F-16 Фајтинг Фалкон|десно|мини|250п Мираж 2000|десно|мини|250п МиГ-35|десно|мини|250п Млазни ловац четврте генерације представља концепт пројекта борбеног авиона из седамдесетих година 20. века, који је најмасовнији у оперативној употреби ратних ваздухопловстава света, у периоду од 1980. до 2010.

Пројекат ових авиона је под јаким утицајем научене лекције из развоја и експлоатације претходне генерације. Ракете ваздух-ваздух дугог домета су усавршене у сегменту прецизности вођења. У међувремену, растући трошкови војног авиона у целини, доказали су оправданост вишенаменског концепта примене, што је паралелно са њиховим укупним напретком, обележило карактеристике четврте генерације.

Концепт четврте генерације борбених авиона заснива се на претпоставци да су супериорније перформансе лета, а посебно агилност, велика предност у борби. За оптимизацију тих карактеристика, у току развоја су коришћени „развојни“ и „борбени“ симулатори лета. Током периода развоја 4. генерације, побољшана је управљивост авиона са „опуштањем“ статичке стабилности, што је омогућено увођењем електричних команди лета (), захваљујући напретку дигиталних рачунара и техника интеграције система. До тада је коришћена аналогна опрема и за електричне команде лета, те је то постао априори захтев да се замени са дигиталним системима, у другој половини осамдесетих година 20. века.

Последњих деценија 20. века прогресивно су напредовали микрорачунари, што је омогућило брзу надоградњу авиона са новом опремом, у току његовог животног века, посебно система као што су радари са електронским скенирањем (-{AESA}-), дигиталне магистрале података и инфрацрвени трагачи и обележивачи () (-{IRST}-). Због драматичног унапређења способности са овим надоградњама ловачких авиона и нових пројеката последње деценије 20. века, остварен је велики скок могућности ових авиона. Поједини савременији авиони ове генерације, издвајају се од осталих, па су их поједине земље класификовале као 4,5. генерацију. Они укључују напредна оружја и неке од технологија „стелт“. Они који укључују комплетне технологије „стелт“, подразумевајући и маскирање турбинских лопатица и примене напредних материјала који апсорбују радарско зрачење, припадају 5. генерацији борбених авиона или специјалној категорији као што су F-117 и B-2.

САД дефинишу 4,5. генерацију борбених авиона, ако се на 4. генерацију надогради радар са -{AESA}-, слој везе високог капацитета, побољшана опрема, и способност да се интегрише садашње и предвидљиво, напредно будуће наоружање.

Карактеристике пројекта авиона 4. генерације

Перформансе Нови авион|десно|мини|250п Опште перформансе су традиционално најзначајнија карактеристика пројекта, јер омогућују ловачком авиону да у борби први стекне повољну позицију и да употреби своје оружје. То се може десити на већем растојању (изван визуелног опсега) или на кратком растојању (у оквиру визуелног опсега). На кратком растојању, идеална позиција је заћи иза непријатељског авиона, што је небрањени део и где су врели гасови мотора „топлотни извор“ за навођење ИЦ ракета ваздух-ваздух. На већем растојању, вероватноћа успешног ракетног навођења је боља при лансирању на јаке топлотне изворе, кинетичка енергија (функција брзине ваздухоплова према своме циљу) и потенцијална енергија (висина лета) су предност у таквој борби. Командовано оштро маневрисање, без губљења енергије (брзине и висине), предност је, која повећава шансу да се избегну непријатељски пројектили, или да се побегне изван домета непријатељске ватре.

Ова два сценарија борбе у ваздушном простору захтевају одличну линеарну брзину лета, с тим што се у оквиру растојања у визуелном опсегу захтевају и одличне маневарске карактеристике, без губитка брзине, убрзања и добра способност управљања на малој брзини и на великим нападним углом.

Пре 1970. године, била је преовладала заблуда да је време блиске маневарске борбе прошлост, пошто ће се исход решавати само на дистанци са ракетама. Борбено искуство је показало да је ово погрешно. Напредак у ракетној технологији је био велики, али се показало да сензори нису свемоћни и непогрешиви и да ће ловачки авиони и даље требати да се супротставе у блиској борби, за што су им неопходне маневарске карактеристике. Дакле, док су трећа генерација ловачких авиона (нпр. F-4 фантом и МиГ-23) пројектовани као пресретачи само са додатним акцентом на маневрабилности, пресретачима четврте генерације је примарна карактеристика маневар. Уз укључене компромисе у пројектовању борбених авиона, помера се пажња на блиску борбу, управљивост, комплетност информација из простора сукоба, лако одржавање и примену принципа управљања вектором потиска, што обезбеђује одржање супер-маневра и при малим брзинама и великим нападним угловима.

Постоје два основна фактора који доприносе маневрабилности, то је величина потиска мотора, и способности управљања авиона за ефикасно генерисање узгона при малом прирасту отпора и самим тим способност брзе промене правца путање кретања авиона. Маневарска блиска борба у ваздушном простору подразумева велико енергетско управљање. Ловачки авион са већом енергијом има више флексибилности и могућности да промени правац кретања. Авион са малом енергијом је непокретан и постаје мета непријатељске одбране. Резерва потиска даје могућност за реализацију убрзања, а максимална брзина за одређени потисак зависи од отпора авиона. На овој релацији лежи битан компромис при пројектовању. Ловачке конфигурације имају мали отпор, често да би то задовољили у крозвучној и надзвучној области и крило са великим углом стреле. Међутим, то у великој мери смањена способност да се са таквим крилом генерише потребни велики узгон у маневру авиона.

Грубо гледано, постоје два показатеља за допринос ових двеју карактеристика. Могућност маневрисања авиона може се грубо мерити са специфичним оптерећењем крила, дефинисаним са укупном масом ваздухоплова подељеном са површином крила. Високо специфично оптерећено крило има мали капацитет за производњу додатног узгона, тако да је ограничена и способност маневрисања, док преоптерећено крило има много већи укупни потенцијал носивости. Груба мера убрзања је дефинисана са односом потиска и масе авиона.

Конструктори авиона 4. генерације су били пред тешким задатком високе оптимизације у процесу пројектовања у контрадикторним условима компромиса. Пошто је то доба и развоја моћних рачунара, развијене су и технике симулације са одговарајућим лабораторијама. Тако да су, при развоју 4. генерације борбених авиона, доминантну улогу добили „развојни симулатори“.

Електричне команде лета Доказ ефикасних електричних команди лета, са летом са леђним „додиром“ авиона F/A-18 Хорнет и F-14 Томкет.|десно|мини|250п Млазне ловце четврте генерације суштински дефинишу електричне команде лета, као што и 4,5. генерацију дефинише радар са електронским сканирањем (-{AESA}-). -{YF}--16 је био први авион на свету намерно пројектован са малом аеродинамичком статичком нестабилношћу. Ова техника, названа „опуштена статичка стабилност“, уведена је да додатно побољша перформансе авиона. Већина конвенцијалних авиона су пројектовани као статички стабилни, што аеродинамички доводи авион да се сам врати у свој првобитни положај, после учињеног поремећаја. Међутим, статичка стабилност је склоност авиона да се аеродинамички принуди да остане у првобитном положају, а то је уједно неповољно што се противи пилотовој команди да пређе у маневар. С друге стране, нестабилан авион ће и у недостатку командног улаза лако одступити од задатог равнотежног положаја.

Статички нестабилан авион се може „управљати“ помоћу система „вештачке стабилизације“ и као такав бити веома маневарски покретан, пошто се томе аеродинамички допринос не супротставља, већ то помаже. На надзвучним брзинама лета, нестабилан авион може да пређе у статички стабилно стање због померања уназад неутралне тачке (код симетричних аеродинамичких тела, то је уједно и аеродинамички центар).

Примарно управљање авионом се реализује помоћу отклањања командних аеродинамичких површина. Ова померања аеродинамичких командних површина врше двокоморни хидропокретачи, неповратног дејства (без могућности померања у супротном смеру, услед дејства силе реакције), на основу електричног сигнала из рачунара (види слику доле). Електричне дигиталне четвороструке команде лета прихватају изражену жељу пилота (преко померања командне ручице и ножних педала) и заједно са примљеним сигналима из сензора, о комплетном вектору стања лета авиона, генеришу резултујуће командне сигнале профилисане по оптималним законима управљања. На основу тих сигнала, брзо се командне површине поставе у одговарајуће отклоне, у функцији реализације пилотове жеље преласка на нови командовани режим лета авиона. При томе рачунар узима хиљаде резултата мерења сензора у секунди, о вектору стања лета авиона. Аутоматски се спроводе корекције због супротстављања одступању од задане путање које није резултат команде пилота. Координира се заокрет, добијен на такав начин да се брзо ажурирају на хиљаде нових „упутстава“ произведених у систему за управљање, чиме се омогућава стабилан лет и за случај статички нестабилног авиона. Уведена дигитална технологија, у команде лета, велики је потенцијал за флексибилну оптимизацију закона управљања и интеграцију са другим системима, преко магистрале података са брзим протоком информација. Брз проток сигнала је услов за брз одговор система (мала је временска константа), што је једна од кључних перформанси система за реализацију управљања са нестабилним авионом. Погрешан сигнал, који би поставио командну површину у неправилан положај био би катастрофалан, пошто пилот нема никакве резервне могућности за корекцију положаја авиона. Зато овај систем мора бити веома поуздан. Обично га сачињавају четири паралелна и равноправна канала, при чему се стално, сва четири њихова излазна сигнала међусобно упоређују. Са међусобним упоређивањем, сигнали се „надгласавају“, и већина истоветних се усвајају као релевантни. Тај сигнал, рачунар фаворизује као исправан за отклон крмила, а различити се „одбацује“ као неисправан.

мини|центар|650п|Шема принципа електричних команди лета.

Управљање вектором потиска МиГ-29ОВТ са управљањем вектора потиска.|десно|мини|250п Управљање вектором потиска је нова технологија која се уводи за побољшање маневарске способности ловачких авиона. Са променом правца издувног млаза, са окретном млазницом, могуће је да се директно са добијеном компонентом потиска ефикасније мења правац лета авиона него преко командних површина авиона. Су-30МКИ, који је у оперативној употреби у индијског ваздухопловству, поседује дводимензионалне (2-{D}-) покретне млазнице. Такве млазнице служе за уздужно управљање авионом, обезбеђују управљање авионом близу нулте брзине, на великим нападним угловима без „пропадања“ и динамичко акробатско летење на малим брзинама. Те млазнице на Су-30МКИ су постављене да се закрећу (мерено у односу њихових оса симетрије) за 32° у вертикалној равни и ± 15° у хоризонталној равни, у односу на реперне осе мотора. То ствара ефекат компоненти силе потиска у вертикалној и хоризонталној равни, са којом се авион принуђава да оштро скреће по правцу и по висини. На авиону МиГ-35, са мотором РД-33ОВТ, векторско управљање потиском је сферно то јест млазнице су 3-{D}-, што га обележава као први двомоторни авион са тим системом који може истовремено да закреће млазнице у два правца. Остала постојећа решења на авионима, као што Су-30МКИ и F-22 раптор, имају закретање млазница у једном правцу (2-{D}-). Примењена технологија на авиону Сухој Су-47, пренета је на касније деривате. САД је истраживао те технологије на F-16 и F-15 игл, а касније их је само применио на F-22 раптор.

центар|600п200п

Шема принципа управљања са вектором потиска мотора и експериментално реализовано на F-16.

Суперкрстарење Двосед Рафал B.|десно|мини|250п Суперкрстарење је способност ваздухоплова да крстари на надзвучним брзинама, без укључивања система допунског сагоревања на мотору.