"Авиация и космонавтика 1999 11" - читать интересную книгу автора

ПРОРЫВ ЗА ТРИ "МАХА "

Владимир РИГМАНТ

Пятидесятые годы уходящего века стали годами расцвета боевой реактивной авиации - ее "золотым веком". Не-писанные правила "холодной войны" требовали от обеих сторон постоянного развития и совершенствования потенциала взаимного уничтожения, основу которого в те годы составляли авиационные носители ядерного и термоядерного оружия. Ни Западный блок, во главе с США, ни Восточный, во главе с СССР не жалели денег на создание новейших боевых самолетов различного назначения. По обе стороны "железного занавеса" на самолетостроительные фирмы и конструкторские бюро сыпался благодатный золотой дождь государственных ассигнований, и те, в свою очередь, "в поте лица своего", отрабатывали эти огромные деньги, создавая все более и более совершенные самолеты. Качественный рывок в области развития аэродинамики околозвукового и сверхзвукового полета; освоение в производстве эффективных технологических и конструктивных разработок в самолетостроении, в том числе и в авиа-двигателестроении (создание мощных и легких ТРД); успехи в разработке управляемого ракетного оружия воздушного базирования, появление более компактных ядерных и термоядерных боеприпасов; совершенствование систем оборудования самолетов - все это создавало ту научно-техническую основу, которая в сочетании с -мощной финансовой поддержкой, позволила достичь крупных успехов в разработке новых боевых самолетов. В головах руководителей военно-промышленных комплексов обоих блоков появлялись все более и более смелые планы дальнейшего развития авиационных боевых комплексов, а на кульманах конструкторов возникали контуры экзотических летательных аппаратов, общий вид которых еще несколько лет тому назад можно было найти только на страницах научно-фантастических романов.

ОКБ и их опытные производства работали в сверхнапряженных режимах, сокращая расстояние между фантастикой и реальностью: в сборочных цехах ОКБ постоянно в производстве находилось по нескольку опытных машин. Почти каждый месяц с секретных аэродромов в воздух поднимались экспериментальные и опытные машины, прокладывавшие дорогу будущим массовым серийным боевым самолетам. В пятидесятые годы за неполные пять лет стала реальностью сверхзвуковая боевая авиация - истребители уверенно штурмовали скорости, соответствующие М=2, шли испытания и доводки первых сверхзвуковых бомбардировщиков. В середине 50-х годов начались поисковые и опытно-конструкторские работы по созданию дальних межконтинентальных бомбардировщиков и ракетоносцев, способных совершать длительный полет на скоростях, соответствующих М=2,5-3,0, которые в перспективе должны были заменить дозвуковые межконтинентальные бомбардировщики типа Ту-95, М-4 в СССР и В-52 в США. В СССР в конце 50-х и в начале 60-х годов работами над подобными самолетами занимались ОКБ-23 В.М.Мясищева и ОКБ-156 А.Н. Туполева, подготовившие несколько проектов стратегических авиационных ударных систем. В США наибольших успехов достигла фирма "Норт Америкэн", передавшая на летные испытания опытные экземпляры трехмахового межкон-тинетального стратегического бомбардировщика В-70 "Валькирия".

Первые исследования по проблеме создания сверхзвуковых межконтинентальных стратегических самолетов-носителей в СССР начались еще в 1952-1953 годах, работы нацеливались на перспективу поступления во второй половине 50-х годов на вооружение ВВС сверхзвуковой межконтинентальной авиационной стратегической системы, способной поражать цели на территории США. Первоначально речь шла о создании составной авиационной системы, состоящей из сверхзвукового самолета-носителя, рассчитанного на максимальную скорость, соответствующую М=1,5-2,0, и ударного подвесного сверхзвукового бомбардировщика, вооруженного ядерной бомбой. Радиус действия системы должен был обеспечивать поражение целей в США без захода самолета-носителя в активную зону поражения средств американской ПВО, а дальность полета самолета-носителя и подвесного самолета - их возвращение на базы в СССР или их союзников. В июле 1954 года выходит официальное правительственное постановление на разработку подобных систем, работы разворачиваются в ОКБ-23 и ОКБ-156, близкие по тематике работы ведутся в коллективах под руководством Р.Л.Бартини, П.В. Цыбина, подготавливает свой проект А.С.Москалев. Вскоре задание несколько меняется: помимо создания составной стратегической авиационной ударной системы самолетчикам задается создание "чистого" сверхзвукового двухмахового стратегического бомбардировщика, а затем и сверхзвукового стратегического носителя беспилотных самолетов-снарядов. ОКБ-23, работая в этом направлениии, к концу 50-х годов строит и подготавливает к летным испытаниям два опытных сверхзвуковых стратегических самолета-носителя - М-50 и М-52. Первая машина начала проходить в 1959 году летные испытания с нештатными двигателями на дозвуковых режимах, вторая - была построена с штатными бесфорсажными двигателями Ml7-16, которые должны были обеспечить М-52 сверхзвуковой крейсерский полет на дальность со сравнительно небольшими удельными раходами топлива. Существовал проект М-54, выполненный по схеме "бесхвостки" с четырьмя ТРД на пилонах под крылом, повторявший в масштабе компоновку американского В-58. С прекращением активной деятельности ОКБ-23 в начале 60-х годов в области самолетостроения и в результате переориентации взглядов военно-политического руководства СССР в пользу стратегической ракетной компоненты в советских ядерных силах сдерживания, работы по проектам М-50 и М-52 были свернуты. ОКБ-156 до 1958 года подготовило несколько проектов составных авиационных систем (самолет-носитель "108" или "109" в комбинации с подвесным ударным самолетом "100"), а также проекты бомбардировщиков и ракетоносцев на базе проектов "108" и "109", но все эти работы в 1958 . году в ОКБ-156 были свернуты, не выйдя из стадии эскизного проектирования.

В США в первой половине 50-х годов, оценивая перспективы создания межконтинентальной сверхзвуковой ударной авиационной системы, после нескольких лет предварительных исследований, также остановились на создании трехмахового межконтинентального самолета. ВВС США выдало свои ТТТ на подобный самолет в конце 1954 года. В ноябре следующего года с фирмами "Боинг" и "Норт Америкэн" было подписано соглашение на разработку проекта самолета. В течение двух с половиной лет шел поиск наиболее оптимальной конфигурации самолета, предварительное и эскизное проектирование.

К началу 1958 года в основном сложился облик будущего сверхзвукового стратегического бомбардировщика, получившего обозначение В-70 "Валькирия". Для В-70 была выбрана аэродинамическая схема "утка", с треугольным крылом с большой стреловидностью по передней кромке, с двухкилевым вертикальным оперением и с шестью ТРДФ, скомпонованными в единый блок с гондолами и воздухозаборниками, размещавшийся под центральной частью крыла. Суммарная расчетная максимальная тяга шести двигателей типа J93 равнялась 90000 кгс, двигатели должны были работать как на обычном керосине, так и на бороводородном топливе. Расчетная максимальная масса В-70 достигала 250 тонн, крейсерская скорость 3200 км/ч, высота крейсерского полета 21000-24000 м, практическая дальность полета 11000 км. Ударное вооружение - свободнопадающие ядерные и термоядерные бомбы.

Работы американцев по "трехмахо-вому стратегу" не прошли незамеченными в СССР. В конце 1957 года, первоначально в инициативном порядке, в ОКБ-23 начались работы по стратегической авиационной системе М-56, предполагавшей создание ударного стратегического самолета-ракетоносца М-56К и разведчика М-56Р. Непосредственно разработкой М-56 в ОКБ руководил Л.Л.Селяков. В проектировании находились четырехдвигательные и шестидвигательные варианты самолета. В отличие от более "консервативной" схемы М-50 и М-52, при проектировании М-56 ОКБ-23 остановилось первоначально на схеме "бесхвостки" с треугольным крылом, прорабатывались варианты с двигателями на пилонах под крылом и в едином пакете под средней частью крыла. Постановление по стратегической авиационной системе М-56 № 867-408 вышло 31 июля 1958 года. Ударный вариант М-56К задавалось проектировать в варианте ракетоносца, вооруженного ракетами "44" (М-44). Ракета "44" разрабатывалась в ОКБ-23, ее масса в момент отделения от М56К должна была равняться 12-14 тоннам, ее компоновка и аэродинамика увязывались с самолетом-носителем с целью получения минимального сопротивления в полете.

Ракета оснащалась двумя ТРД типа КР-5-26, максимальная скорость должна была достигать 3000-3200 км/ч, высота полета 28000-30000 м, боевая нагрузка достигала 2,3 тонны. Для силовой установки М-56 первоначально были выбраны двигатели, проектировавшиеся в ОКБ Н.Д.Кузнецова типа НК-10Б с максимальной взлетной тягой 24000 кгс и удельным расходом топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме М=2,5 порядка 1,6 кг/ кгс час. Уже к ноябрю 1958 года ОКБ-23 получило первые расчеты по различным вариантам компоновок М-56. Четы рехдвигательный вариант с двигателями на пилонах мог обеспечить качество на сверхзвуке не более 6,0. Шес-тидвигательный вариант компоновки обещал получение аэродинамического качества в крейсерском сверхзвуковом полете 6,4. При взлетной массе 210 тонн, расчетная практическая дальность без подвесок или контейнеров получалась равной 10070 км. Крейсерская скорость полета с подвесками находилась в пределах 2500-2700 км/ч, максимальная -до 3200 км/ч.

Для увеличения дальности полета предусматривалась подвеска под самолетом большого аэродинамически вписанного в компоновку машины топливного бака или контейнера под крупный термоядерный босприпас. Большое внимание при проектировании М-56 уделялось аэродинамическому совершенству самолета на всех режимах полета. Как известно, при переходе через сверхзвук аэродинамический фокус крыла смещается назад, что приводит к резкому изменению запаса продольной устойчивости. Проблему можно решать выбором аэродинамической компоновки крыла (применение "неплоского" крыла со сложной срединной частью, как это было в дальнейшем выполнено на серийном варианте ТУ-144), это обычно дополняется системой перекачки топлива в полете из одной группы баков в другую, смещая центр масс и добиваясь требуемых балансировок (процесс инерционный и сложный в техническом плане). На М-56 решено было пойти другим, редко используемым путем - введением в схеме "бесхвостки" плавающего горизонтального оперения (ПГО). На дозвуковом режиме ПГО работает во флюгерном режиме, не создавая ни компенсирующих сил, ни моментов. На сверхзвуковом режиме ПГО заклинивается на определенный угол, при этом исходная схема самолета превращается в схему "утка", и в этом случае аэродинамические силы на ПГО смещают фокус самолета вперед, восстанавливая требуемую балансировку. При этом управление по каналу тангажа ведется с помощью элевонов, но со значительно меньшими расходами рулей, что позволяет получать приемлемые крейсерские значения аэродинамического качества на сверхзвуке. В дальнейшем, начиная с января 1959 года, все проекты М-56 выполнялись с ПГО.

При проектирование силовой установки М-56 значительное внимание уделялось совершенствованию аэродинамики силовой установки. Если первоначально проекты М-56 базировались на использовании подкрыльевых или крыльевых осесимметричных воздухозаборников с центральным регулируемым конусом, то в дальнейшем перешли к плоским воздухозаборникам с горизонтальным регулируемым клином под центральной частью крыла в едином блоке. В дальнейшем перешли к плоским крыльевым несущим мотогондолам, дававшим некоторую прибавку аэродинамического качества на крейсерском режиме полета. В 1959 году ОКБ-23 в проекте М-56 переходит на шесть альтернативных двигателей ВК-15, проектировавшихся в ОКБ-117 В.Я.Климова. Грузоотсек самолета перерабатывается под баллистическую ракету воздушного базирования с дальностью полета в 2000 км. При этом радиус действия системы получался порядка 7000-8000 км. Процесс первоначального проектирования М-56 продолжался практически до прекращения работы ОКБ-23 в области авиации. Последние варианты проектов М-56 прорабатывались под двигатели типа РД16-17М (М16-17М) с максимальной тягой 21700 кгс и удельным расходом топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме 1,62 кг/кгс час разработки ОКБ-16 П.Ф.Зубца и РД17-117Ф с максимальной форсажной тягой на взлете 17500 кгс ОКБ-117, разрабатывавшийся под руководством С.П.Изотова. 1 марта 1960 года В.М.Мясищев подписывает эскизный проект по стратегической ударной системе М-56К. Площадь крыла самолета-носителя определялась в 450 м2, взлетная масса - в 220 тонн, масса пустого самолета - 63,35 тонны, весовая отдача по топливу достигала 68,4%. С уходом из ОКБ-23 В.М.Мясищева работы по М-56 постепенно прекратились, а материалы по нему .были переданы в другие ОКБ, в частности в ОКБ-156 А.Н.Туполева.

Когда шли работы по М-56, командование ВВС выдвинуло свои предложения по перспективам развития авиационной и ракетной техники и развертыванию научно-технических работ на 1959-1960 годы. Первый этап развития стратегических ударных средств ВВС предусматривал создание и внедрение крылатых ракет с М=2,5-4,0 и бомбардировочных систем с М=2,5-3,0 (крылатые ракеты Ту-121, "Буря", "Буран", бомбардировочная система М-56). Второй этап предполагал разработку гиперзвуковых планирующих или инерционно-аэродинамических крылатых ракет и бомбардировочных систем с крейсерскими скоростями полета, превышающими М=3. Предусматривалась разработка и новых конструкционных материалов, видов топлива, а также перспективных типов двигателей, включая создание ядерных силовых установок для сверхзвуковых самолетов и ракет. Помимо традиционных стратегических авиационных систем, ВВС считали целесообразным проработать маловысотную (250-600 м) межконтинентальную бомбардировочную систему с подскоком в районе цели до 16000-17000 м с ядерной силовой установкой и вооруженную управляемыми ракетами с дальностью полета 500-1000 км. В рамках этих предложений в ОКБ-23 под руководством ЛЛ.Селякова в июле 1959 года был подготовлен предварительный проект стратегической авиационной системы М-57, являвшийся дальнейшим развитием идей, заложенных в проект М-56. Предварительные прикидки говорили, что имеется возможность получить самолет с площадью крыла 400 м2 и массовой отдачей по топливу 70,2%.

Согласно проекта самолет М-57 должен был выполняться по схеме "летающего крыла" (имелся вариант с ПГО). Расчетная площадь треугольного крыла с углом стреловидности по передней кромке 75° в окончательном варианте определилась в 400 м2, расчетное крейсерское аэродинамическое качество на сверхзвуковом режиме находилось в пределах 5,9-6,2. Взлетная масса достигала 250 тонн, при этом массовая отдача по топливу достигала 72,0%. Силовая установка должна была состоять из шести двигателей НК-11 (взлетная тяга 2500026000 кгс, удельный расход топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме 2,12 кг/кгс«час). Крейсерская сверхзвуковая скорость полета М-57 должна была соответствовать М=3,6, а потолок над целью достигать 26000 м. Вооружение самолета должно было состоять из ракет типа Х-22. Планировалось начать летные испытания самолета в 1963 году. Как и в случае с М-56, все работы над проектом были прекращены в начале 60-х годов.

В постановлении №867-408 по созданию стратегической системы М-56, одним из пунктов ОКБ-156 предлагалось проработать проект авиационно-ракет-ной стратегической системы на базе самолета-носителя Ту-95.

Проект по ОКБ-156 получил обозначение самолет "135" (Ту-135 или Ту-95С) и представлял самолет-носитель Ту-95С с крылатым управляемым снарядом большой дальности. В качестве управляемого снаряда предполагалось использовать беспилотный вариант подвесного ударного самолета "CP" ОКБ П.В. Цыбипа, пролучнвший проектное обозначение С-30 (система Ту-95С-30), или с использованием в качестве подвески одного из проектов ОКБ-156 беспилотных самолетов "100" или "113". Дальность действия ударной системы оговаривалась 8500-9000 км, рубеж пуска самолета-снаряда - 3500-4000 км, крейсерская скорость самолета-носителя 700-800 км/ч и практический потолок - 11000-12000 м. Самолет-снаряд должен был иметь крейсерскую скорость, соответствующую М=2,5-2,7, и высоту полета - 18000-24000 м. Эскизный проект системы необходимо было представить на утверждение в ВВС и в ГКАТ во втором квартале 1959 года, летные испытания системы должны были начаться в первом полугодин 1961 года. Работы по теме не вышли из стадии технического предложения. Одновременно под тем же шифром самолет "135" в ОКБ-156 начались инициативные работы по стратегической ударной авиационной системе, близкой по своим проектным параметрам к М-56.

Работы по теме "135" проводились в отделе Техпроектов под руководством С.М.Егера. До осени 1960 года работы по теме "135" не выходили за рамки поисковых исследований, было подготовлено несколько предварительных проектов стратегического сверхзвукового самолета, в основном повторявших варианты проектов по американскому В-70. Работы по теме активизировались с осени I960 года. 3 октября 1960 года вышло Постановление Совета Министров СССР №1057-437, согласно которому:

- ОКБ В.М.Мясищсва передавалось в качестве филиала в ОКБ В.Н.Чело-мея и освобождалось от проектирования и разработки сверхзвукового самолета-носителя М-56, вопрос по проектам М-50, М-52 и "РСР" должен был быть решен дополнительно;

- ОКБ А.Н.Туполева, в связи с прекращением работ по М-56, должно было в 3-х месячный срок дать предложения по созданию дальнего сверхзвукового самолета-носителя и дальнего сверхзвукового самолета-разведчика с рассмотрением возможности серийной постройки их на заводе №22 в Казани.

Работы по самолету Ту-135 - уже другая история, рассказанная ниже в статье "Самолеты ОКБ им.Туполева"…