일본의 마인드 파이터란 무엇인가요?

'마인드' 실증기의 이 두 부분의 설계는 각각 두 부서에서 수행되었습니다. 고기동성에 관한 연구 작업은 일본 국방부 기술 연구 본부 제3 기술 개발실에서 완료되었습니다. 이번 연구는 2000년에 시작돼 2008년 말 완료될 예정이다. 스텔스에 대한 연구는 '마인드' 프로젝트의 주계약자인 미쓰비시중공업이 맡는다. 낮은 피탐지율을 실현하기 위해 외관 디자인은 현재 운용 중인 유일한 표준 4세대 항공기인 F-22를 참고했으며, 평행 쌍발 엔진과 이중 수직 꼬리날개의 일반 레이아웃을 채택했습니다.

이전 세대 스텔스 이론에 따르면, 항공기의 주요 윤곽선과 동체 개구부 솔기 선이 서로 평행해야 레이더 에코를 제한된 방향으로 최대한 집중시켜 적군이 좁은 범위에서만 자신을 탐지할 수 있도록 해야 합니다. 구체적인 방향은 바로 F-22가 하는 일이다. 성숙기에 탄생한 'Xin Shen'도 이를 참고해 F-35에 장착된 캐럿 공기흡입구를 채택했다. 부풀어오르는 공기 흡입구는 오랫동안 테스트되었으며, "Xin Shen"은 아직 도입 단계에 있습니다. 공기 포트 내부에 경계층 장벽이 설계되어 있습니다. 이는 분명히 초음속 비행 성능을 위한 것입니다. 사다리꼴 주 날개와 캠버 모양의 사다리꼴 이중 수직 꼬리 등도 F-22와 유사합니다. "랩터 스카이(Raptor Sky)"의 앞 가장자리는 주 날개의 앞 가장자리와 수직을 이루고 있으며, 앞 가장자리는 평행하며 안쪽은 매우 흥미롭습니다. 이는 주 날개의 뒷전과 평행하며, 이는 충분한 공기 역학적 효율성을 보장하고 스텔스를 향상시킬 뿐만 아니라 후면 통신 안테나 및 기타 안테나의 작동 범위를 확장합니다.

공력 외관 측면에서 '마인드'와 F-22의 가장 큰 차이점은 주로 F-1 6과 유사한 공기 역학적 측면 패널입니다. 이 공기 역학적 측면 패널은 주 날개와 꼬리를 유기적으로 결합합니다. F-22의 성능을 효과적으로 향상시키기 위해 하나의 몸체로 만들었습니다. 항공기의 제어 효율성을 향상시키는 동시에 후방 끝을 수평 꼬리에 연결하여 제어 효율성을 더욱 향상시킵니다. F-16과 F-35의 특성을 결합한 공기역학적 측면 패널은 많은 국가의 계획에서 드문 일이 아니며 이를 실행에 옮기는 유일한 것은 F의 또 다른 디자인 하이라이트입니다. -22는 공기흡입구 상부 외측에 삼각형 모양의 돌출부가 있고, 이 돌출부의 상부면이 동체와 일체화되어 있고, 하부면이 동체와 일체화되어 있다는 것이다. 공기 흡입구. 이 디자인은 매우 영리하여 항공기의 은밀함과 공기 흡입구의 요구 사항을 크게 보장하는 동시에 높은 곳에서 소용돌이 흐름을 생성할 수 있는 측면 스트립/전면 날개의 역할을 합니다. 주 날개 리프트 "Mind"는 이 디자인을 채택하지 않았지만 측면 스트립을 공기 흡입구 외부로 직접 확장한 다음 공기 역학적 측면 패널에 연결합니다. 이 구조는 F-22 디자인과 비교됩니다. "Mind"의 설계는 항공기 동체의 면적 법칙 요구 사항을 보장하며 공기 흡입구의 경계층 채널 설계와 결합되어 "Mind"가 천음속/초음속 특성을 크게 강조한다는 것을 보여줍니다.

그러나 "Mind"의 디자인에 있어서 특별히 주의해야 할 점은 주 날개의 앞쪽 가장자리 플랩 안쪽에 매우 흥미로운 "닫힌 톱니" 디자인이 있다는 것입니다. 이 구조는 육안으로 식별하기가 매우 어렵고 디자인이 독창적이고 흥미 롭습니다. 이 디자인은 MiG-23 주 날개 앞쪽 가장자리의 톱니 구조와 유사하며 날개 블레이드와 유사한 역할을 하며 실속 공기 흐름의 확장을 제어하는 ​​데 사용되며 항공기의 제어 가능한 공격 범위를 늘릴 수 있습니다. . 많은 항공기가 이 디자인을 채택했지만 이 디자인의 가장 큰 단점은 독특한 노치가 항공기 바람이 불어오는 쪽의 레이더 반사 영역을 크게 증가시켜 현대 전투기에 매우 치명적이라는 것입니다. 더 높은 기동성과 넓은 제어 가능한 공격 범위를 얻기 위해 "마인드"는 기존의 톱니형 디자인과 달리 "마인드"의 톱니형 앞부분이 안쪽으로 당겨져 동체와 연결되도록 했습니다. 전체가 닫힌 톱니 구조를 형성하여 전방 레이더파가 톱니에 직접 들어가는 것을 차단합니다. 이 디자인은 여전히 ​​"마음"에서만 볼 수 있지만 이 디자인이 실제로 스텔스를 향상시킬 수 있는지 여부와 공기 역학적 효율성은 무엇인지에 대한 추가 테스트가 남아 있습니다. 완료됩니다.

미쓰비시중공업은 저검출 차체 형상 연구와 더불어 IFPC 기술 개발도 필요하다. IFPC는 통합 비행/추진 제어(Integrated FIight Pro-pulsion Contr01) 기술을 말하며, 공력 조종면을 통해 항공기의 자세를 제어할 수 없는 실속 범위에서 추력 제어를 통해 항공기를 제어하는 ​​데 주로 사용됩니다.

뿐만 아니라, 전체 시스템의 성능과 안정성을 최적화하기 위해서는 각 부분을 종합적으로 제어하는 ​​것, 즉 통합제어가 필요하다. 흡입구, 엔진 및 노즐의 포괄적인 제어를 통합 항공 추진 시스템 제어라고 하며, 항공기 및 추진 시스템의 포괄적 제어를 줄여서 IFPC라고 합니다. IFPC의 구현을 통해 비행 제어, 추진 및 기타 시스템도 다양한 항공기 제어 기능을 통합하고 명령, 제어, 감지, 항법, 공격 및 기타 시스템과 고도로 통합된 통합 지능형 ​​항공기로 발전할 것입니다. 동시에, 추력 관리를 충족하고, 연료 효율과 항공기 기동성을 개선하고, 항공기와 추진 시스템 간의 결합 충격을 효과적으로 처리하고, 조종사의 피로를 줄이기 위해 전체 비행 영역 내에서 비행 임무 요구 사항을 최대한 충족합니다. 부담을 줄여 시스템의 전반적인 성능 최적화를 달성할 수 있습니다.

IFPC의 중요한 구성 요소인 "마인드"는 추력 벡터 노즐을 채택합니다. 노즐은 Su-37의 원형 단면 3차원 추력 벡터 노즐과 F-22의 직사각형 단면 저탐지 2차원 벡터 노즐과 다르지만 3피스 배플과 유사합니다. 미국과 독일이 협력한 X-31의 플레이트 벡터 제어 방법의 특별한 점은 "마인드" 벡터 배플에 톱니 모양이 있어 레이더 탐지 가능성을 줄이도록 설계되었다는 것입니다.

X-31 프로젝트가 현재 유인 전투기 중 가장 기동성이 뛰어난 대표적인 프로젝트임에는 의심의 여지가 없습니다. 이 프로젝트는 1986년 6월에 탄생했습니다. 미국과 당시 독일 연방 정부는 다음과 같은 협정을 체결했습니다. 미국 국방고등연구계획청이 주도하는 '전투기 기동성 강화'(EFM) 프로그램 연구를 위한 양해각서와 독일 국방부 기술프로그램부가 프로그램에 참여한다. 프로그램 개발을 위한 연구를 수행하기 위한 기술 협력 기반에서 이 항공기는 X-31 "향상된 전투기 기동성" 검증 항공기로 근거리 공중전 능력을 향상시키는 방법을 연구하는 데 주로 사용됩니다. X-31의 가장 큰 특징은 배플 벡터 노즐로, 3개의 탄소-탄소 가이드 베인이 엔진 둘레에 대칭으로 배열되어 있으며, 각 가이드 베인의 고온 영역은 탄화 규소 표면층으로 덮여 있습니다. 별도의 액츄에이터 드라이브로 구성되어 있습니다. 피치와 요에 필요한 제어는 가이드 베인을 편향시켜 제공됩니다. 최대 편향각은 35도이며, 배플 벡터 노즐은 2차원 및 3차원 추력 벡터 노즐처럼 제트를 덮지 않으므로 대부분의 경우 공기 흐름 방향을 최대 15도까지만 변경할 수 있으며, 어떤 경우에는 에너지가 낮은 상태에서 엔진 테일 노즐 면적이 작을 때 공기 흐름 변화가 15도에 도달하지 않습니다. 더욱이, 배플 추력 벡터 제어 방법의 단점은 매우 명백합니다. 첫째, 가이드 베인이 동시에 특정 각도 이상으로 편향될 때 서로 충돌할 수 있으므로 제어 소프트웨어에서 적절한 설정을 해야 합니다. 항공기의 추력 벡터를 유발합니다. 제어 법칙과 비행 제어 시스템과의 결합은 매우 복잡합니다. 둘째, X-31 디플렉터가 안쪽으로 5도 편향된 후에는 사용성 문제가 있습니다. 10초 동안 바깥쪽으로 10도 회전한 후 15초 동안 식혀야 다시 사용할 수 있습니다. 마지막으로 배플형 편향 노즐의 고유한 단점인 편향 각도가 감소하는 문제가 있습니다. X-31A의 가이드 베인이 10도를 초과하면 추력이 크게 감소하기 시작하며 편향 각도가 25도에 도달하면 약 700kg의 힘이 손실됩니다.

그러나 추력 벡터 제어 방식의 단점에도 불구하고 아이엘은 여전히 ​​이 벡터 제어 기술을 채택하기로 결정했다. 한편으로는 구조가 단순하고 일본이 갖고 있는 추가적인 구조를 개발할 필요가 없다. 복잡한 러시아 3차원 벡터 노즐은 요 방향을 제어할 수 없는 F-22의 2차원 벡터 노즐과 달리, 배플 기술은 미국에서 이미 만들어진 기술입니다. , 이중 엔진이 디플렉터를 동시에 사용하더라도 플로우 보드는 F/A-18 HARV에서도 검증되었으며 X-31에서 검증된 기술은 원래 일본이 직접 이식할 수 있습니다. 동맹국인 미국으로부터 구조 설계 및 제어 소프트웨어를 얻습니다. 결국 일본이 실험하고 싶은 것은 구조 제조 기술보다는 제어 기술이다. 일본의 경우 기계를 만드는 것이 어렵지 않으며 시간을 낭비하고 "마음" 계획을 지연시킬 필요가 없습니다.

이 밖에도 미쓰비시중공업은 '스마트 스킨'의 시험생산에도 돌입한다. 스마트 스킨은 주로 동체 제조에 사용되는 새로운 경량, 고강도 복합재료를 가리킨다. 이 새로운 재료에 대한 테스트 작업은 2011년에 완료될 예정입니다.

'마인드' 첨단기술 실증기의 이륙중량은 약 8톤으로, 탑재된 일본산 XF5-1 터보팬 엔진 2개의 총 추력은 10톤에 이른다. 항공기의 이륙 추력 대 중량 비율은 1.25입니다. 새로운 스마트 스킨을 사용한 "Xin Shen"은 무게를 더욱 줄일 것입니다. 스마트 스킨 외에도 "마인드"는 IFPC 기능을 구현하는 벡터 노즐, 다기능 능동 위상 배열 레이더 및 F-35와 유사한 통합 전자 광학 검색 및 타겟팅 시스템을 검증합니다. 모든 것이 순조롭게 진행된다면 완전한 상태의 "Mind" 실증기는 2014년에 첫 비행을 하게 될 것입니다.