Авиация и космонавтика 2006 02

Долгая дорога к Ту-160

Продолжение. Начало в АиК №№ 3,4,7,10-12/2005, 1/2006 г.

Модель самолето "160" с крылом изменяемой стреловидности

После того, как в 1969 году ВВС сформулировали новые тактико-технические требования к перспективному многорежимному стратегическому авиационному самолету-носителю, разработку последнего решено было вести на более широкой конкурсной основе с установлением более конкретных сроков представления аванпроектов ОКБ-конкурсантами. На этот раз, помимо конструкторских бюро П.О.Сухого и В.М. Мясищева, к работам решено было привлечь и ОКБ А.Н. Туполева (ММЗ "Опыт").

Подобное решение было справедливо и закономерно. Специалисты ту- полевского ОКБ имели богатейший многолетний опыт разработки, производства и эксплуатации тяжелых самолетов военного и гражданского назначения.

За годы своего существования ОКБ разработало более трех сотен проектов летательных аппаратов, в основном тяжелого класса. Около восьми десятков из них были реализованы в опытных и экспериментальных экземплярах, а порядка сорока строились в малых и больших сериях и составляли основу парка нашей дальнебомбардировочной авиации, а затем и парка магистральных пассажирских самолетов.

Начиная с начала 50-х годов это ОКБ активно занималось проектированием сверхзвуковой авиационной техники, добившись на этом пути практических серьезных успехов в деле оснащения нашей авиации новыми сверхзвуковыми самолетами тяжелого класса, передав в серийное производство и эксплуатацию дальний сверхзвуковой бомбардировщик Ту-22, сверхзвуковой дальний истребитель-перехватчик Ту- 128, оперативно-стратегическую беспилотную разведывательную систему "Ястреб". КБ вело широкий круг исследований по различным аспектам сверхзвукового и гиперзвукового полета.

Отдельной главой в истории ОКБ А.Н.Туполева стало проектирование, доводка и эксплуатация первого в мире сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144, рассчитанного на длительный крейсерский полет со скоростью порядка М=2, выпущенного более чем в полуторадесятках экземплярах.

В ходе создания самолета Ту-144 ОКБ и вся наша авиационная промышленность приобрели неоценимый практический опыт решения многосложных проблем сверхзвукового полета тяжелых самолетов. В частности, КБ получило опыт проектирования конструкций с большим ресурсом работы в условиях длительного сверхзвукового полета. Была отработана номенклатура конструкционных теплостойких материалов с высокими физико-механическими характеристиками, и внедрена технология их производства на серийных заводах. Была разработана эффективная теплозащита конструкции планера самолета, его систем и оборудования в условиях длительного кинетического нагрева. Были освоены в производстве и в эксплуатации мощные ТРДЦФ и ТРД (НК-144А, РД-36-51А) с максимальными взлетными тягами до 20000 кгс, с приемлемыми для дальних самолетов удельными характеристиками. Были спроектированы и отработаны многорежимные воздухозаборники, исследованы и нашли практическое применение многие решения по общей аэродинамической компоновке, местной аэродинамике, организации работы систем самолета, позволившие получить для Ту-144 выдающиеся аэродинамические характеристики на крейсерском сверхзвуковом режиме полета. Были отработаны и доведены сложнейшие новые самолетные системы и агрегаты, до этого долго не получавшие права гражданства в нашем авиастроении, в частности по топливной системе, электроооборудова- нию, пилотажно-навигационному комплексу и т.д. Многие из этих новаций были с успехом использованы во второй половине 60-х годов при создании первого в мире дальнего многорежимного ракетоносца-бомбардировщика с крылом изменяемой стреловидности Ту-22М.

Таким образом, к началу подключения ОКБ к работам по стратегическому многорежимному носителю, оно имело серьезный научно-технический и практический задел по многим основным элементам самолета подобного класса. И, что самое важное, фирма имела в заделе серийные тяжелые самолеты с изменяемой в полете стреловидностью – Ту-22М. Первый самолет нулевой серии Ту-22М0 начал проходить испытания в 1969 году, а уже в первой половине 70-х годов Ту-22М2 пошли в строевые части Дальней Авиации и авиации ВМФ и в 1976 году были официально приняты на вооружение ВВС. Одновременно продолжались работы по совершенствованию конструкции Ту-22М – на выходе находилась более совершенная его модификация Ту-22МЗ (Ту-32), в которой ОКБ сумело решить многие проблемы, с которыми столкнулись в ходе освоения Ту-22М первых модификаций. Это касалось конструкции планера, силовой установки, элементов ударного комплекса и оборудования.

Как отмечалось выше, реализация программы сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 обеспечила создание в СССР практического научно-технического задела для решения проблем длительного сверхзвукового полета. Но главное, чего удалось достичь в ходе выполнения этой масштабной государственной программы, так это то, что были подготовлены высококвалифицированные кадры, для которых решение сложнейших задач, связанных с созданием самолетов подобного класса и уровня сложности, стало повседневной работой. Закономерным продолжением для них стало выполнение не менее масштабной программы создания стратегического многорежимного авиационного комплекса Ту-160.

Начало работ по самолету Ту-160 ("К", "60", а с конца 70-х годов – "70") можно отнести ко второй половине 1969 года, когда в туполевском ОКБ, в рамках ПСМ 1967 года, начали рассматривать возможные варианты решения проблемы создания отечественного многорежимного сверхзвукового стратегического межконтинетального ударного самолета. Работы по новой теме сосредоточились в отделении "К", под общим руководством А.А.Туполева, под непосредственным руководством В.И.Близнюка (с 1975 года Главный конструктор Ту-160) и А.А.Пухова.

Модели самолета Ту-144 и проекта "244"

В бригадах отделения "К" прорабатывались несколько вариантов возможных компоновок будущего самолета как с изменяемой стреловидностью крыла, так и с фиксированной геометрией крыла.

Один из самых первых проектов, получивший обозначение Ту-160 «ИС», представлял собой самолет с изменяемой стреловидностью, весьма близкий по компоновочным решениям к одному из вариантов суховского проекта Т-4МС. Однако анализ и проработка компоновок, а также определение основных параметров и ЛТХ по этому варианту дали малоутешительный для разработчиков результат. Узел поворота консолей крыла требовал значительного увеличения массы конструкции самолета, что, в свою очередь, приводило к невозможности обеспечения заданных высоких летно- тактических данных самолета. С набором всех этих проблем разработчики проекта пришли к "деду", который, несмотря на свой преклонный возраст, сохранял ясность и остроту ума и мог, оценив проблему, подсказать, каким путем идти дальше А.Н.Туполев, который быстро оценил ситуацию, взвесив все за и против, предложил делать будущий Ту-160 по проверенной схеме Ту-144, отказавшись на данном этапе от использования крыла изменяемой в полете стреловидности. Эти варианты проекта получили обозначение Ту-160М и Ту-160МА.

Впрочем, работы по проекту Ту-160 "ИС" в ОКБ не свертывались. Они продолжались параллельно с проработкой Ту-160М и Ту-160МА. Решено было вести работы по обеим компоновкам, досконально изучив оба направления, а потом принять оптимальный вариант.

В начале 70-х годов проект туполевского "стратега" в варианте Ту- 160М был представлен на конкурс аванпроектов. Проект был разработан по компоновочной схеме, близкой к Ту-144, с учетом начавшихся в тот период проработок по теме Ту-244 (СПС-2).

Проект самолета, в отличие от Ту-144, отличался большой интеграцией центральной части планера, введением емких отсеков вооружения в фюзеляже и наличием кормовой дистанционной оборонительной пушечной установки, на которой настойчиво настаивал заказчик. В этом проекте предполагалась реализация требуемых ЛТХ за счет более высокого уровня весовой отдачи конструкции, улучшения общей и местной аэродинамики, а также (в перспективе) за счет значительного улучшения удельных характеристик двигателей.

Одновременно продолжались поисковые работы по более "острому" варианту самолета с крылом изменяемой стреловидности.

Совокупность заданных в постановлении 1967 года требований, на которые ориентировались первоначально сотрудники ОКБ, ставили перед разработчиками сложнейшую и трудноосуществимую задачу. Следует отметить, что одновременно с началом проектирования нового стратегического бомбардировщика в отделении "К" уже проводились исследования по поиску путей развития сверхзвукового пассажирского самолета первого поколения СПС-1 (Ту-144) и переход к работам по СПС-2 (Ту-244), отличавшегося от первого значительным улучшением экономических и эксплуатационных параметров, на фоне увеличивавшихся дальности полета, коммерческой нагрузки, габаритов и масс самолета, а также значительным совершенствованием двигателей. Часть имевшихся наработок ОКБ попытались использовать и при выборе основных решений по новому "стратегу" в варианте с жестким крылом.

Наработки ОКБ по проекту СПС-2 (Ту-244) позволяли теоретически получить на крейсерском сверхзвуковом режиме аэродинамическое качество в пределах 7-9 единиц, а на дозвуковом режиме полета – до 15 единиц, что в сочетании с новыми экономичными двигателями (при работах по Ту-244, на более поздних этапах робот речь шла об использовании двигателей изменяемого цикла (ДИЦ) со значительно уменьшенными удельными расходами топлива на основных крейсерских режимах). Все это давало теоретическую возможность достичь заданной дальности полета при оговариваемой боевой нагрузке (согласно материалам проекта Ту-244 от 1973 года, дальность полета самолета с ТРД, имеющими на крейсерском сверхзвуковом режиме удельный расход топлива 1,23 кг/кгс- ч, достигала на сверхзвуковом режиме 8000 км).

Схема "бесхвостового" самолета в сочетании с силовой установкой соответствующей мощности и экономичности могли гарантировать получение скоростных и дальностных характеристик, но лишь теоретически. Как ни крути, машина получалась все-таки сдвинутой в сторону одного режима – большой сверхзвуковой скорости. Основные проблемы, связанные с этой схемой, заключались в применении новых конструкционных материалов и технологий, способных обеспечивать длительный полет в условиях высоких температур. С целью снижения степени технического риска по новому проекту, "туполевцы" решили, в отличие от своих конкурентов, добиваться ограничения крейсерского числа М полета на сверхзвуке на уровне М=2,2-2,3.

Однако выполнение основного требования ВВС – обеспечение межконтинентального радиуса действия самолета при тех удельных расходах топлива, которые могли реально обеспечить на тот момент двигателисты, в схеме с жестким крылом не получалось. Кроме того, в большинстве вариантов боевого применения в качестве основных, заказчиком рассматривались длительные дозвуковые и маловысотные околозвуковые режимы полета. Реальным ответом разработчиков на эти весьма полярные требования к самолету могло стать продолжение работ по Ту-160 в варианте с изменяемой стреловидностью.

Модель одного из вариантов самолета "160" с фиксированным крылом и отклоняемыми законцовками крыла

Вскоре по предложению начальника ЦАГИ Г.П.Свищева было принято решение о продолжении работ на базе использования новейших технологий в варианте Ту-160 с крылом изменяемой стреловидности. К этому ОКБ было готово, поскольку работы по варианту "ИС" в ОКБ продолжались все то время, пока в официальные инстанции представлялся Ту-160М с крылом фиксированной геометрии.

На начальном этапе проектирования работы в ОКБ по теме "К" велись практически в инициативном порядке и без особой огласки – о них знал весьма ограниченный круг людей в самом ОКБ и в МАП. С 1970 по 1972 годы было подготовлено несколько вариантов компоновочных схем самолета в различных конфигурациях. К 1972 году разработку аванпроекта самолета закончили и представили его научно-техническому комитету ВВС. Одновременно ВВС приняли к рассмотрению проекты самолетов Т-4МС и М-18, представленные на конкурс соответственно ОКБ П.О.Сухого и В.М.Мясищева (все три проекта рассматривались в рамках конкурса по созданию новой стратегической системы воздушного базирования, проводимого МАП СССР в 1972 году).

Проекты, представленные но конкурс, оказались совершенно разными, как и следовало ожидать. Различный стиль и почерк работы "истребительного" и "бомбардировочных" конструкторских бюро не мог не отразиться в предлагаемых конструкциях. Но что их объединяло (особенно проекты ОКБ П.О.Сухого и В.М.Мясищева) – так это желание использовать максимальное количество оправданных конструктивных и технологических нововведений.

Официальные подробности проведения конкурса, его ход и решения пока являются недоступными для историков авиации. На сегодняшний день картину событий 1972 года, связанных с судьбой Ту-160, можно представить лишь через призму воспоминаний прямых свидетелей и участников. В частности, по воспоминаниям занимавшего в то время пост командующего дальней авиацией генерал-полковника авиации В.В.Решетникова:

"Поскольку с Туполевым было все ясно, первый визит комиссия нанесло Павлу Осиповичу. Предложенный им проект поражал необычайностью аэродинамических форм, близких к летающему крылу, в объемах которого нашлось место и двигателям, и боекомплекту, и топливу. Но очень смущал толстый профиль этой гигантской несущей поверхности: мощная кромка ребра атаки слабо вязалась с представлениями о сверхзвуковом самолете. Преодолевая неловкость, я осторожно спросил Павла Осиповича об этом, а он, оказывается, ждал такого вопроса. Он познакомил нас с проработками и показал материалы продувки модели в сверхзвуковой аэродинамической трубе ЦАГИ.

Сомнения постепенно снимались, машина виделась вполне реальной и заманчивой. Толстопрофильное крыло в плавных интегральных извивах очертаний его кромок было, видимо, находкой Павла Осиповича, которую он так хотел воплотить в конструкции большого сверхзвукового корабля.

Не менее интересный и также глубоко проработанный проект предложил Владимир Михайлович Мясищев. Это было тонкофюзеляжная, в стремительных формах изящная "щучка", казавшаяся гораздо легче заключенного в ней веса. Эх, дать бы ей полетать, налетаться! Владимир Михайлович, опытнейший и блестящий конструктор по части тяжелых боевых кораблей, по своему обыкновению, и на этот раз внес в самолетные системы, не повторяясь в уже достигнутом, немало новых, оригинальных решений, а боевые возможности обещали вывести на уровень самых высоких в мире."

Схема самолета "160" с фиксированным крылом и отклоняемыми законцовками крыла

Д.Ф. Устинов на заводе "Опыт"

Осенью 1972 года на научно-техническом совете в министерстве авиационной промышленности были заслушаны доклады по вышеуказанным проектам "160" ОКБ А.Н.Туполева (с оживальным крылом на базе Ту- 144), Т-4МС ("200") ОКБ П.О. Сухого и М-18 ОКБ В.М.Мясищева.

Проект самолета "160" поддержки не получил из-за его "несоответствия заданным тактико- техническим требованиям". Генерал-полковник В.В.Решетников заявил на заседании научно-технического комитета ВВС по поводу проекта ОКБ А.Н.Туполева, что Воен- но-Воздушным Силам предлагают фактически пассажирский самолет! Несколько осложнило ситуацию и ошибочно завышенное в проекте аэродинамическое качество представленного самолета. В.В.Решетников в своих воспоминаниях пишет по этому поводу следующее:

"Рассаживаясь в небольшом зальчике и всматриваясь в развешенные на стенде плакаты, я с удивлением узнал на них знакомые черты пассажирского сверхзвукового самолета Ту-144. Неужто тот самый? Своими техническими и летными характеристиками Ту- 144 не дотягивал до заданных, грешил невысоким уровнем надежности, был неэкономичен и сложен в эксплуатации. Случались и большие беды. Гражданская авиация всячески отгораживалась от него…

…Алексей Андреевич (Туполев – прим. авт.), держась несколько скованней, чем обычно, с указкой в руке подошел к стенду. Суть его предложений сводилась к тому, что между раздвинутыми пакетами двигателей, занимавшими нижнюю часть фюзеляжа, врезались бомболюки, в которых и будут размещены ракеты и бомбы. Не углубляясь в дальнейшие рассуждения, было очевидно, что, став бомбардировщиком, этот неудавшийся лайнер под весом боекомплекта и оборонительного вооружения отяжелеет, утратит последние запасы прочности и все летные характеристики посыпятся вниз.

Спустя минуть пять, а может, десять, я поднялся и, прервав доклад, сообщил, что дальше мы рассматривать предлагаемый проект не намерены, поскольку спроектированный в свое время для нужд "Аэрофлота"пассажирский самолет даже в новом облике не сможет избавиться от изначально ему присущих свойств, совершенно излишних в боевом варианте, и не сумеет воплотить в себе заданные требования для стратегического бомбардировщика.

Алексей Андреевич, видимо, был готов к такому обороту дела. Ни слова не возразив, он повернулся к центральному, самому крупному плакату, взял его за "загривок" и с силой потянул вниз. В полной тишине раздался треск рвущегося ватмана. Затем, оборотясь в мою сторону, извинился и сообщил, что для рассмотрения нового аванпроекта он пригласит нас к себе."

Здесь уместно привести еще одну цитату из книги В.В.Решетникова, поясняющую, кто же был истиным инициатором неудавшейся "туполевской" попытки "пристроить", как считали военные, свое "пассажирское детище".

"…В этой истории Алексей Андреевич был ни при чем. Главным куратором постройки сверхзвукового пассажирского самолета, будущего Ту-144, вошедшего в народнохозяйственный план, был могущественный Д. Ф. Устинов (министр обороны – прим. автора), воспринявший эту миссию как личное обязательство не столько перед страной и народом, сколько перед "дорогим Леонидом Ильичем " (Брежневым – прим. автора), имя которого буквально боготворил, порой теряя границы приличия, а то и впадая в бесстыдство…

…Но пассажирский сверхзвуковик, похоже, не клеился и мог, к ужасу его куратора, огорчить брежневские ожидания, после чего Дмитрий Федорович ухватился за чью-то счастливую мысль подсунуть "несосватанную аэрофлотовскую невесту" военным.

Оказавшуюся отвергнутой и в образе бомбардировщика, ее через ВПК предложили Дальней Авиации в качестве разведчика или постановщика помех. Мне было ясно, что эти самолеты не смогут сопрягаться с какими бы то ни было боевыми порядками бомбардировщиков и ракетоносцев, а в виде одиночных "летучих голландцев" я их в условиях боевых действий не представлял, и потому решительно от них отказался.

Так же поступил и командующий авиацией Военно-Морского Флота Александр Алексеевич Мироненко, с которым мы всегда поддерживали "родственные связи".

Но не тут-то было! Однажды Д.Ф. Устинов уговорил главнокомандующего ВМФ С.Г.Горшкова, а тот, ни с кем не советуясь, согласился взять на вооружение в состав морской авиации Ту-144 в качестве дальнего морского разведчика. Мироненко взбунтовался, но главком закусил удила – вопрос решен. Узнав об этом, не на шутку переполошился и я: раз взял Мироненко – навяжут и мне. Звоню Александру Алексеевичу, подбиваю на решительные шаги, а тот и без того не дает покоя своему главкому. Наконец, о бунте Мироненко узнает Устинов и вызывает его к себе. Беседа была долгой и напряженной, но Александр Алексеевич все-таки сумел доказать министру обороны всю неоправданность его настояний. Больше Ту-144 нигде не возникал."

Возвращаясь к итогам конкурса, надо сказать, что самолет Т-4МС ("200") ОКБ П.О.Сухого произвел очень благоприятное впечатление на военных и привлек большое внимание. Проект самолета ОКБ В.М.Мясищева, хотя и был отмечен тем, что хорошо проработан и удовлетворяет требованиям ВВС, тем не менее был отклонен из-за того, что вновь воссозданное конструкторское бюро не обладало необходимой научно-технической и производственной базой для его осуществления. Завод в Филях, являвшийся раньше частью бывшего ОКБ-23 В.М.Мясищева, был отдан В.Н.Челомею под ракетную тематику, а на новом месте в г. Жуковском кроме летно-испытательной базы практически ничего не было.

Генерал-полковник авиации В.В.Решетников

В этой связи интересно отметить мнение самих "мясищевцев", которые в многочисленных публикациях в прессе и в книгах, посвященных ЭМЗ, неизменно называют свой самолет М-18 официальным победителем в конкурсе 1972 года.

Скорее всего, дело обстояло так: победитель конкурса официально назван не был, а в протоколах конкурсной комиссии были даны соответствующие комментарии по представленным проектам и рекомендации о дальнейшем продолжении работ, после чего последовали Постановления Совета Министров СССР и соответствующие Приказы МАП, поручавшие работу над многорежимным стратегическим ракетоносцем ОКБ им. А.Н.Туполева. Материалы заседаний и решений конкурсной комиссии до сих пор нерассек- речены, что дает повод представителям ОКБ Сухого и ЭМЗ им. В.М.Мясищева "трактовать" итоги конкурса по- своему.

ОКБ П.О.Сухого, имевшее уже необходимый опыт постройки и испытаний тяжелого самолета Т-4 ("100"), строить опытный экземпляр "двухсотки" (а впоследствии и серийных машин) не имело возможности. Для этого ему необходимо было "отдать" одно из основных предприятий, производивших тяжелые бомбардировщики – авиационный завод в Казани, а этого никто (ну кроме самих "суховцев") не хотел. Кроме того, ОКБ П.О.Сухого и так было загружено работами по новому многофункциональному истребителю Т-10 (Су-27) и модификациям фронтовых ударных самолетов Су-17М и Су-24.

Переход "суховцев" в "тяжелую" авиацию ставил под угрозу все эти программы.

Известно, что в конце совещания выступил главнокомандующий ВВС маршал авиации П.С.Кутахов; "Знаете, давайте решать так. Да, проект ОКБ П. О. Сухого лучше, мы отдали ему должное, но оно уже втянулось в разработку истребителя Су-27, который нам очень и очень нужен. Поэтому примем такое решение: признаем, что победителем конкурса является КБ Сухого, обяжем передать все материалы в КБ Туполева, чтобы оно проводило дальнейшие работы…"

Также предлагалось передать всю документацию по теме "туполевцам" и ОКБ В.М.Мясищева.

Однако в дальнейшем разработчики ММЗ "Опыт" отказались от документации по самолетом Т-4МС и М- 18 и стали самостоятельно продолжать работу по формированию облика нового ударного "алюминиево-титанового" самолета с изменяемой стреловидностью крыла, которая, в конечном итоге, и привела к созданию бомбардировщика Ту-160.

Правда, и на этот счет существуют различные мнения.

Поскольку Василий Васильевич Решетников по ходу своего ценнейшего и интереснейшего, на мой взгляд, для истории отечественной авиации повествования останавливается на некоторых аспектах создания боевых и разведывательных комплексов на базе проекта Ту-144, то считаю необходимым несколько более подробней осветить это направление в деятельности туполевского ОКБ.

Успешное развитие программы по созданию сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144, в 70-е годы обладавшего выдающимися летно-техническими данными, способствовало интересу и ОКБ, и Заказчика к этому самолету как к базе для проектирования боевых комплексов различного назначения. В различных стадиях проработки в ОКБ в те годы находилось несколько военных вариантов Ту-144, в том числе и с силовыми установками на жидком водороде. Ниже приводится информация по некоторым из проектов использования СПС-1 Ту-144 в военных целях как основы для создания ударных и разведывательных комплексов:

1. В начале 70-х годов на основе Ту-144 с двигателями НК-144А предлагалось создать авиационно-ракетный комплекс – носитель баллистических твердотопливных ракет. Сомолет-носитель должен был нести в фюзеляжном отсеке до трех МБР большой дальности. Пуск ракет должен был производиться с самолета-носителя в пределах территории СССР, выход на рубеж пуска на скорости 2300-2500 км/ч. Определенное количество самолетов Ту-144, оснащенных ракетами, должны были находиться на аэродромах в состоянии постоянной готовности к вылету на боевом дежурстве, при этом экипажи размещались в специальном салоне внутри самолета, готовые поднять Ту-144 в воздух в считанные минуты и лететь в зону рубежа пуска. Все это давало возможность значительно увеличить скорость реакции АРК (постоянная готовность + большая свехзвуковая скорость полета носителя), приблизив ее к скорости реакции комплексов на основе МБР наземного и морского базирования, значительно сократив стоимость развертывания подобной системы за счет более низкой цены наземной составляющей комплекса.

Использование подобного двухступенчатого АРК давало возможность использовать сочетание сравнительно большой сверхзвуковой дальности полета самолета-носителя с большой дальностью действия баллистической ракеты. При этом повышалась боевая устойчивость за счет мобильности носителя и пуска ракет в пределах национальных границ, в зонах недоступных для ПВО противника. Кроме того, в отличие от комплексов МБР, появлялась возможность остановить пуск в течение первого часа после приведения системы в действие, в случае ложной тревоги.

Летные данные Ту-144 были близки к базовому Ту-144, рубеж стрельбы определялся в 2500 км от места базирования, дальность полета ракет достигала 7000-9000 км.

Эти предварительные работы стали основой для последующих проектов АРК на базе Ту-144Д с двигателями РД-36-51. В этих проектах рассматривалось использование модернизированного Ту-144Д с увеличенным запасом топлива как носителя ракет с дальностью полета 3000-5000 км со значительно меньшими их размерами и массами, чем в предыдущем случае.

В этих проектах основной полет в зону пуска самолет-носитель должен был выполнять на дозвуковом режиме. При этом с одной ракетой дальность действия системы определялась в 9000- 11000 км, при дальности полета самого самолета около 6 000 км; с двумя ракетами – 8500-10000, при дальности полета самолета около 4500 км, и с тремя ракетами – 8000-9500 км при дальности полета самолета около 3500 км.

В предварительной проработке были и другие проекты АРК на базе Ту-144, в том числе и с крылатыми ракетами большой дальности.

2. Во второй половине 70-х годов рассматривался вариант разработки на базе Ту-144Д дальнего перехватчика – "рейдера" ДП-2, способного прикрывать на больших удалениях дальние ударные самолеты, защищая их от истребителей-перехватчиков противника, обеспечивать ПВО охраняемых территорий на больших удалениях от мест базирования, а также вести борьбу с авиационными военно-транспортными перебросками на маршрутах следования транспортных самолетов.

Как дальнейшее развитие этой идеи стали проекты перехватчика-постановщика Ту-144ПП, совмещавшего функции дальнего истребителя-перехватчика и постановщика помех, способного комплексно обеспечивать действия самолетов дальней авиации по прорыву ПВО противника.

3. В 1980 году в рассмотрении находился вариант постановщика помех- разведчика Ту-144ПР на базе Ту-144Д. Самолет предназначался для решения задач оперативно-стратегической разведки и радиоэлектронного противодействия. Ту-144ПР задумывался как универсальный комплекс, способный работать как в дальней авиации, так и в ситеме ПВО, осуществляя разведку воздушных целей, наведения на них истребителей, выдачу целеуказаний зенитно-ракетным комплексам. Кроме того, оборудование и вооружение самолета позволяли осуществлять собственную защиту самолета от атак истребителей и ракет различных классов.

4. Одним из последних проектов создания на базе Ту-144 его военного варианта стал проект дальнего самолета-разведчика для авиации ВМФ, получившего обозначение Ту-144МР. Самолет должен был стать модификацией серийного Ту-144Д и предназначался для ведения воздушной разведки и осуществления целеуказания ударным силам флота на морских и океанских театрах военных действий. Для расширения тактических возможностей и удешевления разработки и эксплуатации предполагалось иметь в строю два варианта самолета: разведывательный и разведывательно-ударный с двумя ракетами.

В разведывательном варианте дальность полета Ту-144МР определялась разработчиками в 10 000 км, максимальная скорость полета 2500 км/ч, средняя высота полета в 20000 м, при этом взлетная масса определялась в 185 т, что было почти на 10% меньше, чем у базовой модели Ту-144Д.

Возвращаясь к теме выбора основных компоновочных решений по Ту-160 – "фиксированное или изменяемое в полете крыло" – можно сослаться на работы ведущих туполевских аэродинамиков А.Б.Кощеева и В.И.Рулина, в работах которых в основном расставляются все точки над "i" в этой проблеме применительно ко времени создания Ту-160.

Работы велись совместно с ЦАГИ, ЦИАМ, ЛИИ МАП, НИАС и т.д. Общее руководство всеми аэродинамическими исследованиями осуществлялось на тот период заместителем главного конструктора Г.А.Черемухиным, авторитетнейшим специалистом в области аэродинамической компоновки современных скоростных самолетов как гражданского, так и военного назначения.

В ОКБ в тот период совместно с другими предприятиями и организациями советского авиапрома велись работы, позволявшие выработать комплексный подход, охватывающий аэродинамические, весовые характеристики, данные по силовой установке и т.д. Процесс оптимизации параметров аэродинамической компоновки применительно к Ту-160 представлялся как многоуровневая система. Для каждого уровня были разработаны методики и программы исследований, введены допущения в соответствии со спецификой решаемых задач. К наиболее важным из них можно отнести: математическую модель и программу для ЭВМ, используемую при формировании облика самолета на предварительных этапах проектирования, инженерную методику сравнительной оценки основных параметров крыла и т.д. Расчетные данные, выработанные в ОКБ и ЦАГИ, методики и подходы были с успехом использованы при определении облика Ту-160, найдя практичекое применение на всех этапах создания этого уникального самолета, пройдя проверку в аэродинамических экспериментах и на реально летающих опытных и серийных самолетах этого типа.

В случае создания Ту-160 в ходе формирования его аэродинамической компоновки, разработчики были поставлены перед проблемой создания дальнего многорежимного самолета, который должен был иметь большую дальность полета на основном дозвуковом крейсерском режиме, выполнять полеты на заданную дальность по комбинированным профилям с боевыми участками определенной длины на малой высоте, а также на сверхзвуковой скорости на большой высоте; помимо этого заказчиком задавались максимальные скорости на боевых участках, условия базирования, величины нормальной и максимальной нагрузок, сбрасываемых в середине маршрута.

В соответствии с выработанной методикой облик будущего Ту-160 формировался методами машинного проектирования. В первую очередь осуществлялся выбор главных параметров компоновки – взлетная масса, площадь крыла, тяга двигателей. Затем по ходу возникновения конкретных текущих задач, принятая методика дополнялась новыми математическими моделями и логическими связями, что позволило использовать ее на других этапах проектирования. В результате удалось сформировать в целом единую многоуровневую систему комплексной оптимизации параметров аэродинамической компоновки от стадии технических предложений до начала рабочего проектирования.

Как отмечалось выше, в ходе проектирования были приняты к проработке две альтернативные схемы: схема с крылом изменяемой стреловидности и нормальным расположением горизонтального оперения и схема "бесхвостка", с крылом малого удлинения. Из предварительных оценок разработчики могли сделать вывод, что первая схема обладала существенными преимуществами на дозвуковых и взлетно-посадочных режимах, вторая схема имела лучшие сверхзвуковые характеристики. Обе компоновки имели одинаковые силовые установки, с подкры- льевым размещением мотогондол.

Для обоих вариантов были проведены соответствующие расчеты основных параметров. В схеме с изменяемой стреловидностью крыла обеспечивалось выполнение заданных требований при полете по дозвуковым профилям, в то же время сильно "не добирал" режим со сверхзвуковым участком. В схеме "бесхвостка" выполнение требований заказчика обеспечивалось только для одного комбинированного профиля со сверхзвуковым участком. Дальности полета для этого варианта получались по дозвуковым профилям ниже заданных, хотя достаточно близкими к их оговоренному нижнему уровню. При этом разница дальностей между всеми заданными режимами для компоновки "бесхвостка" получалась существенно меньше, чем для компоновки с изменяемой стреловидностью крыла, что давало ей некоторые перспективы в случае освоения нашей авиационной промышленностью технологий создания двигателей изменяемого цикла (ДИЦ), над которыми в 70-е годы вели работы как в СССР, так и за рубежом.

В результате анализа преимуществ и недостатков рассмотренных схем, а также с учетом "туманных" перспектив и серьезного технического риска, связанного с поблемой создания реальных образцов ТРД по программе ДИЦ, для дальнейшей проработки была принята схема с изменяемой стреловидностью крыла и нормальным размещением горизонтального оперения.

Основные предпосылки для такого решения ОКБ, помимо вышеизложенного, были следующие:

– в схеме с изменяемой стреловидностью крыла обеспечивалось выполнение дозвуковых характеристик по верхнему пределу тактико-технических требований, при взлетной массе на 30% меньше взлетной массы самолета по схеме "бесхвостка", причем в последнем случае эти режимы соответствовали лишь только нижнему уровню требований;

– значительное возможное улучшение характеристик в схеме "бесхвостка" могло обеспечиваться применением двигателей типа ДИЦ, что было связано с повышенным техническим риском и могло поставить всю программу Ту-160 на грань срыва, что отнюдь не входило в планы разработчиков этого перспективного стратегического ударного авиационного комплекса;

Модель В-1 в аэродинамической трубе. Материалы по В-1, опубликованные в открытой печати, внимательно изучались разработчиками Ту-160

– исследование особенностей применения самолета подобного типа и класса показали, что на тот период наиболее эффективным режимом преодоления зоны ПВО является полет с большой дозвуковой скоростью на малых и предельно малых высотах, в этом случае некоторое преимущество было также за первой схемой при положении крыла в максимальной стреловидности, это также согласовывалось в то время с принятой американцами концепцией В-1А и В-1В (в дальнейшем стало ясно, что соваться в зону сильной современной ПВО в любом виде "стратегам" лучше не стоит, а расправляться с целями лучше всего пуская крылатые ракеты вне досягаемости активных средств ПВО противника);

– наличие некоторых резервов дальности полета на основных режимах по сравнению с уровнем задания в схеме с изменяемой стреловидностью крыла обеспечивало компенсации разного рода отклонений от первоначальных исходных данных, заданных заказчиком, которые могли возникать в процессе практической реализации проекта, что давало некоторую свободу маневра как разработчикам, так и заказчикам.

После выбора варианта основной аэродинамической компоновки для самолета Ту-160 в ОКБ начались работы по ее совершенстванию. Таким образом, к моменту начала рабочего проектирования, а затем опытного и серийного производства для Ту-160 был отработан ряд мероприятий, позволивших получить высокоэффективный пилотируемый летательный аппарат тяжелого класса.

К основным достижениям ОКБ можно отнести:

– рассмотренное выше сравнение и анализ различных схем и обликов ЛА, обеспечивающих заданные такти- ко-техничекие требования, при этом осознанно была выбрана схема изменяемой стреловидности;

– исследованы варианты крыльев, отличавшихся геометрическими параметрами и размещением на них элементов силовой установки;

– в консолях крыла впервые в отечественной практике был реализован закон линейного распределения относительной толщины вдоль размаха, что позволило увеличить аэродинамическое качество;

– разработано формообразование срединной поверхности крыла, что в сочетании с поворотной консолью обеспечило высокий уровень аэродинамического качества на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях;

– приняты организационные и технологические меры по улучшению качества внешней поверхности, позволившие снизить вдвое вредное сопротивление самолета по сравнению с Ту-22М;

– при помощи метода определения скользящей части крыла разработаны рекомендации по модификации срединной поверхности консоли, получено экспериментальное подтверждение положительного эффекта;

– разработана конструкция оригинального крыльевого узла минимизации аэродинамических потерь, возникающих за счет возникновения щелей между неподвижными и подвижными частями крыла (поворотные членящиеся крыльевые "гребни");

– на стадии предэскизного проектирования были проведены экспериментальные исследования параметров поворотной консоли, что позволило более тщательно оценить обводы основной несущей поверхности,

В ходе изучения различных компоновок в варианте с изменяемой стреловидностью прорабатывались различные варианты размещения двигателей силовой установки (пакетное размещение под крылом, индивидуальные мотогондолы с осесимметричными воздухозаборниками, размещение двигателей внутри корневой части крыла и т.д.).

С аэродинамической точки зрения наиболее оптимальной оказалась внут- рикрыльевая схема размещения, которая не была принята к реализации из- за конструктивных и эксплуатационных ограничений. Окончательно была выбрана схема компоновки со спаренными мотогондолами под крылом.

Для крыла изменяемой стреловидности предложена комбинированная форма срединной поверхности. Кривизна внутренней части крыла с постоянной стреловидностью подобрана таким образом, что является оптимальной при полете на сверхзвуковой скорости, обеспечивая при этом максимальный выигрыш в аэродинамическом качестве, при дозвуковой скорости также наблюдается выигрыш в аэродинамическом качестве. При переходе от дозвуковых скоростей к сверхзвуковым, стреловидность поворотной консоли увеличивается, в этом случае исходная кривизна консоли за счет увеличения поточных хорд уменьшается, и на поворотной консоли реализуется максимальный выигрыш в аэродинамическом качестве.

Специально для консоли крыла Ту- 160 впервые в практике ОКБ был разработан и конструктивно воплощен линейный закон распределения максимальной толщины вдоль ее размаха. Расчет показал, что при М=0,8 прирост аэродинамического качества при переходе к предложенному линейному закону распределения относительной толщины составил величину, равную 0,2.

Проведенный комплекс аэродинамических исследований позволил выйти на дозвуковых скоростях на значение максимального аэродинамического качества на крейсерском режиме более 18, а на крейсерском сверхзвуковом режиме этот параметр превышает 6, что во многом обеспечивает самолету высокие летные характеристики.

(Продолжение следует)