Текст книги "А.Н. Туполев – человек и его самолеты"

Автор книги: Пол Даффи

Соавторы: Андрей Кандалов
сообщить о нарушении

Текущая страница: 23 (всего у книги 27 страниц)

Модификации Ту-154

1. Ту-154: основная серийная модель на 158 пассажиров, двигатели НК-8-29.

2. Ту-154А: усовершенствованная серийная модель на 168 пассажиров.

3. Ту-154Б: усовершенствованная механизация крыла и аппаратура радиосвязи.

4. Ту-154Б-1: отличается оборудованием.

5. Ту-154Б-2: отличается оборудованием.

6. Ту-154Б-2 «Салон»: модель Б-2 для перевозки высокопоставленных лиц с улучшенным интерьером и аппаратурой связи.

7. Ту-154Г: базовая модель, переоборудованная в грузовой самолет.

8. Ту-1X4: модель с другими двигателями,Ту-164: ставшая впоследствии Ту-154М,

9. 154-ЛЛ: лаборатория для тренировки космонавтов.

10. Ту-154М: модель с другими двигателями и усовершенствованная серийная модель с двигателями Д-ЗОКУ-154 .

11. Ту-154М-ЛК-1: два самолета, оборудованные для перевозки главы государства.

Ту-155 (бортовой номер СССР-85035) на аэродроме в Жуковском. 1993 год. Пол Даффи

Ту-155 В поисках альтернативного топлива

Энергетический кризис, разразившийся в конце 70-х годов, привлек внимание к тому факту, что снабжение углеводородным топливом будет осуществляться не бесконечно. В связи с этим Советское Правительство обращается к промышленности за предложениями по поиску альтернативных видов авиационного топлива и разработке новых двигателей, способных на них эффективно работать.

Советские научно-исследовательские институты и конструкторские бюро сосредоточили свое внимание на двух потенциально возможных видах топлива – жидком водороде и сжиженном природном газе. Как известно, водород – наиболее широко распространенный на планете элемент, но использовать его в транспортных средствах можно или в жидком виде (для этого нужно охладить газ до предельно низких, т.н. криогенных температур), или при очень высоком давлении (в сжатом виде).

Конструкторское бюро АНТК им. Туполева и его опытный завод были наиболее готовы к решению этих задач. В течение длительного времени под руководством А.А. Туполева проводились серьезные научно-исследовательские работы по использованию криогенных газов для охлаждения при полетах на сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях; был изучен опыт применения криогенных жидкостей в ракетной технике; совместно Ленинградским институтом прикладной химии (руководитель академик А. Гидаспов, руководитель темы профессор Г. Потехин) и Академией наук СССР (руководитель академик В. Легасов) были разработаны программа, методы и средства для обеспечения безопасности полетов. Одновременно были развернуты работы под руководством академика Н.Д. Кузнецова (руководитель темы В.Н. Орлов) по созданию нового поколения двигателей на базе хорошо отработанного двигателя НК-8, способного работать в дальнейшем в многотопливном режиме (и на керосине, и на альтернативном топливе). Первый опытный двигатель, созданный и отработанный ОКБ Н. Кузнецова, получил название НК-88.

Одновременно в Жуковском на базе самолета Ту-154Б создавалась летающая лаборатория, которая получила обозначение Ту-155. Главным конструктором проекта был назначен В.А. Андреев. Справедливости ради отметим, что модификация штатных систем самолета проводилась под руководством А.С. Шенгардта.

При создании первого опытного самолета с альтернативным топливом были поставлены задачи получения достаточных материалов для последующего проектирования самолета с характеристиками, которые были бы не менее чем на 15% выше, чем у существующих самолетов. Предполагалось отработать технологические режимы заправки, обеспечения работы двигателя в полете, аварийного слива, аварийной остановки, длительного хранения криогенного топлива, отработать системы безопасности процедуры их исполнения. Все это накладывалось на необходимость выполнения общих требований безопасности полетов, которые должны выполняться на обычных самолетах.

Было принято решение строить летающую лабораторию с использованием принципа максимальной безопасности. Два двигателя НК-8-2У должны были продолжать работать на керосине, что обеспечивало выполнение и завершение автономного полета на всех режимах. Третий двигатель (правая мотогондола) НК-88 работал на альтернативном топливе. В задней части салона самолета был установлен криогенный бак с системами измерения, регулирования наддува, дренажа емкостью 30 кубических метров. Эта часть салона герметической перегородкой отделялась от основной пассажирской кабины.

Многофункциональный характер работы и желание провести натурные работы с жидким водородом, имеющим рабочую температуру в баке, близкую к абсолютному нулю и особо опасные характеристики по взрывоопасности ( вспомним из школьный программы опыты с гремучим газом), заставили конструкторов установить на самолете гелиевые системы, так как только гелий остается в газообразном состоянии при температурах жидкого водорода. Для обеспечения безопасности был предусмотрен также запас азота.

После установки криогенного бака в фюзеляж самолета Ту-155. Руководители работ и рабочие. 2 декабря 1985 года

Самолетные требования по весу, энергопотреблению и безопасности не позволили конструкторам использовать промышленные образцы, по всем направлениям были выполнены очень интересные конструкторские разработки.

Одновременно решалась самая сложная часть этой задачи – создание наземной инфраструктуры, способной обеспечить массовое применение альтернативного топлива.

В Жуковском под руководством В. Климова и В. Борисова была создан опытный заправочный комплекс. Комплекс включал систему заправки, системы аварийного слива, системы безопасности и системы управления из специального бункера. Топливо доставлялось заправщиками. На первом этапе работ из– за их высокой опасности было предусмотрено управление самолетными системами из бункера.

Самолет Ту-155 внешне незначительно отличался от серийного самолета Ту-154.

На верхней части стабилизатора был установлен вертикальный пилон для размещения системы дренажа. Заметно отличался внешне двигатель НК-88, на котором были размещены коробка агрегатов и система перевода жидкого продукта в газообразный. По правому борту был размещен трубопровод аварийного слива альтернативного топлива.

К марту 1998 года производством Жуковской базы (руководитель работ В. Антамохин) самолет был построен. Начались сложные наземные отработки. При этом по многим причинам было принято решение первый этап испытаний проводить на жидком водороде.

18 апреля 1988 самолет Ту-155 выполняет свой первый полет с двигателем НК-88, работающим на жидком водороде. Самолет пилотировал экипаж в составе В. Севанькаева (командир), А. Талалакина (второй пилот), А. Криулина (бортинженер штатных систем), Ю. Кремлева (бортинженер опытных систем), В. Архипова (ведущего инженера по экспериментам). В дальнейшем в короткий период была выполнена программа первого этапа, состоящая из пяти полетов, в процессе которых самолет, двигатель и все системы были проверены в основных и аварийных режимах в пределах разрешенной области полетов до скоростей 900 км/час. В процессе испытаний была определена область устойчивого запуска двигателя в воздухе, проверен аварийный слив, многократно имитировались отказы.

К сентябрю 1988 года АНТК им. Туполева выполнил очень важную работу и согласовал с «Газпромом» стандарт на новое авиационное топливо в России – сжиженный природный газ, и испытатели приступили ко второму этапу работ.

Природный газ широко применяется и подается по трубопроводам из районов добычи во многие города и аэропорты. Значительная часть необходимой инфраструктуры для промышленного и бытового применения, а также для использования на транспорте уже существует. В конце 80-х годов советские ученые считали, что известные запасы природного газа составляли более 610 миллионов тонн, что на порядок больше разведанных запасов углеводородных топлив. Половина запасов газа находилось на территории Советского Союза. Даже если считать, что запасы природного газа не бесконечны, это вид топлива может служить на 100 лет больше широко применяемых сейчас углеводородных топлив.

Опыт работы с жидким водородом существенно облегчил испытания на сжиженном природном газе. Оказалось, что доработки двигателя для работы на газе незначительны. Пришлось установить новые и дополнительные насосы для подкачки топлива. Одновременно удалось значительно упростить технологию заправок и подготовки самолета к вылету. Были демонтированы гелиевые системы, существенно упрощены системы безопасности. Теперь все работы по управлению системами выполнялись только из кабины экипажа самолета Ту-155.

После первого вылета самолета Ту-155 на водороде. Слева направо: Главный конструктор В. Андреев, главный конструктор двигателя В. Орлов, члены экипажа: А. Криулин, В. Кремлев, В. Архипов, начальник Жуковской летно-испытательной базы В. Климов, командир корабля В. Севанькаев

18 января 1989 года состоялся первый в мире полет самолета с использованием сжиженного природного газа в качестве топлива. В дальнейшем по программе было выполнено более 80 полетов. Поведение самолета, двигателей и всех систем проверено на высотах до 13 000 метров и до скоростей полета 950 км/час .

Отработанные приемы эксплуатации позволили продемонстрировать самолет на трех аэрокосмических выставках: в Ницце в октябре 1989 года, Ганновере (июнь 1990 года) и Берлине (июль 1991 года). При этом для заправок использовались стандартные западные заправщики.

На всех выставках самолет привлекал огромное внимание как специалистов, так и публики.

В 1993 году на базе накопленного опыта были начаты работы по созданию серийного самолета Ту-156, способного использовать и криогенное топливо и керосин.

До 1996 года были разработаны чертежи и переданы на самарский завод «Авиакор».

Однако, учитывая колоссальные политические и финансовые трудности, которые выпали на долю России в эти годы, трудно сейчас сказать, получит эта программа продолжение или нет.

Ту-160 Сверхзвуковой стратегический бомбардировщик «Blackjack»

Создание компанией «Рокуэлл» бомбардировщика В-1 для военно-воздушных сил США подтолкнуло советское руководство к решению объявить конкурс на разработку сверхзвукового стратегического бомбардировщика, способного заменить самолет Ту-95 «Бээр» и частично заменить и дополнить бомбардировщик среднего радиуса действия Ту-22М «Бэкфайер».

Работы начались в начале 70-х годов. Свои предложения представили несколько конструкторских бюро. Насколько известно, самое лучшее предложение поступило от КБ Мясищева, но командование ВВС посчитало, что этому конструкторскому бюро запустить в производство свою конструкцию будет сложно, поэтому пальма первенства в конкурсе была отдана хорошо подготовленному ОКБ Туполева. Одним из факторов, который учли, принимая такое решение, был опыт работы по Ту-144, сверхзвуковому пассажирскому самолету.

Алексей Туполев к этому времени уже стал преемником отца и работал генеральным конструктором ОКБ, названного именем А.Н.Туполева. Это назначение для советской промышленности было довольно необычно. По сути, это единственный случай в практике авиационного конструкторского бюро, когда сын становится преемником своего отца. Алексей Андреевич назначает главным конструктором программы, получившей название Ту-160, Валентина Близнюка.

С самого начала предлагалось применить крыло с изменяемой в полете стреловидностью, хотя для создания крыла нужного размера еще не было ни материалов, ни технологий. Особенно большее внимание было уделено общей компоновке самолета, оптимизации силовой установки. Рассматривались различные варианты размещения воздухозаборников и двигателей, в том числе экзотические. (Например, на одном из этапов работы рассматривался вариант вертикальной «спарки», когда двигатели предлагали установить один над другим.) Анализ безопасности схемы и очевидные недостатки (возможность попадания керосина из верхней гондолы в нижнюю, возможность единовременного помнажа двух двигателей по одной причине) заставили отказаться от необычных вариантов. Конструкторы вернулись к достаточно традиционной схеме и сосредоточили силы на повышении характеристик самолета как носителя крылатых ракет, повышения общих характеристик авиационнотранспортной системы. В реализации этой программы участвовали многие специалисты ведущих научно-исследовательских институтов и даже инженеры других конструкторских бюро, а также работники других отраслей промышленности. Впервые в Советском Союзе была разработана собственная технология, аналогичная т.н. технологии «стел » с малым уровнем демаскирующих признаков, что позволяло уменьшить возможность обнаружения нового самолета радиолокационными станциями противника.

Моторостроительное конструкторское бюро, возглавляемое Николаем Кузнецовым, разработало для программы газотурбинный двухконтурный двигатель с форсажной камерой НК-32. Когда в 1980 году он был построен, для проведения оценочных испытаний двигатель установили на испытательной летающей лаборатории Ту-95ЛЛ. Каждый двигатель НК-32 развивал с форсажной камерой тягу 25 000 кг. Многие системы, уже использованные в конструкции самолета Ту-22МЗ, были адаптированы для Ту-160. В то же время от электронных версий искусственного горизонта, гирополукомпаса и указателя крена пришлось отказаться как от не в полной мере удовлетворяющих заданным требованиям. На самолете широко применяется титан, составляющий 20 процентов массы корпуса. Подверженные сильному нагреву передние кромки крыла, а также коробчатый лонжерон центроплана длиной 12,4 м и шириной 2,1 м с боковыми приливами из сплавов алюминия изготовлены из титановых сплавов. Лонжерон центроплана используется для размещения топливных баков. Широко применены композиционные материалы из углеродного волокна и стекловолокно. Топливные баки, оформленные в виде кессонных конструкций, размещаются и в отъемных частях крыла, которые изготовлены из алюминиевых и титановых сплавов. К центроплану отъемные части крепятся на шарнирах, таким образом, угол стреловидности можно изменять в пределах от 20 до 65 градусов.

Ту-160

В герметичной кабине самолета размещается экипаж в составе четырех человек, каждый член экипажа имеет катапультное кресло К-36ЛМ, отстреливаемое на любой высоте, в том числе с земли. Вход в самолет осуществляется по выдвижному трапу через люк, расположенный в нижней части фюзеляжа. Кабина, рассчитанная на длительное патрулирование, оснащена креслами с отклоняющимися спинками для отдыха, а также оборудованием для приготовления пищи и туалетом. На борту самолета имеются также скафандры, предназначенные для аварийного покидания самолета. Передняя опора шасси имеет управляемое колесо, а две основные опоры оснащены телескопическими выдвижными стойками, которые удлиняются при выпуске шасси и раздвигаются в стороны, расширяя колею шасси на 600 мм.

Оборудование самолета включает инерциальную навигационную систему, которая дублировала навигационную систему «Астрал», радиолокационную систему дальнего обнаружения наземных и морских целей, активно-пассивную систему постановки радиопомех, оптико-электронные бомбовые прицелы, устройство определения источников теплового излучения, способное обнаруживать приближающиеся самолеты и ракеты. На Ту-160 имеется более сотни цифровых процессоров, в том числе восемь цифровых навигационных компьютеров. В качестве органа управления в кабине экипажа впервые была применена строевая ручка управления, ранее применявшаяся только на истребителях. В задней части фюзеляжа располагаются плоскости, подавляющие и отклоняющие сигналы радиолокационных станций.

Выбор состава оборудования, комплексирование и отработка систем проводились под руководством Л.Н. Базенкова (сына Н. Базенкова).

Валентин Близнюк. Главный конструктор Ту-160 и Ту-330

Ту-160 «Блэкджэк» на аэродроме в Жуковском. Пол Даффи

На заводе «Опыт» Авиационного научно-технического комплекса и в ЦАГИ в Жуковском из деталей, изготовленных на серийном заводе в Казани, были построены два опытных образца, а также планер для проведения статических испытаний. Центропланы доставили в Жуковский речным транспортом, а крылья закрепили под фюзеляжем Ту-95, и летчик Иван Ведерников в таком виде привез их в Жуковский. Очевидцы говорят, что взлет Ту-95 с подвешенными крыльями «был интересный»… Как всегда, после изготовления фюзеляжи были разобраны и доставлены в Жуковский; здесь, на испытательной базе ОКБ Туполева, их собрали и состыковали с крыльями.

После завершения сборки 26 ноября 1981 года самолет выкатили из ангара. Как раз здесь, рядом с двумя Ту-144, его и обнаружил спутник, который в этот момент производил съемку района. Когда в КГБ увидели эти безупречные по качеству снимки, решили, что съемка производилась с крыши одного из зданий на территории испытательной базы в Жуковском. Было начато расследование. Тщательно изучив снимки, следователи пришли к выводу, что угол съемки не соответствует первоначальному предположению. Затем, после подробного анализаграфиков возможных пролетов спутников, посчитали, что ни в одном пролете солнце не могло находиться в том положении, в каком было на фотографии. Наконец более тщательный анализ пролетов спутника позволил ответить и на этот вопрос. После этого ни один новый самолет не выкатывали из ангара в дневное время, хотя испытательные полеты проводились как днем, так и ночью.

По фотографиям, путем сравнения Ту-160 с Ту-144, размеры которого были известны, специалисты западных разведслужб определили размеры Ту-160, самого большого на тот момент в мире бомбардировщика.

Первый полет опытного образца Ту-160, получившего в НАТО условное обозначение «Блэкджэк», с экипажем летчика-испытателя Бориса Веремея, состоялся в Жуковском 19 декабря 1981 года, в день рождения Генерального секретаря ЦК КПСС Леонида Брежнева. Поскольку заводские и летные испытания проходили успешно, командование ВВС принимает решение о строительстве для Военно– Воздушных Сил 100 таких самолетов. Задание на строительство было выдано Казанскому самолетостроительному заводу. Летные испытания первого серийного самолета проводились одновременно с двумя другими самолетами, построенными на заводе № 156, в Жуковском на летно-испытательной и доводочной базе ОКБ Туполева. Третий серийный самолет разбился из-за неисправности двигателя при взлете. К счастью, обошлось без жертв.

Ту-160 поступил на вооружение Военно-Воздушных Сил в мае 1987 года, когда первые самолеты прибыли в 184-й гвардейский бомбардировочный авиационный полк, дислоцированный вблизи города Прилуки на Украине. Туда поступило 19 самолетов, из которых были сформированы две эскадрильи. Вторая база была создана в 1991 году вблизи города Энгельс в Саратовской области России. Первая эскадрилья на этой базе должна была полностью укомплектоваться в 1992 году, но изменение политической обстановки позволило поставить в 160-й бомбардировочный авиационный полк всего четыре самолета.

В августе 1988 года министр обороны США Карлуччи стал первым иностранцем, которому было позволено сесть в кабину Ту-160, прилетевшего по этому случаю на военный аэродром в Кубинке. Забираясь в кабину, он ударился головой о приборную доску. С тех пор ее стали называть «приборной доской Карлуччи».

Ту-160 «Блэкджек» в полете в сопровождении четырех МиГ-29. Пол Даффи

Первый раз Ту-160 побывали за пределами Советского Союза в мае 1991 года. Два самолета долетели до мыса Нордкап в Северной Норвегии, а затем до города Тромсе на норвежском западном побережье. В полете они были перехвачены самолетами F-16 королевских ВВС Норвегии, которые сопровождали их в течение некоторого времени.

Изменения политического и экономического климата в Советском Союзе не могли не сказаться и на программе работ по Ту-160. В начале 1992 года новый российский президент Борис Ельцин объявил о прекращении выпуска самолетов Ту-160. Источники в Министерстве обороны отмечают, что заказ на их производство был сокращен со 100 до 40 единиц, но фактически было построено только 30 самолетов, включая и те, которые строились в конструкторском бюро. В 1994 году командующий ВВС генерал-полковник Петр Дейнекин заявил, что военная авиация дальнего действия находится в финансовом кризисе и поэтому нужен более дешевый бомбардировщик с лучшими летными характеристиками.

Во время написания этой книги 19 самолетов Ту-160 находилось в Прилуках. Они не поднимались в воздух с 1992 года из-за отсутствия у ВВС Украины средств на их эксплуатацию. Россия и Украина провели переговоры относительно возможного возвращения их в Россию в порядке частичной компенсации украинского долга за нефть и газ, но соглашение по этому вопросу до сих пор не достигнуто. В АНТК имени Туполева считают, что на данном этапе будет практически невозможно привести самолеты в состояние эксплуатационной пригодности.

Еще четыре самолета в исправном состоянии находятся в Военно-Воздушных Силах России и базируются в Энгельсе; четыре серийных самолета вместе с двумя опытными образцами – на базе АНТК имени Туполева в Жуковском; планер для проведения статических испытаний все еще находится в ЦАГИ. Один почти полностью готовый самолет находится на заводе в Казани.

Как система оружия, Ту-160 производит очень сильное впечатление. Все его вооружение спрятано внутри самолета и включает следующее: 12 крылатых ракет Х-55 с дальностью полета 3 000 км, установленные в двух барабанах в бомбовом отсеке (условное обозначение ракеты по классификации НАТО – «Кент/AS-15В»), 24 ракеты Х-15, установленные подобным же образом (условное обозначение в НАТО – «Кикбэк/А5-16»); комплект бомб свободного падения (в том числе ядерных) и (или) морских мин. Боевая нагрузка Ту-160 составляет 45 т. Он также может использоваться в качестве первой ступени ракетоносителя для запуска искусственных спутников Земли с помощью ракеты «Бурлак», устанавливаемой под фюзеляжем. Таким образом, спутники могут выводиться на полярные орбиты высотой 300-500 км. Такой запуск многократно дешевле ракетного. Максимальная скорость Ту-160 на высоте 13 000 м составляет 2 230 км/час, практический потолок – 15 000 м. Дальность полета без дозаправки при максимальной взлетной массе 12 300 км. При патрулировании продолжительность полета без дозаправки достигает 15 часов.

Ту-160 с ракетоносителем «Бурлак» для запуска спутников. АНТК имени Туполева

Ту-204