4세대 전투기

Fourth-generation fighter
미 공군 장성 Dynamics F-16 전투 매의 호위를 받으며 소련의 수호이 Su-27
미코얀 MiG-29, 미카프 F-16 전투 매를 탑재한 폴란드 공군

4세대 전투기는 1980년경부터 현재까지 운용 중인 제트 전투기의 부류로 1970년대의 설계 개념을 대표한다.4세대 디자인은 이전 세대의 전투기에서 얻은 교훈에 크게 영향을 받는다.3세대 전투기는 주로 요격용으로 설계되는 경우가 많았으며, 속도와 공대공 미사일을 중심으로 제작되었다.직선으로 보면 유난히 빠르지만 초음속에서는 전통적인 도그파이팅이 불가능하다는 교리가 있었기 때문에 많은 3세대 전투기들은 기동성이 크게 부족했다.실제로 당시의 공대공 미사일은 공대공 승리의 대부분을 책임지고 있음에도 불구하고 비교적 신뢰할 수 없었고, 전투는 순식간에 아음속적이고 근거리화 될 것이었다.이는 3세대 전투기들을 취약하고 설비가 허술하게 만들며 4세대 전투기들의 기동성에 대한 관심을 새롭게 할 것이다.한편, 군용기들의 전반적인 비용 증가와 F-4 팬텀 II와 같은 항공기의 입증된 성공은 소위 4세대를 나타내는 진보와 병행하여 다중 전투기의 인기를 불러일으켰다.

이 기간 동안, 기동성은 완화된 정적 안정성에 의해 향상되었고, 플라이 바이 와이어(FBW) 비행 제어 시스템의 도입으로 가능했으며, 이는 디지털 컴퓨터의 진보와 시스템 통합 기법 덕분에 가능해졌다.FBW 운용을 가능하게 하는 데 필요한 아날로그 항전기의 교체는 1980년대 후반에 기존의 아날로그 컴퓨터 시스템이 디지털 비행 제어 시스템으로 대체되기 시작하면서 근본적인 요건이 되었다.[1]1980년대와 1990년대에 마이크로컴퓨터의 추가 발전으로 이들 전투기의 수명 동안 항전기에 대한 신속한 업그레이드가 가능해져 액티브 전자 스캔 어레이(AESA), 디지털 항전 버스, 적외선 검색 및 트랙 등과 같은 시스템 업그레이드가 가능해졌다.

이러한 개량된 전투기들과 이러한 새로운 능력을 반영한 1990년대의 새로운 디자인에서 극적인 능력 향상으로 인해, 그들은 4.5세대라고 알려지게 되었다.이는 통합 항전 스위트, 재래식(대부분)으로 설계된 항공기를 덜 쉽게 탐지하고 추적할 수 있도록 하는 첨단 무기 노력을 미사일 및 레이더 기술에 대한 대응으로 통합한 4세대의 진화적 개량형 전투기의 종류를 반영하기 위한 것이다(스텔스 테크노 참조).로지([2][3]logy). 고유의 기체 설계 특징에는 터빈 날개의 마스킹과 때로는 레이더에 흡수되는 첨단 물질의 적용이 포함되지만, 5세대 전투기 또는 록히드-마틴 F-22 랩터와 같은 항공기로 불리는 최신 항공기의 저 관측 가능한 독특한 구성은 포함되지 않는다.

미국은 4.5세대 전투기를 AESA 레이더, 고용량 데이터 링크, 강화된 항전, "현재와 합리적으로 예측 가능한 첨단 무기 배치 능력"[4][5]으로 업그레이드한 4세대 제트 전투기로 정의하고 있다.올해 말에 관한 예는 수호이 Su-30SM/Su-34[6]은 J-15B/J-16 AESA,[7] 있는 청두 J-10C, 미코얀 MiG-35, 유로파이터, 다소 라팔, 사브 JAS39그리펜, 보잉 F/A-18E/F 슈퍼 호넷 전투기, 록히드 마틴 F-16E/F/V 블록 70/72, 맥도넬 더글러스 F-15E/EX 스트라이크 E이 있다고 주장했다agle/Eagle II, HAL 테하스 MK1A,[8] JF-17 블록 III 및 미쓰비시 F-2.[9]

특성.

퍼포먼스

최고의 3세대 제트 전투기(예: F-4와 MiG-23)는 기동성에 대한 이차적인 강조만을 가진 요격기로 설계된 반면, 요격은 근거리 도그 싸움과 기동성에 대한 강조를 새롭게 강조하면서 4세대에서는 2차 역할로 격하되었다.전투 항공기 설계와 관련된 절충이 다시 시각적 범위(BVR)를 넘어서는 방향으로 이동하고 있는 가운데, 현대적 전투 공간에서 수많은 정보 흐름의 진전 환경 관리 및 근접 전투에서의 기동 능력을 희생하는 저관찰성의 관리, 추력 벡터링의 적용은 단서가 되고 있다.특히 저속으로 그것을 유지하는 방법을 알아낸다.

4세대에서 기동성 향상에 기여하는 주요 진보에는 높은 엔진 추력, 강력한 제어 표면 및 완화된 정적 안정성(RSS)이 포함되며, 이는 "플라이 바이 와이어" 컴퓨터 제어 안정성 강화를 통해 마지막으로 활성화된다.항공 전투 기동에는 또한 급변하는 비행 조건에서 속도와 고도를 유지하기 위한 많은 에너지 관리가 필요하다.

2003년 이라크 근교에서 임무를 수행 중인 USAF F-16

플라이 바이 와이어

여기에 표시된 F-14 위에 반전된 F/A-18은 플라이 바이 와이어 제어의 예다.

F-15 이글과 F-14 톰캣과 같은 초기 4세대 전투기들은 전자기계 비행 유압장치를 유지했다.4세대 제트 전투기에 대한 혁신 중 하나는 FBW이고, 4.5세대에서는 AESA 레이더를 도입했다.

General Dynamics YF-16은 결국 F-16 파이팅 팰컨으로 개발되었으며, 공기역학적으로 약간 불안정하도록 의도적으로 설계된 세계 최초의 항공기였다.RSS라고 불리는 이 기법은 항공기의 성능을 더욱 향상시키기 위해 통합되었다.대부분의 항공기는 정전기 안정성을 유지하도록 설계되어 있어 교란 후 항공기가 원래 자세로 돌아가도록 유도한다.그러나 현재의 태도를 유지하는 경향인 긍정적인 정적 안정성은 조종사의 기동 노력에 반대한다.그러나 제어 입력이 없을 경우, 정전기 안정성이 부정적인 항공기는 수평 비행과 제어 비행에서 쉽게 벗어날 수 있다.그러므로 불안정한 항공기는 더 쉽게 조종할 수 있다.이러한 4세대 항공기는 원하는 비행 경로를 유지하기 위해 컴퓨터화된 FBW 비행 제어 시스템(FLCS)이 필요하다.[10]

사우디아라비아를 위한 F-15SA 스트라이크 이글과 같은 초기 유형의 일부 후발 파생상품에는 FBW로의 업그레이드가 포함되어 있다.

추력 벡터링

MiG-29OVT 모든 예상 추력 벡터링 엔진 뷰

추력 벡터링은 원래 호커 시들리 해리어에서 수직 이착륙을 위해 도입되었으며, 조종사들은 곧 조종가능성을 높이기 위해 전진 비행에서 벡터링(viffing) 즉 '비프팅(viffing)' 기술을 개발했다.이러한 방식으로 향상된 기동성을 보인 최초의 고정익 타입은 추력 벡터링을 피치로 공개적으로 표시한 최초의 항공기인 수호이 Su-27이었다.이는 단결보다 높은 추력 대 중량 비율과 결합되어 높은 각도의 공격에서 0에 가까운 비행 속도를 유지하며 푸가체프의 코브라와 같은 참신한 곡예 비행을 할 수 있었다.수호이 Su-30MKI의 3차원 TVC 노즐은 종방향 엔진 축(즉 수평면)에 바깥쪽으로 32° 장착되며 수직면에서 ±15°로 꺾을 수 있다.이것은 코르크따개 효과를 발생시켜 항공기의 회전 능력을 더욱 향상시킨다.[11]추력 노즐이 부착된 RD-33OVT 엔진을 탑재한 MiG-35는 두 방향(즉, 3D TVC)으로 이동할 수 있는 벡터링 노즐을 갖춘 최초의 쌍방향 항공기가 될 수 있도록 했다.F-22와 같은 기존의 다른 추력 벡터링 항공기는 한 방향으로 벡터링하는 노즐을 가지고 있다.[12]이 기술은 수호이 Su-47 버쿠트 이후 파생상품에 장착되었다.미국은 이 기술을 F-16과 F-15에 맞추는 방안을 모색했지만 5세대가 도착할 때까지 도입하지 않았다.

슈퍼크루즈

슈퍼크루즈가[13] 특징인 다쏘 라팔

슈퍼크루즈는 제트 항공기가 애프터버너를 사용하지 않고 초음속 속도로 순항할 수 있는 능력이다.

애프터버너 사용 없이 초음속 속도를 유지하면 많은 양의 연료를 절약할 수 있고, 범위와 내구성이 크게 증가하지만, 이용 가능한 엔진 출력이 제한되고 트랜스닉 영역에서 드래그 발생이 급격히 증가하므로, 외부 스토어 및 부착 지점과 같은 드래그 생성 장비는 가급적 내부 s를 사용하여 최소화해야 한다.괴롭히다

유로파이터 태풍은 애프터버너 없이 마하 1.2를 순항할 수 있으며, 재가열 없는 최고 수위 속도는 마하 1.5이다.[14][15][16]EF T1 DA(개발 항공기 훈련기 버전)는 싱가포르 평가에서 SRAAM 2개, MRAAM 4개 및 드롭 탱크(1tne 비행시험 장비와 훈련기 버전 700kg 추가)를 사용한 슈퍼크루즈(1.21M)를 시연했다.[17]

항전학

USAF F-15E 조종석

항전학은 종종 새로운 기술이 사용 가능해짐에 따라 교환될 수 있다; 그것들은 종종 항공기의 수명 동안 업그레이드된다.예를 들어 1978년 처음 제작된 F-15C 이글은 AESA 레이더와 조인트 헬멧 장착 큐잉 시스템 등 2007년 업그레이드를 받았으며, 2040년까지 계속 사용할 수 있도록 2040C 업그레이드를 받을 예정이다.

Zhuk-AEactive 전자 스캔 어레이 레이더

모든 현대 전투기의 1차 센서는 레이더다.미국은 AN/APG-63(V)2 AESA 레이더를 장착한 F-15C를 최초로 개발했다.[18] 이 레이더는 움직이는 부품이 없고 훨씬 더 촘촘한 빔과 더 빠른 스캔을 투사할 수 있다.이후 F/A-18E/F 슈퍼호넷과 블록 60(수출) F-16에도 도입되어 미래의 미국 전투기에도 사용될 예정이다.프랑스는 2012년[19] 2월 탈레스가 라팔레에서 사용하기 위해 만든 최초의 토종 AESA 레이더인 RBE2-AESA를 도입했다.RBE2-AESA는 Mirage 2000에서도 개조될 수 있다.유럽 컨소시엄 GTDAR은 태풍에 향후 사용할 AESA 유로라다르 캡토르 레이더를 개발하고 있다.차세대 F-22와 F-35에 대해서는 요격 능력을 낮게 사용할 예정이다.이는 레이더 펄스의 에너지를 여러 주파수에 걸쳐 분산시켜 모든 항공기가 운반하는 레이더 경고 수신기를 트립하지 않도록 할 것이다.

OLS-30은 IRST/레이저 레인지파인더를 결합한 장치다.

미국의 레이더 회피 스텔스 설계에 대한 강조가 증가함에 따라 러시아는 공중 목표물 탐지 및 추적을 위해 1960년대 미국의 F-101 부두와 F-102 델타 단검 전투기에 처음 도입된 IRST 센서를 강조하면서 대체 센서로 눈을 돌렸다.이러한 측정은 목표물의 IR 방사선을 측정한다.패시브 센서로서, 그것은 제한된 범위를 가지며, 대상의 위치와 방향에 대한 고유한 데이터를 포함하지 않는다. 이러한 데이터는 캡처한 이미지에서 유추해야 한다.이를 상쇄하기 위해 IRST 시스템은 레이저 레인지파인더를 통합하여 대포 화재나 미사일 발사를 위한 완벽한 화재 통제 솔루션을 제공할 수 있다.이 방법을 사용하여 헬멧으로 표시한 IRST 시스템을 사용하는 독일 MiG-29는 전쟁 게임 연습에서 USAF F-16보다 더 높은 효율을 가진 미사일 잠금을 획득할 수 있었다.IRST 센서는 이제 러시아 항공기에 표준이 되었다.F-14D(2006년 9월 현재 공식적으로 은퇴)를 제외하면 비슷한 FLIR이 지상 목표물 획득에 자주 사용되기는 하지만, 공대공 탐지를 위한 내장형 IRST 센서를 탑재한 서방 4세대 전투기는 없다.

전술적으로 중요한 컴퓨팅 특징은 데이터링크다.현대의 모든 유럽과 미국의 항공기는 연합 전투기 및 AWACS 항공기와 표적 데이터를 공유할 수 있다(JTIDS 참조).러시아 MiG-31 요격 미사일도 일부 데이터링크 기능을 갖추고 있다.표적 및 센서 데이터의 공유는 조종사들이 적군으로부터 멀리 보이는 방사형 센서들을 배치하는 한편, 그러한 데이터를 사용하여 적군을 향한 침묵의 전투기를 벡터링할 수 있게 한다.

스텔스

유로파이터 태풍은 제트엔진(강력 레이더 표적)의 전면을 레이더에 숨기는 제트 흡입구를 사용한다.날개, 캐너드, 핀 선도 가장자리 등 많은 중요한 레이더 표적은 전방 영역에서 레이더 에너지를 잘 반사하기 위해 고도로 쓸려간다.

레이더 탐지를 피하기 위해 항공기를 형상화하는 기본 원칙은 1960년대부터 알려졌지만, 레이더 흡수 물질의 등장으로 레이더 단면을 획기적으로 줄인 항공기가 실용화할 수 있게 되었다.1970년대 초기의 스텔스 기술은 록히드 F-117 나이트호크 지상공격기의 면면 기체로 이어졌다.이 파편은 레이더 빔을 매우 방향적으로 반영하여, 일반적으로 그날의 검출기 시스템이 소음으로 등록되는 짧은 "돌림"을 초래했지만, 디지털 FBW 안정성과 제어력 향상에도 불구하고 공기역학적 성능의 불이익이 심했고 F-117은 주로 야간 지상공격 역할에 사용된다는 것을 발견했다.스텔스 기술은 또한 항공기의 적외선 시그니처, 시각 시그니처, 음향 시그니처를 감소시키는 것을 추구한다.

4.5세대

KAI KF-21 보라매

4.5세대라는 용어는 1990년대부터 등장한 신형 또는 개량형 전투기를 가리키는 말로 종종 사용되며, 5세대라고 여겨지는 기능도 있지만 부족했다.따라서 4.5세대 전투기는 일반적으로 가격이 저렴하고 복잡성이 적고 개발 시간이 진정한 5세대 항공기보다 짧으며, 원래 4세대 전투기보다 훨씬 앞서 성능을 유지한다.이러한 기능에는 고급 센서 통합, AESA 레이더, 슈퍼 크루즈 기능, 슈퍼맨 극복성, 광범위한 멀티롤 기능 및 레이더 단면 축소 등이 포함될 수 있다.[20]

4.5세대 전투기들은 옵트로니크 종파 전면 통합 IRST를 특징으로 하는 다쏘 라팔과 같은 통합 IRST 시스템을 도입했다.유로파이터 태풍은 PRITY-IRST를 도입했는데, 이 역시 이전의 생산 모델로 개조되었다.[21][22]슈퍼 호넷에는 IRST가 장착되었지만, 통합되지는 않았지만, 하드 포인트 중 하나에 부착해야 하는 포드로 장착되었다.

은밀한 소재와 설계방법의 발전으로 보다 부드러운 에어프레임이 가능해지면서 이러한 기술은 기존 전투기에 소급 적용되기 시작했다.많은 4.5세대 전투기들은 관찰할 수 없는 몇 가지 특징을 포함하고 있다.관측 능력이 낮은 레이더 기술이 중요한 발전으로 떠올랐다.파키스탄·중국산 JF-17(블록-3 변종)과 중국의 청두 J-10B/C는 전환기 없는 초음속 흡입구를, 인도의 HAL 테하스는 탄소섬유 복합체를 제조에 사용한다.[24]IAI 라비는 전방 RCS를 줄이는 5세대 전투기의 중요한 측면인 엔진 압축기 블레이드에서 레이더파가 반사되는 것을 막기 위해 S-덕트 공기 흡입구를 사용했다.이것들은 RCS를 줄이기 위해 일부 5세대 전투기에 채택된 몇 가지 선호되는 방법이다.[25][26]

KAI KF-21 보라매(Boramae)는 한국/인도네시아 4.5세대 연합 전투기 프로그램이다.

참고 항목

참조

  1. ^ Hoh, Roger H. 그리고 David G.미첼"완화 정적 안정성 항공기의 비행 품질 - 제1권: 증강 항공기의 비행 품질 내공성 평가 및 비행 시험"연방 항공국(DOT/FAA/CT-82/130-I), 1983년 9월. 페이지 11ff.
  2. ^ 풀럼, 데이비드 A, 더글러스 배리 "F-22 탑 일본 군사 위시리스트"2007년 4월 22일 항공 주간 및 우주 기술.검색됨: 2010년 10월 3일2011년 9월 27일 웨이백 머신에 보관
  3. ^ "회색 위협" 웨이백 머신에 2007-08-19 보관공군 매거진.
  4. ^ "CRS RL33543: 전술 항공기 현대화" 웨이백머신에 2009-08-30 보관2009년 7월 9일 의회의 쟁점들.검색됨: 2010년 10월 3일
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  6. ^ Gady, Franz-Stefan. "Russia to Upgrade Su-30SM Fighter Jets in 2018". thediplomat.com.
  7. ^ "Russian and Chinese Combat Air Trends" (PDF): P6. {{cite journal}}:Cite 저널은 필요로 한다. journal=(도움말)
  8. ^ Karnad, Bharat (January 21, 2019). "A Liability Called Rafale Point of View". India Today. New Delhi.
  9. ^ Gady, Franz-Stefan. "Is Japan Facing a Shortage of Fighter Aircraft?". thediplomat.com.
  10. ^ 그린우드, 신시아"공군은 F-16 블랙박스에 CPC를 사용할 경우의 이점을 살펴본다."2007년 봄 웨이백 머신 코러 디펜스(Wayback Machine Corr Defense)에 보관된 2008-10-11.검색됨: 2008년 6월 16일.
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  23. ^ 워릭, 그레이엄."Ultra Hornet." flightglobal.com, 2007년 3월 13일.검색됨: 2010년 10월 3일
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참고 문헌 목록

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  • 켈리, 오어뿔풍선: F/A-18의 내부 이야기.캘리포니아 노바토:프레지던시오 프레스, 1990.ISBN 0-89141-344-8
  • 콥, 카를로"락히드-마틴 F-35 합동 타격전투기 분석 2002."Air Power Australia, 2002.회수: 2006년 4월 10일.
  • 리처드슨, 더그스텔스 전투기: 기만, 회피, 공중 은폐.런던: 살라만데르.1989년 초판.ISBN 0-7603-1051-3
  • 쇼, 로버트파이터 전투: 전술과 기동.메릴랜드 주 아나폴리스: 해군 연구소 기자, 1985.ISBN 0-87021-059-9
  • 스위트맨, 빌."파이터 전술" 제인의 국제 방위 검토회수: 2006년 4월 10일.