Авиация и космонавтика 2006 03

Долгая дорога к Ту-160

Продолжение. Начало в АиК N°Ne 3,4,7.10-12/2005 г., 1,2/2006 г.

Эскизный проект Ту-160

Концепция и вытекающие из нее тактико-техничекие требования к будущему стратегическому сверхзвуковому бомбардировщику-ракетоносцу определили его облик (схему и компоновку), а их дальнейшая реализация проводилась на основе имеющегося научно-технического задела и практического опыта проектирования тяжелых самолетов в туполевском ОКБ. Можно смело сказать, что общая идеология Ту-160 сложилась из трех совершенно разных самолетов: Ту-95, Ту- 22М и Ту-144. От каждого из них он взял соответствующие свойства, которые в результате и определили облик самолета и всей этой новой ударной стратегической авиационной системы:

– крыло большого удлинения на минимальных углах стреловидности, как на Ту-95, что обеспечило высокое значение аэродинамического качества на дозвуке и соответственно большую дальность полета на этих режимах;

– использование на тяжелом самолете изменяемой в полете стреловидности крыла, впервые внедренное на дальнем Ту-22М, что обеспечило требуемую многорежимность боевого применения;

– интегрированная центральная часть фюзеляжа и подкрыльевые многорежимные воздухозаборники, апробированные на Ту-144, стали основой создания высокоэффективной многорежимной силовой установки и совершенной конструктивно-силовой схемы;

– в системах оборудования и вооружения были использованы (как базовые) многие агрегаты и целые комплексы, отработанные на Ту-22МЗ и Ту- 95МС.

Опираясь на предыдущие свои разработки, в ОКБ проводили кардинальную переработку исходных систем для достижения максимальной эффективности при применении на Ту-160, с учетом всех новейших достижений, которые появились с момента создания предыдущих туполевских машин. Новации касались как материалов и технологий, так и применения новых агрегатов и систем. Программа создания самолета включала дальнейшее улучшение характеристик теплостойкости конструкционных материалов, освоение и производство высококачественных крупногабаритных заготовок и полуфабрикатов, создание новейшего технологического оборудования для механосборки, формования и сварки.

При разработке Ту-160 проводились поиски ряда новых решений по оптимизации конструктивно-силовой схемы самолета, снижению и улучшению экономичности многорежимных ТРДЦФ, выбранных для силовой установки.

Реализация высокого уровня весовых характеристик, с учетом установки на самолете узлов поворота консолей крыла, была достигнута за счет оптимизации конструктивно-силовой схемы самолета, внедрения новых полуфабрикатов и высокопрочных конструкционных материалов.

Для выбора окончательной компоновочной схемы самолета Ту-160 наиболее детально были проработаны три основных варианта компоновки самолета:

– "интегральная" (с горизонтальным размещением двух спарок двигателей и лобовыми воздухозаборниками по типу Ту-22МЗ, с каналами, проходящими через кессон и центроплан);

– "вертикальная" (с вертикальным расположением двигателей в спарке и подкрыльевыми воздухозаборниками с вертикальным клином);

– "горизонтальная" (мотогондолы с горизонтально расположенными подкрыльевыми короткими воздухозаборниками).

После детального анализа и сравнительной оценки вариантов с постройкой натурных и масштабных макетов и моделей А.А.Туполевым был принят к дальнейшей проработке третий вариант, в котором сочетались четкость и простота конструктивно-силовой схемы самолета и возможность гарантированного обеспечения объемов для размещения требуемого количества топлива. Именно в этой схеме, с учетом применения крыла изменяемой стреловидности, оптимизации элементов силовой установки за счет разработки коротких подкрыльевых многорежимных воздухозаборников и применения экономичных на основном дозвуковом режиме двигателей типа НК-32, можно было реализовать оптимальное сочетание характеристик многорежимного стратегического самолета в требуемом широком диапазоне скоростей полета.

После выбора компоновочной схемы самолета, силы конструкторского бюро сконцентрировались на отработке конкретных элементов самолета и комплекса.

26 июня 1974 года вышло Постановление Совета Министров СССР, согласно которому ОКБ А.Н.Туполева поручалась разработка стратегического многоцелевого бомбордировщико- рокетоносца Ту-160 с четырьмя двигателями НК-32. Очередное "уточняющее" Постановление правительства вышло 19 декабря 1975 года. Этими Постановлениями задавались основные тактико-технические характеристики самолета.

Модель трехдвигательного самолета "160"

Модель самолета "160" с вертикальным расположением двигателей и вертикальным клином торможения воздушного потока в гондолах

Модель самолета "160" с вертикальным расположением двигателей и горизонтальным клином торможения воздушного потока в гондолах

Практическая дальность полета с боевой нагрузкой 9000 кг (т.е. с двумя крылатыми ракетами Х-45) но дозвуковом крейсерском режиме полета должна была составлять 14000-16000 км, дальность полета по комбинированному профилю, включая участок пути в 2000 км на малой высоте (50- 200 м) или при полете на сверхзвуковой скорости – 12000-13000 км, максимальная скорость на высоте задавалась в 2300-2500 км/ч, а максимальная скорость при полете на малой высоте – 1000 км/ч. Практический потолок по заданию должен был составлять не менее 18000-20000 м, нормальный вес боевой нагрузки – 9000 кг, максимальный – 40000 кг. Предполагалось, что ракетное вооружение должно было применяться в следующих вариантах:

– 2 ракеты Х-45М;

– 24 ракеты Х-15 или 10-12 ракет Х-15М;

– 10-12 ракет Х-55.

Бомбардировочное вооружение должно было обеспечивать применение обычных и ядерных свободнопа- дающих бомб, корректируемых авиабомб с лазерной и телевизионной системами наведения.

Как уже отмечалось, общее руководство и координацию работ по созданию Ту-160 осуществлял Генеральный конструктор А.А.Туполев. Непосредственно руководил темой главный конструктор В.И.Близнюк. Комплекс бортового радиоэлектронного оборудования разрабатывался под руководством заместителя главного конструктора Л.Н.Базенкова.

Создание Ту-160 потребовало решения комплекса проблем, связанных со следующим этапом технического перевооружения отечественной авиационной промышленности, разработкой и освоением новых конструкционных материалов, созданием уникального технологического и станочного оборудования. Учитывая сложность и масштабность задач, этой работой руководили непосредственно министры авиационной промышленности того периода последовательно П.В.Дементьев, В.А.Казаков, а после них И.С. Силаев. Ход работ по программе координировался заместителями министра И.С.Силаевым, А.В.Болботом и В.Т.Ивановым. А.В.Болбот возглавлял координационный совет по Ту-160, Г.Б.Строганов – центральную комиссию по технологическому обеспечению серийного производства. Ю.А.Затейкин и Ю.А. Бардин координировали разработку БРЭО. Повседневную помощь и поддержку оказывал начальник главного управления МАП по тяжелым самолетам В.Т.Иванов.

Большой вклад в создание Ту-160 вложили ученые и инженеры многих институтов промышленности, и в первую очередь ЦАГИ, ЛИИ, НИИАС, ВИАМ, НИАТ, многих предприятий отрасли. Их руководители Г.П.Свищев, К.К.Васильченко, Е.А.Федосов, Р.Е.Шалин, И.С.Селезнев, С.П.Крюков, К.К.Филипов и др. смогли сформулировать и решить основные проблемы по своей тематике.

Большинство из сложнейших инженерно-проектных задач на начальном этапе создания Ту-160 было решено коллективами ведущих специалистов ОКБ: Г.А.Черемухина (в те годы руководитель подразделения аэродинамики), В.И.Корнеева, А.Л.Пухова (ныне главного конструктора по теме СПС и Ту-22МЗ), В.И.Рулина, Е.И.Шехтермана, И.С.Калыгина (ныне главный конструктор Ту-334), В.Т.Климова, Е.И.Холопова, В.В.Бабакова, А.С.Семенова и З.А.Приоровой.

Разрез одного из компоновочных вариантов Ту-160

Два варианта хвостовой части Ту-160

Решением проблем по обеспечению прочности и оптимизации конструктивно-силовой схемы Ту-160 руководил В.В.Сулеменков, который один из первых разобрался в сложных вопросах сочетания нагрузок на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях для самолетов нового поколения, что открывало дорогу к значительному повышению ресурсов и сроков службы. Под его руководством ведущие прочнисты ОКБ И.Б.Гинко, В.П.Шунаев, В.А.Игнатуш- кин, И.К. Куликов и возглавляемые ими коллективы обеспечили надежное обоснование нагрузок, выполнение прочностных расчетов, создание методик расчетов на прочность для конструкторов всех направлений. Этот коллектив совместно со специалистами ЦАГИ и Сиб НИИА провел огромную работу по программе прочностных и ресурсных испытаний конструктивных образцов натурных агрегатов и пол- норозмерного планера самолета для оценки и подтверждения ресурса самолета (Ту-160 №№02 и 304).

Учитывая сложность и необычность силовой схемы самолета, типовым статическим испытаниям самолета предшествовала большая программа испытаний образцов, узлов и элементов конструкции, в их числе была конструктивно подобная модель самолето в 1/3 натуральной величины (работы по проектированию ее и стенда для ее испытаний велись под руководством Д.И.Гапеева).

Разработку чертежей планера вели бригады О.Н.Головина, В.М.Баринова, Н.Т.Козлова, А.С.Прыткова, С.И.Петрова, В.Г.Резвова, И.С.Лебедева, Д.И.Гапеева, Ю.Л.Лапонова. Общее руководство разработкой конструкции осуществлял И.Ф.Незваль (руководивший до этого как главный конструктор разработкой и развитием таких известных самолетов ОКБ, как ТБ-7 и Ту-128).

Проектирование шасси выполнялось под руководством талантливого инженера и руководителя Я.А.Лившица, которому принадлежит авторство шасси легендарного Ту-1 6. Активную помощь ему оказывали М.Т.Иванов и В.Н.Волков. Следует отметить, что разработанные ими оригинальные конструктивные решения позволили обеспечить выполнение целого ряда разноречивых условий как на Ту-144, так и на Ту- 160. Все это потребовало серьезной отработки на стендах и при летных испытаниях.

Разработку силовой установки выполнял коллектив моторного подразделения ОКБ под руководством В.М.Буля. Огромный вклад в разработку этого важнейшего для самолета комплекса внесли ведущие специалисты ОКБ В.В.Малышев, Е.Р.Губарь, Н.Н.Фурае- ва, В.А. Леонов, В.М.Дмитриев (ныне главный конструктор самолетов Ту-324 и Ту-414). В этом же подразделении работал, внося свой вклад в создание Ту-160, молодой инженер-конструктор И.С.Шевчук, ныне Президент-Генеральный конструктор ОАО "Туполев". В тесном взаимодействии с коллективом ОКБ Н.Д.Кузнецова, который лично внес огромный творческий вклад в создание уникального двигателя НК-32, в решение сложных задач его стыковки с самолетными системами, была успешно и в сравнительно короткие сроки решена задача создания силовой установки, которая по весовым и тяговым характеристикам не имела себе равных в мире. Удалось при создании Ту-160 избежать многих подводных камней, которые постоянно сопровождали разработчиков и самолета, и двигателя при создании Ту-144, а ведь НК-32 создавался на базе линии развития двигателей НК-144, НК- 144А, НК-144-22, НК-22 и НК-25.

В качестве двигателей для силовой установки первоначально были выбраны НК-25, однотипные с теми, что предназначались для Ту-22МЗ. По тяговым характеристикам двигатель в основном удовлетворял разработчиков бомбардировщика, но удельные расходы топлива необходимо было снижать, иначе не удавалось получить межконтинентальную дальность даже при самой идеальной аэродинамике.

В это время КБ Генерального конструктора Н.Д.Кузнецова приступило к проектированию нового трехвального двухконтурного турбореактивного двигателя НК-32, который создавался как развитие двигателей ряда: НК-144, НК- 144А, НК-144-22, НК-22 и НК-25. ТРДДФ НК-32 при той же взлетной форсажной тяге 25000 кгс и бесфорсажной тяге 13000 кгс, что и НК-25 должен был иметь удельный расход топлива на дозвуковом режиме 0,72- 0,73 кг/кгс-ч и на сверхзвуковом – 1,7 кг/кгс-ч, причем в его конструкции планировалось использовать многие основные узлы, идентичные НК-25. Это давало возможность "туполевским мотористам" благодаря большому накопленному опыту избежать многих проблем, постоянно возникавших при проектировании силовой установки сверхзвукового пассажирского лайнера Ту-144.

В отличие от Ту-144, процесс проектирования двигателя, мотогондол, воздухозаборников и выбор места размещения их на самолете Ту-160 рассматривался конструкторами и двигателистами взаимосвязанно, что позволило уйти от многих недостатков, присущих силовой установке неудавшегося СПС. "Мясищевцы" в своем проекте М-18 остановились на компоновке двигателей и мотогондол, близкой к компоновке силовой установки американского В-1. Несмотря на это, на ММЗ "Опыт" решили все-таки провести цикл работ по поиску более оптимального варианта.

Модель самолета "160" с расположением спарок двигателей у фюзеляжа

Компонуя двигатели для нового самолета, конструкторы начали со схемы, принятой на Ту-144 (четыре двигателя в едином пакете под задней частью центроплана, что позволяло использовать возникающие под крылом косые скачки уплотнения для увеличения аэродинамического качества сверхзвукового полета). Однако такая схема приводила к чрезмерным потерям полного давления в длинных воздушных каналах, а индивидуальное регулирование воздухозаборников в некоторых случаях вызывало их негативное взаимовлияние.

Невысокой оказалась и надежность "плотной связки" двигателей. При аварии или пожаре одного из них могли быть выведены из строя и остальные. Совместно с ЦАГИ на 14 моделях было проведено большое количество продувок различных вариантов компоновок силовой установки. Был даже построен натурный макет воздухозаборника с двумя каналами, огибавшими балку центроплана сверху и снизу. Такое решение обеспечивало достижение лучших аэродинамических параметров и наибольшее снижение замет- ности, но технологические трудности и сомнения в уровне боевой живучести не позволили реализовать этот вариант. В результате поиска, как уже говорилось ранее, был выбран вариант попарного размещения двигателей в горизонтальной плоскости под интегральным центропланом в двухмерных, многорежимных подкрыльевых воздухозаборниках с вертикальным клином регулирования воздушного потока (аналогичные воздухозаборники прошли всестороннюю летную проверку на Ту-144). Одной из главных причин разноса их по бокам в две отдельные гондолы стала необходимость освобождения места для грузоотсека, по праву занявшего положение вблизи центра масс.

Разработкой систем управления, механизации и гидрооборудования руководил начальник подразделения А.С.Кочегин. Разработку схем систем управления, идеологии автоматического и штурвального управления обеспечивали ведущие специалисты В.М.Разумихин, В.И.Гониодский и М.И.Лейтес со своими коллегами. Следует отметить, что Ту-160 стал первым советским серийным тяжелым самолетом, на котором применили эпектродистанционную систему управления (ЭДСУ) и передачи информации на приводы органов управления с использованием не штурвала, а обычной "истребительной" ручки. Применение ЭДСУ позволяло реализовать "электронную устойчивость" с полетной центровкой, близкой к нейтральной, в результате чего возрастала дальность полета, улучшалась управляемость и снижались нагрузки на экипаж в сложных ситуациях.

Серьезные исследования в области вооружения и вся практическая работа по внедрению современных методов, средств и агрегатов бортового вооружения были проведены под руководством Д.А.Горского ведущими специалистами ОКБ в этой области И.И.Третьяковым, В.С.Демченко, А.С.Смирновым и их коллективами.

Идеология применения и выбор состава бортового радиоэлектронного оборудования была реализована под руководством Л.Н.Базенкова. Конкретными работами по системам БРЭО и специального оборудования руководили начальник подразделения Ю.Н.Каштанов, ведущие специалисты И.А.Рапопорт, В.А.Вишневский и многие другие. Работа шла в тесном контакте с ведущими ОКБ страны в области авионики и радиоэлектронной техники.

По просьбе Генерального конструктора А.А.Туполева сборка и комплексирование бортовой аппаратуры осуществлялись на базе ГосНИИАС – Государственного НИИ авиационных систем.

На этот головной институт, определявший в целом облик всего авиационного ударного комплекса, выпала огромная доля ответственности. ГосНИИАС еще с 1969 года занимался выработкой технической концепции разрабатываемого на конкурсной основе стратегического межконтинентального самолета (CMC), анализом основных параметров и оценкой эффективности различных вариантов проектов CMC, разработанных ОКБ конкурсантами. При этом параллельно подразделениями института проводилось обоснование состава вооружения и бортового оборудования. Работы выполнялись Б.П.Топоровым, О.С.Коротиным, Г.К.Колосовым, А.М.Жеребиным, Ю.А. Волковым и другими сотрудниками. После того, как конкурсная комиссия приняла решение о дальнейшем продолжении работ в ОКБ А.Н.Туполева, институт начал заниматься вопросами определения технического облика самолета и его боевой эффективности.

Еще на самом начальном этапе работ ГосНИИАС отстаивал позицию перехода на мультиплексные каналы связи в структуре бортового комплекса и установки на борт самолета новейшего оборудования. Следствием этого стало появление в структуре комплекса такой отдельной составляющей, как СУРО (системы управления ракетным оружием), которая позволяла "перекачивать" с борта самолета на ракету большое количество информации. Была также доказана необходимость создания наземной системы подготовки полетной информации. Всю работу ГосНИИАС вел в тесном сотрудничестве с подразделениями предприятий- разработчиков, которые возглавляли Л.Н.Базенков (на ММЗ "Опыт"), а также О.Н.Некрасов и В.Ф. Худов (в МИЭА).

С 1972 года началось научно-техническое сопровождение институтом разработки аванпроекта самолета, а в августе 1974 года начальник института академик Е.А.Федосов, предвосхитив предстоящий большой объем работ по дальней авиации, создал своим приказом на базе нескольких подразделений и лабораторий новое отделение №14 (его начальником был назначен В.И.Червин), которое занималось непосредственной разработкой стратегических авиационных ударных систем.

Благодаря тому, что работы по стратегическим ударным авиационным системам возглавил лично Федосов, из небольшого коллектива, в котором первоначально числилось около 60 человек, отделение N 14 превратилось в крупнейшее научное подразделение института численностью в 290 человек с самой большой лабораторной базой. Работа по самолету Ту-160 была для отделения главной. К этому времени отделение переселилось в новый корпус, специально построенный под работу над этой темой. Началось освоение новых лабораторных залов и нового оборудования, работы часто велись в три смены.

Модель самолета Ту-160

Сотрудникам отделения № 14 ГосНИИАС впервые пришлось решать проблемы точного согласования осей инерциальных навигационных систем самолета-носителя и крылатой ракеты, трансляции цифровой карты местности вдоль выбранных маршрутов с борта самолета на борт ракеты, подготовки бортовой автоматики ракеты к пуску, управления разгрузкой ракет на внешних и внутренних подвесках и, совместно с отделением N 5 института, вопросы создания алгоритмов корреляционно-экстремальной системы автономного наведения ракет, отработки результатов летных испытаний и многие другие.

Предложения по созданию достаточно простых и дешевых крылатых ракет с большой дальностью полета были сформулированы (причем задолго до начала работ по стратегически крылатым ракетам в США!) в результате проведения соответствующего НИР в отделении №5 института, которым руководил К.А.Сарычев (ответственным исполнителем НИР еще до образования отделения №14 был В.И. Червин). Однако они не нашли поддержки у руководства Министерства обороны. Серьезные исследования в институте начались лишь после появления соответствующих сообщений из США и выполнялись в режиме высочайшего напряжения в кратчайшие сроки.

В 70-е годы значительную остроту приобрели вопросы повышения выживаемости комплексов ударной авиации в условиях непрерывного совершенствования систем ПВО вероятного противника. В связи с возникновением этих проблем в ГосНИИАС был образован специальный сектор во главе с О.С.Коротиным, занимавшийся вопросами эффективности и облика бортовых комплексов обороны (БКО). Этим коллективом были проведены работы по оценке эффективности и обоснованию рационального состава комплекса обороны для разрабатываемого самолета Ту-160.

Следует отметить, что впоследствии, в 1981 году, для исследований и отработки бортового радиоэлектронного оборудования Ту-160 в ГосНИИАС была построена самая большая барокамера (размерами 40,0x18,0x9,8 м). Высокое качество наземной отработки электронных систем самолета ускорило в дальнейшем переход к летным испытаниям.

На Ту-160 были реализованы современные методы диагностики как в полете, так и при проведении наземных технических работ. Большую работу по внедрению относительно новых систем регистрации, в том числе боевого документирования, выполнил коллектив под руководством В.А.Саблева.

С использованием опыта разработок и результатов испытаний Ту-144, были централизованно решены вопросы тепловой защиты. Коллективы В.А. Андреева (ныне главный конструктор по самолетам на альтернативных видах топлива) и Г.Т.Кувшиновой обеспечили необходимые расчеты и исходные данные для основных рабочих зон по режимам и условиям полетов.

Высотное оборудование проектировалось в подразделении С.В. Дроздова. Ведущие специалисты Л.Д.Дубровин, В.Н.Фадеев, А.В.Бабочкин, Г.А.Стерлин, В.С.Зоншайн, В.Г.Дудик, имевшие большой опыт создания СКВ для самолетов Ту-22, Ту-22М и Ту-144, использовали его для создания эффективной системы охлаждения и наддува оборудования, а также для создания системы нормальной жизнедеятельности экипажа.

При проектировании систем Ту-160 получили дальнейшее развитие программно-математические методы проектирования и изготовления деталей. Внедрение новых методов в практику проводилось под руководством И.Л.Миндрула, Б.П.Белоглазова, И.П.Сандры- кина, А.С. Маркова.

В значительной степени совершенство и изящество форм Ту-160 связано с тем, что впервые в практике ОКБ внешняя поверхность самолета была описана математически. По программам были изготовлены рубильники стапелей, шаблоны, большое количество деталей и узлов как производственной оснастки, так и для самолета.

Практически одновременно с проектированием самолета были начаты работы по созданию мощной лабораторной базы для опережающей отработки агрегатов и функциональных систем самолета в целом. Всего было построено 112 стендов и установок, которые позволили решить многочисленные задачи совершенствования конструкции самолета и сокращения времени на доводку и летные испытания. В их числе: стенд узла поворота консолей крыла, натурный стенд управления, стенд аварийного покидания на ракетной дорожке, стенд электроснабжения, комплексный стенд полунатурного моделирования КПМ-1600, комплекс стендов топливной системы, стенд воздухозаборника, летающая лаборатория для отработки двигателя НК-32 (Ту-142ЛЛ на базе первой машины Ту- 142М (ВПМК)), стенд шасси, стенд грузовых отсеков и многие другие. Организацией работ по стендам руководили А.В.Мещеряков и В.П.Воронков.

Как бы подытоживая всю ту работу, которую провело ОКБ совместно с другими организациями и предприятиями страны в ходе проектирования Ту-160, в МАП был представлен доклад следующего содержания, в котором отмечались и успехи, и еще стоящие проблемы перед создателями Ту-160:

"1. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров от 19.12.75 г. Министерству авиационной промышленности и другим оборонным Министерствам задано создать стратегический многорежимный ракетоносец Ту-160. Самолет должен быть способен летать на большой сверхзвуковой скорости, на большой дозвуковой скорости у земли и длительно (до 20 часов) на больших высотах. Поэтому мы были вынуждены принять изменяемую в полете геометрию крыла.

2. Для решения такой грандиозной проблемы, как создание Ту -160, совместно был проведен с ЦАГИ, ЦИАМ, НИАТ и НИИ других министерств крупный комплекс научно-исследовательских работ, потребовавший принципиально новых подходов и обьемов исследований. Например, в ходе аэродинамических исследований было продуто 70 вариантов моделей (2200 трубо-часов). Полученное аэродинамическое качество превосходит то, что было получено на В-1 как на дозвуке, так и на сверхзвуке.

Прочностной аналог Ту-160 в масштабе 1:3

3. Для того, чтобы обеспечить требуемую весовую отдачу, что очень трудно для самолета такого гигантского размера с изменяемой геометрией крыла, мы приняли интегральную конструкцию передней части крыла + фюзеляж. Это единый агрегат, что дает уменьшение омываемых поверхностей, снижение сопротивления, повышение аэродинамического качества и уменьшение площади конструктивных поверхностей, то есть снижение веса конструкции.

По поворотной части крыла, для того чтобы получить минимальный вес и хорошие флаттерные характеристики на больших скоростях, мы приняли новую бесстрингерную конструкцию и новую технологию – шесть нервюр без стрингеров. Габариты листа из сверхчистого алюминия – 20 м. Передняя и задняя часть – сотовой и композитной конструкции. Используются большие титановые элементы.

Центроплан, на который приходятся очень большие нагрузки от узла поворота (до 3000 т по щеке), выполнен путем электронно-лучевой сварки. Сращивание – с минимальным количеством болтов. Используется новый метод создания конструкций: определяется напряженное состояние агрегата и под это напряжение наращивается материал. Для того, чтобы обеспечить такую технологию, МАП совместно с институтом им.Патона создали автоматические сварочные камеры и камеры для вакуумного отжига.

Очень большая конструктивная проблема – это конструкция грузовых люков. Для размещения 12-24 изделий грузовые люки имеют объем 86 м2 , это в три раза больше, чем у В-52 или Ту-95МС. И такой объем, такая "квартира" должна быть открыта на сверхзвуке и быть прочной для воздействия пульсирующих и тепловых нагрузок. Для решения этой проблемы разработана жесткая сотово-композитная конструкция.

Оперение – сотово-монолитной конструкции. Всего на самолете будет 500 м2 композитно-сотовых конструкций.

4. Для обеспечения необходимых прочностных характеристик этой принципиально новой конструкции уже проведен и запланирован большой комплекс работ по прочности. Изготовлены 12000 образцов для прочностных испытаний, вес некоторых из них достигает 150 кг. Для прочностных исследований изготовлена динамически подобная модель (М 1:12,5) и прочностной аналог Ту-160 (М 1:3). В производстве находится второй экземпляр опытного самолета (планер) для статических испытаний, планируется построить планер для испытаний на выносливость.

5. Большие работы проведены по снижению ЭПР.

6. Лично В.А.Казаковым (Министр авиационной промышленности) проведена большая работа по комплекси- рованию увязки взаимодействия всей аппаратуры и двигателей. Этому способствовала комплексная группа научно-технического сопровождения промышленности – МО. По оборудованию проведена значительная работа в МАП, МРП, МПСС, МОП и МЭП….

Для самолета Ту-160 ПСМ задано создать двигатели с взлетной тягой 25 т, Сг=0,72-0,73 кг/кгс ч, с электронной системой регулирования, с очень высокими весовыми и другими техническими данными. Мощность четырех двигателей свыше полумиллиона лошадиных сил. По двигателям Кузнецовым и другими организациями проведена большая работа. Однако еще очень много надо сделать по получению требуемых ресурса, удельных расходов топлива и по устойчивой работе двигателя при реальных неравномерностях потока в полете на входе в двигатель…

8. Большое внимание уделяется отладке конструкций и оборудования на стендах. Для обеспечения всей программы работ создается 60 стендов и 7 летающих лабораторий…

9. Для обеспечения новой технологии необходимы новые станки и оборудование. Минавиапром разработал ряд новых станков, идет разработка новых станков в Минстанкопроме…

10. Сегодня продвижение в МАП по созданию Ту-160 таково, что мы держим проблему в руках, машина получается по ТТТ, и мы поняли грандиозность и масштабность проблемы…"

Работа по новому стратегическому авиационному ударному комплексу была в тот период времени самой приоритетной для МАП, по ней постоянно проводились совещания у министра и даже выделялись специальные премии. Все понимали, что успех стратегического комплекса на базе самолета Ту-160 зависит от усилий многих предприятий. Забегая вперед, следует отметить, что в итоге все работы по комплексу, включавшему самолет-носитель Ту-160, прицельно-навигационный комплекс, крылатую ракету Х-55, были закончены в установленные сроки.

На всех этапах создания Ту-160 активные консультации и практическую помощь оказывали представители Заказчика – как Главного штаба ВВС, так и структур Дальней авиации. Командующий Дальней авиации на этапе проектирования Ту-160 В.В.Решетников и все те, кто сменил его на этом посту, командиры дивизий, технические специалисты ВВС всех уровней заинтересованно решали практические вопросы на всех этапах создания самолета. В частности, именно В.В. Решетников помог отстоять "ручку управления", заменившую привычный штурвал на Ту-160, применение которой в сочетании с характеристиками электродистанционной системы управления позволило обеспечить легкое и точное управление машиной.

Что же представлял собой по конструктивно-компоновочной схеме новый "туполевский" стратегический ракетоносец?

Вопросы, связанные с общей аэродинамической компоновкой самолета, решались в неразрывной связи с конструктивными и технологическими проблемами. Несмотря на отказ от прямого развития схемы Ту-144, некоторые использованные на нем конструктивно-технологические решения нашли применение и на Ту-160. К их числу относятся элементы интегральной аэродинамической компоновки, объединившей фюзеляж и наплывную часть крыла в единый агрегат. Такая компоновка решила три важные задачи сразу: обеспечила высокое весовое совершенство, улучшила несущие свойства и позволила, благодаря большим внутренним объемам, разместить значительное количество боевой нагрузки и топлива. В итоге при близких к Ту-95 габаритах, взлетный вес Ту-160 оказался на 50% больше.

Общую схему крыла разрабатываемое "изделие" унаследовало от Ту-22М. Поворотные части крыла, узлы поворота и привода по своей схеме и техническим решениям в общем повторяли решения, принятые для Ту-22М, однако значительное увеличение размеров и нагрузок на них потребовало существенных доработок конструкции и увеличения мощности приводов. В частности, конструкция основных силовых элементов втрое более тяжелой машины отличалась следующим…

Пятилонжеронные консоли нового бомбардировщика, собранные из семи монолитных панелей (четырех снизу и трех сверху), навешивались на шарнирные узлы мощной центропланной балки, вокруг которой и "собирался" весь самолет. Центральная титановая балка воспринимала все основные нагрузки, а вокруг нее группировались остальные элементы планера. Для изготовления столь большого конструктивного элемента, как титановая балка, был разработан технологический процесс электронно-лучевой сварки в нейтральной среде, который и до настоящего времени относится к уникальным технологиям.

Разработать крыло изменяемой стреловидности и узлы его поворота для столь тяжелого самолета оказалось весьма сложной задачей. Его применение на стратегическом бомбардировщике требовало качественных изменений технологии производства. Для этой цели была сформирована специальная Государственная программа новых технологий в металлургии, которую координировал Министр авиапромышленности П.В.Дементьев.

Для упрощения схемно-конструктив- ной завязки крыла и центральной части планера была разработана оригинальная конструкция, позволяющая образовывать хорошее сочетание агрегатов и рационально необходимую аэродинамическую схему при различных положениях крыла. Основным элементом этого решения стали так называемые "гребни" – отклоняемые корневые части закрылков, синхронно отслеживающие поворот консолей от "крейсерской" до максимальной стреловидности.

"Гребни" создавали плавные переходные зоны между агрегатами при изменении стреловидности крыла.

При выборе схемы хвостового оперения рассматривались варианты с цельноповоротным стабилизатором, расположенным на вершине киля и киль с нормальным рулем поворота, а также среднее расположение стабилизатора с разделением руля поворота на две секции.

В окончательном варианте приняли оригинальную схему с двухсекционным килем, состоявшим из нижней неподвижной части, к которой крепился цельноповоротный стабилизатор, и верхней подвижной части киля. Подобное решение позволило в условиях ограниченных объемов разместить мощные рулевые электрогидроусилители и шарнирные приводы отклоняемых плоскостей хвостового оперения.

Как уже упоминалось выше, совместно с ГосНИИАС и другими организациями "вооруженцы" ММЗ "Опыт" вели поиск наиболее эффективной системы ракетного вооружения. Исходя из неопределенности геополитической и военной ситуации в будущем, вопрос о системе вооружения самолета Ту-160 предполагалось решать с учетом его многофункциональности. Планировалось вооружать самолет сверхдальними, дальними и средней дальности ракетами, управляемым и неуправляемым оружием ближнего действия. Предполагалось также иметь ракетную огневую оборону. Приоритет отдавался оружию, обеспечивающему поражение любых, в том числе слабоконтрастных целей, без входа в зону ПВО вероятного противника и размещаемому только во внутренних отсеках самолета.

Бортовой комплекс оборудования должен был обеспечивать навигацию и применение широкой номенклатуры бортового вооружения.

Первоначально в качестве основного ракетного вооружения Ту-160 предполагалось применение двух ракет большой дальности Х-45 (по одной в каждом из двух грузоотсеков) либо 24 ракет малой дальности Х-15 (по шесть на каждой из четырех револьверных установок). Эти варианты вооружения и определили габариты грузоотсеков, причем главную роль сыграли большие размеры крылатой ракеты Х-45 (ее длина составляла 10,8 м, высота в конфигурации со сложенными крыльями – 1,92 м, стартовый вес достигал 4500 кг, расчетная дальность полета составляла 1000 км). Объем каждого из двух грузоотсеков получался примерно таким же, как объем гру- зоотсека Ту-95.

Помимо сверхзвуковых маловысотных ракет предлагалось создать для самолетов подобного класса дозвуковые маловысотные крылатые ракеты с корреляционной системой навигации по рельефу местности.

В процессе эскизного проектирования самолета возможность применения ракет Х-45, как уже было сказано, отошла на второй план. Разработчики оружия и Заказчик отдали предпочтение (теперь уже вслед за США) новому оружию – дозвуковым крылатым ракетам большой дальности полета.

"Вооруженцы" ММЗ "Опыт" совместно с коллегами из МКБ "Радуга" подготовили технические предложения по крылатой ракете в нормальном и стратегическом вариантах с обычной и ядерной боевыми частями для поражения слабоконтрастных наземных и морских целей. На начальном этапе руководством МАП и ВВС было принято решение стратегическим вариантом ракеты не заниматься. Это положение сохранялось до 1976 года, когда стало ясно, что США усиленно разрабатывают ракету такого же назначения (ALCM-B), и работы по Х-55 продолжились. Ракета имела большую, чем Х-15, длину, что потребовало создания новой револьверной пусковой установки.

Достаточно долго решался вопрос со схемой расположения грузоотсеков в фюзеляже. На раннем этапе в качестве варианта рассматривалось расположение двух грузоотсеков в центральной части фюзеляжа рядом, что давало минимальный разброс центровок при сбросе боевых грузов, но одновременно увеличивало мидель фюзеляжа и добавляло сложностей с проектированием оптимальных мотогондол. В дальнейшем от "спаренных" грузоотсеков отказались и расположили их друг за другом.

По системе обороны самолета Заказчик первоначально традиционно настаивал на оснащении бомбардировщика кормовой стрелково-пушечной установкой с шестиствольной пушкой ГШ-6-30 калибра 30 мм, однако разработчикам удалось убедить военных отказаться от этого требования и за счет экономии веса и свободных внутренних объемов усилить бортовую систему постановки радиоэлектронных помех. Кроме того, для организации коллективной системы радиоэлектронного противодействия на базе бомбардировщика-ракетоносца Ту-160 предлагалось создать перехватчик-постановщик помех Ту-160ПП.

Возвращаясь к общему виду самолета, следует отметить, что снижению аэродинамического сопротивления способствовало большое удлинение фюзеляжа и плавные обводы его носовой части с сильно скошенными лобовыми стеклами. Здесь следует упомянуть, что на начальном этапе проектирования прорабатывалась установка отклоняемого носового обтекателя по типу установленных на самолетах Ту-144 и Т-4 ("100"), но затем от такой конструкции отказались. Изящная форма Ту- 160 в целом была достигнута прежде всего за счет рациональной конструктивной компоновки. Так, например, для уменьшения миделя фюзеляжа отсек передней стойки шасси разместили за кабиной экипажа, а не под ней (как на В-1), основные стойки при уборке шасси укорачивались.

Ту-160 предполагалось строить с широким использованием современных материалов: 38% конструкции выполнялось из титановых сплавов, 58% – из алюминиевых, 15% – из высококачественных стальных сплавов и 3% из композиционных материалов.

Летающая лаборатория Ту-142ЛЛ с двигателем НК-32

Сборка первого Ту-160 на заводе "Опыт"

В 1976-1977 годах были подготовлены эскизный проект и полноразмерный макет самолета, которые в 1977 году были с замечаниями приняты и утверждены Заказчиком. Насколько тяжело проходила защита эскизного проекта Ту-160, видно из нижеприведенных воспоминаний генерал-полковника авиации В.В.Решетникова, который, как уже упоминалось, командовал в 70-е годы советской Дальней авиацией.

"В овальном золе КБ Туполева Алексей Андреевич, весь собранный и чуть торжественный, представлял аванпроект нового бомбардировщика, нареченного Ту-160.

Минуту-другую мы молча всматривались в расчетные данные таблиц и графиков, рассматривали изображения технологических членений, мысленно соединяя их в единый облик корабля. В новых, непривычных очертаниях был он строг и суров, хотя имел некое портретное сходство с американским В-1…

В докладах, казалось, снималась всякая возможность возникновения вопросов, но они горохом посыпались и на генерального, и на его помощников. Чувствовалось и виделось – в расчетах все на пределе. Но поползет неизбежно и крупно. Что тогда?

Где окажется сверхзвуковая скорость? На каких рубежах оборвется дальность? А зашатается аэродинамическое качество, не станет ли изменяемая геометрия крыла весовой обузой?

Вопросы громоздились, цепляясь друг за другом, порождая новые, а ответы на них приходили не сразу.

Я со своей "командой", переросшей в макетную, а затем и в госкомиссию по созданию Ту-160, помногу и часто работал в КБ. Почти каждое утро уточнялась весовая сводка: проклятый вес сначала единицами, а потом, объединяясь в десятки тонн, полз, как температура у обреченного больного, а смежники, во всяком случае большинство из них, создавшие бортовую "начинку" и системы вооружения, не стыдясь и не каясь, вправляли в самолетные объемы свой фирменный отяжелевший конгломерат вчерашнего дня. И нет преград им, поскольку нет и конкурентов.

Скользя и балансируя, как над бездной, ЦАГИ спасал первоначальные расчеты, считал и пересчитывал аэродинамические характеристики, выдавая очередные рекомендации, но они под тяжестью нарастающего веса снова рушились."

Согласно эскизному проекту, расчетный взлетный вес Ту-160 составлял 260 т, а вес снаряженного самолета - 103 т, вес топлива – 148 т при нормальной боевой нагрузке 9 т.

Бомбардировщик по своим размерам получался несколько более крупным, чем его американский аналог Rockwell В-1 А.

Состав вооружения в дальнейшем был несколько изменен: как уже говорилось ранее, от применения ракет X- 45 отказались, оставив лишь авиационные варианты Х-55 на двух много- позиционных катапультных установках (МКУ) барабанного типа или Х-15 на четырех МКУ, а также варианты с подвесками различных бомб. В дальнейшем вообще ограничились лишь вариантом с двумя МКУ под 1 2 ракет типа Х-55.

В том же 1977 году КБ Н.Д.Кузнецова приступило к непосредственной разработке двигателя НК-32 (изделия "Р") для создаваемого самолета. Его летные испытания были начаты в 1980 году на летающей лаборатории Ту- 142М (испытываемый двигатель размещался в обтекаемой гондоле под грузоотсеком носителя).

Кок и было принято, первый (опытный самолет) изготавливался на опытном заводе ОКБ (ММЗ "Опыт") с привлечением всех филиалов. Затем был построен второй опытный самолет и натурный планер для статических прочностных испытаний. Изготовление опытного самолета позволило совместить отработку технологий сборки нового самолета и огромный комплекс работ по организации выпуска новых крупнегабаритных полуфабрикатов и заготовок из высокопрочных титановых и алюминиевых сплавов, технологически верно внедрить комплекс новейшего технологического оборудования, целенаправленно вводить на серийных заводах уже отработанную на опытном производстве технологию. Разработанные под руководством С.А.Вигдорчи- ка, Э.М.Румянцева, В.В.Садкова оптимальные технологические процессы, в том числе и для новых материалов, были успешно внедрены на серийных заводах. Одновременно осваивались и новые неметаллические материалы, внедрение которых координировал коллектив под руководством Б.А.Пеше- хонова и В.П.Ажажи.

Сборка Ту-160

Технология производства самолета, полностью апробированная в опытном производстве но ММЗ "Опыт", включала наиболее эффективные современные технологические процессы – такие, как сварка титана, механическая обработка крупногабаритных панелей и узлов, клейка трехслойных панелей и т.д.

В конструкции мотогондол были использованы сварные тонкостенные титановые и трехслойные алюминиевые панели. Воздухозаборники собраны, в основном, из клепаных панелей.

Большое внимание было уделено выбору и обеспечению производства оптимальных полуфабрикатов из алюминиевых и титановых высокопрочных сплавов. В качестве основных были приняты сплавы, прошедшие проверку на самолете Ту-144. В их числе теплостойкие алюминиевые сплавы, титановый сплав ОТ-4, а также новые, освоенные металлургической промышленностью высокопрочные сплавы с большой вязкостью разрушения.

В качестве полуфабрикатов из алюминиевых сплавов применены крупногабаритные ковано-катаные плиты и прессованные профили; крупногабаритные шестимиллиметровые листы для обшивок; крупногабаритные поковки и штамповки. Широко применялись титановые полуфабрикаты в виде плит, прессованных панелей, штамповок и поковок.

Для производства агрегатов самолета был создан и использован комплекс технологического оборудования,

включавший линии крупногабаритных металлообрабатывающих станков, обтяжных прессов, закалочных, сварочных и термообрабатывающих печей и установок, в числе которых целый ряд уникальных установок. Было освоено производство сварного центроплана совместно с узлами поворота.

В конструкции крыла широко применялись моноблочные кессоны, собранные из монолитных панелей и профилей, длиной 20 м. Фюзеляж собирался из крупногабаритных листов, профилей и штамповок с использованием специальной клепки. Агрегаты управления и механизация крыла (стабилизатор, киль, флапероны, закрылки и т.д.) выполнялись с широким использованием композиционных и металлических клееных панелей с сотовым заполнителем.

Огромный вклад в развитие программы самолета Ту-160 и производство первых опытных экземпляров внесли работники опытного завода (ММЗ "Опыт") под руководством В.И.Бородь- ко, А.В.Мещерякова, В.П. Николаева, Г.Ф.Волкова, М.А.Бормашенко, В.В.Антамохина, В.П.Фадеева.

Кроме непосредственно технических вопросов пришлось решать и проблемы транспортировки крупногабаритных агрегатов самолета. Планер для прочностных испытаний был перевезен из Казани в Москву по водному пути через канал Москва-Волга. Горизонтальное оперение доставлялось на наружной подвеске самолета Ту-95. Для доставки агрегатов и двигателей широко применялся грузовой Ил-76.

Первый летный образец (самолет 01) был перевезен из Москвы в Жуковский, где был окончательно собран, отработан и 18 августа 1981 года выкачен на летное поле для проведения аэродромных отработок. Наземные отработки и летные испытания были проведены под руководством начальника ЖЛИ и ДБ В.Т.Климова и его заместителя В.Г.Михайлова. Летно- конструкторские испытания вели летчики Б.И.Веремей, С.Г.Агапов, В.В.Павлов, В.Н.Матвеев, В.АДралин, штурманы М.М.Козел и А.В.Еременко при методическом и организационном обеспечении бригады ведущих инженеров под руководством А.К.Яшукова.

По принятой в ЖЛИ и ДБ методике испытаний, каждый самолет был закреплен за ведущим летчиком и ведущим инженером. На разных этпапах сложнейшие летные испытания обеспечивали начальник ЛИК М.В.Ульянов, ведущие инженеры Р.А.Енгулатов, A.П.Гусев, В.А. Наумов. Координацию работ по подготовке самолетов к полетам и оперативное управление по устранению возникавших дефектов обеспечивали ведущие инженеры ОКБ B.В.Бабаков, Е.Л.Корнилов, В.В. Терешин, Е.А.Алешин и другие. Большая работа по отработке НК-32 и обеспечению оперативных доработок по силовой установке выполнялась ведущим инженером ОКБ Ю.С.Горбатенко.

18 декабря 1981 года первый опытный самолет, пилотируемый экипажем под командованием летчика-испытателя Героя Советского Союза Б.И.Веремея (второй пилот С.Т.Агапов, штурманы М.М.Козел и А.В.Еременко), впервые поднялся в воздух с аэродрома ЛИИ МАП в городе Жуковском. Вскоре к первой опытной машине добавилась вторая летная 03, а затем и самолеты головной партии, построенные на КАПО им.С.П.Горбунова.

Постройка опытных и серийных машин была организована на основе широкой кооперации серийных заводов МАП. Крылья и мотоотсеки изготавливались на Воронежском авиационном заводе, оперение и воздухозаборники – на Иркутском авиационном заводе, шасси изготавливал Куйбышевский агрегатный завод, фюзеляж, центроплан и узлы поворотных консолей крыла – КАПО, где и производилась окончательная сборка Ту-160.

Особый вклад в развертывание и обеспечение серийного производства Ту-160, в ходе которых в кратчайшие сроки была выпущена головная партия, а затем развернулось полномасштабное серийное производство, внес коллектив КАПО во главе с Генеральным директором В.Е.Копыловым, главным инженером С.Г.Хисамутдиновым, заместителями главного инженера Н.Р.Ахтямовым, А.А.Хабибулиным, Г.Я. Фоминым и многими другими руководителями КАПО, проявившими в период освоения в серии Ту-160 лучшие качества инженеров и организаторов в этом сложнейшем процессе.

В государственных и совместных испытаниях участвовали два опытных и четыре серийных самолета. Комплексная программа наземных и летных испытаний обеспечила необходимый объем предварительных проверочно- доводочных отработок. Она включала, в частности, посадку в сверхзвуковой конфигурации, полет на сверхзвуковой скорости со снятыми крышками люков аварийного покидания, полеты на обесточенном самолете на резервной механической системе управления и т.д.

"Самолет 01" в конфигурации со сложенным крылом, видны крыльевые гребни, образованные при максимальной стреловидности крыла

Взлет "самолета 01" с аэродрома ЛИИ. Видны отклоненные вниз закрылки большого размаха

Первый опытный Ту-160 на аэродроме ЛИИ

В ходе летно-конструкторских испытаний было немало "острых" ситуаций, таких как нелокализованное разрушение двигателя с возникновением пожара, столкновение с птицами, посадка на бетонную полосу с невыпущенной и незафиксированной основной тележкой шасси, полет и посадка с полным отказом электроэнергетики, прерванные полеты в исключительно неблагоприятных условиях. Во всех случаях аварийные ситуации не перерастали в катастрофические.

В процессе летных испытаний из-за разрушения двигателя и пожара была потеряна одна машина (102), экипаж В.В.Павлова успешно катапультировался. При сложных наземных отработках трагически погиб талантливый инженер Ю.С.Горбатко, внесший большой вклад в постановку Ту-160 на крыло.

На следующих этапах к испытаниям подключились военные специалисты. Инженеры НИИ ВВС придирчиво рассмотрели результаты летно-конструкторских испытаний, выполненных летными экипажами МАП, и составили жесткую программу по завершению испытаний Ту-160, включая полеты на боевое применение. Летчики-испытатели ВВС М.И.Поздняков, В.С.Смирнов, Л.В.Козлов, Н.Ш. Сатаров, С.С.Попов, штурман B.C.Неретин и другие провели большое количество полетов на Ту- 160, подтвердив его высокие характеристики и соответствие их требованиям Заказчика. По результатам всего комплекса испытаний были проведены конструктивные мероприятия и внесены соответствующие уточнения в конструкцию Ту-160, регламенты и инструкции по эксплуатации.

На завершающем этапе испытаний экипажи МАП, совместно с летчиками-испытателями ВВС на Ту-160 №№ 03 и 304 установили несколько десятков мировых рекордов в различных классах классификации ФАИ.

(Продолжение следует)

Подготовка Ту-160 к первому полету