… sau in mix-uri „Hi-Lo” vorba anglo-saxonului!
Inainte sa ne grabim si sa incepem sa retragem anumite categorii de tehnica… poate ar fi bine sa ne gandim de doua ori!
Subiectul de astazi – episodul Lancer – cu simptome de eternizare. Cauza – amanarea achizitiei celorlalte loturi de F-16 pentru a atinge necesarul minim de 3 escadrile, ceea ce inseamna prelungirea utilizarii „tevilor” noastre cu 5 pana la 10 ani, de-voie-de-nevoie. Deci de-i musai, atunci cu placere!
In mod clar, 16 sau chiar 32 de aparate multirol F-16 sunt insuficiente pentru o acoperire corecta a spatiului aerian romanesc (si nu vorbim doar de partea de Vest si Sud-Vest lasate descoperite de cand cu NATO si pastrarea doar a Campiei Turzii) si pentru a putea efectua toata gama de misiuni concomitent. Nici macar adaugarea de roluri secundare de politie aeriana si lupta subsonicului de antrenament cu picioare scurte IAR-99 nu rezolva problema. Si oricum, inca vreo 3-4 ani de acum incolo, nu vom avea in operare activa mai mult de escadrila de F-16 deja sosita, eventual suplimentata cu cele 5 MLU-uri aflate inca in negociere. Chiar si de ar fi sa primim in acest an acordul si o solutie din partea SUA pentru F-16 revitalizate, pana repunerea lor pe „picioare” si apoi receptie si intrarea in serviciul activ vor mai trece niste ani. Cat despre productia unor aparate noi, intervalul de livrare ar fi cu siguranta si mai lung.
MIG-21 este deja un aparat invechit, insa adus la standardul Lancer actualizat la nivelul anilor 2020 (mici modernizari, de fapt actualizari, ale electronicii si pachetului de compatibilitate de arme) ar putea reprezenta pentru inca cel putin 10 ani o platforma complementara de lupta, nu excelenta, dar mult mai potrivita decat IAR-99. Si cert, mult mai potrivit pentru politie aeriana la un cost redus de exploatare, sub jumatate din cel al unui F-16. Actualizarea listelor de tinte si amenintari este obligatorie ca si pachet de modernizare a electronicii Lancer si a containerelor de razboi electronic.
A mai existat o varianta israeliana de modernizare – MIG-21-2000 – cu o echipare similara cu pachetul Lancer, in care erau implicati si cei de la IAI alaturi de Elbit, distinctiv fiind parbrizul frontal dintr-o singura bucata (varianta similara prezenta si la J-7, Bison sau prototipul MIG-21/93), cu vizibilitate superioara celei clasice.
Sa ne reamintim ce contine modernizarea Lancer, care inca poate fi modernizat astazi prin extinderea capacitatii de procesare, imbunatatirea afisarilor in cabina, extinderea conlucrarii cu senzori de noua generatie si integrarea de noi pachete de arme:
– Modular Multi-Role Computer
– Display And Sight Helmet – DASH
– Head Up Display – Elop 921
– Multi-Function Display 5×5 in.
– Multifunction Color Display 5×5 in.
– Hybrid Navigation System – LISA-4000 EB
– ILS/VOR/DME
– Air data computer – Marconi ADC
– Hopping frequency VHF/ UHF radio – ACR 435
– VHF/ UHF radio – ACR 430
– Radar Warning Receiver – Elisra SPS-20
– Chaff and flare dispensers – TAAS/IMI
– Range radar Elta EL/M 2001 B (Lancer A/B)
– Multi Mode Radar – Elta EL/M 2032, with look-down / shoot-down capability (Lancer C)
– Data Transfer System – DTS
– Flight data recorder – SAIMS
– IFF transponder – Plessey (NATO Mk.-10 IFF compatible)
– Stores Management System
– HOTAS
– Hardpoints for Eastern and Western weapons
– Electronic Countermeasure Pod – Elta EL/L-8222R
– Laser Designation Pod – Rafael Litening LDP
– Photo Reconnaissance Pod – Elbit/Aerostar Airborne Reconnaissance Pod – ARP
– Smart weapons – Rafael Griffin laser guided bomb (LGB), Lizard LGB and OPHER – IR guided bomb
– Dumb bombs and cluster bombs – Mk-82, Mk-83, FAB-100, FAB-250, FAB-500, BEM-100, CL-250
– Air to Air missiles – R-73, R-60, R-3S, R-13M, Magic II and Python-3
– Unguided rockets – S-5 M/K, carried in UB-16-57 / UB-32-57 rocket launchers and
– Single large caliber rockets S-24.
Desi resursa estimata a structurii de pana in 2500 de ore de zbor este aproape de expirare mai ales pentru parcul de Lancer C, aceasta nu inseamna ca nu mai poate fi extinsa cu pretul unor lucrari mai minutioase de inspectare si ranforsare a structurii (cazul F-16 este elocvent, numarul de ore al structurii putand fi impins de la 4000 spre dublul apoi peste triplul celui initial, ajungand la 14000 ore de viata): MIG-21 Bison a beneficiat de extinderea cu 1000 de ore a resursei initiale. La fel, motoarele, de generatie veche si inca relativ simple, pot fi si ele inca revitalizate si intretinute in Romania cu costuri relativ reduse.
Joaca cu MIG-21 Lancer A la Bourget, in 1997 (la mansa – Yehuda Shafir, Elbit chief test pilot):
Cum am mai mentionat, atat la nivel de structuri cat si de motoare, exista inca la vecinii nostri numeroase alternative de exemplare MIG-21 Bis stocate si cu resursa mult superioara MIG-urilor noastre, in functie de pret putand fi o alternativa chiar mai simpla decat costul de refacere a unor structuri si motoare aproape de limita maxima prevazuta. Vecinii ucraineni nu sunt recomandati pentru a furniza solutii de motoare si piese de schimb atat pentru MIG-21 cat si pentru MIG-29, dupa episodul MIG-21 croat, si in plus ne sunt oarecum concurenti pe aceste nise.
La o adica ar exista inca solutii de a imbunatati Lancer-ul si pentru politie si lupta aeriana dar poate cea mai buna solutie ar fi schimbarea rolului sau, cu 3 variante necesitand modificari minimale:
- caraus de rachete aer-aer pentru sprijinul unor platforme mai avansate. Radarul actual Elta EL/M 2032 are un rol limitat iar daca nu este modernizat substantial (sau inlocuit cu EL/M-2052 cu costurile aferente; studiul de instalare radar AESA l-as fi vazut chiar mai util la MIG-21 decat la IAR-99 Soim), o alternativa ar fi integrarea unui senzor IRST/FLIR in bot, in locul radarului sau a telemetrului, in cazul Lancer-C. Si mai utila ar fi adaugarea unei capacitati Link16 (aparent existente in optiune pe container ECM pe pilonul central: Elta EL/L-8222R, sau urmasul ELTA EL 8251 care poate fi integrat si in fuselaj, la cerere) care sa-i permita sa vada si sa lanseze pe tintele detectate de alte platforme mai capabile.
- caraus de munitii ghidate pentru atac la sol – in special JDAM – kit de ghidaj bomba MK82 (sau mai micile GBU-39 SDB) – la distanta (nicidecum rolul de atac la sol la joasa inaltime prevazut pentru Lancer-C, total neadecvat profilului sau de zbor). Integrarea FLIR in fuselaj ar fi cel putin la fel de utila ca si in rolul aer-aer;
- platforma de sisteme de recunoastere si razboi electronic, in rol de sprijin al platformelor mai moderne („Wild Weasel”): ex. EL/L-8222 integrat pe MIG-21 Lancer si Bison;
Pentru a realiza aceste roluri, propunerea cheie venita de la INCAS este folosirea unui adaptor conform ventral de puncte de prindere munitii multiple si cu rezervor inglobat. Adaptorul (detaliat in studiul de aici, incepand cu pag.162) propune nu doar inlocuirea pilonului ventral, ci si: „eliminarea celor trei frane aerodinamice cu actuatori hidraulici, eliminarea tunului și eliberarea spațiului cutiei de muniție”.
Containerul CFT poate elimina nevoia sinelor de acrosaj de pe aripi in anumite misiuni, ducand la o configuratie mai „curata” din punct de vedere aerodinamic (daca CFT-ul in sine nu aduce penalizari de aerodinamica – rafinarea formei prin teste).
Galerie modelizare-pozitionare container CFT ventral varianta bombe MK-82 si rachete aer-aer Sidewinder/Amraam
Containerul CFT poate integra, reducand si mai mult spatiul dedicat rezervorului de combustibil, si o paleta de senzori (FLIR/laser designation pod/ ECM/ RWR), alternativa la a integra respectivele solutii in fuselaj sau a lua containere dedicate care reduc si mai mult numarul de piloni disponibili pentru armament. De asemenea, tot in CFT pot fi adaugate dispensoarele de contramasuri si sistemele de bruiaj activ, precum si antenele sistemului RWR, de avertizare la iluminare radar. Pentru misiunea de recunoastere si lupta electronica, ar putea fi realizata o versiune dedicata a containerului CFT, dupa cum se vede mai jos:
Se observa ca pozitionarea CFT-ului penalizeaza deriva ventrala care ar trebui fie eliminata si inlocuita de altele doua mai mici pe CFT, fie marita pentru a avea acelasi efect, dar cu riscul de a limita inclinarea fata de pista la decolare.
In plus, ar putea fi nevoie de o solutie care sa permita in continuare intrarea/iesirea rotilor trenului de aterizare din locasul din fuselaj:
Volumul teoretic calculat al CFT-ului trece de 1300 de litri, din care aproape 1100 de litri ar reprezenta volumul rezervorului integrat, ceea ce ar insemna crestrea cu peste 43% a masei de combustibil al MIG-21 MF (de la 2550 la 3650 litri) sau o crestere de 27%, de la 2900 litri la 4000 litri, a acesteia in cazul Bis-ului.
Cele 3 roluri ar putea astfel evita acutizarea problemelor de rezistenta a structurilor si de manevrabilitate specifice platformei MIG-21.
Cu un cost suplimentar, pentru a compensa partial cresterea de masa de peste o tona datorata CFT (sarcina utila standard de 1,5 tone pe cei 4 piloni de arme plus capacitate de rezervor largabil de 500l/391kg respectiv 800 litri/631kg pe pilonul ventral) dar si de manevrabilitate mai ales la viteze reduse, este obligatorie trecerea pe fly-by-wire, incluzand modificarea modului de lucru a eleroanelor si modificand bordul de atac (prin disparitia tijelor de comanda a eleroanelor). FBW aduce si simplitate in intretinere, deci un cost mai scazut al orei de zbor dar mai ales o reactie mult mai prompta a suprafetelor de comanda in cazul comenzilor pilotului. Lipsa voletului de bord de atac este un minus al platformei MIG-21, care insa se poate corecta prin modificarile de mai sus. Aceasta modernizare trebuia facuta de la inceputul programului Lancer si poate ar fi dus la evitarea unor accidente.
Datorita FBW se poate face schimbarea modului de lucru a profundoarelor, adaugand bracajul diferential, la care se poate adauga marirea suprafetelor de lucru (poate chiar inlocuirea lor completa cu unele de noua generatie, insa in mod clar costurile finale ale modernizarii vor creste) .
MIG-21 low-pass:
– exact CE SA NU FACI!!! cu un MIG-21 in conditii de lupta, rolul sau fiind acela de interceptor, adica de a urca rapid la plafonul de lupta (8 minute si 25 de secunde in configuratie minimala, pentru a urca in postcombustie la 20,7km altitudine) si, ajutat de sistemul de aparare AA in care este integrat, de a intercepta/dobora inamicul cu armele de la bord, folosindu-se de amprenta radar redusa si fara a intra in dog-fight. Aici a fost „hiba” pachetului Lancer A, total nepotrivit capacitatilor aerodinamice ale aeronavei, pachetul fiind destinat de a elimina, prin logistica comuna si modernizare minima, o platforma dedicata atacului la sol – IAR-93 – dintr-un program de imbunatatire.
Raza de actiune optima in regim de lupta a MIG-21 nu depasea initial cu mult 200km, fiind un interceptor „point-defense”, atingand o distanta de zbor ideala (la altitudine si viteza optime pentru consum) la modelul MIG21-93/Bis de putin peste 1400km respectiv 2000km cu un rezervor suplimentar de 800 litri (autonomie de zbor intre 1,5 – 2,25 ore).
Revenind la echipare, de studiat raportul cost/beneficiu (durata de exploatare) pentru actualele celule deja modernizate si mai uzate in cazul instalarii fly-by-wire, insa pe celule care inca mai pot primi minim 1000 de ore de exploatare probabil ar merita.
MIG-21 SMT si ST/BIS mai au si avantajul adaugarii unui rezervor de 600 de litri in coama dorsala marita, ceea ce ii adauga un plus de 25% (fata de totalul de 2350 de litri la versiunile anterioare), adica aproape 200km la distanta de zbor:
Si tot Bis-ul se bucura de o structura capabila sa reziste la manevre aeriene de 8,5 G (fata da 6,5G la variantele anterioare) dar si de o priza de aer de bot cu diametrul marit la 900mm fata de 870mm la predecesori pentru a furniza mai mult aer mai puternicului motor R-25-300.Se pare insa ca din cauza masei crescute si in ciuda motorului mai puternic, MIG-21 Bis era mai putin manevrabil decat familia MIG-21F, portanta fiind similara.
Din cauza dimensiunilor antenei, radarele Grifo F-7 sau Elta 2032 instalate pe MIG-21 sunt limitate ca si distanta de cautare/descoperire tinte la aprox. 50-55km si urmarire la aprox. 40km (maxim 70 km respectiv 50km in conditii ideale). Inlocuind radarul cu un AESA de genul lui ELM-2052 ar duce probabil spre o zona de detectie aproape dubla, putand ghida si rachete aer-aer cu raza medie. Mai simpla si ieftina ramane integrarea in special pe platformele Lancer-A (care nu au radar aer-aer ci doar telemetru) a Link-16 pentru a primi datele de tintire de la alte platforme precum si a unui senzor IRST (infrared-search-and-track) care poate fi instalat fie in conul de bot, in locul telemetrului radar, fie in fata cabinei sau dedesubt:
Posibila pozitie IRST la MIG-21 si alte modificari
O alta alternativa este integrarea IRST-ului in CFT, asa cum am vazut mai sus, nemafiind nevoie de a il inghesui in spatiul si asa redus din botul avionului.
Cu tehnologia actuala, IRST surclaseaza in misiunile aer-aer vechile radare (depasind 100km ca si distanta de detectie in mod aer-aer), putand chiar rivaliza in anumite conditii cu AESA handicapat de antena de mici dimensiuni.
Aici se termina modificarile minimale ale MIG-21 pentru prelungirea serviciului cu inca cel putin o decada. Tot ceea ce urmeaza necesita programe de studiu aerodinamic si modificari, similare cu ceea ce se face pentru IAR-99 Demonstrator Tehnologic, practic un MIG-21 NG/TD sau mai pe scurt – chestii mai greu implementabile in cazul nostru, fiind vorba de o platforma supersonica, mai complexa.
1.) Dincolo de cele 4 noi puncte de acrosaj de pe CFT-ul descris anterior, la care se pot adauga cele 4 existente pe aripi in functie de profilul misiunii, se mai poate investiga necesitatea sinelor de rachete pe capetele de aripa. Deja „clasicele” sine au existat si la prototipul YE-6/2 al MIG-21 (sine APU-13 pentru rachete autoghidate IR de tip R-3S/K-13),
Ye-6/2 cu sine in capete de aripi (unghiul bordului de atac modificat la 48°)
dar si al unui derivat bimotor al MIG-21: YE-152/ M, care pastreaza forma, dar nu si dimensiunile si motorizarea, fiind destinat vitezelor apropiate de Mach 3.
Capetele de aripa sunt foarte subtiri la versiunile MIG-21 de serie iar adaugarea de sine de lansare acolo ar necesita ranforsari suplimentare, pentru a supporta cel putin 130kg ale sinei si rachetei, dar si posibile cresteri ale semnaturii radar si poate chiar penalizari ale aerodinamicii (desi unii considera ca ar putea elimina necesitatea cutitelor aerodinamice de pe extrados), deci optiunea ar trebui mai intai validata de studii de aerodinamica si semnatura radar. O solutie ar fi inlocuirea sectiunii exterioare a aripii cu o alta, cu unghi diferit la bordul de atac (in genul aripii dublu-delta a evolutiei chinezesti J-7E sau al F-16XL) si deci profunzime mai mare (dar si portanta ridicata si eventual control mai bun la viteze mici, dupa cum o demonstreaza si J-7), care sa permita integrarea unei grinzi:
Dublu delta F-16 XL
In acest caz trebuie re-echilibrata aeronava, cu un plus de masa in zona botului sau cu o scadere de masa in partea din spate…
2.) Pentru a clarifica si subiectul dimensiunii antenei radarului – mai jos foto Lancer cu sectiune transparenta pentru a face vizibila antena lui ELTA EL/M – 2032:
si cutia electronicii impreuna cu mansonul antenei in con pentru radarul Saphir
Adaugarea unei sectiuni suplimentare de fuselaj in bot, intre cabina si conul radar ar rezolva doar un extra spatiu pentru electronica, diametrul antenei radar fiind penalizat de canalizarea admisiei de aer iar functionarea de muchia carenajului metalic al gurii prizei de aer.
Traseul canalizarii de aer la MIG-21
O solutie mai complicata ar fi crearea unui con de bot fix si mai mare in partea posterioara a admisiei (90°), marind usor diametrul si schimband forma partii inferioare (restul de 270°) a admisiei catre o forma DSI (diverterless supersonic inlet) – pentru a pastra acelasi debit de aer si unghiul de atac al undelor pentru adaptarea in canalizarea existenta pe sectiunile urmatoare. Montura existenta pentru vechiul con impreuna cu partea sa inferioara ar putea fi pastrata (adaptata la noua forma a prizei de aer) pentru a regla in continuare debitul de aer in functie de regim.
Un exemplu a fost J-7F, dar care nu avea chiar o priza DSI care sa imbrace la 270° partea de jos a conului, ci mai degraba doar 180°:
Solutia mai radicala, similara F-16, a fost incercata de rusi cu proiectul YE-8 derivat din MIG-21, care insa a dus la penalizari in admisie, scazand viteza maxima la Mach 1,8, incercarile incheindu-se nefericit.
Pentru a concluziona, modificarea formei conului de bot si a prizei aferente este un santier dificil, forma actuala si pozitionarea conului fiind obtinute prin ani de teste si chiar evolutii de la o varianta la alta a platformei MIG-21. In cazul clonelor chinezesti, aceste modificari s-au tradus intr-o viteza maxima mai redusa decat originalul.
3. Daca tot se ia in calcul remotorizarea la IAR-99, de retinut ca MIG-21 a avut deja integrat pentru testare motorul RD-33, care este similar cu masa si dimensiuni cu familia GE F404 / Volvo RM12 (mai usor cu 100kg, fata de cele 1150kg ale Tumansky R11/ R25), dar ofera aproape 15kN suplimentari de tractiune, la un consum mai scazut, dar si o semnatura infrarosie mai redusa fata de vechiul turbojet. Daca s-ar lua in calcul asa ceva intr-un studiu, trebuie revazut debitul de aer diferit, deci punctul anterior cu privire la admisie, dar si re-echilibrarea aparatului. Pentru celule cu resursa sub 2000 de ore ar renta probabil doar motoare recuperate si revitalizate de pe aeronave retrase/stocate: F-18, Gripen, etc. In plus, s-ar pierde avantajul capacitatii existente de a efectua revizii in tara ale motoarelor Tumansky R-11, trebuind anticipat un transfer al capacitatii de mentenanta pentru „noul” motor.
4. Pentru a creste avantajul MIG-21 de a trage inainte de a fi observat – reducerea semnaturii radar s-ar putea face minimalist, prin aplicarea clasicei vopsele antiradar degradabile in timp. Mai complexa ar fi imbracarea sau chiar inlocuirea suprafetelor cele mai vizibile in acest domeniu cu unele din materiale absorbante (compozite, fibra de sticla, etc.): cutitele aerodinamice ale aripii, cadrul parbrizului frontal (inlocuit la ultimele variante de MIG-21), sinele de armament, bordurile de atac ale derivei verticale, celor ventrale, ale aripilor si profundoarelor, dar si muchia prizei de aer din bot. Rezultatul nu este intotdeauna garantat fara studii si teste destul de costisitoare.
5. Un set suplimentar de mini-canarduri nu este neaparat necesar, el putand ajuta usor manevrabilitatea mutand insa centrul de greutate dinamic, cceea ce ar pune probleme de centrare mai degraba in configuratia incarcata, pentru misiuni aer-sol. Niste profundare mai eficiente si cu suprafata marita, acompaniate de usoare schimbari ale bordului de atac al aripii (eventual formula dublu delta pentru cei care vor sa se avante in modificari mai semnificative si costisitoare) ar avea probabil rezultate comparabile.
Cu toate acestea, a existat si un prototip de MIG-21 cu aripioare canard in bot (cu miscare libera in regim subsonic si fixe in supersonic), configuratie denumita YE-6T/3, ca si preludiu al proiectului YE-152:
Locul de amplasare a minicanardurilor in cele 2 exemple de mai sus aminteste de cel al aripioarelor pentru producerea vortexurilor la IAI-KFIR cu bot marit si alungit.
Daca ar fi sa analizam concepte mai recente pentru utilizarea mini-canardurilor, atunci este mai probabila o folosire a unor aripioare „cuplate”, asezate in apropierea aripilor delta si putin mai sus pe fuselaj („closed coupled canards”), cum ar fi cazul celor fixe la IAI KFIR (Mirage V modificat) sau Atlas Cheetah (Mirage III modificat):
Alegerea solutiei unor minicanarduri mobile se poate face doar in context FBW (instalare nu neaparat dificila, comanda facandu-se electric, la distanta), ele creand instabilitate dar ajutand aripa sa nu intre in limitare, mai ales la viteze mici.
MIG-21 ar putea inca urma cararea modernizarilor aplicate lui IAI KFIR, dar tinand cont de nevoile fortelor noastre aeriene. Dar pentru aceasta ar fi nevoie de un program de modificare si incercari pe cel putin o aeronava MIG-21 care sa fie pusa de catre MApN la dispozitia INCAS si altor eventuali participanti la program. Aceasta n-ar fi neaparat o problema avand in vedere parcul relativ mare de aeronave MIG-21 stocate. Chiar si achizitionarea din strainatate a 1-2 celule de MIG-21 Bis n-ar insemna mare lucru, din punct de vedere financiar.
Ca sa incheiem, chiar daca locul sau este la muzeu in alte tari, pentru noi MIG-21 poate fi inca util cu un minim de modernizari, schimband usor misiunea sa din cea de interceptor principal in aeronava de sprijin si politie aeriana, pentru un cost de utilizare sub jumatate din cel al unui F-16 MLU.
_Verkkokauppa_08.JPG){kind=link}
Marius Zgureanu
Surse:
http://www.oocities.org/pentagon/barracks/5297/aircraft/mig21.html?201911
Citeste si:
http://www.rumaniamilitary.ro/avionul-de-antrenament-romanesc-un-proiect-imposibil
http://www.rumaniamilitary.ro/iar-sc-xt-sau-nimic-la-avioane-craiova
http://www.rumaniamilitary.ro/proiectul-ares
http://www.rumaniamilitary.ro/iar-99-td-urmas-al-iar-99-soim-si-precursorul-unei-noi-generatii
http://www.rumaniamilitary.ro/iar-109-swift-date-tehnice
http://www.rumaniamilitary.ro/conceptul-de-turboreactor-modular-de-antrenament-dart
https://www.rumaniamilitary.ro/subsonex-jsx-2
https://www.rumaniamilitary.ro/mig-21-unguresti
https://www.rumaniamilitary.ro/aero-f-a-259
MIG-21 LanceR o solutie inca viabila pentru Romania ?
Supercroaziera, solutie aplicabila?
F20/F5G Tigershark – o varianta interesanta pentru Fortele Aeriene Romane
Dilema Avioane Craiova vs solutia pentru Fortele Aeriene Romane! O noua solutie pentru RoAF!
F-5 Tiger II si cele 9 vieti ale sale
O noua comanda de KAI FA-50 pentru fortele Coreei de Sud
F/A-18 Hornet/SuperHornet costuri si modernizari
Scorpion versus Ares, posibila competitie low-cost CAS ?
Aero Vodochody prezinta L-169 Alca
Conceptul Saker S-1 avion cu reactie personal
Evolutii pe nisa trainerelor: Grot 2 vs L-15 si JL-9
F-15, un obiectiv nerealist pentru Fortele Aeriene Romane ?
Multirolul si optiunile Romaniei
ALR – Piranha, concept de avion multirol usor elvetian
.