Sukhoi Su-47

Deskripsi

Sukhoi Su-47 Berkut (bahasa Rusia: Су-47 Беркут - Elang Emas) (Kode NATO: Firkin), juga dirancang sebagai S-32 dan S-37 selama pengembangan awal, merupakan pesawat tempur supersonik yang dikembangkan oleh Sukhoi. Fitur pembeda pesawat ini adalah sayap penyapu depan, serupa dengan LL-3 milik Tsybin, yang memberikan pesawat ini kelincahan yang menakjubkan. Dan pada saat produksi jenis ini tidak diwujudkan, satu-satunya pesawat yang diproduksi digunakan sebagai purwarupa peraga teknologi untuk sejumlah teknologi canggih yang kemudian digunakan di dalam pesawat tempur generasi 4.5 Sukhoi Su-35 Flanker-E dan purwarupa pesawat tempur terkini Rusia generasi ke-5 Sukhoi T-50 PAK FA.
S-37 mempunyai sayap tertekuk ke depan, yang menjanjikan keunggulan di bidang aerodinamis pada kecepatan subsonic dan pada sudut tinggi (high angles of) serangan. Sayap yang tertekuk ke depan ini memungkinkan bertambahnya jarak dan manuverabilitas pada altitude yang tinggi. Pesawat ini mempunyai canard besar yang terpasang di samping saluran udara, dekat dengan ujung depan sayap. Penstabil vertikal dipasang di sebelah luar (sedikit di luar, bukan di dalam seperti dugaan sebelumnya), dan dua buah pintu saluran udara tambahan besar yang terlihat di bagian tengah badan pesawat. Sampa saat ini, belum jelas jenis mesin apa yang dipakai dalam pesawat ini. Dugaan saat ini ada dua mesin yang mungkin dipakai, pertama adalah turbojet D-30F6 yang pada umumnya dipakai pada MiG-31M, sedang yang ke dua (yang digunakan pada prototype kedua) adalah turbojet Ljulka AL-37FU dengan "thrust vectoring". S-m7 adalah sebuah program eksperimental untuk mengembangkan teknologi pesawat generasi kelima, dan semua keputusan pada produksi serial untuk pesawat ini berada di tangan Menteri Pertahanan pada masa yang akan datang.

Sejarah

Saat Perang Dunia II, insinyur Jerman berhasil meluncurkan Ju 287, pesawat bomber multi-mesin. Pesawat ini didukung oleh 4 mesin turbojet Junkers Jumo 004 dengan dua mesin di pasang di bawah setiap sayap. Sayapnya sendiri high-mounted dan membengkok ke depan di sepanjang sisi badan pesawat. Satu prototipe diselesaikan dan kemudian diikuti dua pesawat lainnya yang tidak pernah selesai hingga akhir perang.
Desain pesawat ini akhirnya diketahui pasukan Soviet saat minggu-minggu terakhir perang dan kemudian dipelajari oleh insinyur Soviet. Konsep sayap yang maju ke depan ini juga menjadi penelitian Amerika Serikat saat Perang Dingin, yang akhirnya terwujud pada pesawat demonstrator teknologi Grumman X-29. Pesawat ini pertama kali terbang pada 14 Desember 1984 dengan sebagian desain memanfaatkan badan pesawat Northrop F-5A "Freedom Fighter". Sama seperti Berkut, program X-29 yang sudah rampung juga tidak tidak pernah diadopsi militer AS.
Program Berkut sendiri lahir bersamaan dengan memudarnya kekaisaran Uni Soviet, yaitu pada tahun 1983. Angkatan Udara Soviet memulai pembangunannya bersama dengan Sukhoi. Pesawat ini awalnya lahir sebagai S-32 sebelum akhirnya "lulus" menjadi S-37 dan akhirnya Su-47. Program ini pertama kali bocor pada tahun 1996 dan Barat meyakini pengembangannya sebagai prototipe untuk pengembangan pesawat tempur generasi kelima Rusia -kala itu F-22 juga masih dikembangkan. Penerbangan pertama S-32 tercatat pada 25 September 1997 dan aksinya di depan publik tercatat pada Agustus 1999. Pesawat ini kemudian mampu mencapai kecepatan supersonik pada bulan Agustus 2000 dan diketahui pula bahwa S-37 itu hanyalah demonstrator teknologi yang tidak akan pernah masuk lini produksi. S-37 kemudian didesain ulang pada tahun 2002 menjadi Su-47.
Jatuhnya kekaisaran Soviet sebenarnya sangat mengancam kelanjutan pengembangan Su-32/37/47. Kementerian Pertahanan Rusia sendiri tidak memiliki dana yang cukup untuk menjaga keberlangsungan proyek. Sukhoi melanjutkan pengembangan Berkut sebagai usaha mandiri yang terbantu dengan hasil penjualan Su-27, dan berharap Berkut bisa menjadi demonstrator teknologi yang baik untuk pengembangan mesin-mesin terbang Rusia selanjutnya, khususnya Sukhoi. Program pengembangan akhirnya terus dilanjutkan meskipun terkesan merangkak. Tercatat selama uji coba, sang demonstrator ini terbang rata-rata dengan kecepatan maksimum Mach 1,6 (1960 km/jam).

Pengembangan

Mulanya dikenali sebagai S-37, Sukhoi merancang-ulang pesawat percobaan canggihnya sebagai Su-47 pada tahun 2002. Secara resmi dijuluki Berkut (Elang Emas), Su-47 mulanya dibuat sebagai pesawat uji coba utama Russia untuk bahan-bahan komposit dan sistem kendali fly-by-wire yang mutakhir.
TsAGI telah lama menyadari keunggulan sayap penyapu depan, dengan penelitian yang menyertakan pengembangan Tsibin LL dan pengkajian Junkers Ju 287 yang berhasil ditangkap pada dasawarsa 1940-an. Sayap penyapu depan menghasilkan koefisien angkat maksimum yang lebih besar, momen lentur yang lebih kecil, dan delayed stall jika dibandingkan dengan bentuk sayap yang lebih tradisional. Ketika serangan bersudut besar dilakukan, ujung-ujung sayap yang tidak tergerai memungkinkan pesawat menahan kemudi guling. Sebaliknya, sapuan ke depan secara geometris menghasilkan sudut datang sayap bagian luar yang lebih besar ketika sayap menekuk di bawah muatan. Hasilnya adalah daya angkat menjadi lebih besar, daya muat lebih massif, sudut datang lebih besar, dan seterusnya. Sayap akan cenderung mengalami kegagalan secara struktural pada laju rendah dibandingkan sayap lurus atau sayap buritan. Kelemahan sayap penyapu depan ini diatasi dengan menjadikannya memuntir ke arah bawah karena mereka (sayap lurus dan sayap buritan) menekuk ke atas. Bagian ini terbuat dari bahan komposit seperti pada S-37, tetapi dapat juga diganti oleh bahan konvensional.
Projek ini diluncurkan pada 1983 sebagai pesanan dari Angkatan Udara Uni Soviet. Tetapi ketika Uni Soviet bubar, pendanaan menjadi terhenti dan pengembangan pesawat ini hanya berlanjut dengan swadana Sukhoi. Seperti saingan setaranya asal Amerika Serikat, Grumman X-29, Su-47 pada dasarnya merupakan peraga teknologi untuk pesawat tempur Rusia masa depan. Tetapi, Sukhoi kini berupaya memasarkan Su-47 kepada militer Rusia dan konsumen luar negeri sebagai wujud dari hak aslinya.

Rancangan

Su-47 memiliki ukuran yang sama dengan pesawat tempur Sukhoi sebelumnya, seperti Su-35. Untuk mengurangi biaya pengembangan, Su-47 meminjam badan pesawat bagian depan, ekor tegak, dan persneling pendaratan Sukhoi Su-27. Meskipun demikian, pesawat ini menyertakan fitur pengenal radar yang diturunkan dayanya (termasuk bahan pencerap radar), lekukan senjata bagian dalam, dan ruang diatur lebih ke samping untuk radar yang lebih canggih. Meskipun secara konseptual seluruhnya serupa dengan pesawat penelitian Grumman X-29 asal Amerika Serikat dari dasawarsa 1980-an, Su-47 berukuran dua kali lipatnya dan lebih mendekati pesawat tempur sebenarnya dibandingkan dengan rancangan Amerika Serikat.
Untuk mengatasi masalah pemuntiran sayap, Su-47 menggunakan bahan komposit yang disesuaikan secara saksama untuk menahan pemuntiran sambil mengizinkan sayap menekuk untuk memperbaiki perilaku aerodinamik. Karena bentang sayapnya relatif lebar, Su-47 diperlengkapi dengan sayap yang dapat melipat untuk menyesuaikan diri dengan hanggar dalam Rusia.
Seperti pendahulunya, Su-37, Su-47 memiliki tampilan tripel-tandem, dengan kanard di depan sayap dan ekor pesawat. Menariknya, Su-47 memiliki dua tiang-ekor yang panjangnya tidak sama di luar moncong pembuangan. Tiang yang lebih pendek, di sisi kiri, menjadi tempat bagi radar yang mengarah ke belakang, sedangkan tiang yang lebih panjang menjadi tempat bagi parasut rem.
Pesawat ini masih banyak menggunakan desain dari Sukhoi sebelumnya yaitu Su-27 Flanker dengan pengecualian sayap utamanya dibuat menyapu (maju) ke depan agar lebih lincah pada kecepatan subsonik. Bagian sayapnya menggunakan bahan komposit yang kuat namun ringan dan sistem fly-by-wire canggih plus mesin turbofan..
Empat prototipe Su-37/47 Berkut akhirnya selesai dibangun meskipun tidak diadopsi oleh Angkatan Udara Rusia, menjadikan Berkut hanya menjadi penghias dalam sejarah dirgantara. Namun bukannya tidak ada hasil karena pesawat ini memang sebagai demonstrator teknologi (purwarupa peraga teknologi). Data yang dikumpulkan dari berbagai uji terbang Berkut telah digunakan dalam pengembangan Su-35 (Su-27 modern) dan pesawat generasi kelima Rusia PAK FA T-50.
Penggunaan sayap forward-swept (menyapu ke depan) menjadikannya mampu bermanuver dengan sangat baik pada kecepatan subsonik, memudahkan dalam lepas landas dan mendarat, mereduksi pencarian radar dan memiliki kontrol yang baik saat serangan sudut tinggi. Kerugian besar dari konfigurasi sayap yang condong ke depan adalah dapat menghasilkan stress load pada setiap sayap, memaksa pesawat berputar atau membungkuk dengan cara yang tidak wajar, yang akhirnya dapat menyebabkan bencana dalam situasi yang tidak tepat. Namun dalam desain Su-47 Berkut, sayap sengaja dibuat twisting/bending composite untuk mengurangi stress tersebut.
Secara fisik, di luar bentuk sayapnya yang menyapu ke depan, Su-47 Berkut murni pesawat kebanyakan. Kokpit yang diambil dari Su-27 terletak di depan fuselage dan di belakang short nose cone. Mesin dipasang di bagian belakang tersusun side-by-side, di antara twin, dan outward-canted vertical tail fins.
Sementara inlet-nya (lubang udara) tetap, air scoop yang masing-masing tertanam di tepi depan sayap memberikan aliran udara tambahan untuk mesin saat kecepatan rendah. Di depan sayap utama terdapat canard kecil untuk meningkatkan kontrol dan lift. Undercarriage dan tricycle (desain roda tiga) juga dipinjam dari Su-27 demi mempercepat pengembangan.
Setiap tahap pengembangan dari Su-32/37/47 sudah dilengkapi dengan 2 mesin turbofan Aviadvigatel D-30F6 yang memiliki kemampuan afterburner (sama seperti yang dipasang pada pesawat interseptor Mikoyan MiG-31"Foxhound"). Output tercatat 18.700 pon (8.482 kg) dari daya dorong "kering" 32.000 pon (14.515 kg) yang dihasilkan dari proses afterburning (bahan bakar mentah dipompa ke pembuangan untuk menambah daya dorong/hentakan). Berkut final sejatinya menggunakan 2 mesin turbofan Lyulka AL-37FU/FP dengan thrust-vectoring.
Sejak awal, Berkut memang ditujukan sebagai demonstrator teknologi, dan tidak pernah bersenjata. Akhirnya program Su-47 selesai di 4 prototipe dan diyakini saat ini penerbangan dari keempatnya sudah dihentikan.

Desain

Sukhoi Design Bureau of Moscow, Rusia telah mengembangkan pesawat tempur Su-47 (sebelumnya disebut S-37 Berkut atau Golden Eagle), yang pertama terbang pada September 1997. Su-47 adalah dalam konfigurasi sayap depan-menyapu dan menggunakan konfigurasi aerodinamis triplane sangat tidak stabil (dengan tiga permukaan mengangkat utama). Su-47 diperkenalkan pada bulan Januari 2000 dan menyelesaikan tahap pertama dari uji coba penerbangan pada bulan Desember 2001. Pesawat ini dioperasikan oleh Angkatan Udara Rusia
Pada bulan Mei 2002, Sukhoi terpilih sebagai kontraktor utama untuk program tempur Rusia PAK FA generasi berikutnya. Pesawat tempur PAK FA adalah pengembangan dari Su-47 tapi tanpa maju menyapu sayap. Uji terbang pertama pesawat tempur PAK FA selesai pada tanggal 29 Januari 2010.
Desain prototipe manuver sangat tinggi didasarkan pada avionik dan teknologi aerodinamis yang dikembangkan untuk program Su-27 upgrade.

Kemampuan manuver

Su-47 memiliki kelincahan yang sangat baik pada laju yang lebih kecil daripada laju suara, memungkinkan pesawat ini mengubah-ubah sudut sergapnya dan juga lintasan terbangnya secara cepat sambil mempertahankan kemampuan bermanuvernya pada penerbangan supersonik. Su-47 memiliki laju tertinggi pada Mach 1,6 di ketinggian dan juga berkemampuan 9g.
Su-47 memiliki tingkat yang sangat tinggi dari manuver dengan stabilitas terjaga dan pengendalian di semua sudut serangan.
Kecepatan udara untuk peluncuran senjata merupakan kriteria penting dalam hal tempur superioritas dalam pertempuran jarak dekat dan juga di menengah dan jarak jauh, ketika misi dapat melibatkan target berturut-turut menarik di berbagai sektor wilayah udara. Tingkat tinggi Su-47 memungkinkan pilot untuk mengubah pesawat tempur cepat menuju target berikutnya untuk memulai peluncuran senjata.
Sayap menyapu-maju, dibandingkan dengan sayap menyapu kembali dari daerah yang sama, memberikan sejumlah keuntungan: rasio angkat lebih tinggi; kapasitas yang lebih tinggi dalam manuver pertempuran udara; kisaran yang lebih tinggi pada kecepatan subsonik; resistensi kios ditingkatkan dan karakteristik anti-berputar; meningkatkan stabilitas pada serangan sudut tinggi; kecepatan penerbangan minimum yang lebih rendah; dan take-off dan landing jarak yang lebih pendek.

Rangka Su-47

Pesawat Su-47 ini oval secara cross section dan badan pesawat yang dibangun terutama dari aluminium dan paduan titanium dan 13% berat dari bahan komposit.
Hidung radome yang agak pipih di bagian depan dan memiliki tepi horizontal untuk mengoptimalkan karakteristik anti-spin pesawat.

Sayap depan-menyapu

Midwing menyapu memberikan penampilan yang tidak biasa dan karakteristik dari Su-47. Sebagian besar dari lift yang dihasilkan oleh sayap depan-menyapu terjadi pada bagian dalam dari bentang sayap. Lift tidak dibatasi oleh ujung sayap kios. Aileron - kontrol permukaan sayap - tetap efektif pada sudut tertinggi serangan, dan pengendalian pesawat dipertahankan bahkan dalam hal aliran udara memisahkan dari sisa permukaan sayap.
Panel sayap Su-47 yang dibangun hampir 90% komposit. Midwing depan-menyapu memiliki rasio aspek tinggi, yang memberikan kontribusi untuk kinerja jangka panjang. Akar ekstensi terdepan berbaur dengan lancar ke panel sayap, yang dilengkapi dengan bilah deflectable di tepi terkemuka; flaps dan ailerons di trailing edge.
Kanards trapesium bergerak dan kecil terhubung ke akar ekstensi terdepan.

Persenjataan

Pesawat tempur eksperimental Su-47 memiliki 14 cantelan (2 sayap, 6-8 underwing, 6-4 konformal underfuselage). Cantelan dilengkapi dengan rudal udara ke udara R-77, R-77PD, R-73, K-74.
Hal ini juga dilengkapi dengan rudal udara ke permukaan X-29T, X-29L, X-59m, X-31p, X-31A, KAB-500, KAB-1500.

Kokpit

Desain kokpit telah difokuskan pada mempertahankan tingkat kenyamanan yang tinggi bagi pilot dan juga pada pilot mampu mengendalikan pesawat dalam manuver g-beban yang sangat tinggi.
Pesawat ini dilengkapi dengan kursi ejeksi dan dukungan sistem baru. Variabel geometri adaptif kursi ejeksi cenderung pada sudut 60 °, yang mengurangi dampak dari pasukan G tinggi pada pilot. Kursi memungkinkan manuver pertempuran udara dengan beban g signifikan lebih tinggi dari biasanya dapat ditoleransi oleh pilot.
Pilot menggunakan sisi-mount, kontrol travel rendah tongkat dan kontrol throttle tensometric.

Landing gear

Pesawat ini menggunakan landing gear roda tiga tipe ditarik dengan roda tunggal pada setiap unit. Semakin kecil roda hidung ditarik ke arah belakang dan dua mainwheels menarik maju ke akar sayap.

Mesin

Pesawat tempur Su-47 ini didukung oleh dua mesin turboshaft Perm AVIADVIGATEL D-30F6. Sekitar 83.4 kN dari thurst kering dapat diproduksi oleh masing-masing mesin. Mesin ini terutama digunakan dalam pesawat terbang jarak pendek untuk transportasi penumpang.
Panjang dan diameter fantip mesin adalah masing-masing 3.98m dan 1.05m, sedangkan berat kering dan berat pengiriman mesin adalah masing-masing 1.550 kg dan 1.712 kg. Mesin ini juga dilengkapi dengan reverser dorong dan kompresor tekanan rendah.

Kinerja Su-47

Pesawat tempur Su-47 bisa memanjat pada tingkat 233m / s. Kecepatan jelajah 1.800 km / jam. Jangkauan dan pelayanan langit-langit pesawat adalah masing-masing 1.782 nm (3.300 km) dan 18.000 m.
Take-off berat maksimum pesawat adalah 34.000 kg. Sayap bongkar maksimum g-force dari Su-47 adalah 360 kg / m² dan 9g masing-masing.