Wizja z 2013 r. myśliwca nowej generacji F/A-XX firmy Boeing w wariancie załogowym (na pierwszym planie) i bezzałogowym. W porównaniu z wcześniejszą koncepcją samoloty mają przednie usterzenie.
Podział myśliwców odrzutowych na generacje ma charakter umowny i w różnych krajach jest to różnie postrzegane. W ślad za Stanami Zjednoczonymi na Zachodzie przyjęło się, że obecnie najnowszą generacją jest piąta. Należą do niej amerykańskie samoloty bojowe (myśliwskie) Lockheed Martin F-22 Raptor i F-35 Lightning II, rosyjski Suchoj Su-57 oraz chińskie Chengdu J-20 i Shenyang J-31. Ich najważniejszymi wyróżnikami są: obniżona wykrywalność radio- i termolokacyjna (stealth), zdolność do lotu z prędkością naddźwiękową bez użycia dopalaczy (supercruise), zintegrowana cyfrowa awionika, radar z aktywnym skanowaniem elektronicznym AESA (Active Electronically Scanned Array) pracujący w trybie małego prawdopodobieństwa wykrycia LPI (Low Probability of Intercept), sterowanie kierunkiem wektora ciągu silników czy wewnętrzne komory uzbrojenia. Nie każdy z myśliwców 5. generacji ma wszystkie wymienione cechy, ale nawet kilka z nich wystarczy, aby odróżniać się od maszyn wcześniej zbudowanych.
„Szósta generacja” to na razie tylko ogólna koncepcja i zarazem hasło, które ma podkreślać, że należące do niej myśliwce będą bardziej zaawansowane technicznie od samolotów 5. generacji lub też będą ich następcami. O konkretnych zastosowanych rozwiązaniach technicznych i uzyskanych możliwościach bojowych będzie można mówić dopiero po zatwierdzeniu ostatecznego projektu, albo raczej po zbudowaniu i przetestowaniu prototypu przynajmniej jednego z takich samolotów (systemów).
Jednak już dziś można wyodrębnić kilka cech, które mogą być wyróżnikami myśliwców 6. generacji. Ponieważ żaden samolot myśliwski 5. generacji nie miał okazji do bezpośredniej konfrontacji z przeciwnikiem należącym do tej samej generacji, więc nowinki techniczne rozważane i planowane dla myśliwców 6. generacji wynikają z szybkiego postępu naukowo-technicznego i planowanych potrzeb operacyjnych, a nie realnych doświadczeń bojowych.
Zintegrowany zestaw aktywnych i pasywnych czujników multispektralnych – wielofunkcyjna stacja radiolokacyjna, kamery tele-, termo- i noktowizyjne oraz inne detektory promieniowania elektromagnetycznego, zdolność do pozyskiwania informacji z wielu źródeł, w tym także zewnętrznych (za pośrednictwem szerokopasmowego łącza wymiany danych w czasie rzeczywistym), zwiększy świadomość sytuacyjną pilota i umożliwi wykrywanie statków powietrznych klasy stealth. Odporne na zakłócenia elektromagnetyczne łącze wymiany danych pozwoli na lepszą integrację samolotu z innymi elementami sieciocentrycznego pola walki i koordynowanie wspólnych misji (np. z innymi samolotami, bezzałogowymi statkami powietrznymi, „inteligentną” amunicją, rojami dronów).
Zastosowane zostaną sieci anten „wtopionych” w pokrycie płatowca, wykorzystywanych symultanicznie przez radiolokator oraz systemy samoobrony (walki elektronicznej), identyfikacji, nawigacji, łączności i wymiany danych. Co więcej, w pokryciu może też być „zatopionych” nawet kilkadziesiąt tysięcy rozmaitych mikroczujników, mierzących np. temperaturę, ciśnienie, prędkość, przyspieszenie, naprężenia, natężenie pola elektromagnetycznego oraz ich rozkład na powierzchni płatowca (smart skin).
Wczesna wizja myśliwca nowej generacji F-X/NGAD firmy Boeing.
Zintegrowana w jeszcze większym stopniu niż dziś, zaawansowana awionika o otwartej architekturze, z ulepszonym interfejsem człowiek-maszyna (w przypadku samolotów załogowych) ma być kolejnym, istotnym wyróżnikiem myśliwców 6. generacji. Poszczególne podzespoły (moduły) awioniki będą mogły korzystać ze wspólnych komputerów, przetworników, wzmacniaczy i innych urządzeń, lepiej wykorzystując dostępne zasoby (pamięć, czas i moc obliczeniową procesorów, moc elektryczną). Mają być one połączone światłowodowymi szynami danych o bardzo dużej przepustowości. Komputerowy system sterowania lotem również ma być oparty na światłowodach (flight-by-light) lub technologii bezprzewodowej (flight-by-wireless).
W celu usprawnienia komunikacji pilota z systemami samolotu ma być zastosowany wyświetlacz nahełmowy wykorzystujący technikę rozszerzonej lub wirtualnej rzeczywistości (Augmented Reality, AR lub Virtual Reality, VR), panoramiczny wyświetlacz dotykowy oraz sterowanie gestem i/lub głosem. Oprogramowanie komputerów będzie wykorzystywać algorytmy sztucznej inteligencji (Artificial Intelligence, AI), dzięki czemu system zadaniowy samolotu będzie zdolny do podjęcia optymalnej decyzji w czasie rzeczywistym, będzie prezentował pilotowi tylko najważniejsze i niezbędne w danym momencie informacje oraz samodzielnie sterował towarzyszącymi BSP, dronami i „inteligentnym” uzbrojeniem.
Samoloty myśliwskie 6. generacji otrzymają nowe rodzaje i typy uzbrojenia – hipersoniczne pociski „powietrze-powietrze” i „powietrze-ziemia” dalekiego zasięgu, jeszcze bardziej „inteligentne” pociski i bomby kierowane, roje dronów, broń energetyczną (Directed Energy Weapon, DEW). W tym ostatnim przypadku chodzi o „działa” laserowe lub mikrofalowe, zdolne – w zależności od potrzeb – zniszczyć lub tylko obezwładnić („oślepić”) cel.
Umieszczone w obrotowej „wieżyczce”, zasobniku lub w kilku miejscach płatowca mogłyby pokrywać całą sferę wokół samolotu, dzięki czemu byłyby w stanie niszczyć nadlatujące z różnych kierunków pociski rakietowe. Ich zaletami są precyzja i szybkość działania oraz teoretycznie nieograniczony „zapas amunicji”. Broń energetyczna ma wszakże dwie istotne wady – wymaga źródła zasilania o bardzo dużej mocy i generuje ogromne ilości ciepła, którego odprowadzenie wydaje się jednym z największych wyzwań na drodze do jej operacyjnego zastosowania.
Oprócz „inteligentnej” broni (pocisków samosterujących, pocisków i bomb kierowanych) coraz częściej mówi się o rojach dronów (drone swarm). Chodzi o małe BSP, zwane również amunicją krążącą (loitering munition) lub dronami-samobójcami (suicide drone), będące bronią, a nie jej nosicielem. Rój złożony z kilkunastu, kilkudziesięciu, a nawet kilkuset małych dronów będzie znacznie trudniejszy do zniszczenia niż pojedynczy pocisk czy bomba (a przy okazji także tańszy) i będzie miał większą szansę porażenia celu.h3>Kontrolowanie BSP, roju dronów i „inteligentnej” broni
Naturalnym kierunkiem jest zastosowanie myśliwca z tak rozbudowaną awioniką i systemem kierowania ogniem jako samolotu-matki, sterującego i koordynującego poczynaniami towarzyszących BSP, dronów i „inteligentnej” broni. BSP, drony i pociski byłyby przenoszone albo przez myśliwiec, albo przez inny powietrzną platformę (np. samolot transportowy), pełniącą rolę latającego arsenału. W tym drugim przypadku samolot-arsenał pozostawałby poza strefą oddziaływania obrony przeciwlotniczej przeciwnika i wypuszczał BSP, drony i pociski „na rozkaz” z penetrującego wrogie środowisko myśliwca. Ten z kolei miałby za zadanie wykrycie, identyfikację i wskazanie celów oraz koordynowanie ataku.
W najbliższej perspektywie nie zanosi się na rewolucję w tej dziedzinie – wciąż podstawowym źródłem napędu samolotów bojowych będą turbinowe silniki odrzutowe. Trwają wszakże prace nad nowymi rodzajami takich jednostek napędowych. Najbliższe realizacji wydają się silniki o zmiennym w trakcie lotu stopniu przepływu i stopniu sprężania (Variable Cycle Engine, VCE lub Adaptive Cycle Engine, ACE), co pozwoli uzyskać duży ciąg lub zmniejszyć zużycie paliwa, w zależności od aktualnych potrzeb (stanu lotu).
Taki silnik będzie pracował efektywnie w całym zakresie prędkości lotu – przy niskich prędkościach jego charakterystyki będą zbliżone do silników turbowentylatorowych o dużym stopniu dwuprzepływowości, a przy wysokich prędkościach – do silników turboodrzutowych o małym stopniu dwuprzepływowości. Ponadto ciepło odprowadzane z broni energetycznej i innych systemów elektronicznych samolotu może być wykorzystane do podgrzewania powietrza w silnikach, co zmniejszy zużycie paliwa i zwiększy ich sprawność.
W tym wypadku chodzi o nowe rodzaje kompozytów, poliamidy, grafen, nanomateriały, metamateriały. Ich zastosowanie w konstrukcji i pokryciu płatowca może nie tylko zmniejszyć masę własną (co zawsze było dążeniem konstruktorów) i zwiększyć żywotność samolotu (w obliczu ogromnych kosztów opracowania i rozwoju tylko pozostawanie w służbie przez wiele dekad będzie miało ekonomiczne uzasadnienie), ale także podnieść na wyższy poziom techniki obniżania wykrywalności (stealth).
Rozważa się też konstrukcje „samoleczące się”, czyli samoczynnie uzupełniające niewielkie ubytki spowodowane np. odłamkami. Podobnie jak w przemyśle motoryzacyjnym, w procesie produkcji i montażu zostaną zastosowane na szeroką skalę roboty przemysłowe i tzw. coboty lub co-roboty (collaborative robots), co pozwoli znacząco obniżyć koszty produkcji.
Myślimy tu o samolocie opcjonalnie pilotowanym (Optionally Piloted Vehicle, OPV) lub może raczej opcjonalnie bezpilotowym. Rozbudowana awionika, czujniki i komputerowy system sterowania lotem (plus odpowiednie oprogramowanie) umożliwią wyeliminowanie pilota z kokpitu i przekształcenie myśliwca 6. generacji w autonomiczny BSP, który będzie operował zarówno samodzielnie, jak i w formacji z innymi BSP albo samolotami załogowymi (jako „lojalny skrzydłowy”).
Już podczas konstruowania i wprowadzania do służby myśliwców 5. generacji wielu specjalistów zapowiadało, że będą to ostatnie samoloty bojowe z pilotem za sterami. Jednak ze względu na ograniczenia techniczne, przepisy prawne i wątpliwości etyczne dziś raczej nie ma mowy o tym, aby podstawą wyposażenia sił powietrznych były autonomiczne BSP. W określonych sytuacjach lub w czasie pełnoskalowego konfliktu zbrojnego te zastrzeżenia stracą wszakże na znaczeniu, m.in. stąd pomysł na OPV.
Wszystko wskazuje na to, że własności stealth nie stracą na znaczeniu, choć nie muszą być cechą priorytetową. Jednak zdolność do działania w obszarach o dużym nasyceniu zaawansowanymi środkami obrony przeciwlotniczej (Anti-Access/Area-Denial, A2/AD) – a w każdym razie większe prawdopodobieństwo przetrwania w takich warunkach – będzie ważnym atutem. Zatem układ aerodynamiczny i kształt płatowca wciąż będzie wynikał z dążenia do obniżenia skutecznej powierzchni radiolokacyjnego odbicia (Radar Cross-Section, RCS). W tym samym celu pokrycie samolotu będzie wykonane z materiałów i struktur pochłaniających promieniowanie elektromagnetyczne (Radar Absorbing Materials, RAM i Radar Absorbing Structure, RAS) i obniżających sygnaturę termiczną (Infrared Topcoat). Można spodziewać się również wewnętrznych komór uzbrojenia.
Z tego samego powodu wszelkie urządzenia i czujniki (nawigacyjne, celownicze, walki elektronicznej) będą raczej wbudowane w płatowiec, a nie występować w formie zasobników podwieszanych pod kadłubem lub skrzydłami. Aby je pomieścić, konieczna będzie ich miniaturyzacja, powiększenie płatowca i/lub wykorzystanie przez różne urządzenia i czujniki wspólnej puli komputerów, wzmacniaczy, generatorów elektrycznych, przetworników, systemów chłodzenia, anten itp.
Myśliwce 6. generacji będą „nafaszerowane” elektroniką oraz uzależnione od komputerów i przepływu danych w postaci cyfrowej. Ogromne znaczenie będzie więc miała ochrona awioniki przed zakłóceniami elektromagnetycznymi oraz atakami hakerskimi (cyberatakami). Z kolei szybki rozwój środków obrony przeciwlotniczej (stacji radiolokacyjnych, pocisków) sprawi, że jeszcze większe znaczenie zyska skuteczny system samoobrony (walki elektronicznej). Według niektórych analityków myśliwiec 6. generacji powinien mieć zdolność do prowadzenia aktywnej walki elektronicznej nie tylko w zakresie namierzania i zakłócania emisji elektromagnetycznych, ale także wykonywania cyberataków na sieć informatyczną przeciwnika.
Wysokie osiągi
Teoretycznie myśliwiec 6. generacji ma dysponować możliwością wykrywania i niszczenia celów z tak dużej odległości, że nie powinno dochodzić do spotkań i walk powietrznych na bliskim dystansie. Wysoka prędkość pozwoli wszakże skrócić czas dotarcia do celu, a tym samym skrócić czas reakcji na pojawiające się zagrożenia. Raczej nie ma mowy o prędkości hipersonicznej, gdyż to wymagałoby zastosowania zupełnie innych rozwiązań technicznych w zakresie konstrukcji płatowca i zespołu napędowego. Duży zasięg umożliwi operowanie z dala od własnych baz i bez wsparcia latających zbiornikowców, co zwiększy elastyczność użycia myśliwców i także przyspieszy czas reakcji.
Wysoka manewrowość, w tym przy prędkości naddźwiękowej, zwiększy prawdopodobieństwo uniknięcia zagrożeń (pocisków przeciwlotniczych) oraz szansę na zajęcie dogodnej pozycji taktycznej podczas walki powietrznej (gdyby jednak do niej doszło). Prawdopodobnie standardem staną się ruchome dysze, pozwalające sterować kierunkiem wektora ciągu co najmniej w jednej płaszczyźnie, a tym samym polepszyć charakterystyki manewrowe samolotu. Ograniczeniem w tym zakresie będzie wytrzymałość organizmu pilota na przeciążenie (co jest kolejnym argumentem za OPV).
Aerodynamiczne powierzchnie sterowe będą tworzyły jeden spójny, samoregulujący się system. O tym, która powierzchnia zostanie wychylona i o jaki kąt, będzie decydował komputer sterowania lotem, realizujący polecenia pilota. Co więcej, w przypadku awarii lub uszkodzenia jednej lub kilku powierzchni ich funkcje przejmą pozostałe.
Wizja z 2016 r. samolotu myśliwskiego nowej generacji F-X/NGAD firmy Boeing.
Ta cecha będzie wynikała raczej z potrzeb użytkownika, a nie możliwości samolotu jako takiego. Pod tym pojęciem będzie rozumiana nie tylko zdolność do atakowania dowolnych celów (powietrznych, naziemnych i morskich), ale również – a może nawet przede wszystkim – zdolność do prowadzenia zwiadu, rozpoznania i walki elektronicznej, zbierania i przekazywania informacji w czasie rzeczywistym, wykrywania i wskazywania celów dla innych środków bojowych, współpracy z innymi samolotami, okrętami i środkami bojowymi wojsk lądowych oraz kontrolowania BSP, rojów dronów i „inteligentnej” broni.
Awionika i wyposażenie zadaniowe powinny mieć budowę modułową, tak aby można je było łatwo wymienić w zależności od potrzeb i/lub w ramach przyszłych modernizacji. Zakładając szybki postęp naukowo-techniczny (zwłaszcza w elektronice) i długi czas eksploatacji samolotu jest niemal pewne, że rozwiązania zastosowane powiedzmy w 2040 r. trzydzieści lat później będą przestarzałe, a więc będą wymagały zastąpienia nowszymi.
Niektóre spośród opisanych wyżej rozwiązań i technologii są już znane od lat i stosowane na mniejszą lub większą skalę (choć niekoniecznie w samolotach bojowych). Inne dopiero przechodzą testy lub znajdują się w fazie opracowania. Można założyć, że postęp naukowo-techniczny pozwoli w nieodległej perspektywie czasowej pokonać występujące obecnie lub pojawiające się w przyszłości ograniczenia i problemy techniczne. Największym wyzwaniem będzie wszakże zintegrowanie wszystkich elementów w jeden spójny, sprawnie działający, skuteczny i niezawodny system, nazywany umownie myśliwcem 6. generacji.
Pełna wersja artykułu
Pełna wersja artykułu
Pełna wersja artykułu
Pełna wersja artykułu
Pełna wersja artykułu
