Нови авион

Нови авион
НА5.JPG
Опште
Намена вишенаменска
Посада једносед/двосед
Произвођач ваздухопловна индустрија СФРЈ са иностраном сарадњом.
Први лет планиран у 1995.
Димензије
Дужина 13,75 m
Размах крила 8,00 m
Висина 4,87 m
Површина крила 30 m²
Маса
Празан 6.000 kg
Нормална полетна 8.660 kg
Макс. тежина при узлетању 12.160 kg
Погон
Турбо-млазни мотор Snecma M88Y
Потисак ТММ 1 х 54,4 / 84,70 kN
Перформансе
Макс. брзина на Hopt 1,88 од брзине звука, макс. брзина са непроменљивом геометријом усисника
2.000 km/h
Плафон лета 17.000 m
Брзина пењања 16.500 m/min
 
Нови авион је био радни назив за југославенски програм вишенаменског надзвучног борбеног авиона. У радној комуникацији се користила и скраћеница НА.

Прве идеје о покретању тога програма настале су након полетања прототипа авиона Орао,1974. године. Програм је покренут ради опремања РВ и ПВО са борбеним авионима на бази стеченог искуства на Орлу и ради одржања континуитета запошљавања капацитета ваздухопловне индустрије, кроз властити развој и производњу. Та прва идеја се заснивала на надоградњи концепције авиона Орао, за развој његовог наследника, под називом Орао 2. После прелиминарних разматрања и анализа, идеја је амбициозније артикулисана у развој напредног, вишенаменског авиона, четврте генерације.

Реализоване активности на програму НА

Ратно ваздухопловство је израдило студију Стратегија развоја РВ и ПВО, која је дефинисала оперативне потребе и почетне тактичко-техничке захтве (ТТЗ) за НА. Ваздухопловнотехнички институт је на основу тих захтева, 1982. године, израдио први програм реализације (ПР), у коме су назначене две алтернативе:

  • домаћи развој на бази класичних технологија и постојећих кадровских потенцијала у земљи и
  • целовита примена нових технологија, допуном властитих могућности „технолошком подршком“ развијених земаља.

Показало се да властитим развојем НА, на бази сопствених технолошких и кадровских могућности, на основу постојећих технологија, развијених кроз програме Орао и Г-4, није било могуће реализовати борбени авион 4. генерације, који је тражило РВ. Очигледан је био пут реализације, да се испита могућност развоја НА кроз „технолошку подршку“, неке од развијених земаља, применом савремених метода пројектовања и напредних технологија. У том циљу је контактиран већи број фирми и на основу ужег избора и информација, израђен је докуменат Предлог пута развоја и производње вишенаменског надзвучног борбеног авиона, који је разматран и усвојен у првој половини осамдесетих година прошлог века на:

  • Савету вида РВ и ПВО, Колегијуму НГШ ЈНА,
  • Колегијуму Савезног секретара за народну одбрану,
  • Главном војном савету ССНО-а и
  • Председништву СФРЈ.

На свим нивоима је закључено да се иде у развој и производњу НА, уз технолошку подршку. Сагласно с тим, склопљени су уговори за паралелну израду идејног пројекта ( ИП) са британском фирмом Бритиш аероспејс (BAe) и француском Марсел Дасо (AMD-BA). Заједнички биро са BAe је радио на изради ИП у Ваздухопловнотехничком институту у Жаркову, а са AMD-BA у Француској. Ова сарадња је била изузетно корисна како у добијању ИП у великом броју варијанти, тако и у прилици за југословенске стручњаке да стекну савремена светска искуства и знања.

На основу добијених свих резултата ИП, Институт је урадио детаљан други ПР, у три обимне књиге, плус сиже, у јуну 1986. године, који је у потпуности усвојен на свим армијским нивоима. Закључак ПР-а је био да се предложи надлежним органима да донесу одлуку о уговарању наставка сарадње на реализацији целог програма НА, са француском фирмом AMD-BA, на бази производње 200 авиона за РВ и потенцијални извоз од неколико стотина примерака. Била је предвиђена и могућност да се евентуално и француско ратно ваздухопловство накнадно определи за увођење НА у своју оперативну употребу. Та опција је такође обрађена у једном од прилогу предлога текста уговора. Са фирмом су усаглашени сви аспекти текста уговора, са великим бројем прилога. У наредном периоду је требало да следе фазе предпројекта, пројекта, прототипског развоја, производње и осталих активности. До закључења тога уговора није дошло, пошто је даљу реализацију активности омело и спречило одуговлачење и неслога у Председништву СФРЈ, а и позната криза је коначно довела до распада државе.

Вишенаменски концепт НА и инострани примери

У то време, покренути су многи програми развоја борбених авиона у свету:

Илустрација вишенаменске употребе НА
  • Амерички F-22 раптор, 5. генерација, што је било тренутно недостижно за све остале светске учеснике у развоју авиона. 
  • Еурофајтер тајфун, 4. генерација +, у европској кооперацији. 
  • Рафал, 4. генерација +, француски самостални развој.
  • JAS 39 грипен, 4. генерација, шведски развој уз технолошку подршку британског BAe
  • Израелски Лави, 4. генерација, уз технолошку подршку америчког Грумана
  • Индијски LCA, касније преформулисан у HAL тејас, који је сада у производњи. 
  • Југословенски НА, 4. генерација, уз технолошку подршку AMD-BA или BАe.

Од ових 7 програма, прва четири су реализовани и уведени су авиони у оператвну употребу. Совјетски / руски пројекти нису нам тада били доступни ни за информације, а поготово не за сарадњу. Једини контакт је направљен касније, почетком деведесетих година прошлог века. Међутим, тада су југословени већ били у великим државним и политичким проблемима, а НА је већ практично био укинут као програм, без ставке у плану финансирања, а руски специфичан и различит пројекат Су-34 (22.500 kg) наспрам НА (6.000 kg) је већ био значајно одмакао.

Концепт 4. генерације борбених авиона заснива се на претпоставци да су супериорније перформансе лета кључне у борби, а посебно агилност, без искључивог фаворизовања ефикасности ракета ваздух-ваздух, на штету осталих карактеристика. За оптимизацију тих карактеристика, у току развоја се користе „развојни“ и „борбени“ симулатори лета. При симулацији борбе, укључене су карактеристике оружја и других система авиона. Растући трошкови борбеног авиона, у целини, доказали су оправданост примене вишенаменског концепта, што је заједно са укупним напретком, обележило карактеристике 4. генерације. Поред тих врхунских карактеристика маневра, 4. генерација борбених авиона подразумева употребу савременог радара са електронским скенирањем и смањене уочљивости, али не на штету перформанси.

За испуњавање услова вишенаменске примене, НА је морао задовољити вишепараметарске критеријуме оптимизације. Сегменти оптимизације су: 

  • аеродинамичка спрега „трисонично крило“- „канард“ и релаксирана уздужна статичка стабилност; 
  • погон, са вишенаменским турбомлазним двопроточним мотором, са степеном двопроточности од око 0,5 (код М88Y је 0,4, код RB 199 је 1, код F404 је 0,28, код PW1120 је 0,2); 
  • нападно-навигацијски систем са напредним сензорима (вишенаменски радар, електронско скенирање), са моћним рачунаром и уграђеним софтвером; 
  • асортиман и количина наоружања, 
  • интеграција извиђачке и опреме за против електронске мере и 
  • максимална „дискретност“ (мала уочљивост) авиона, али не на штету његових перформанси. 

Идејни пројекат (ИП)

ИП је урађен у 9 варијанти једноседа и две двоседа. Варијанте се заснивају на опцијама за мотор (RB 199-99 ролс ројс, PW 1120Y, F404-GE-100Y и  M88Y снекма), типове усисника (подтрупни, бочни и полубочни) и за типове радара (Томсон-CSF RdW, FR 400 феранти, Ериксон, GEC авионикс). 

НА је био намењен за дејства ПВО (противваздухопловне одбране), подршку КОВ и РМ и за тактичко, оперативно и стратегијско извиђање, дању и ноћу и у сложеним метео условима (види илустрацију на слици десно горе).

НА у три пројекције

Unutrasnji_izgled_eksperimentalne_kabine_Novog_aviona.JPG - 691.41 KB
„Атрапа“ развојне кабине за НА

Нападно-навигацијски систем је конципиран сагласно могућностима његовог основног сензора, вишенаменског радара. Који је требало одредити одбиром између четири савремена понуђена, напредне техногије, с примењеним принципом електронског скенирања. Савремена дигитална технологија и моћни софтвер нападачко-навигацијског система, омогућавали би пилоту, да у току лета, према потреби, промени одлуку и да пређе са једног типа задатка на други. Пилот би, у томе случају, био у могућности да једноставно и брзо изврши софтверску реконфигурацију система, за промену задатка и да пређе на реализацију новог, у оквиру могућности тренутно ношених средстава наоружања. 

Закључено је да је у ИП добијена најсупериорнија варијанта, применом технологије коришћене на француском авиону Рафал. У тој варијанти, НА личи на једномоторни Рафал. Структура му се заснива на савременијим технологијама композита од шведског Грипена.  Та концепција НА се заснива на „канард“ конфигурацији, француском мотору M-88Y снекма, „трисоничном крилу“, полубочним усисницима, нагнутом седишту пилота, малој бочној палици команди лета, четвороструким електричним командама лета, вишенаменском дигиталном нападно-навигацијском систему, интегрисаном приказивању података у кабини пилота, вишенаменском радару итд. Навигација се заснивала на инерцијалном систему у спрези са GPS. У институту је развијен функционални модел „управљања гласом“. Он је био интегрисан у „атрапу“ кабине и функционисао је у лабораторији за интеграције система.

Сви системи би били мултипроцесорски интегрисани преко магистрале података, по стандардима МИЛ-СТД-1553, отворене конфигурације за прихват нових допунских захтева.


 Шема принципа интеграције система НА.

Било је предвиђено да градња структуре авиона буде од композитних и других напредних материјала. Цело крило, осим окова, је од композита са угљеничним влакнима. Делови би се међусобно спајали у склопове полимеризацијом. Тада је то била најсавременија технологија. Структура трупа, углавном би се радила од алуминијум-литијумских легура, а елементи који трпе висока специфична оптерећења од титана и челика. Технологија суперпластичног обликовања би била примењена у значајној мери за делове сложеног облика, са великом специфичном носивошћу (као што је нападна и излазна ивица „канарда“ и преткрилца). То је била савременија технологија градње структуре, од примењене на „грипену“, где су делови одвојено рађени од композита и међусобно спајани елементима за везу (закивци и завртњеви). 

Била је велика погодност што је развој француског авиона Рафал био временски  значајно испред, па су тако на њему верификоване нове технологије, које су програмиране и за НА. Са овим је технички ризик развоја НА био знатно умањен

У фазама претпројекта и пројекта, проширено би се размотрила примена и других напредних технологија: 

  • Фузија сигнала сензора, са чиме би се побољшала пилотова „ситуациона свест“, у току борбе. 
  • Допунски облици кретања авиона. 
  • Аутоматско ограничење анвелопе лета (маневар без бриге). 
  • Аутоматско отклањање флаперона и преткрилаца у маневру итд. 

НА би био статички нестабилан на режимима лета при подзвучним брзинама, а при надзвучним умерено стабилан. Ова чињеница би значајно побољшала перформансе у маневру и смањила масу авиона, пошто су силе на командним површинама мање, а с тиме и меродавна оптерећења за димензионисање структуре која их преноси. 

Било је предвиђено 11 покретних аеродинамичких површина у функцији управљања у лету, плус режим рада мотора. Ове командне површине би се померале под дејством хидро-покретача на основу електричног сигнала, пристиглог из рачунара на „улаз“ њихових серво вентила.

Институт се припремао за технолошки изазов пројектовања Новог авиона и у проблематици електричних команди лета. У тој намени је отворио истраживачки развојни задатак пројекта и примене електричне команде крмила правца, на авиону „лабораторији“ Орао.

У овом стандарду је Орао полетео 13. децембра 1984. године. У ВОЦ-у је нормално летео све до свога „пензионисања". Практично је за то време било и заборављено да се разликује од других по команди правца. У време полетања били смо међу пет земаља у свету, које су имале примењене електричне команде лета на авиону који оперативно лети.

Илустрација уградње електричне команде лета (енгл. јез. FBW - Fly By Wire) крмила правца, на авиону „лабораторији“ Орао.

 

Sema elektrinih komandi.jpg - 529.31 KB

Шематски приказ команди лета НА

Наши пилоти Бранко Билбија и Маријан Јелен су летели авион
Мираж 2000, у оквиру сарадње на Новом авиону. У тој мисији су
учествовали др Владимир Зељковић и др Владимир Милошевић.

Изражену жељу пилота (са померањем ручице/педала) и сигнале измерене са сензорима о положају авиона (вектор стања), рачунар обрађује, са оптимизацијом по пројектованим (задатим) законима управљања и трансформише их у извршни управљачки сигнал. Команде лета НА су биле концепиране са три паралелна, међусобно независна, дигитална канала и један резервни у аналогној технологији.На овај начин је обезбеђена висока поузданост, са дозвољеном вероватноћом губитка функције 10-6. Ово решење система команди лета је развијено и доказано за француски ловачки авион Мираж 2000, а дограђено је на авиону Рафал

Закони управљања за команде лета се одређују у затвореној петљи оптимизације за жељени одговор авиона на изражену жељу пилота кроз померање ручице/педала. Заједнички развојни тим за управљивост авиона сачињавају инжињери одређених профила и пилоти. У лабораторији за симулацију у Институту је био оформљен „развојни симулатор“, у коме су се користили тренутно расположиви подаци о карактеристикама авиона. Циљ је био оптимизација закона управљања, методом приближавања, у току целог развоја и коначно и у току испитивања НА у лету. 

Хидраулички систем је конципиран по захтевима поузданог рада хидро-покретача команди лета. То су потпуно равноправна два паралелна система, са независним напајањима моторским хидро-пумпама и трећи помоћни систем, напајан са електро-пумпом. Радни притисак у сва три система би био од 210 бара. Хидро покретачи су пројектовани двокоморни, неповратног дејства. Реактивна сила, од шарнирних, аеродинамичких момената, не би могла у супротном смеру померати покретач. Сваку комору би снабдевао са хидро уљем, под притиском, по један од главних хидро система.

Четвороканалне електричне команде лета (три дигитална канала + 1 аналогни).

Карактеристике НА

Mali rafal.PNG - 142.62 KB

Геометрија

  • дужина                                         = 13,75 m 
  • размах крила                               = 8,00 m 
  • висина                                          = 4,87 m 
  • површина крила                          = 30 m²

Маса

  • празан                                           = 6.000 kg 
  • оптимум у полетању                    = 8.660 kg 
  • максимална                                  = 12.160 kg 
  • унутрашње гориво                       =  3.600 lit 
  • наоружање                                   = 4.500 kg 
  • специфично оптерећење крила = 446,67 kg/m²  
M88-2_Engine.JPG - 3.16 MB
 Мотор  Снекма М88

Погон

  • мотор                                             = 1 х M88Y 
  • потисак БДС                                  = 54,40 kN 
  • потисак СДС                                  = 84,70 kN 
  • однос потиска и масе                    = 9,4 N / kg, 

Перформансе

  • макс. Махов број                            = 1,88 
  • борбени радијус                             = 465 km 
  • плафон лета                                   = 17.000 m 
  • брзина пењања                              = 275 m/s (F-16→254;Торнадо →76,7;МиГ-29→ 330; JAS 39 грипен→255; F-35→200) 
  • убрзање од М=0,8 до М=1,4 (кофигурација v-v, на H=1.000 m) = 1,97 min 
  • гранични фактор аеродинамичког оптерећења; n= + 9 
  • фактор аеродинамичког оптерећења у хоризонталном стационарном заокрету, при потиску СДС и висини  од 1.500 m; n = + 9 

Наоружање

Ракета „лансирај па заборави“ МИКА
  • 1 топ GIAT 30, калибра 30 mm 
  • Ракете ваздух—ваздух: за блиску борбу R550 Маџик II, средњег домета Супер Матра и с комбинованим вођењем  МИКА (фр MICA) („лансирај па заборави“, дејствује од 500 m до 80 km) . 
  • Вођене ракете ваздух—земља. 
  • Разне вођене и невођене бомбе. 
  • Системи за активно и пасивно ометање. Подсистем за пасивно ометање је уграђен у унутрашњи контејнер с горње стране задњег дела трупа, а активни ометач је уграђен у контејнер који се подвешава испод авиона. 

Опрема

  • Радар (опције:Томсон-CSF RdW, FR 400 феранти, Ериксон, GEC авионикс), домет ваздух-ваздух на горе 85 до 107 km, прати 6 до 10 циљева.  
  • Мултепроцесорски нападно-навигацијски систем. 
  • Инерцијални навигацијски систем + GPS 
  • Нагнуто седиште Мартин Бејкер
  • Управљање, руке пилота на ручици гаса мотора и на палици команди лета, систем HOTAS (енгл. hands on throtle and stick).
  • Модул управљања гласом.
  • Вишенаменски горњи + 3 вишенаменска доња приказивача.
  • Подтрупни извиђачки контејнер, с опремом за извршавање задатака извиђања.

Капацитети за реализацију развоја и производње НА 

Извршено је значајно улагање у јачање и проширење капацитета истраживачке и производне базе ВТИ-а, ВОЦ-а и ваздухопловне индустрије СФРЈ, у целини. 

Ваздухопловнотехнички институт је био софтверски и лабораторијски покрио све области у оквиру целокупне проблематике развоја НА. Биле су оформљене лабораторије, за комплетну експерименталну подршку развоја. 

Аеротунелски модел НА и његова припрема за испитивање у трисонику (трансоничној комори).

По основу програма НА, ВТИ-у је повећана формација на око 1.000 радних места. У тренутку прекида програма попуњеност је била изнад 80%.

Ваздухопловна индустрија се такође озбиљно спремала за овај програм. Опремала се за производњу композитних структура и у домену других напредних технологија. У домену опреме и мотора такође су направљени помаци, припремана је сарадња у кооперацији и лиценцној производњи. 

ВОЦ  је имао планове модернизације и кадровског јачања, што је био добрим делом и реализовао, до прекида програма.  

Тражење партнера за заједничко улагање и оперативну употребу НА

Контактирано је више пријатељских земаља за кооперацију за заједничку оперативну употребу Новог авиона, ради увећања броја примерака серијске производње и смањења трошкова исте и поделе трошкова развоја. Најдаље се отишло у преговорима са Индијом. Чак је била отпочела сарадња на усаглашавању тактичко- техничких захтева двају ваздухопловстава. У тој функцији су учињене две посете Индији, половином деведесетих година прошлог века. Том приликом су вођени разговори у Министарству одбране, у Ратном ваздухопловству Индије и са ваздухопловном индустријом у Бангалору. Индиска делегација на високом нивоу је такође посетила Југославију. Разговори су вођени у смеру да се стопе југословенски Нови авион и индиски  LCA (енгл. јез. Light combat aircraft), у јединствен кооперацијски програм. Размењени су тактичко-технички захтеви обеју страна и покушано је њихово усаглашавање.

Проблем је био у дијаметралним разликама дефиниције захтева и концепција. РВ и ПВО је тачно формулисао захтев за вишенаменски авион 4. генерације, док је индиско желело доста неодређену концепцију „лаког борбеног авиона“. Та идеја је у индијској војци настала из искуства њиховог рата са Пакистаном. Тада су са својом варијантом Гната, HAL Ajeet, имали надмоћ над пакистанским МиГ-19. По томе питању, није било ни јединствено Министарство одбране Индије и њихова ваздухопловна индустрија у Бангалору. Резултат тога неслагања је и оставка Директора програма др Махиндре.

РВ и ПВО није могло одустати од својих захтева, те није могло ни доћи до усаглашења у јединствен пројекат. ЈНА и РВ и ПВО је решило да иде у реализацију програма Новог авиона и у тим условима самосталног финансирања. Цењено је да се из расположивог војног буџета ЈНА може издвојити 3,5 милијарде америчких долара, у току трајања програма развоја и производње, у току времена од 20 година.

Динамика одвијања програма и трошкови 

Планиран је развој пет прототипова (3Ј+2Д) и производња 200 серијских авиона (156Ј+44Д). 

Полетање првог прототипа је било програмирано 1995.године. Испорука серијских авиона је програмирана у периоду од 1996. до 2009. године.  

Укупни трошкови инвестиција, развоја и серијске производње, на бази 200 авиона, предрачунски је износила по једном авиону око 16 милиона долара. 

У међувремену је процењено да треба извршити интервентну набавку ограниченог броја ловачких авиона, за испомоћ постојећим и застарелим МиГ-21. На основу те одлуке извршена је набавка само 14 једноседа МиГ-29Б и два двоседа МиГ-29УБ, од Совјетског Савеза, 1987. године.

Галерија


 

нп. Аутор модела и слика галерије Новог авиона је Душан Шарић.

Извори