-либо оружии, находящемся в разработке, – заявил в феврале 2019 года изданию Global Times военный эксперт из Пекина на условиях анонимности. – Однако Китай, возможно, уже начал соответствующие исследования и разработки». Тот же китайский военный эксперт сообщил, что традиция Китая заключается в том, чтобы иметь одно поколение самолетов на службе, новое в развитии и следующее поколение в стадии изучения. Теперь, когда тяжелый истребитель 5-го поколения J-20 уже находится в эксплуатации, разработка нового самолета уже ведется.
Главный конструктор Научно-исследовательского и проектного института самолетов AVIC в Чэнду Ван Хайфэн (王海峰), который участвовал в разработке истребителей J-20 и J-10, сообщил в январе 2019 года изданию Ordnance Industry Science Technology, что Китай рассматривает возможность разработки истребителя следующего поколения к 2035 году или ранее. По его словам, некоторые новые функции истребителя 6-го поколения включают в себя способность управлять беспилотными летательными аппаратами, искусственный интеллект и еще более высокие стелс-возможности благодаря аэродинамическому дизайну. «Новые технологии, такие как гиперзвуковое и лазерное оружие, адаптивные двигатели и использование swarm-технологий, также могут быть использованы в создании самолета следующего поколения», – сказал Ван Хайфэн. Он отметил, что будут выбраны некоторые из них и добавлены другие, которые наилучшим образом соответствуют потребностям Китая.
5+ вместо 6-го
С учетом того, что беспилотный компонент «системы систем», как предполагается, возьмет на себя решение как боевых, так специальных задач, целесообразность реализации концепции опционально пилотируемого истребителя 6-го поколения, в части создания беспилотного варианта, экспертами все больше подвергается сомнению. Истребитель 6-го и с большой вероятностью 7-го поколения однозначно будет пилотируемым.
Главные требования к беспилотному компоненту – БЛА должны быть недорогими, автономными, многоразовыми. Наиболее сложная проблема – это как раз достижение требуемого уровня автономности БЛА. Динамика ее развития с применением технологий искусственного интеллекта, к сожалению, далека от ожиданий. Видимо, поэтому за рубежом снизился интерес и были приостановлены программы разработки дорогостоящих тяжелых малозаметных БЛА с использование схемы «летающее крыло», таких как европейские Neuron и Taranis и американский Х-47В.
В части создания адаптивных двигателей как атрибута истребителей 6-го поколения следует отметить, что в США после почти 15 лет разработки и инвестиций в размере $ 4 млрд по программе AETP (Adaptive Engine Transition Program) прототипы двух новых двигателей находятся на испытаниях: XA100 компании GE Aviation и XA101 – Pratt & Whitney. Двигатели AETP планируется устанавливать на все F-35A начиная с 2027 года.
Компания Lockheed Martin планирует разработать и интегрировать на истребителях F-35 модульный волоконно-оптический лазер мощностью 60-120 кВт на базе созданного в интересах сухопутных войск США лазера мощностью 30 кВт по программе ATHENA. Прототип установки может быть создан к 2024 году.
Таким образом, все перечисленные в начале материала технологии, называемые в качестве отличительных черт для истребителей 6-го поколения, фактически могут быть реализованы при осуществлении программ модернизации истребителей пятого поколения.
Текст: Сергей Моисеев, Константин Лантратов (ПАО "ОАК")