El Sukhoi T-50 Presenta Innovaciones en su Control de Vuelo
Por Bill Sweetman - Aviation Week & Space Technology
19 de agosto del 2013. Un aspecto destacado de la exhibición aérea MAKS 2013, que se inaugura la semana próxima en el aeropuerto de Zhukovsky, cerca de Moscú, sera probablemente la demostración del caza Sukhoi T-50 PAK FA.
El T-50 apareció en MAKS hace dos años, pero ahora está volando con leyes de control actualizadas que amplían su envolvente de vuelo. (El programa había alcanzado menos de 100 vuelos de prueba entre el vuelo inaugural en enero de 2010 y el debut del T-50 en MAKS 2011) Vídeos recientes muestran escenas de la aeronave en lo que parecen ser maniobras en altura de rotación plana sostenida y giros con gran ángulo de ataque, similares a las demostradas en la exhibición aérea de París por el Su-35S. Ya han volado cuatro prototipos del T-50 y se espera que un quinto vuele a finales de este año. Las primeras pruebas de aceptación del Estado se iniciarán en el 2014, dijo a a principios de este año Mikhail Pogosyan, presidente de United Aircraft Corporation, y la producción debería comenzar en el 2015.
El presidente ruso, Vladimir Putin, afirmo que los aviones de producción entrarán en servicio en el 2016. Sin embargo, el PAK FA todavía tiene que volar con el motor definitivo, esto probablemente indica que la Fuerza Aérea de Rusia está volviendo a las prácticas de la era soviética, equipando a una unidad de ensayos operacionales con los aviones de un nivel "estandar provisional" mientras se completan las metas de desarrollo del sistema de armas.
Muchos detalles de equipamiento y armamento del caza siguen siendo clasificados o no publicados. Sin embargo, en los últimos meses, la oficina de diseño Sukhoi ha obtenido varias patentes relacionadas con el T-50, incluyendo la razón de ser de la configuración del avión furtivo.
Una patente de Sukhoi abre con la descripción de un diseño de referencia similar al Lockheed Martin F-22, pero en la misma se perciben las deficiencias y áreas donde los diseñadores rusos, que comenzaron el desarrollo de su caza furtivo una década más tarde que EEUU ) durante la que trabajaron en el Su-27 y sus descendientes), trataron de hacerlo mejor. El sistema de control de empuje vectorial del F-22 (TVC) no puede proporcionar control en rolido y guiñada debido a que los motores están demasiado juntos. La instalación del motor no deja lugar para bodegas de armamento en el mismo plano que el motores, las cuales tienen que ser instaladas alrededor y por debajo de los conductos de entrada de aire. Los conductos de entrada de aire "serpenteantes" agregan longitud y peso. La recuperación después de pérdida es problemática si el TVC falla, y los planos verticales y horizontales fijos son grandes.
El T-50 es un diseño de una limpia integración ala-fuselaje, que se asemeja al del Su-27 en un aspecto clave: el núcleo de la estructura es plano central, o sea la profunda y de amplia cuerda sección interna alar larga, a la cual se sujeta el resto de los componentes de la estructura (el fuselaje delantero, las separadas góndolas motrices, las alas y las superficies de cola). En comparación con el Su-27, sin embargo, el plano central es más profunda entre los motores, para dar cabida a las bodegas de armas.
El sistema de control de vuelo cuenta con 14 efectores-12 superficies de control de vuelo en movimiento y las toberas del motor. Las aletas de punta de ala se utilizan simétricamente para mantener ascensor a altos ángulos de ataque y ajustar el perfil de ala para el número de Mach. Los alerones se utilizan sólo a baja velocidad y el despegue y el aterrizaje, cuando se utilizan los flaperones aumentar ascensor. A velocidades más altas, de control de balanceo viene de los flaperones y las colas horizontales.
Los empenajes verticales totalmente móviles se asientan en unos cortos soportes fijos que contienen los actuadores, y tomas de aire para la refrigeración del compartimento del motor y los intercambiadores de calor. Uno de los propósitos de estos soportes es hacer espacio para un brazo de apoyo más largo para el pivote del empenaje vertical, entre la parte superior del soporte y la superficie inferior del ala integrada. Esto reduce las cargas y permite que los apoyoss y la estructura sean más ligeros. A velocidades supersónicas, el T-50 es direccionalmente inestable y usa el control activo a través de los empenajes verticales. Esa es la razon por la que las superficies verticales de movimiento total del PAK FA son mucho más pequeñas que las del F-22, que son fijas y estan dotadas de timon de dirección móvi. Las superficies verticales sustituyen al aerofren, moviéndose simétricamente para aumentar la resistencia con un mínimo momento de cabeceo.
Los grandes y unicos bordes de ataque moviles ayudan al plano central a optimizar la sustentación generada por esa sección en vuelo de crucero, pero su función más importante es recuperar la aeronave en caso de un fallo del TVC en ángulos de ataque de post perdida. Lo hacen al desviar bruscamente hacia abajo, reduciendo el área proyectada del plano de la sección ala fuselaje delante del centro de gravedad.
Los motores están muy separados, para hacer espacio para las bodegas de armas y proporcionar control vectorial en rolido y guiñada. Las líneas centrales de los motores están extendidos hacia el exterior para reducir los efectos del empuje asimétrico con un motor inoperativo, colocando el vector de empuje del motor operativo más cerca del centro de masa de la aeronave.
Como en las versiones de la familia Su-27/30/35 equipadas con TVC, las toberas de cadas motor vectorizan sólo en un plano, pero los ejes de vectorización estan rotados hacia afuera. En consecuencia, el movimiento simétrico de las toberas crea una fuerza de cabeceo (cada tobera crea un momento igual y opuesto de guiñada) y el movimiento asimétrico crea tanto momentos de rolido como de guiñada. Si sólo se requiere la guiñada (por ejemplo, en la maniobra de "campana" del Su-35, una deceleración a alto alfa seguida por un cambio de dirección de 180°) el momento de rolido puede ser contrarrestado por los flaperones y alerones.
Las tomas de aire del T-50 son un diseño de compromiso. Son serpenteantes pero la curvatura es insuficiente para ocultar toda la cara del motor (como en el F-22, F-35 y Eurofighter Typhoon), por lo que también cuentan con un bloqueador radial similar en principios al utilizado en el Boeing F/A- 18E / F Super Hornet. Sin embargo, a diferencia de las tomas de aire del F-22, cuentan con una sección de garganta variable y puertas de sangrado en las superficies interiores, exteriores e inferior de los conductos. El resultado es un complejo patrón de ondas de choque múltiples a velocidad supersónica, que los rusos consideran esencial para el eficiente funcionamiento a Mach 2. Las entradas de aire también cuentan con pantallas de malla plegable y ranuras de desviación para mantener objetos extraños fuera del motor, como se usan en la familia del Su-27.
El principal desafío en el diseño estructural era proporcionar espacio para las bodegas de armas en tándem bahía corriendo a lo largo de toda la longitud de la sección central. Esto descarta el concepto estructural utilizado en el Lockheed Martin F-35 y F-22, que tienen múltiples cuadernas de profundidad total llevando las cargas laterales, porque esto obliga a que todas las bodegas de armas esten por delante del ala. La estructura central del T-50 tiene que ser poco profunda, por lo que seria un reto muy difícil para su diseño el resistir los picos de las cargas de flexión del ala. La solución en el T-50 es el diseño de la sección del "plano central" como una estructura rígida, integrada con dos conjuntos de "booms" longitudinales de profundidad total, situadas en los bordes exteriores de las góndolas motrices y en la unión ala - plano central. Estos están conectados por múltiples largueros a lo largo de la envergadura (el dibujo de la patente muestra ocho), que también llevan los elementos de fijación del ala. El resultado es una estructura que separa las cargas de flexión sobre el plano central y reduce los picos de carga en la línea central.
Se cree que la velocidad máxima del T-50 es de alrededor de Mach 2. El objetivo era originalmente Mach 2.35, pero esta se redujo a Mach 2.1 y luego a la cifra actual, en comparación con el Mach 2.25 para el Su-35S. La razón principal de esta diferencia es que el T-50 utiliza más materiales compuestos en su estructura primaria que el Su-35S, que hace un uso intensivo de titanio.
Los prototipos del T-50 que vuelan en la actualidad están equipados con el motor Izdeliye (tipo) 117, descrito por su creador en una entrevista del 2011 como más avanzado que el 117S utilizado en los Su-35S. El 117S parece ser una evolución de la serie de motores AL-31 con un poco de la tecnología del 117.Se afirma que el 117 tiene una relación empuje/peso de 10:1.
Sin embargo Ilya Fyodorov, el Director Gerente de Saturn, confirmó en una conferencia de prensa el mes pasado que la compañía está diseñando el motor definitivo para el T-50 (denominado por el diseñador del 117 como izdeliye 30) , que se espera que ofrezca un mayor rendimiento que el 117 a partir del 2020, cuando este disponible.
Más detalles sobre el armamento del caza pueden ser revelados en MAKS 2013, pero parece que el T-50 está diseñado para llevar inicialmente variantes de misiles ya en servicio. Boris Obnosov, Director General de la Corporación de Misiles Tacticos, identificó a varias de las armas del T-50 en una entrevista a principios del 2012, incluyendo el existente misil antibuque Kh-35UE , el aire-superficie Kh-38MEy el RVV-MD, una versión mejorada del misil aire-aire de corto alcance R-73E con un buscador de campo de visión ampliado y un aumento reivindicado en el alcance de un 30%. Una novedad importante es el nuevo Kh-58UShKE, una variante de largo alcance (hasta 245 km), del misil antiradar de Mach 4 diseñado originalmente para el MiG-25BM Foxbat-E, equipado con alas plegables para el transporte interno en las bodegas del PAK FA.
Sin embargo, Obnosov identificó específicamente a estas armas como las que lo equiparan durante su entrada de servicio, que se proyectó para el 2014. Todavía no hay información definitiva acerca de la capacidad interna de armas del T-50, pero parece probable que haya cuatro bodegas de armas diferentes. Dos bodegas por afuera de las tomas de aire para acomodar en cada una un misil RVV-MD. Las bodegas en tándem, ubicadas entre los motores, llevan cada una dos misiles, pero es probable que la bodega delantera sea más profunda para alojar misiles como el Kh-58UShKE, con el compartimento de popa dedicado a los misiles aire-aire de la familia R-77.
Toque el icono en la edición digital de AW&ST para ver el video del T-50 realizando maniobras de rotación plana sostenida en altura y los giros de alto ángulo de ataque, o ir a AviationWeek.com/video (http://www.aviationweek.com/video.aspx)
Fuente: http://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=/article-xml/AW_08_19_2013_p43-605528.xml
Por Bill Sweetman - Aviation Week & Space Technology
19 de agosto del 2013. Un aspecto destacado de la exhibición aérea MAKS 2013, que se inaugura la semana próxima en el aeropuerto de Zhukovsky, cerca de Moscú, sera probablemente la demostración del caza Sukhoi T-50 PAK FA.
El T-50 apareció en MAKS hace dos años, pero ahora está volando con leyes de control actualizadas que amplían su envolvente de vuelo. (El programa había alcanzado menos de 100 vuelos de prueba entre el vuelo inaugural en enero de 2010 y el debut del T-50 en MAKS 2011) Vídeos recientes muestran escenas de la aeronave en lo que parecen ser maniobras en altura de rotación plana sostenida y giros con gran ángulo de ataque, similares a las demostradas en la exhibición aérea de París por el Su-35S. Ya han volado cuatro prototipos del T-50 y se espera que un quinto vuele a finales de este año. Las primeras pruebas de aceptación del Estado se iniciarán en el 2014, dijo a a principios de este año Mikhail Pogosyan, presidente de United Aircraft Corporation, y la producción debería comenzar en el 2015.
El presidente ruso, Vladimir Putin, afirmo que los aviones de producción entrarán en servicio en el 2016. Sin embargo, el PAK FA todavía tiene que volar con el motor definitivo, esto probablemente indica que la Fuerza Aérea de Rusia está volviendo a las prácticas de la era soviética, equipando a una unidad de ensayos operacionales con los aviones de un nivel "estandar provisional" mientras se completan las metas de desarrollo del sistema de armas.
Muchos detalles de equipamiento y armamento del caza siguen siendo clasificados o no publicados. Sin embargo, en los últimos meses, la oficina de diseño Sukhoi ha obtenido varias patentes relacionadas con el T-50, incluyendo la razón de ser de la configuración del avión furtivo.
Una patente de Sukhoi abre con la descripción de un diseño de referencia similar al Lockheed Martin F-22, pero en la misma se perciben las deficiencias y áreas donde los diseñadores rusos, que comenzaron el desarrollo de su caza furtivo una década más tarde que EEUU ) durante la que trabajaron en el Su-27 y sus descendientes), trataron de hacerlo mejor. El sistema de control de empuje vectorial del F-22 (TVC) no puede proporcionar control en rolido y guiñada debido a que los motores están demasiado juntos. La instalación del motor no deja lugar para bodegas de armamento en el mismo plano que el motores, las cuales tienen que ser instaladas alrededor y por debajo de los conductos de entrada de aire. Los conductos de entrada de aire "serpenteantes" agregan longitud y peso. La recuperación después de pérdida es problemática si el TVC falla, y los planos verticales y horizontales fijos son grandes.
El T-50 es un diseño de una limpia integración ala-fuselaje, que se asemeja al del Su-27 en un aspecto clave: el núcleo de la estructura es plano central, o sea la profunda y de amplia cuerda sección interna alar larga, a la cual se sujeta el resto de los componentes de la estructura (el fuselaje delantero, las separadas góndolas motrices, las alas y las superficies de cola). En comparación con el Su-27, sin embargo, el plano central es más profunda entre los motores, para dar cabida a las bodegas de armas.
El sistema de control de vuelo cuenta con 14 efectores-12 superficies de control de vuelo en movimiento y las toberas del motor. Las aletas de punta de ala se utilizan simétricamente para mantener ascensor a altos ángulos de ataque y ajustar el perfil de ala para el número de Mach. Los alerones se utilizan sólo a baja velocidad y el despegue y el aterrizaje, cuando se utilizan los flaperones aumentar ascensor. A velocidades más altas, de control de balanceo viene de los flaperones y las colas horizontales.
Los empenajes verticales totalmente móviles se asientan en unos cortos soportes fijos que contienen los actuadores, y tomas de aire para la refrigeración del compartimento del motor y los intercambiadores de calor. Uno de los propósitos de estos soportes es hacer espacio para un brazo de apoyo más largo para el pivote del empenaje vertical, entre la parte superior del soporte y la superficie inferior del ala integrada. Esto reduce las cargas y permite que los apoyoss y la estructura sean más ligeros. A velocidades supersónicas, el T-50 es direccionalmente inestable y usa el control activo a través de los empenajes verticales. Esa es la razon por la que las superficies verticales de movimiento total del PAK FA son mucho más pequeñas que las del F-22, que son fijas y estan dotadas de timon de dirección móvi. Las superficies verticales sustituyen al aerofren, moviéndose simétricamente para aumentar la resistencia con un mínimo momento de cabeceo.
Los grandes y unicos bordes de ataque moviles ayudan al plano central a optimizar la sustentación generada por esa sección en vuelo de crucero, pero su función más importante es recuperar la aeronave en caso de un fallo del TVC en ángulos de ataque de post perdida. Lo hacen al desviar bruscamente hacia abajo, reduciendo el área proyectada del plano de la sección ala fuselaje delante del centro de gravedad.
Los motores están muy separados, para hacer espacio para las bodegas de armas y proporcionar control vectorial en rolido y guiñada. Las líneas centrales de los motores están extendidos hacia el exterior para reducir los efectos del empuje asimétrico con un motor inoperativo, colocando el vector de empuje del motor operativo más cerca del centro de masa de la aeronave.
Como en las versiones de la familia Su-27/30/35 equipadas con TVC, las toberas de cadas motor vectorizan sólo en un plano, pero los ejes de vectorización estan rotados hacia afuera. En consecuencia, el movimiento simétrico de las toberas crea una fuerza de cabeceo (cada tobera crea un momento igual y opuesto de guiñada) y el movimiento asimétrico crea tanto momentos de rolido como de guiñada. Si sólo se requiere la guiñada (por ejemplo, en la maniobra de "campana" del Su-35, una deceleración a alto alfa seguida por un cambio de dirección de 180°) el momento de rolido puede ser contrarrestado por los flaperones y alerones.
Las tomas de aire del T-50 son un diseño de compromiso. Son serpenteantes pero la curvatura es insuficiente para ocultar toda la cara del motor (como en el F-22, F-35 y Eurofighter Typhoon), por lo que también cuentan con un bloqueador radial similar en principios al utilizado en el Boeing F/A- 18E / F Super Hornet. Sin embargo, a diferencia de las tomas de aire del F-22, cuentan con una sección de garganta variable y puertas de sangrado en las superficies interiores, exteriores e inferior de los conductos. El resultado es un complejo patrón de ondas de choque múltiples a velocidad supersónica, que los rusos consideran esencial para el eficiente funcionamiento a Mach 2. Las entradas de aire también cuentan con pantallas de malla plegable y ranuras de desviación para mantener objetos extraños fuera del motor, como se usan en la familia del Su-27.
El principal desafío en el diseño estructural era proporcionar espacio para las bodegas de armas en tándem bahía corriendo a lo largo de toda la longitud de la sección central. Esto descarta el concepto estructural utilizado en el Lockheed Martin F-35 y F-22, que tienen múltiples cuadernas de profundidad total llevando las cargas laterales, porque esto obliga a que todas las bodegas de armas esten por delante del ala. La estructura central del T-50 tiene que ser poco profunda, por lo que seria un reto muy difícil para su diseño el resistir los picos de las cargas de flexión del ala. La solución en el T-50 es el diseño de la sección del "plano central" como una estructura rígida, integrada con dos conjuntos de "booms" longitudinales de profundidad total, situadas en los bordes exteriores de las góndolas motrices y en la unión ala - plano central. Estos están conectados por múltiples largueros a lo largo de la envergadura (el dibujo de la patente muestra ocho), que también llevan los elementos de fijación del ala. El resultado es una estructura que separa las cargas de flexión sobre el plano central y reduce los picos de carga en la línea central.
Se cree que la velocidad máxima del T-50 es de alrededor de Mach 2. El objetivo era originalmente Mach 2.35, pero esta se redujo a Mach 2.1 y luego a la cifra actual, en comparación con el Mach 2.25 para el Su-35S. La razón principal de esta diferencia es que el T-50 utiliza más materiales compuestos en su estructura primaria que el Su-35S, que hace un uso intensivo de titanio.
Los prototipos del T-50 que vuelan en la actualidad están equipados con el motor Izdeliye (tipo) 117, descrito por su creador en una entrevista del 2011 como más avanzado que el 117S utilizado en los Su-35S. El 117S parece ser una evolución de la serie de motores AL-31 con un poco de la tecnología del 117.Se afirma que el 117 tiene una relación empuje/peso de 10:1.
Sin embargo Ilya Fyodorov, el Director Gerente de Saturn, confirmó en una conferencia de prensa el mes pasado que la compañía está diseñando el motor definitivo para el T-50 (denominado por el diseñador del 117 como izdeliye 30) , que se espera que ofrezca un mayor rendimiento que el 117 a partir del 2020, cuando este disponible.
Más detalles sobre el armamento del caza pueden ser revelados en MAKS 2013, pero parece que el T-50 está diseñado para llevar inicialmente variantes de misiles ya en servicio. Boris Obnosov, Director General de la Corporación de Misiles Tacticos, identificó a varias de las armas del T-50 en una entrevista a principios del 2012, incluyendo el existente misil antibuque Kh-35UE , el aire-superficie Kh-38MEy el RVV-MD, una versión mejorada del misil aire-aire de corto alcance R-73E con un buscador de campo de visión ampliado y un aumento reivindicado en el alcance de un 30%. Una novedad importante es el nuevo Kh-58UShKE, una variante de largo alcance (hasta 245 km), del misil antiradar de Mach 4 diseñado originalmente para el MiG-25BM Foxbat-E, equipado con alas plegables para el transporte interno en las bodegas del PAK FA.
Sin embargo, Obnosov identificó específicamente a estas armas como las que lo equiparan durante su entrada de servicio, que se proyectó para el 2014. Todavía no hay información definitiva acerca de la capacidad interna de armas del T-50, pero parece probable que haya cuatro bodegas de armas diferentes. Dos bodegas por afuera de las tomas de aire para acomodar en cada una un misil RVV-MD. Las bodegas en tándem, ubicadas entre los motores, llevan cada una dos misiles, pero es probable que la bodega delantera sea más profunda para alojar misiles como el Kh-58UShKE, con el compartimento de popa dedicado a los misiles aire-aire de la familia R-77.
Toque el icono en la edición digital de AW&ST para ver el video del T-50 realizando maniobras de rotación plana sostenida en altura y los giros de alto ángulo de ataque, o ir a AviationWeek.com/video (http://www.aviationweek.com/video.aspx)
Fuente: http://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=/article-xml/AW_08_19_2013_p43-605528.xml
