Авиация

ОПАЛЬНЫЙ ЛАЙНЕР

25.09.2013

ОПАЛЬНЫЙ ЛАЙНЕРПервые послевоенные годы ознаменовались в авиастроении бурным развитием реактивной техники. Повышение тяги газотурбинных двигателей, их экономичности и, что самое главное, надёжности позволило приступить к созданию первых реактивных авиалайнеров. Их успех, несмотря на ряд таинственных, на первый взгляд, катастроф был огромен, а преодоление «звукового барьера» военными самолётами и вовсе породило мнение, что и пассажирские самолёты могут и должны летать быстрее звука. Естественно, нашлись желающие создать такую машину, и на бумаге у них всё получалось «гладко». Казалось, достаточно снизить удельный расход топлива двигателями и увеличить до необходимого уровня аэродинамическое качество планёра, и самолёт, причём конкурентоспособный, - готов. Однако на деле всё оказалось значительно сложнее.

Первыми к исследованиям по созданию сверхзвукового пассажирского самолёта (СПС) подключились англичане. Это и понятно, ведь английские специалисты в начале 1950-х гг. были самыми сведущими в области двигателестроения, являющегося фундаментом мировой авиации. Тем не менее, всё началось с исследования аэродинамических компоновок самых различных схем - от классической с хвостовым оперением до «утки» - с дестабилизатором и расположенным на нём рулём высоты.
 
В итоге пришли к выводу, что наиболее приемлемой схемой СПС является бес-хвостка. По этому пути пошли американцы при создании бомбрадировщика ХВ-70, англичане и французы в ходе разработки «Конкорда».
 
Следом за англичанами к проектированию подобного самолёта приступили в ОКБ-23 под руководством В.М. Мясищева, причём были сделаны далеко идущие выводы, касающиеся выбора основных параметров как самолёта, так и его двигателей. Но поскольку Мясищева в 1960 г. отстранили от конструкторской деятельности, назначив начальником ЦАГИ, лавры создателя СПС достались ОКБ А.Н. Туполева.
 
В 1965 г., когда на очередном авиакосмическом салоне в Париже продемонстрировали модели англо-французского «Конкорда» и советского Ту-144, определились с СПС и в США, причём победителем в конкурсе предварительных проектов вышла компания «Боинг» с очень амбициозным и нереальным проектом суперскоростного (число М=2,7) самолёта повышенной пассажировместимости и входившим в моду крылом изменяемой стреловидности. Вся сложность и, я бы сказал, нелепость этого проекта, неспособного приносить авиакомпаниям прибыли, раскрылась довольно быстро. Тогда специалисты «Боинга» перешли к более реальному, но так и оставшемуся на бумаге проекту SST классической схемы. Разработку СПС в США прекратили в начале 1970-х гг., но исследования в этом направлении не закончились. Однако, судя по поступающей из-за океана информации, в обозримом будущем на фоне всё возрастающей стоимости нефти и сотрясающих мир финансовых кризисов создание в США СПС не предвидится.
 
Первый полёт опытного экземпляра Ту-144. 31 декабря 1968 года
 
Первый полёт опытного экземпляра Ту-144. 31 декабря 1968 года
 
В итоге, лидерами остались англофранцузский «Конкорд» и отечественный Ту-144. К разработке Ту-144 в ОКБ-156 приступили в 1961 г., после того, как начальник Главного управления ГВФ Е. Логинов обратился в правительство с просьбой немедленно приступить к созданию СПС для Аэрофлота. Лишь после этого промышленность «зашевелилась» и первыми отреагировали в ОКБ С.В. Ильюшина, предложив один за другим два эскиза СПС. Следом своё слово сказали и специалисты ОКБ-156, активизировав работу в этом направлении.
 
В начале 1962 г. Д.Ф. Устинов, П.В. Дементьев и А.Н. Туполев в докладе ЦК КПСС сообщали, в частности: «В соответствии с поручением ЦК Государственным комитетом по авиационной технике подготовлен проект постановления Совета министров о выдаче задания ОКБ-156 на разработку Ту-144 со следующими лётно-техническими данными: скорость - 2000 - 2500 км/ч, число пассажиров 80 - 100, практическая дальность нормальная - 4500 км, перегрузочная 5500 - 6000 км.
 
На заводе № 156 будут построены два лётных экземпляра самолёта, предназначенных для отработки принципиальных вопросов конструкции и определения основных лётных характеристик. Первый экземпляр будет построен в 1965 г., второй - в 1966 г. Кроме этого, для эксплуатационных испытаний <...> построить в 1965 - 1967 гг. силами Воронежского завода № 18 ещё три лётных экземпляра.
 
ГУ ГВФ предлагает довести количество пассажиров до 120 человек и дальность установить 6500 км. Учитывая, что обеспечение требований ГУГВФ неоправданно вызовет значительное увеличение взлётного веса, ГКАТ с этим предложением не согласен ...».
 
Спустя полгода Е. Логинов в письме, направленном правительству, отметил неудовлетворительный ход работ по СПС (тема-то не финансировалась) и высказал пожелание иметь два типа сверхзвуковых пассажирских лайнеров. Первый рассчитывался на перевозку 120 пассажиров на расстояние до 3500 км с резервом топлива на дальность 1000 км и с меньшей платной нагрузкой в перегрузочном варианте - на расстояние 4500 км. Разработку двух прототипов машин первого типа с двигателями Туманского и крейсерской скоростью 2500 км/ч предлагалось поручить С.В. Ильюшину и П.О. Сухому.
 
Самолёт Ту-144
 
Самолёт Ту-144:
 
1 — радиопрозрачный обтекатель антенны РЛС «Гроза-144»; 2 - переднее многощелевое крыло; 3 - элерон; 4 - регулируемое реактивное сопло двигателя НК-44А; 5 - воздухозаборное устройство двигателя; 6 - основная опора шасси; 7 - передняя опора шасси; 8 - входная дверь; 9 - аварийная дверь; 10 - носовой обтекатель в посадочном положении; 11 - форкиль; 12 - руль направления; 13 - створки подпитки двиг ателя воздухом; 14 - антенна командной радиостанции; 15 - остекление носового обтекателя; 16 - остекление кабины пилотов; 17-обтекательтяги руля направления; 18-хвостовая предохранительная пята; 19-колесо размером 950x300 мм (2 шт.); 20 - колесо размером 950x400 мм (по 8 шт. на двух тележках)
 
Создание второго типа самолёта с двигателями Н. Кузнецова, или С. Изотова, или А. Люльки (всё неопределенно), рассчитанного на перевозку 140 пассажиров со скоростью 2300 км/ч на расстояние 4500 км (с резервом топлива на 1000 км) или с меньшей нагрузкой и перегрузочным весом - на дальность 6500 км предлагалось поручить Туполеву. Эти самолёты должны были начать лётные испытания в 1965-м, а эксплуатацию - в 1967 г.
 
В октябре 1962 г. в ОКБ Туполева разработали ещё один вариант проекта постановления правительства о создании будущего Ту-144, взяв за основу (по традиции) компоновку сверхзвукового двухкилевого бомбардировщика Ту-135 с треугольным крылом.
 
Но в правительстве с выдачей задания на СПС не спешили, и лишь год спустя постановлением Совета Министров и ЦК КПСС от 16 июля постройку первого Ту-144 поручили ОКБ-156.
 
Ещё в 1950-е гг. в ОКБ-23 определили одно из важнейших условий, необходимое для создания конкурентоспособного СПС - требуемые величины параметров силовой установки. В частности, удельный расход топлива двигателем на крейсерском режиме не должен превышать 1,12 кг/кгс в час. Но такой двигатель предстояло создать, причём весь опыт моторостроения показывает, что для этого потребуется не менее десяти лет.
 
Единственным подходящим для СПС ТРДДФ в начале 1960-х был НК-6, под который разрабатывался и бомбардировщик Ту-135. Но его параметры, включая удельный расход топлива, не позволяли создать СПС с требуемыми лётными характеристиками. Например, на крейсерском режиме при полёте со скоростью, соответствующей числу М=1,7 на высоте 11 км, удельный расход горючего более чем в полтора раза превышал требуемый.
 
Гораздо лучшими данными обладал проект НК-10, но он остался на бумаге.
 
В итоге, появился двухконтурный НК-144 с многоступенчатой форсажной камерой, созданный на базе газогенератора дозвукового ТРДД НК-8, в котором широко использовались технические решения, заложенные в НК-6. Но и его параметры оставляли желать лучшего. НК-144 при взлётной тяге 17 500 кгс имел удельный расход топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме при работе на форсаже 1,56 кг/кгс в час. Рассказывают, что двухконтурным НК-144 сделали из соображения, что часть маршрута полёта СПС будет осуществляться на дозвуковой скорости, но ведь основной режим Ту-144 - сверхзвуковой.
 
Для сравнения, одноконтурный ТРДФ «Олимп» 593 Мк.610, разработанный совместными усилиями фирм «Роллс-Ройс» и SNЕСМА для «Конкорда» развивал на взлёте тягу 17 200 кгс и имел удельный расход топлива на крейсерском режиме 1,19 кг/кгс в час, что ненамного превышало величину, определённую специалистами ОКБ-23.
 
Штурвальная колонка без дополнительного пульта с клавиатурой поканального подключения траекторных вычислителей к директорной индикации и АБСУ
 
Штурвальная колонка без дополнительного пульта с клавиатурой поканального подключения траекторных вычислителей к директорной индикации и АБСУ
 
Кабина пилотов
Кабина пилотов
 
Переднее многощелевое крыло
 
Переднее многощелевое крыло
 
Основная (слева, без нагрузки) и передняя (справа) опоры шасси
 
Основная (слева, без нагрузки) и передняя (справа) опоры шасси
 
Проектирование будущего Ту-144 началось в отделении «К» ОКБ, занимавшемся разработкой беспилотных летательных аппаратов. Главным конструктором и руководителем работ по этой теме назначили А.А.Туполева. В дальнейшем после смерти А.Н. Туполева и назначения его сына руководителем предприятия, созданием Ту-144 руководили Б.А. Ганцевский и Ю.Н. Попов.
 
Постройка первого опытного экземпляра Ту-144 началась в 1965 г. на ММЗ «Опыт» в широкой кооперации с другими предприятиями МАП. Одновременно строился второй экземпляр машины для статических испытаний. Поскольку к середине 1960-х сформировался предварительный облик Ту-144, то летом 1965 года, накануне открытия очередного авиасалона во Франции, советская пресса известила о нём весь мир. Такая открытость поразила не только советских граждан, но и иностранцев. Удивляли и заявленные лётные данные машины: скорость 2500 км/ч и дальность полёта 6500 км.
 
В 1967-м закончили сборку основных агрегатов самолёта и в конце года его перевезли в подмосковный город Жуковский на Лётно-испытательную и доводочную базу ОКБ (ЛИиДБ), где в течение следующего года осуществлялась окончательная сборка, наземные испытания и подготовка к первому полёту.
 
Следует отметить, что первый прототип СПС был далеко не пассажирской машиной, поскольку на нём предприняли беспрецедентные меры безопасности. Достаточно отметить, что для экипажа предусмотрели катапультируемые кресла, а пилоты, назначенные на Ту-144, успели полетать на экспериментальном самолёте-аналоге МиГ-21И. Более того, на СПС после Ту-104 вновь вернулись к тормозным парашютам для сокращения пробега после посадки.
 
Первый прототип Ту-144 подготовили к испытаниям в конце 1968 года, но поднять его в воздух из-за нелётной погоды довелось лишь 31 декабря. Самолёт пилотировал заслуженный лётчик-испытатель СССР Э.В. Елян. В состав экипажа входили также второй пилот - М.В. Козлов, бортинженер Ю.Т. Селиверстов и ведущий инженер В.Н. Бендеров.
 
Испытания Ту-144 проходили довольно медленно. Так, звуковой барьер машина впервые преодолела 5 июня 1969 года, а 15 июля 1970 г. достигла максимальной скорости 2443 км/ч, что соответствовало числу М=2,35.
 
Первый зарубежный вояж состоялся в мае 1971 г., когда самолёт отправился на международный авиасалон в Ле Бурже с промежуточной посадкой в Праге. После окончания салона Ту-144 приземлился в Берлине (аэропорт Шёнефельд), однако вскоре после вылета в Москву 17 июня совершил вынужденную посадку в Варшаве из-за нарушения герметичности топливной системы.
 
С 6 по 14 сентября того же года состоялся полёт на сверхзвуковой скорости по маршруту Москва - София, на что затратили 1 час 19 минут. Обратный же полёт прошёл чуть быстрее.
 
В 1972 г. самолёт демонстрировался в Ганновере и Будапеште. Последний раз первый прототип Ту-144, совершивший свыше 120 полётов общей продолжительностью 180 часов, включая 50 часов со сверхзвуковой скоростью, поднялся в воздух 27 апреля следующего года. После это он долго стоял у забора ЛИиДБ, дожидаясь очереди на утилизацию.
 
Пока испытывали опытную машину, 1 июля 1971 года взлетел предсерийный Ту-144, и это была уже совершенно другая машина. По сравнению с первым прототипом самолёт претерпел существенные изменения. Прежде всего, изменилась аэродинамическая компоновка крыла, получившего не только геометрическую крутку, но и более технологичную конструкцию за счёт перехода от оживальной формы в плане к прямым передним кромкам. На носовой части фюзеляжа расположили переднее, убирающееся одновременно с шасси, высокомеханизированное крыло («усы»), превращавшее машину в биплан, правда, на взлётно-посадочных режимах.
 
Серийный экземпляр Ту-144 с двигателями НК-144А
 
Серийный экземпляр Ту-144 Д
 
 
Изменения коснулись и силовой установки. Двигатели НК-144А расположили попарно, в двух изолированных мотогондолах, что снизило вероятность их взаимовлияния. Изменился и пассажирский салон, ставший более вместительным.
 
После завершения заводских испытаний Ту-144 специалисты Московского машиностроительного завода (ММЗ) «Опыт» и ГосНИИ ГА приступили к совместным госиспытаниям (ведущие инженер А.Тетерюков и пилот В.Попов).
 
20 сентября 1972 г. первый серийный Ту-144 (СССР - 77102) совершил перелёт по маршруту Москва - Ташкент и обратно на сверхзвуковой скорости. 23 мая машину представили на XXX авиакосмическом салоне в Ле Бурже, в ходе которого 3 июня она потерпела катастрофу. Эта трагедия, приведшая к приостановке полётов, стала первым тяжёлым испытанием для всей программы СПС. Свыше года ушло на поиски причин трагедии и устранение последствий. Испытания лайнера, в ходе которых последовали многочисленные перелёты и участие в авиасалонах, возобновили в ноябре 1973 года.
 
Девятилетняя эпопея создания Ту-144 завершилась 1 ноября 1977 года выходом машины на пассажирскую авиалинию Москва - Алма-Ата. Но перевозили пассажиров недолго, и 30 мая следующего года после катастрофы первого серийного экземпляра Ту-144Д эксплуатацию авиалайнера приостановили.
 
Первые серийные образцы Ту-144 не удовлетворяли требованиям МГА, и главной причиной тому была недостаточная дальность полёта, связанная с повышенным расходом топлива двигателями НК-144А. Решить эту задачу удалось лишь после создания в ОКБ П.А. Колесова бес-форсажного двигателя РД36-51А. Первые, пока ещё опытные экземпляры этого ТРД установили на серийном Ту-144 (СССР -77105), превращённом фактически в летающую лабораторию по доводке новых двигателей, и в ноябре 1974 года приступили к лётным испытаниям. Так появился третий вариант - Ту-144Д с дальностью полёта, удовлетворяющей требованиям МГА СССР.
 
Одновременно на заводе в Воронеже перешли к серийному выпуску ещё не прошедшего госиспытаний Ту-144Д. Двигатель РД36-51А выдержал государственные совместные 200-часовые стендовые испытания в начале 1978 г., и тогда казалось, что основная преграда на пути советского СПС к массовой эксплуатации устранена.
 
27 апреля того же года состоялся первый полёт серийного Ту-144Д (СССР -77111), но менее чем через месяц машина потерпела катастрофу, приведшую к приостановке эксплуатации пассажирских самолётов с 30 мая. Однако точку в «биографии» Ту-144 пока не поставили.
 
19 февраля 1979 года взлетел второй серийный экземпляр Ту-144Д. За ним последовали и другие машины. О пассажирских перевозках пока речь не шла, поскольку моторостроители не справлялись с заданием, и самолёты подолгу простаивали на заводском аэродроме без двигателей. Вдобавок, 31 августа 1980 года во время испытательного полёта из-за возгорания одного из двигателей совершил вынужденную посадку на военном аэродроме в Энгельсе (Саратовская обл.) Ту-144Д (СССР-7713).
 
Программу госиспытаний Ту-144Д удалось завершить лишь в ноябре 1981 года, но проблемы с надёжностью и ресурсом двигателя РД36-51А оставались, а 12 ноября 1981-го после разрушения двигателя на стенде в Рыбинске при проведении контрольных испытаний опять последовала временная остановка полётов.
 
13 апреля 1981 г. подняли в воздух Ту-144Д (СССР - 77114) и спустя два года на нём установили каскад мировых рекордов. В частности, мировой рекорд скорости 2031,5 км/ч полёта по замкнутому 1000-км маршруту с грузом 30 000 кг. Затем 2000-км замкнутый маршрут с той же «коммерческой» нагрузкой пролетели со средней скоростью 2012,2 км/ч на высоте 18 200 м. В печати прошло скромное сообщение об этих достижениях, но упомянуть тип самолёта в нём не удосужились, скромно обозвав машину как «самолёт 101».
 
1 июля 1983 года было принято решение использовать изготовленные Ту-144 исключительно в качестве летающих лабораторий. В частности, на Ту-144Д (СССР - 77114) выполнялись тренировочные полёты лётчиков-испытателей ЛИИ по программе подготовки к полётам на орбитальном корабле «Буран».
 
По некоторым данным, расход топлива на пассажиро-километр у Ту-144Д снизился до 100 граммов и приблизился по этому показателю к «Конкорду», но пассажиров самолёт никогда не перевозил. Если учесть, что требования МГА к дальности полёта Ту-144 были удовлетворены в его последнем варианте, то на создание отечественного СПС ушло 15 лет. Последний же самолёт (СССР - 77115) построили осенью 1984 года, и 4 октября он поднялся в воздух.
 
Летом 1991 года в «биографии» Ту-144 произошло ещё одно очень важное событие - на встрече в Париже руководители американской компании «Рокуэлл» и ОКБ Туполева подписали протокол о намерении провести совместные исследования по программе СПС-2. Окончательное же решение было достигнуто в июне 1993-го на встрече премьер-министра РФ В. Черномырдина и госсекретаря США А. Гора. Ту-144Д как нельзя лучше подходил для этих целей.
 
Основные данные самолётов семейства Ту-144
 
Основные данные самолётов семейства Ту-144
 
Для окончательной доработки в летающую лабораторию выбрали предпоследний серийный самолёт (№ 77114), к тому времени налетавший лишь 82 часа и получивший впоследствии обозначение Ту-144ЛЛ «Москва», а для отработки новых готовых изделий в качестве наземного стенда - машину № 77112. При этом зарезервировали Ту-144Д СССР-77115.
 
Реанимированную машину, оснащённую двигателями НК-321 с бомбардировщика Ту-160, экипаж С. Г. Борисова поднял в воздух в ноябре 1996 года. Фактически Ту-144ЛЛ стал пятой модификацией самолёта, поскольку помимо изменений в силовой установке пришлось усиливать крыло, а часть оборудования заимствовали с пассажирского Ту-204. В ходе экспериментов, завершившихся в апреле 1999 года, провели исследования, в частности, по влиянию геометрии ВЗУ на его характеристики, определению равновесной температуры конструкции планёра, теплового состояния параметров силовой установки и топливной системы, основных аэродинамических характеристик, включая влияние экранного эффекта, уточнены характеристики устойчивости и управляемости машины.
 
Несмотря на неудачи, Ту-144, в создании которого было больше политики, чем здравого смысла, безусловно, является выдающимся достижением отечественной авиапромышленности. На этой машине были установлены не только рекорды скорости и высоты полёта авиалайнеров, но и рекорд бесхозяйственности, приведший к закрытию всей программы. На «ветер» выбросили миллиарды рублей, которые можно было использовать с большей пользой во благо совсем не богатых граждан СССР.
 
Сегодня можно спорить о месте и роли СПС в жизни землян, но ясно одно, что в обозримом будущем от бетонных плит аэродромов не оторвётся ни один самолёт аналогичного назначения. Исключение может составить лишь административный СПС, но это предмет уже другого разговора.




Рекомендуем почитать
  • САМОЛЁТ, КОТОРЫЙ НАЧАЛ ВОЙНУ

    САМОЛЁТ, КОТОРЫЙ НАЧАЛ ВОЙНУ(Бомбардировщик-торпедоносец Nakajima B5N). Первое упоминание о японских торпедоносцах появилось почти сто лет назад - в апреле 1916 года, когда на авиационном заводе Морского арсенала в городе Йокосука был спроектирован первый самолёт такого типа. В его разработке приняли активное участие лейтенант флота Тикухэй Накадзима, будущий глава одноимённой японской фирмы. Однако отечественный самолёт не вызвал интереса у командования ВМС, которое предпочло обратиться к помощи иностранных специалистов.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.