Laki višenamjenski borbeni avion Tejas

Za indijsku je zrakoplovnu industriju projekt Tejas golem korak naprijed u ovladavanju vlastitim sposobnostima projektiranja i proizvodnje lakog borbenog aviona novije generacije. Danas je to najmanji višenamjenski nadzvučni borbeni avion visokih manevarskih sposobnosti. Prvi je Tejas 17. siječnja 2015. službeno primljen u indijske zračne snage (IAF), a konačno operativno odobrenje (Final Operational Clearance – FOC) trebao bi dobiti do kraja godine.

Indijska iskustva iz područja zrakoplovstva uključuju također projektiranje i proizvodnju nadzvučnih borbenih aviona. Inženjeri iz tvrtke Hindustan Aeronautics Limited (HAL), u suradnji s poznatim njemačkim konstruktorom dr. Kurtom Tankom, šezdesetih su godina proizveli lovac HF-24 Marut. Ohrabrena iskustvima, Indija je početkom osamdesetih počela razmišljati o novom suvremenom lakom borbenom avionu koji bi od sredine devedesetih počeo zamjenjivati indijske MiG-21. Smatralo se da je to prava prilika kojom će se domaća zrakoplovna industrija osposobiti za prihvat i primjenu najsuvremenijih rješenja i zrakoplovnih tehnologija, što je podrazumijevalo ovladavanje suvremenim rješenjima pogonske skupine, kompozitnim materijalima s ugljikovim vlaknima te avionikom. Osnovana je državna agencija ADA (Aeronautical Development Agency) s ciljem projektiranja i razvijanja lakog borbenog aviona nove generacije LCA (Light Combat Aircraft) s HAL-om kao partnerom u realizaciji projekta.

Zahtjevi projekta LCA
Zahtjev je bio da po dimenzijama bude u kategoriji s avionom MiG-21, da ima znatno bolje manevarske sposobnosti, mogućnost djelovanja u svim meteorološkim uvjetima danju i noću te višenamjensku ulogu. Ispunjenje tako složenih zahtjeva bilo je moguće jedino primjenom najsuvremenijih rješenja i tehnologija u suradnji sa stranim partnerima. Koncept aviona započeo je samostalno, a dalje je razvijan i verificiran u suradnji s francuskim zrakoplovnim gigantom Dassault Aviationom. Projekt je zbog iznimne složenosti kasnio i završen je 1990., a od iduće je godine započela izrada prototipova aviona. Završna forma LCA svela se na jednomotorni deltakrilni avion s bočnim uvodnicima zraka fiksne geometrije i vertikalnim repom. Za pogonsku je skupinu prototipova odabran američki motor, General Electricov F404-GE-F2J3 (F404-GE-IN20) s maksimalnim potiskom pri naknadnom izgaranju od 8010 kN. Za novije je prototipove i serijske avione predviđen bio domaći motor GTX-35VS Kaveri koji je počela razvijati tvrtka Gas Turbine Research Establishment (GTRE) iz Bangalorea. Podinačica Tejas Mark II bit će opremljena snažnijim motorom F414-GE-INS6, a indijsko je ministarstvo obrane, odnosno vladina organizacija za istraživanje i razvoj (Defence Research & Development Organisation – DRDO), u studenom 2014. predalo zahtjev za prekid rada na razvoju motora Kaveri. U kasnijoj je fazi predviđen i razvoj mlaznice s vektorskim 3D usmjeravanjem potiska. Vanjska oplata i elementi konstrukcije u većoj su mjeri (više od 40 %), izrađeni od ugljikovih kompozitnih materijala. Ističe se krilo s oplatom i rebrima gotovo u potpunosti izrađenim od tih materijala.

Prototipska faza
Tijekom rada na projektu odlučeno je da će se izrada prototipova (Full Scale Engineering Development – FSED) podijeliti u dvije faze. U prvoj fazi, koja je započela 1993. godine, trebalo je razvojem i testiranjem (Design, Development and Testing – DDT) dvaju tehnoloških demonstratora (Technology Demonstrator – TD), nazvanih TD-1 i TD-2, potvrditi pouzdanost odabranog koncepta aviona. Njihova je izrada završena 1995., ali je zbog složenih radova na integraciji, dotjerivanju i provjeri sustava prvi let prototipa odgađan sve do 4. siječnja 2001. godine. Tog je dana TD-1 izveo prvi let u nacionalnom središtu za letačka ispitivanja (National Flight Test Centre – NFTC) blizu Bangalorea. Demonstrator TD-1 uspješno je 1. kolovoza te godine izveo i nadzvučni let. Druga je razvojna faza započela u studenom 2001. i obuhvaćala je proizvodnju triju prototipnih aviona (Prototype Vehicle – PV), PV-3, PV-4 i PV-5, kao i završni izgled inačica za ratno zrakoplovstvo i mornaricu. Druga je faza trebala također rezultirati i s osam aviona tzv. ograničene serije (Limited Series Production – LSP), kao i infrastrukturom za proizvodnju osam aviona godišnje. Tejasi iz LSP grupe su u Ladakhu, gdje se temperatura spušta i do –15 °C, ispitivani na utjecaj uvjeta iz okoliša. U ekstremnim su uvjetima pokazali višestruko uspješno pokretanje motora bez vanjskog izvora napajanja, samo preko baterija.

Odgoda zbog embarga
Projekt je prolongiran kad je SAD uveo Indiji, zbog njezinih nuklearnih pokusa početkom 1998. godine, embargo na tehničku suradnju i izvoz opreme. Indija je stoga morala sama nastaviti integraciju sustava digitalnog električnog upravljanja letom (Digital Flight Control Computer – DFCC) umjetnom stabilizacijom aviona i optimalnim definiranjem rada CCV sustava. Susrela se s problemom koji je imala Kina s J-10 te Švedska s JAS-39, s tim što je izgubila samo vrijeme, a ne i prototip. Embargo je ukinut 2001. pa se završno dotjerivanje moglo nastaviti uz stranu pomoć. Drugi je prototip završen 1998., a poletio je 2002., s određenim poboljšanjima i novim elementima kao što je gornji prikaznik (HUD). U okviru predviđenih prototipskih primjeraka, četiri su aviona jednosjedi od kojih je jedan u mornaričkoj konfiguraciji, a peti je prototip dvosjed kao avion za namjensku obuku, s elementima koje ima i mornarička inačica. Za potrebe mornaričkog zrakoplovstva razvijeno je ukupno pet prototipova (Naval Prototype – NP) od kojih je prvi poletio u travnju 2012. (NP-1). Riječ je o dvosjednoj inačici Tejasa kojom je uspješno izvršeno i prvo uzlijetanje s palube nosača zrakoplova 20. prosinca 2014. u gradu Goi. Uzlijetanje je bilo s nosača zrakoplova INS Vikramaditya s uzletnom rampom, tj. konceptom STOBAR (Short Take-Off But Arrested Recovery). Indijska mornarica Tejasima nastoji zamijeniti postojeće Harriere (inačice FRS.51 i T.60).
Osim jednosjeda i dvosjeda za ratno zrakoplovstvo, jednosjed za mornaričko zrakoplovstvo prilagođen je za uporabu s palube nosača aviona (s obarajućim nosom, novim stajnim trapom, uvlačivim kanardima i pokretnim generatorom vrtloga u korijenu krila).
Početni je broj serijski proizvedenih Tejasa (Serial Production – SP) ograničen na 40. Serijski Tejas SP-1 izveo je prvi let u rujnu 2014. godine. Avioni iz te serije naći će se u prvoj eskadrili koja će biti bazirana u Bangaloreu, s početkom operativnog djelovanja 2017./2018.

Avionika i naoružanje Tejasa
Razvoj suvremenog impulsno-doplerskog višemodnog radara (Multi Mode Radar – MMR), s mogućnošću praćenja većeg broja ciljeva tijekom pretraživanja (skeniranja) i s većim brojem modova u režimima zrak-zrak i zrak-zemlja, bio je povjeren tvrtkama Electronics and Radar Development Establishment (ERDE) i HAL. Zbog kašnjenja u razvoju radara, Tejasi iz LSP-a bili su opremljeni izraelskim Elta EL/M-2032. Nakon odabira strateškog partnera, planira se i razvojni projekt za radar s aktivnom skenirajućom rešetkom (AESA). Od osnovnih sustava avionike samo su tri uvezena. Riječ je o višenamjenskim prikaznicima (MFD) francuske tvrtke Sextant i izraelskog Elbita od kojeg su također nabavljene i kacige s integriranim prikaznikom i ciljnikom (HMDS), te laserski ciljnički sustav LITENING od izraelskog Rafaela. Kabine serijskih aviona u cijelosti su izvedene na načelu staklene kabine, sa suvremenom avionikom za navigaciju, sustavom za pretraživanje i praćenje ciljeva u zraku prema IC kontrastu (IRST), kacigom s prikaznikom i ciljnikom, sustavima pasivne i aktivne elektroničke zaštite sa senzorima radarskog i laserskog ozračenja, kao i senzorima koji otkrivaju približavanje raketa lansiranih na avion. Tejas se može opremiti podvjesnim navigacijsko-ciljničkim sustavima za otkrivanje i lasersko obilježavanje ciljeva koji omogućuju djelovanje laserskim i termovizijskim navođenim bombama i raketama. Na donjoj strani trupa zdesna je ugrađen dvocijevni top GŠ-23 kalibra 23 mm, a borbena sredstva ukupne mase 4000 kg mogu se nositi na osam podvjesnih nosača. Raketno naoružanje za djelovanje po ciljevima u zraku temelji se na ruskim inačicama koje mogu nositi novi indijski avioni Su-30MKI i MiG-29K.
Tejas je opremljen i paketom za samozaštitu, poznatijim i pod nazivom Mayavi, koji se sastoji od prijamnika radarskog ozračenja (RWR), sustava koji upozorava na nadolazeće projektile (MAWS), laserskog prijamnika upozorenja (LWR), IC radarskih mamaca, sustava za samozaštitu i vučenih radarskih mamaca (Towed Radar Decoy – TRD).

Aerodinamička konfiguracija i performanse Tejasa
Da bi se dobio avion malih gabarita i male mase, a velike zapremnine unutarnjih prostora nužnih za smještaj goriva i opreme, izabran je aerodinamički koncept aviona s čistim delta krilom (bez kanarda i horizontalnog repa). Riječ je o konfiguraciji s trokutastim krilom bez horizontalnog repa, karakterističnoj po tome što omogućuje malu masu konstrukcije krila. U aerodinamičkom smislu, delta krilo karakterizira mali valni otpor u nazdvučnom letu, kao i malo pomicanje aerodinamičkog središta krila prilikom prelaska iz podzvučnog u nadzvučno područje brzina. S druge strane, na statički prirodno stabilnom avionu s delta krilom potrebno je pomaknuti elevone prema gore radi povećanja napadnog kuta, a to umanjuje ukupni uzgon krila. Zbog oblika, inducirani je otpor delta krila velik, što ide na štetu performansi u zakretanjima na podzvučnim i okozvučnim brzinama. Iz svega proizlazi kako se samo s delta krilom pri prirodnoj statičkoj stabilnosti teško postiže dobra manevarbilnost na okozvučnim i nadzvučnim brzinama. S druge strane, delta krilo vrlo je povoljna konfiguracija za lovce presretače gdje je velika brzina penjanja, dobro ubrzanje pri prelasku na nadzvučne brzine te postizanje velikih Machovih brojeva bio osnovni zahtjev koji je trebalo ispuniti. U realizaciji takvog koncepta najviše je iskustva u svjetskim razmjerima imala tvrtka Dassault Aviation sa svojim avionima Mirage, posebno Mirage 2000 koji je u to vrijeme bio najsuvremeniji deltakrilni avion. Francuzi su znanja i aerodinamička rješenja s Miragea 2000 prenijeli u još rafiniranijoj formi na indijski projekt. Tako je LCA dobio posebno oblikovano delta krilo s dvostrukom strijelom i velikim vitoperenjem aeroprofila uzduž raspona. Krilo je velike površine i postavljeno u formi visokokrilca s gornje strane trupa. Duga tetiva u korijenu krila prelazi iznad uvodnika zraka i napadnim bridom, koji na tom mjestu ima smanjenu strijelu, osigurava dobro usmjeravanje zraka u uvodnik i pri vrlo velikim napadnim kutovima. Napadni brid oblikovan je tako da formira vrtložni trag koji povećanom kinetičkom energijom zračne struje stabilizira strujenje na gornjoj površini krila i oko vertikalnog repa. Tako optimizirana konfiguracija deltakrilnog aviona jedinstvena je i bolja nego na Mirageu 2000 jer istodobno osigurava dobro strujenje zraka u uvodniku, kao i jednostavan pristup podvjesnim nosačima radi postavljanja borbenih sredstava. Uz takav koncept aviona ide i četverostruki sustav električnog upravljanja letom (FBW) s umjetnom stabilizacijom aviona i CCV (Control Configured Vehicle) tehnikom, kao i primjena novih materijala u izradi konstrukcije aviona, što je i zamišljeno da se izvede unutar projekta LCA. Veliko se povećanje manevarskih sposobnosti Tejasa postiglo uređajima za povećanje uzgona i smanjenje otpora. Nekad se to postizalo spuštanjem pretkrilaca i zakrilaca za nekoliko stupnjeva, a na modernim avionima kao što je Tejas riječ je o sinkroniziranom pokretanju prednjeg dijela krila i flaperona koji je kombinacija krilaca (elerona) i zakrilaca (flapsova). Prednji brid krila i flaperona pokreće se s pomoću automatskog uređaja koji radi na temelju podataka o Machovu broju i koeficijentu opterećenja koji se potom računalno pretvaraju u promjene kuta tih elemenata prema tetivi aeroprofila krila. Time se mogu postići izvanredne manevarske sposobnosti i na visokim podzvučnim Machovim brojevima. Sinkronizirano opuštanje prednjeg i stražnjeg brida krila povezano je sa zamisli o promjenjivoj konfiguraciji krila u letu (CCV). Na Tejasu je primijenjena koncepcija projektiranja statički uzdužno nestabilnog aviona s umjetnom stabilnošću koja se ostvaruje s pomoću računala. Uzdužno statički nestabilan avion ima manju površinu horizontalnog repa, a samim tim i manji otpor. Budući da je stabilnost suprotna od manevarbilnosti, nestabilan avion ostvaruje veću manevarbilnost. Načelo relaksirane uzdužne statičke stabilnosti (Relaxed Static Stability – RSS) prvi je put primijenjeno prilikom projektiranja F-16 Fighting Falcona koji ima ugrađenu vrlo malu statičku nestabilnost, a pritom ne postoje nikakve mehaničke veze s upravljačkim površinama. Koncepcija sa statičkom nestabilnošću zbog uravnoteženja koje se javlja u statički stabilnom avionu pridonosi i smanjenju gubitka uzgona u zakretanju ili pri slijetanju. Integraciju analognog sustava relaksirane statičke stabilnosti tvrtka Dassault ponudila je tijekom suradnje na projektu LCA. Indijski su stručnjaci prepoznali važnost razvoja i održavanja koraka sa suvremenim trendovima u izvedbama automatskog sustava upravljanja (Automatic Flight Control System – ACFS) te su se odlučili za razvoj vlastitog sustava. Testirajući ga na demonstratoru TD-1, piloti su izjavili kako je sustav razvijen za Tejas puno učinkovitiji u odnosu na sustav s Miragea 2000.
Tejas je nadzvučan na svim visinama leta, s maksimalnim Machovim brojem u horizontalnom letu od 1,8 koji postiže na velikim visinama. U lovačkoj konfiguraciji, s dijelom utrošenog goriva, odnos potiska i mase približno iznosi jedan, što uz malo specifično opterećenje krila omogućuje dobre manevarske sposobnosti koje će se u budućnosti poboljšati ugradnjom vektoriranog potiska. Cijena serijskog aviona procjenjuje se na oko 20 milijuna dolara.
Indija vjeruje kako će unatoč velikim poteškoćama koje ima u dostizanju potrebne tehnološke razine za projektiranje i izradu suvremenog borbenog aviona uspjeti realizirati projekt te kako će u idućem desetljeću imati u operativnoj uporabi dva tipa domaćih visoko sposobnih višenamjenskih borbenih aviona, laki Tejas i teški Su-30MKI. Takva će kombinacija borbenih aviona omogućiti indijskom ratnom zrakoplovstvu veliku udarnu moć uz fleksibilnu i racionalnu uporabu snaga.

Tejas i indijska vojna zrakoplovna industrija
Tejas je danas najmanji višenamjenski nadzvučni borbeni avion visokih manevarskih sposobnosti. Kad se uzmu u obzir borbena iskustva koja je Indija stekla s britanskim Gnatom, posve je jasno zašto su njezini stručnjaci dali prednost konceptu višenamjenskog borbenog aviona malih dimenzija.
Osim impresivnih rezultata koje je postigla u osvajanju i primjeni suvremenih tehnologija i realizaciji prototipova aviona Tejas, spominju se i oštre kritike projekta. Umjesto predviđenih 114 milijuna, dosad je na razvoj i prototipove već potrošeno oko milijardu dolara, što se smatra posljedicom nedovoljne organiziranosti projekta, nepotrebne težnje da se gotovo svi elementi aviona moraju proizvoditi u Indiji te opterećenosti birokracijom.
Zbog troškova povezanih s ulaskom Tejasa u operativnu uporabu, trebalo je produljiti vijek postojećim avionima MiG-21. Projektom Bison, ostvarenim u suradnji s ruskim i europskim tvrtkama, do 2006. modernizirano je 125 aviona MiG-21 čime im je do 2025. omogućena operativna uporaba.
S druge strane, indijska je zrakoplovna industrija projektom Tejas napravila velik korak naprijed u ovladavanju vlastitim sposobnostima projektiranja i proizvodnje lakog borbenog aviona novije generacije. U kasnijim su fazama projekta LCA tomu pridonijela i tehnološka iskustva stečena proizvodnjom po licenciji višenamjenskog Su-30MKI, zahvaljujući čemu je Indija svojedobno imala znatno suvremenije borbene avione u odnosu na samu Rusiju. Ugovor o licenciji podrazumijevao je puni tehnološki prijenos proizvodnje konstrukcije i motora kao i sustava, uključujući i radar. Već se sad u avion ugrađuju indijske komponente kao što su računala, integrirane komunikacije, signalizator radarskog ozračenja, kao i određeni drugi elementi avionike. Međutim, osim kupovine i proizvodnje stranih zrakoplova, Indija ulaže velika sredstva u unapređenje domaćih potencijala za projektiranje, razvoj i proizvodnju suvremenih borbenih aviona i svih njegovih komponenti. Realizacija tako ambicioznih zahtjeva vrlo je složen, dugotrajan i skup proces povezan s velikim rizicima što se najbolje može vidjeti na dosadašnjem razvoju novog indijskog lakog borbenog aviona Tejas.
Osim novih borbenih aviona koje Indija namjerava nabaviti, u skoroj će se budućnosti u operativnoj uporabi naći i Tejas čija će osnovna zadaća biti zadovoljenje domaćih potrebi, a ne treba otkloniti ni mogućnost ograničenog izvoza.
Povezano s tehnološkim napretkom u vojnoj zrakoplovnoj industriji i regionalnim vojno-političkim utjecajem i značenjem, Tejasov je pandan pakistanski JF-17.

Napisao i snimio: Danijel Vuković