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
  • КРЫЛАТЫЙ ДЖИП

    КРЫЛАТЫЙ ДЖИППассажирский самолет Як-12. Для многих известных всему миру авиационных конструкторов и созданных ими коллективов дорога в большую авиацию начиналась с создания легкомоторного самолета. Часто эти первенцы в дальнейшем оказывались в тени своих более совершенных крылатых собратьев, принесших их создателям славу. Создание удачных машин окрыляло их творцов и придавало им уверенность в решении более сложных технических задач, а легкомоторный самолет часто оказывался первой и последней пробой сил конструктора в этом направлении. Одним из немногих выдающихся конструкторов нашего времени, на протяжении всей жизни сохранившим верность легкомоторной авиации, был Александр Сергеевич Яковлев.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.