Việc chế tạo động cơ tuốc bin phản lực (turbojet engine) cho các loại máy bay chiến đấu hiện đại là công nghệ không phải quốc gia nào cũng có được. Chỉ những cường quốc công nghệ hàng đầu mới có khả năng thiết kế và chế tạo động cơ tuốc bin phản lực, vì điều này đòi hỏi các trường thiết kế tiên tiến, vật liệu công nghệ cao và quy trình công nghệ phức tạp. Trong Chiến tranh Lạnh, các nhà phát triển hàng đầu của động cơ tuốc bin phản lực hàng không là Hoa Kỳ và Liên Xô, Anh và Pháp đã hít thở không tiếc tay.
Chủng tộc của nhiều thế hệ
Một trong những động cơ phức tạp và công nghệ tiên tiến nhất là động cơ dành cho máy bay chiến đấu, loại 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. Trong một thời gian dài, Liên Xô và Hoa Kỳ trên thực tế đã "đối đầu", hết lần này đến lần khác nước này, rồi nước khác vượt lên 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.
Sự sụp đổ của Liên Xô đã làm tê liệt nghiêm trọng ngành hàng không của đất nước - nhân sự, năng lực công nghệ bị mất, thời gian bị lãng phí. Chính vào thời điểm này, việc phát triển chiếc máy bay thế hệ thứ năm mới nhất đang được tiến hành, đòi hỏi phải có động cơ tương ứng.
Do đó, Hoa Kỳ đã dẫn đầu, lần 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.
Ở Nga, việc phát triển máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm và động cơ dành cho chúng vẫn kéo dài. Phòng thiết kế của Sukhoi và Mikoyan, trong điều kiện thiếu kinh phí triền miên, đã độc lập tiến hành công việc chế tạo máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm.
Vào năm 1997, Phòng thiết kế Sukhoi đã trình bày một bản thiết kế cho máy bay chiến đấu quét phía trước 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 - chiếc P179-300. Đến lượt mình, Phòng thiết kế Mikoyan đang thực hiện dự án máy bay chiến đấu tiền tuyến đa chức năng MiG-1.44, thực hiện chuyến bay đầu tiên vào năm 2000. Động cơ tuốc bin phản lực AL-41F sẽ được sử dụng làm động cơ trên nó, được phát triển đặc biệt cho máy bay thế hệ thứ năm với lực đẩy ước tính ở phần đốt sau là 18 tấn.
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 chôn vùi 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.
Dự án đóng cửa Su-47 và MiG-1.44 được thay thế bằng dự án tổ hợp hàng không triển vọng cho hàng không tiền tuyến (PAK-FA), cuộc đấu thầu đã được Phòng thiết kế Sukhoi, nơi cuối cùng đã tạo ra Su -57. Có vẻ như mọi thứ đều ổn? Tuy nhiên, trên con đường tạo ra chiếc máy này, nhiều vấn đề kỹ thuật và công nghệ đã nảy sinh. Một trong những điều quan trọng nhất là thiếu động cơ thế hệ thứ năm.
Có vẻ như một động cơ như vậy đã được tạo ra - đây là động cơ phản lực AL-41F, cũng được MiG-1.44 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 18.000 kgf xuống 15.000 kgf, vốn đã được coi là không đủ đối với máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm.
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 máy nối tiếp sẽ được sản xuất. Để thay thế nó, một động cơ của giai đoạn thứ hai với tên gọi "Sản phẩm 30" đang được phát triển, vẫn chưa có nhiều thông tin về nó - lực đẩy trên bộ đốt sau được cho là 18.000 kgf, nhỏ hơn so với động cơ đã F-135-PW-100/400 của Mỹ sản xuất hàng loạt (19500 kgf). Quá trình phát triển và thử nghiệm "Sản phẩm 30" đã được kéo dài.
Tuy nhiên, đã có (và vẫn tồn tại) một giải pháp thay thế cho sự phát triển của dòng động cơ AL-41F1 / AL-41F / AL-41F1 / "Sản phẩm 30". Ở trên đã đề cập rằng động cơ phản lực R-179-300 được coi là động cơ nối tiếp cho Su-47 - nhưng đây là loại động cơ nào?
Giải pháp thay thế
Động cơ 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).
Các thông số về lực đẩy ở chế độ tối đa và đốt sau của động cơ Р79В-300 vượt quá đáng kể thông số của các động cơ tuốc bin phản lực khác thuộc thế hệ thứ tư. Trọng lượng của Р79В-300 cao hơn một chút, nhưng đừng quên rằng nó bao gồm một vòi quay, cho phép sử dụng bộ đốt sau ở cả chế độ ngang và dọc.
Trên các trang ấn phẩm chuyên ngành và trên Internet, sự thiếu hụt của máy bay chiến đấu một động cơ hạng nhẹ - 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 giống với các máy bay chiến đấu có cùng kích thước trọng lượng - máy bay MiG-29 và F-16.
Có thể giả định rằng trên cơ sở Yak-141, một máy bay chiến đấu một động cơ đa chức năng hạng nhẹ có thể được tạo ra với các đặc tính bay vượt trội so với MiG-35 và F-16 của các phiên bản mới nhất
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 trên máy bay (điện tử hàng không) và tích hợp vũ khí mới.
Một chiếc máy bay như vậy có thể là nhu cầu của cả Không quân Nga và các thị trường nước ngoài, nơi những chiếc MiG-29 tương tự không được ưa chuộng.
Nhìn 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 chiến đấu đánh chặn hạng nặng tầm xa (sau này là đa chức năng) kiểu MiG-31. Tất nhiên, sự phân công lao động sẽ không bắt buộc, bất kỳ phòng thiết kế nào cũng có thể tham gia các cuộc thi "về chủ đề", vì cạnh tranh là một may mắn
Nhưng trở lại động cơ máy bay. Theo các báo cáo chưa được xác nhận, các công nghệ R-79-300 đã "rò rỉ" cho Trung Quốc vào đầu những năm 90:
“Tại Diễn đàn Sinodefence, một trong những người tham gia đã mang bản dịch máy của một bài báo từ một nguồn Internet nhất định của Trung Quốc, được cho là nói rằng Trung Quốc đã nhận được tài liệu kỹ thuật từ Nga và chính động cơ R-79-300 được trang bị 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 buổi trình diễn công nghệ 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. Vào tháng 8 năm 1996, Nga đã ký một đạo luật về việc chuyển giao động cơ cho phía Trung Quốc, đồng thời cung cấp một bộ bản vẽ và tài liệu kỹ thuật hoàn chỉnh (động cơ được chuyển giao mà không có vòi phun vectơ lực đẩy). Nhưng sau đó, vào năm 1998, khi cuộc khủng hoảng tài chính châu Á gây khó khăn kinh tế ở Nga, Trung Quốc đã có thể có được vòi phun động cơ R-79-300V với công nghệ của mình.
Trên cơ sở R-79, Viện Nghiên cứu Động cơ Tua bin 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.
Với việc phát triển thành công động cơ WS-15, Trung Quốc được cho là thực tế đang 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, 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
Động cơ tuốc bin phản lực đầy hứa hẹn R179-300 được phát triển trên cơ sở động cơ R79V-300 có những đặc điểm tương ứng với yêu cầu của thời điểm 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 người ta tin rằng nó có thể được đưa lên hàng không nhanh hơn.
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 điểm 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 bế tắc - đi sai đường, kết quả là có thể bị trì hoãn hàng năm, thậm chí hàng thập kỷ. Xét về tầm quan trọng của máy bay chiến đấu nói chung, máy bay chiến đấu nói riêng thì 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. AMNTK "Soyuz" vẫn giữ được năng lực kỹ thuật và đang tích cực phát triển động cơ cho máy bay thế hệ thứ năm. Ví dụ, một động cơ tuốc bin phản lực đầy hứa hẹn P579-300 đã được trình bày tại diễn đàn Army-2020, các đặc điểm được công bố là khá phù hợp với các yêu cầu đối với động cơ máy bay cho máy bay thế hệ thứ năm.
Còn xa thực tế là động cơ phản lực R579-300 hoặc một động cơ máy bay khác dựa trên nó sẽ có thể được tích hợp vào khung máy bay Su-57 do sự khác biệt về kích thước, mặc dù điều này không chính xác, có lẽ AMNTK Soyuz có thể điều chỉnh Động cơ tuốc bin phản lực P579-300 cho Su-57.
Nhưng ngay cả khi động cơ phản lực P579-300 không phù hợp với Su-57, thì một máy bay chiến đấu đa chức năng hạng nhẹ vẫn có thể được chế tạo trên nó, kể cả trong biến thể VTOL, một tổ hợp máy bay đánh chặn tầm xa đầy hứa hẹn hoặc một loại máy bay khác phục vụ nhu cầu. của Không quân Nga hoặc cung cấp cho xuất khẩu.
Ví dụ, trong bản tin trên trang web Soyuz, người ta nói về khả năng tạo ra một động cơ đầy hứa hẹn dựa trên động cơ phản lực R579-300 cho một UAV chiến lược có tốc độ bay hơn 3-4 M, cũng có thể là dùng 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 hoàn toàn cho phép tài trợ cho một số phát triển song song, nhằm giảm thiểu rủi ro kỹ thuật và tạm thời trong việc tạo ra các sản phẩm có triển vọng.
