19 ноября 2017

В чем особенности истребителя 5-го поколения по сравнению с машинами предыдущих поколений? Лучше всего об этом может рассказать тот, кто имел возможность провести сравнение на личном опыте, — заслуженный летчик-испытатель РФ, герой России Сергей Богдан, первый поднявший в воздух Т-50 и выполнивший на этой машине основной объем испытаний.

В чем принципиальное отличие истребителей 5-го и 4-го поколений с точки зрения пилотирования?

По сравнению с самолетами 4-го поколения, такими как Су-27 или МиГ-29, Т-50 имеет заметно облегченное управление. Раньше в пилотировании боевых самолетов очень многое зависело от летчика. Именно летчик, работая ручкой управления, рычагом управления двигателем (РУД), должен был выдерживать режимы полета: не превышать до опасных значений угол атаки, перегрузку. В те времена загрузка на органах управления и величина отклонения ручек имели принципиальную важность. Пилот кинестетически, буквально всем телом мог ощущать пределы, за которые он в управлении переходить не может. Теперь интегральная система управления автоматически выдерживает эти режимы, и нет нужды так сильно «затяжелять» органы управления, ведь при энергичном маневрировании, которое могут выполнять самолеты 5-го поколения, пилотирование может превратиться в очень энергоемкий процесс. Стоит при этом отметить, что на российских истребителях поколения 4++ (Су-35) и 4+ (Су-30СМ) усилия на органах управления были уже существенно снижены по сравнению с Су-27 и пилотирование стало значительно более комфортным. Внешне Су-35 практически неотличим от Су-27. На самом деле это радикально разные самолеты и по управляемости, и по маневренности, и по многим другим показателям. Но когда летчики осваивали Су-35, они легко переучивались и давали машине только восторженные оценки. Нет никаких оснований считать, что переход на Т-50 с точки зрения пилотирования будет сложнее.

А если говорить о физических кондициях пилотов — нужна ли для перехода на Т-50 дополнительная подготовка?

Да, требования к физической подготовке для пилотов машин 5-го поколения выше. Дело в том, что самолеты 4-го поколения могли выходить на перегрузку 9 g, но этот пиковый режим длился не более 1−1,5 с. Дальше при такой перегрузке резко возрастало лобовое сопротивление, скорость самолета падала, а с ней и перегрузка. Однако истребители поколений 4++ и 5 имеют значительно более мощные двигатели, и, как следствие, могут выдерживать 9 g на протяжении гораздо большего времени — например, в течение одной или двух минут. И весь этот временной промежуток пилот должен находиться в тонусе и контролировать ситуацию. Тут к физической подготовке требуется, конечно, очень серьезное отношение.

5-е поколение — это и новая функциональность, новые системы вооружения. Будет ли летчику сложнее управляться со всеми этими системами?

Да, нагрузка на пилота как оператора вырастает значительно. Номенклатура вооружения самолета 4-го поколения не выходила за пределы десятка. Летчику требовалось освоить три операции: работа по земле, работа по воздуху управляемым оружием (несколько видов ракет) и работа по воздуху неуправляемыми средствами (стрельба из пушки). Номенклатура вооружения Т-50 приближается к полусотне абсолютно разных средств с разными принципами наведения. Оружие с телевизионным наведением, радиолокационное прицеливание по морским и наземным целям… Каждый вид оружия имеет свое информационное обеспечение, свои индикаторы. И это еще не все — летчик еще может управлять целой группой самолетов. Ведя свой бой, он должен распределять задачи для подчиненных экипажей.

Пришлось разработать такие алгоритмы выдачи информации, чтобы летчик безошибочно считывал ее и принимал грамотные решения. Только работа ученых из Института космической медицины совместно с конструкторами, летчиками-испытателями, военными летчиками привела к тому, что алгоритмы были оптимизированы, управляющее поле стало неконфликтующим. Но все равно нагрузка на летчика ложится колоссальная. Поэтому на самолетах новых поколений задача пилотирования в целом второстепенна. Выполняя прицеливание, летчик может отвлекаться от пилотирования, бросать ручку управления даже с отключенным автопилотом. Автоматика самолета «знает», что машиной не управляют, и, если истребитель находится, например, в режиме крена и снижения, самолет сам убирает крен и переходит в горизонтальный полет. Главное — управление оружием.

Правда ли, что боевые самолеты будущих поколений будут беспилотными?

Пилот существует не для того, чтобы геройствовать и получать награды. Его главная функция — выполнение боевой задачи. Если та или иная боевая задача может выполняться без участия человека, значит, пилота заменит автоматика, тем более что пилотируемый самолет по определению дороже беспилотника, а рисковать жизнью высококвалифицированного летчика без особой нужды нельзя. Другое дело, что переход на беспилотную боевую авиацию не произойдет одномоментно. БПЛА постепенно будут передаваться те или иные функции (разведка, доразведка, нанесение ударов). Поначалу в небе будут сражаться смешанные группы. Летчик в пилотируемом летательном аппарате станет управлять группой БПЛА, ставить им задачи. Вспомним, что поначалу люди охотились без посторонней помощи, загоняли зверя самостоятельно, но потом приручили собак, и собакам были отданы функции, связанные с наибольшим риском. Так будет происходить и в боевой авиации, пока искусственный интеллект окончательно не вытеснит человека, а пилот не превратится в наземного оператора.

Небо. Человек. Истребитель

Эксплуатация многофункциональных истребителей (МФИ) 5-го поколения ставит человека в условия запредельного уровня перегрузок — физических, психологических, информационных. Не зря говорят, что МФИ будет последним пилотируемым самолетом подобного класса. Далее последуют еще более крутые ЛА, находиться в которых человеку будет небезопасно, да и просто противопоказано.

МФИ 5-го поколения задуман и реализуется как «сетевой солдат» системы C4I (Computers, Command, Control, Communications, Intelligence). По существу, C4I — это глобальная система скоординированных групповых действий, но в ней, несмотря на интеллектуальные компьютерные технологии, главным решающим звеном остается человек: ему разбираться в ситуации, принимать решения и ему же самому их исполнять.

И это в условиях не только запредельных информационных, но и физических, и психологических нагрузок тоже. Перегрузка под 10 g становится обычным режимом маневрирования. Самолет порой принимает необычные пространственные положения: он способен даже неподвижно зависать в небе. Сюда же можно отнести боковые перегрузки во время боковых плоских маневров, с чем прежде не сталкивались. Все эти новые явления стали наблюдаться в авиации после того, как самолет получил систему всеракурсного управления вектором тяги двигателя — УВТ, от чего и приобрел новое качество сверхманевренного «верткого», по английской терминологии (agility), самолета. И на agility-самолетах могут летать только «верткие» agility-пилоты.

Решением является эффективный интерактивный антропоцентричный интерфейс. Он должен обеспечить пилоту возможность справиться с окружающим экстримом, когда пребывание в состоянии психологического стресса и работа с запредельными объемами информации при дефиците времени становятся обычным делом для человека, сидящего в кабине.

Кабина истребителя поколения 5 — это «стеклянная кабина», похожая на кабины многих современных самолетов. Но ее информационно-управляющее поле (ИУП) относится к новому типу. В нем вместо набора многофункциональных индикаторов используется единый сенсорный интерактивный экран, занимающий всю переднюю приборную панель кабины.

Вся необходимая информация от бортовой авионики, а также видеоинформация от бортовых сенсоров, дополненная прицельно-пилотажной символикой, выводится на информационные окна этого экрана. Работа с экраном облегчает представление информации в цветных «картинных» форматах, понятных и наглядных для человека и однозначно быстро воспринимаемых. Большой размер экрана, а это 500 х 200 мм у F-35 и 610 х 230 мм у Су-35С и Т-50, на стандартном расстоянии наблюдения 500−700 мм легко охватывается взглядом. Поддержка бинокулярности и высокая четкость картинки способствуют созданию известного по бытовому HD-телевидению эффекта присутствия внутри события.

Последнее очень важно для пилота как руководителя выполнения сетевого задания, а не просто как оператора при бортовых датчиках. Именно поэтому вся информация выводится на экран в заранее обработанном виде и появляется только в нужные моменты, что удобно для человека и существенно увеличивает своевременную ситуационную осведомленность. Особое место в составе ИУП кабины занимает нашлемная система целеуказания и индикации (НСЦИ), которая также помещает пилота внутрь события.

Вся необходимая информация в удобных для работы бинокулярных формах выводится на смотровой щиток шлема и всегда, несмотря на повороты головы, находится перед глазами пилота, для чего постоянно отслеживается положение его головы. Шлем обладает функцией дополненной реальности, поэтому пилот может как бы видеть сквозь кабину и быть более информированным о том, что происходит вокруг самолета.

Такие шлемы уже есть на головах пилотов F-35 — это HMDS Gen II «Божий глаз» американской компании VSI. А в скором времени они будут и у европейских пилотов: шлем Striker II производит британская компания BAE Systems. Аналогичные разработки ведутся и для наших Су-35С и Т-50.

Особенности воздействия на организм пилота МФИ 5-го поколения

Скольжение и резкие разгоны и торможения на больших углах атаки вызывают новые, ранее неизвестные иллюзии, приводящие к дезориентации, дискомфорту и тошноте.

Маневрирование с перегрузкой 10 g приводит к потере пространственной ориентации и возникновению зрительно-вестибулярных иллюзий при восприятии закабинного пространства: перегрузки нестандартно воздействуют на вестибулярный аппарат, а он в ответ формирует ощущения кажущейся вертикали. Врожденный механизм пространственной ориентации перестает работать.

Полет с высокими перегрузками усугубляется сопутствующими проблемами: ухудшением зрительных функций, травмами мышц спины, связок и позвонков, физическим дискомфортом и болями.

Дефицит времени в скоростных боях с мгновенными переходами из одного пространственного состояния в другое вызывает, как говорят пилоты, ощущение, когда «скорее чувствуешь, чем понимаешь происходящее», что также является новым психологическим феноменом.

Скоротечность воздушного боя может вызвать ощущения когнитивного диссонанса при работе с высокодинамичными форматами кабинных дисплеев вплоть до потери с ними информационного контакта.

Ведение боя в сжатых границах воздушного пространства с резкими изменениями угловых скоростей линии визирования цели требует интенсивных поворотов головы в шлеме с системой прицеливания, от чего возникают добавочные иллюзии пикирования, кабрирования и крена в зависимости от движений головы.

Добавленная реальность на щитке шлема, позволяющая видеть «сквозь кабину», вызывает иллюзию самостоятельного полета вне самолета, что затрудняет работу с кабинными органами управления.

Первоисточник: https://www.popmech.ru/weapon/392902-rossiyskiy-istrebitel-5-go-pokoleniya-luchshiy-v-mire/?utm_source=facebook&utm_medium=social&utm_campaign=targetings-PopMechanics&utm_content=rssnews&utm_term=20171030-392902-fb#0_5_4122_13044_704_176369309