Стратег времен холодной войны – Ту-85

tu85-3_zps05f1e2bd

Жесткая логика, начавшегося после окончания Второй Мировой войны, глобального противостояния СССР с его недавними союзниками, получившее название “холодная война”, требовала с самого начала от ее участников постоянного совершенствования своих военно-технических потенциалов. Каждая сторона, в силу своих возможностей, старалась поддержать этот потенциал и особенно его стратегическую компоненту на уровне достаточном для гарантированного уничтожения противной стороны. Так постепенно сформировалась то самое “равновесие страха”, стабильность которого во многом зависело от способности военно-промышленных комплексов обоих сторон вовремя реагировать на совершенствование стратегических систем вероятного противника, в том числе и авиационных средств доставки ядерного оружия.
Запущенный в серийное производство в 1947 году дальний бомбардировщик Ту-4, имел континентальный радиус действия и способен был решать стратегические задачи лишь в пределах Европы, Северной Африки, стран Ближнего и Среднего Востока,а также на носить удары по Японии с дальневосточных баз. Для надежного и гарантированного поражения территории США с авиационных баз в СССР его боевого радиуса действия не хватало. В то же время американские самолеты аналогичного класса и назначения типа В-29 и В-50 могли с авиабаз в Европе, Северной Африке и в Японии, могли накрыть ядерным ковром практически всю европейскую часть СССР и значительную часть советской территории за Уралом. С введением в эксплуатацию межконтинентального стратегического бомбардировщика В-36 это положение для СССР еще больше усугубилось. Необходимо было в срочном порядке создавать стратегический самолет-носитель, способный наносить ядерные удары по США с баз, расположенных на территории СССР или его союзников. Требовался современный носитель с дальностью полета порядка 12000 -14000 км.

  Уже в 1946-1947 гг. в ОКБ А.Н.Туполева начались первые поиски в направлении создания межконтинентального стратегического носителя. Изначально рассматривалась возможность создания сверхдальнего носителя с высокой крейсерской скоростью полета (в полтора – два раза выше чем у Ту-4), оснащенного ТРД. Однако, проведенные расчеты показали, что, с имевшимися на тот момент ТРД с их сравнительно невысокими абсолютными и удельными показателями, отечественный сверхдальний носитель реально сможет достичь практической дальности полета в пределах 5000-6000 км, что было явно недостаточно. Поэтому, отказавшись на время от использования ТРД, в ОКБ перешли к проектам дальних самолетов с более экономичными поршневыми двигателями.
В 1947 г. в Бригаде проектов Б.М.Кондорского, которая в те годы, стояла у истоков практически всех новых разработок КБ и в Отделе технических проектов, которым руководил С.М.Егер начались проектные работы по межконтинентальным стратегическим машинам. В работе находилась целая гамма проектов тяжелых и сверхтяжелых машин (проекты “471”, “473”, “474”, “485”, “487”, “489” и т.д.) с широким разбросом массо-габаритных параметров, с различными типами силовых установок и с различными подходами к компоновке самолета. Результатом этих масштабных исследований стала выработка перспективной концепции дальнейшего развития типа стратегического самолета-носителя. Практическая реализация ее позволила КБ спроектировать последовательную гамму тяжелых и сверхтяжелых самолетов-бомбардировщиков, логически завершившуюся созданием и принятием на вооружение межконтинентального стратегического авиационного носителя – самолета Ту-95.
Первым практическим шагом на этом почти десятилетнем пути стал проект КБ, получивший обозначение самолет “80”. Проект рассматривался как глубокая модернизация серийного Ту-4. Модернизация предусматривала значительное улучшение летных характеристик, в основном дальности полета, за счет увеличения мощности и экономичности силовой установки, увеличения запаса топлива, значительного улучшения аэродинамики самолета. Предполагалось заменить двигатели АШ-73ТК на новые типа АШ-2ТК или ВД-3ТК с соответствующей перекомпоновкой мотогондол, улучшить аэродинамику крыла, аэродинамику антенного обтекателя РЛС и пушечных установок, изменить очертания и компоновку носовой части фюзеляжа с передней герметической кабиной экипажа. Все это должно было увеличить практическую дальность полета до 7000-8000 км и максимальную скорость полета до 620 км/ч, максимальную бомбовую нагрузку до 12000 кг.
Работы по самолету “80” были развернуты на основании Постановления Совета Министров СССР N 2052-804 от 12.06.48 г. Согласно ему КБ должно было спроектировать и построить опытный самолет “80” с двигателями АШ-2ТК (максимальная мощность – 4000 л.с.) в одном экземпляре и предъявить его на государственные испытания в июле 1949 г.
Эскизное проектирование, которое началось в феврале 1948 г, проводилось Отделом Технических проектов под руководством С.М.Егера. К концу ноября 1948 г. эскизный проект был готов и 27.11.48 г. был предъявлен в ГК НИИ ВВС.
Первоначально, как и предполагалось, машина проектировалась под двигатели АШ-2ТК, при этом, в связи с изменением массо-габаритных характеристик нового двигателя по сравнению с АШ-73ТК на Ту-4, он был придвинут к переднему лонжерону крыла, в остальном, основная схема и элементы конструкции Ту-4 оставались без изменения.
Согласно представленного проекта самолет “80” по аэродинамической компоновки представлял собой дальнейшее развитие самолета Ту-4 и превосходил его своими размерами. Общими для для обоих машин являлись размеры горизонтального оперения и миделя фюзеляжа. Мотогондолы двигателей были спроектированы заново. Профиль крыла самолета “80” был получен из профиля Ту-4 путем удлинения его носовой части. Вертикальное оперение из-за увеличения длины фюзеляжа самолета было новое увеличенной площади и измененной формы в плане.
По сравнению с серийным Ту-4 на самолете “80” были проведены следующие конструктивные изменения, при которых устранялись недостатки в компоновке последнего, повышалось аэродинамическое качество самолета и усиливались его наступательный и оборонительный потенциал.
Была сделана новая герметическая кабина с фонарем летчиков по типу пассажирской модификации Ту-4 самолета “70”. Бомбовые отсеки и их створки были удлинены, в целом длина фюзеляжа была увеличена, по сравнению с Ту-4, почти на 4 м. Для самолета “80” были введены новые уменьшенные зализы центроплана с фюзеляжем и стабилизатором. В новой компоновке самолета обеспечивалось размещение всей ведущей части экипажа в передней кабине, для чего радиооператор РЛС был перемещен из средней кабины в переднюю, сама РЛС была перемещена в переднюю часть фюзеляжа. Были проведены большие работы по значительному улучшению аэродинамики стрелковых установок: стрелковые башни стали или убирающимися, или утопленными в фюзеляж. Улучшена аэродинамика обтекателя панорамно-прицельной РЛС. Несколько было доработано крыло, его площадь увеличилась до 173 кв.м. Были введены вместо резиновых противообледенителей крыла более эффективные и аэродинамически более приемлемые тепловые противообледенители. Вновь спроектированные мотогондолы позволили уменьшить их суммарный мидель по сравнению с Ту-4 на 1,9 кв.м, что позволило уменьшить на 130 л.с. величину потребной мощности на провоз одной мотогондолы. Значительное улучшение общей и частной аэродинамики самолета позволило увеличить максимальное значение аэродинамического качества при крейсерском полете с 17,0 у Ту-4 до 18,0 у самолета “80”. В ходе проектирования, из-за туманных перспектив с двигателем АШ-2ТК пришлось перепроектировать самолет под двигатели АШ-73ТКФН с уменьшенным расходом топлива. Положительный эффект на летные характеристики самолета должно было дать применение новых флюгернореверсивных воздушных винтов. Снижение суммарной мощности силовой установки при замене АШ-2ТК на АШ-73ТКФН повлияло на снижение расчетной максимальной скорости. Расчетная дальность практически не изменилась. С учетом увеличения суммарного запаса топлива на 15% и совершенствования аэродинамики, расчетная дальность полета с АШ-73ТКФН достигала 8214 км.
Изготовление самолета “80” в опытном производстве началось в ноябре 1948 г. При строительстве машины максимально использовались готовые агрегаты серийных Ту-4. В июле 1949 г. в основном строительство самолета заканчивается и он после дооборудования передается на испытания.
16 сентября 1949 г выходит Постановление СМ СССР о постройке самолета “85”, который должен был обладать значительно лучшими данными, и дальнейшие работы по самолету “80”, как по перспективному дальнему бомбардировщику прекращаются. Построенный опытный самолет передавался в ЛИИ для проведения работ по тематике тяжелого самолетостроения.
К концу ноября 1949 г самолет был готов к первому полету и перелету на аэродром в ЛИИ в г. Жуковский. 1 декабря экипаж во главе с летчиком-испытателем Ф.Ф.Опадчим поднимает самолет “80” в первый полет, который стал первым испытательным и одновременно перегоночным из Измайлово в ЛИИ. В 1950 году на самолете “80” в ЛИИ летает по программам отработки новых реверсивных винтов, а также по определению остаточных деформаций конструкции тяжелых самолетов. Эти полеты стали заодно и летными испытаниями самолета. Закончил свою карьеру самолет “80” на одном из полигонов, как мишень, где его расстреливали и бомбили экипажи других самолетов.
Основные данные самолета “80” 4АШ-73ТКФН:
– длина самолета – 34,32 м;
– размах крыла – 43,58 м;
– высота самолета – 8,91 м;
– площадь крыла – 173,1 кв.м;
– нормальная взлетная масса – 51500 кг;
– бомбовая нагрузка – 3000-1200 кг;
– максимальная скорость на высоте 10000 м (по испытаниям) – 545 км/ч;
– максимальная скорость на высоте 10500 м (расчетная) – 598 км/ч;
– практический потолок – 11180 м;
– максимальная дальность полета (рассчетная) – 8214 км;
– оборонительное вооружение – 10 х НР-23;
– экипаж, чел – 11 чел.
Следующим логическим шагом на пути создания современного межконтинентального стратегического авиационного носителя стало проектирование бомбардировщика с дальностью полета 12000- 13000 км. Проект получил по КБ обозначение – самолет “85”.
Первоначально проект, имевший внутренний шифр “487”, представлял собой во многом дальнейшее развитие проекта “80”, а также проработок бригады Б.М.Кондорского периода 1947-1948 гг, в направлении дальнейшего улучшения летно-тактических данных с использованием тех же самых типов силовых установок на базе двигателей АШ-2ТК, ВД-3ТК, М-35, М-501, М-51, ВК-2. Проект рассматривался в двух вариантах: 1-ый – самолет для дальних стратегических операций и 2-ой – самолет для сверхдальних операций. Основным отличием второго варианта были увеличенный размах и площадь крыла, за счет введения новых отъемных консолей крыла и увеличенной взлетной массы, в основном за счет увеличения запаса топлива. В серии предполагалось иметь базовый первый вариант и при необходимости с минимальными затратами переходить на второй сверхдальний вариант. Проведенный предварительный расчет самолетов в обоих вариантах показал, что с помощью одного последовательного наращивания массо-габаритных параметров самолета при тех удельных расходах топлива, которые имели предлагавшиеся типы двигателей, гарантировано достичь территории США, выполнить боевую задачу и вернуться на базу в СССР практически невозможно.
В ходе дальнейшего проектирования прежде всего отказались от унификации, теперь речь шла только о сверхдальнем варианте. Основными элементами программы создания сверхдальнего самолета становится новая мощная экономичная силовая установка и новая компоновка крыла, дававшая существенное увеличение Кмах самолета.
При выборе типа и компоновки силовой установки, которые бы удовлетворяла необходимым требованиям, ОКБ провело большой объем различных исследований совместно с ЦАГИ и с ЦИАМ. Было исследовано большое количество возможных схем поршневых двигателей комбинированной схемы. Окончательно из всего многообразия, предлагавшихся схем, для дальнейших работ была выбрана схема, представлявшая собою комбинацию поршневого двигателя, турбины постоянного давления с реактивным соплом и импульсных турбин, в которых использовалась кинетическая энергия выхлопных газов. Эта схема позволяла получить удельный расход топлива Се=0,155-0,170 кг/л.с.ч, в то время как объемные схемы двигательных установок в лучшем случае обеспечивали получение Се=0,24-0,27 кг/л.с.ч.
Конкретная реализация этой схемы применительно к самолету “85” была выполнена для двух типов двигателей: для двигателя воздушного охлаждения АШ-2К – Главный конструктор А.Д.Швецов, и для двигателя водяного охлаждения М-253К (ВД-4К) – Главный конструктор – В.А.Добрынин. АШ-2К строился на базе двигателя АШ-2ТК и имел максимальную мощность 4500 л.с,а ВД- 4К проектировался на базе ВД-3ТК и имел максимальную мощность 4300 л.с. Оба двигателя были венцом авиационного поршневого двигателестроения. Оба двигателя к началу 50-х годов проходили стендовые испытания и летные на летающих лабораториях Ту-4ЛЛ. Однако, ВД-4К показал себя более надежным в работе, поэтому на первых опытных машинах использовался именно он, АШ-2К, хотя он был более предпочтительным для самолета “85”, долго доводили и на опытные самолеты он так и не попал.
Вторым важнейшим направлением работ по обеспечению получения требуемых данных самолета “85”, наряду с совершенствованием силовой установки, стало совершенствование его аэродинамики и мероприятия по повышению весовой отдачи. Основные мероприятия были направлены на совершенствование аэродинамики и конструкции крыла. Работа по новой компоновке крыла была проведена совместно с ЦАГИ. В результате проведенных исследований самолет “85” получил одно из лучших по своим аэродинамическим характеристикам крыло из применявшихся на самолетах с прямым крылом. Крыло имело удлинение 11,745, сужение – 2.93 и было набрано из эффективных профилей, разработанных в ЦАГИ. В результате для него удалось получить Кмах=28,6 (на Ту-4 Кмах крыла равнялось 26,5). Общее улучшение аэродинамического качества самолета “85” характеризовалось увеличением Кmax при крейсерском полете до 19,5 (на Ту-4 Кмах=17). Значение высоких значений Кмах сохранялось до М=0,6.
В ходе проектирования конструкции крыла, при обосновании его прочности, впервые изучались две проблемы: распределение нагрузок по размаху гибкого крыла при полете в условиях маневрирования, “болтанки” и определение истинных нагрузок при грубых посадках. Работы проводились по инициативе А.М.Черемухина. В результате самолет “85” стал одним из первых отечественных самолетов при расчетах конструкции которого учитывалось влияние деформации крыла на перераспределение расчетной нагрузки. Для снижения изгибающего момента в полете, впервые в практике КБ, было предложено изменить порядок выработки топливных крыльевых баков, таким образом, чтобы топливо в последнюю очередь вырабатывалось из концевых консольных баков, обеспечивая тем самым необходимую разгрузку крыла в полете.
Хотя по системам вооружения и оборудования самолет “85” был дальнейшим развитием Ту-4 и “80”, некоторые системы и агрегаты на нем были применены впервые. В частности, кормовая пушечная установка оборудовалась прицельной РЛС “Аргон”, два бомбоотсека и система вооружения рассчитывались на подвеску двух бомб типа ФАБ-9000; в конструкции самолета и системы бомбардировочного вооружения предусматривались мероприятия для использования ядерных бомб; в системе электроснабжения применялись алюминивые провода, в кислородной системе – жидкий кислород и другие новинки, которые затем заняли прочное место на более поздних самолетах КБ.
16 сентября 1949 г выходит Постановление Совета Министров СССР N 3929-1608 о постройке дальнего четырехмоторного бомбардировщика “85” с двигателями АШ-2К или М-253К, срок сдачи первого экземпляра самолета на заводские летные испытания оговаривался декабрем 1950 г, окончание испытаний оговаривалось августом 1951 г. Самолет “85” признавался одним из наиважнейшим в программе МАП, поэтому для контроля за его проектированием, испытаниями и доводками предусматривалось создание специальных Государственных комиссий из представителей ВВС и промышленности. Рабочее проектирование самолета “85” в КБ началось в августе 1949 г. эскизный проект был закончен в декабре того же года, одновременно строился макет самолета.
Рабочие чертежи на производство первого опытного самолета “85/1”, были готовы в третьем квартале 1949 г. Производство начало разворачиваться с конца июля 1949 г.
К сентябрю 1950 г самолет “85/1” был в основном закончен в производстве и 15 сентября был перевезен в ЖЛИ и ДБ.
9 января 1951 г экипаж А.Д.Перелета поднимает машину в первый полет (ведущий инженер Н.А.Генов, затем Н.В.Лашкевич). Заводские испытания идут до октября 1951 года, в ходе них, помимо снятия летных характеристик, шла доводка новой силовой установки, проверка работы оборудования и систем вооружения. В сентябре самолет “85/1” выполнил сверхдальний перелет со сбросом 5000 кг бомб на полигоне, в этом полете была достигнута дальность полета 9020 км, при взлетной массе 107225 кг, в баках после посадки на аэродроме ЛИИ оставалось топлива для достижения дальности 12018 км. Трехлетняя работа по созданию первого отечественного межконтинентального бомбардировщика закончилась первым успехом: самолет мог летать на дальности близкие к 12000 км. Задача достижения нашими боевыми самолетами территории США в первом приближении была решена.
Параллельно с испытаниями самолета “85” решался вопрос о разворачивании серийного производства 23 марта 1951 года принимается решение о подготовке и организации серийного производства самолета “85” на трех серийных авиационных заводах: N 18, N 22 и N 23, где они должны были сменить Ту-4.
Второй экземпляр самолета “85/2” (“85Д”) проектировался и строился с учетом работ по первой машине. На ней были доработаны и усилена конструкция планера, изменено бомбардировочное вооружение, проведены изменения по самолетным системам и оборудованию. “Дублер” был готов к полетам в конце июня. Первый полет самолет “85Д” совершил 28 июня, летчик-испытатель В.П.Марунов, ведущий инженер М.М.Егоров. Полеты по программе заводских испытаний продолжались до ноября месяца 1951 года.
Несмотря на то, что в ходе испытаний самолета “85” были получены хорошие летные данные, с началом официальных работ по самолету “95”, все работы по нему были прекращены. Эра тяжелых поршневых бомбардировщиков заканчивалась, будущее было за самолетами с турбореактивными и турбовинтовыми двигателями. Это стало отчетливо ясно в начале 50-х годов, когда американские В-29 столкнулись в небе Кореи с советскими реактивными истребителями МиГ-15, неся при этом весьма ощутимые потери. По обе стороны “Железного занавеса” окончательно свертываются работы по поршневым тяжелым бомбардировщикам и максимально форсируются работы над самолетами аналогичного назначения с турбореактивными и турбовинтовыми двигателями. Результатом этих работ стало поступление на вооружение ВВС соперников по “Холодной войне” в 50-е годы дальних (средних стратегических) реактивных бомбардировщиков в СССР Ту-16, на Западе В-47, “Вулкан”, “Вэлиант” и “Виктор”, заменивших в строю Ту-4, В-29 и В-50, а также ввод в эксплуатацию межконтинентальных стратегических бомбардировщиков В-52 – в США, пришедших на смену поршневым В-36, и советских Ту-95, М-4 и 3М, принявших эстафету от опытного самолета “85”.
В ходе работ над самолетом “85” в КБ рассматривались различные варианты его модернизации:
– самолет-заправщик “85” для заправки базового самолета “85” (в конструкции “85-ой” предусматривалась система “крыльевой” заправки, по типу отрабатывавшейся для Ту-4);
– самолет “85А” – самолет “85” с двумя дополнительными ТРД ВК-1, установленными в мотогондолах внутренних двигателей и предназначенных для взлета при полетах при прорыве ПВО и отрыва от истребителей противника;
– самолет “85” с ТВД, проекты с двигателями типа ТВ-2 или ТВД-1 – по программе проработок по проекту “94” (попытка приспособления удачных традиционных конструктивных решений тяжелой поршневой бомбардировочной авиации под новые энергетические установки – проработка была инициирована И.В.Сталиным);
– “504” – проект межконтинентальной летающей лодки-стратегического бомбардировщика, спроектированной на базе конструкции самолета “85”, от “85-й использовались крыло, хвостовое оперение, силовая установка (двигатели ВД-4К, АШ-2К и в последних вариантах проектов – ТВ-12), оборудование и вооружение, новым был фюзеляж, выполненный по реданной схеме, достигать межконтинентальной дальности полета предполагалось за счет промежуточных посадок в океане с дозаправкой от танкеров-подводных лодок на маршруте в США и на обратном пути.
Опыт работ по самолету “85” был максимально использован в работах по самолету “95” (Ту-95) – межконтинентальному стратегическому бомбардировщику с четырьмя ТВД и стреловидным крылом, который в во второй половине 50-х годов стал одной из важнейших составляющих советской системы ядерного сдерживания..Основные данные самолета “85/1” 4ВД-4К:
– длина самолета – 39,306 м;
– размах крыла – 55,96 м;
– высота самолета – 11,358 м;
– площадь крыла – 273,6 кв.м;
– нормальная взлетная масса – 76000 кг;
– бомбовая нагрузка – 5000-18000 кг;
– максимальная скорость на высоте 10000 м – 638 км/ч;
– практический потолок – 11700 м;
– дальность полета, при взлетной массе 107225 кг – 12018 км;
– оборонительное вооружение – 10 х НР-23;
– экипаж – 11 – 12 чел.
http://www.migavia.com/articles/tupolev-tu-85.html

812 просмотров всего, 1 просмотров сегодня