Автор:
Александр Михайлович Затучный, академик Академии наук авиации и воздухоплавания
Александр Михайлович Затучный, академик Академии наук авиации и воздухоплавания
Успехи в создании в 50-ые годы сверхзвуковых боевых самолетов, в том числе и тяжелого класса, создали необходимую научно-техническую базу для появления первых сверхзвуковых пассажирских самолетов (СПС). В 50-е годы ХХ века в мире появляются опытные, а затем и серийные сверхзвуковые тяжелые самолеты военного назначения и, практически сразу на их базе ведущие мировые авиационные фирмы подготавливают проекты СПС различных аэродинамических и компоновочных схем. Детальный анализ и дальнейшая проработка этих проектов показали, что создание эффективного конкурентоспособного, в сравнении с дозвуковыми пассажирскими самолетами, СПС, путем модификации военного прототипа, задача крайне сложная. В ходе масштабных исследований проблемы создания СПС, анализируя все возможные варианты технических решений, авиационные специалисты, как в СССР, так и на Западе постепенно пришли к твердому убеждению, что экономически эффективный СПС необходимо проектировать как принципиально новый тип летательного аппарата.
В свете создания отечественного СПС перед отечественной авиационной наукой и промышленностью ставился ряд научно-технических проблем, с которыми наша ни дозвуковая пассажирская, ни военная сверхзвуковая авиация еще не сталкивались. Прежде всего для обеспечения требуемых летно-технических характеристик СПС (двухмаховый полет на дальность до 6500 км со 100-120 пассажирами, в сочетании с приемлимыми взлетно-посадочными данными) требовалось обеспечить значительное улучшение аэродинамического совершенства самолета при крейсерских полетах на М=2-2,2 (аэродинамическое качество на этих режимах необходимо было увеличить до 7,5-8,0). Требовалось решить вопросы устойчивости и управляемости тяжелого самолета при полетах в дозвуковой, трансзвуковой и сверхзвуковой областях. Длительный полет на скорости М=2 был связан с исследованиями и обеспечением прочности конструкции агрегатов планера при повышенных температурах (близких к 100-120 градусам С), предстояло создать теплостойкие конструкционные материалы, смазки, герметики, а также разработать типы конструкций, способных длительно работать в условиях циклического аэродинамического нагрева. Очень высокие требования предъявлялись к агрегатам силовой установки: необходимо было создать мощные и экономичные двигатели, устойчиво работающие в условиях сверхзвукового полета, решить проблемы регулирования воздухозаборников, работающих в широком диапазоне высот и скоростей Выполнение длительного сверхзвукового крейсерского полета наиболее рационально было выполнять на больших высотах, соответственно перед головным и агрегатными ОКБ ставилась задача разработки принципов создания новых систем кондиционирования воздуха, а затем и конкретных агрегатов и систем, обеспечивающих комфортные условия пассажирам и экипажу на больших высотах, при длительных полетах при значительных нагревах элементов конструкции планера. Необходимо было создать ряд новых устройств и систем, обеспечивающих автоматическое управление полетом, точную навигацию в условиях длительного сверхзвукового полета и автоматическую посадку. Возникла необходимость изучения экологических особенностей эксплуатации СПС, связанные с выбросом в атмосферу большого количества отработанных газов двигателей на больших высотах и их влияние на озонный слой, воздействием шума и звукового удара на людей, животных и строения, воздействием длительных полетов на больших высотах на пассажиров и экипаж, связанных с воздействием солнечной радиации. При создании СПС, исходя из условий безболезненного его внедрения в существующую транспортную систему, необходимо было при проектирование СПС учитывать особенности отечественной и международных систем воздушных перевозок, существующих аэропортов и управления воздушным движением.
В свете создания отечественного СПС перед отечественной авиационной наукой и промышленностью ставился ряд научно-технических проблем, с которыми наша ни дозвуковая пассажирская, ни военная сверхзвуковая авиация еще не сталкивались. Прежде всего для обеспечения требуемых летно-технических характеристик СПС (двухмаховый полет на дальность до 6500 км со 100-120 пассажирами, в сочетании с приемлимыми взлетно-посадочными данными) требовалось обеспечить значительное улучшение аэродинамического совершенства самолета при крейсерских полетах на М=2-2,2 (аэродинамическое качество на этих режимах необходимо было увеличить до 7,5-8,0). Требовалось решить вопросы устойчивости и управляемости тяжелого самолета при полетах в дозвуковой, трансзвуковой и сверхзвуковой областях. Длительный полет на скорости М=2 был связан с исследованиями и обеспечением прочности конструкции агрегатов планера при повышенных температурах (близких к 100-120 градусам С), предстояло создать теплостойкие конструкционные материалы, смазки, герметики, а также разработать типы конструкций, способных длительно работать в условиях циклического аэродинамического нагрева. Очень высокие требования предъявлялись к агрегатам силовой установки: необходимо было создать мощные и экономичные двигатели, устойчиво работающие в условиях сверхзвукового полета, решить проблемы регулирования воздухозаборников, работающих в широком диапазоне высот и скоростей Выполнение длительного сверхзвукового крейсерского полета наиболее рационально было выполнять на больших высотах, соответственно перед головным и агрегатными ОКБ ставилась задача разработки принципов создания новых систем кондиционирования воздуха, а затем и конкретных агрегатов и систем, обеспечивающих комфортные условия пассажирам и экипажу на больших высотах, при длительных полетах при значительных нагревах элементов конструкции планера. Необходимо было создать ряд новых устройств и систем, обеспечивающих автоматическое управление полетом, точную навигацию в условиях длительного сверхзвукового полета и автоматическую посадку. Возникла необходимость изучения экологических особенностей эксплуатации СПС, связанные с выбросом в атмосферу большого количества отработанных газов двигателей на больших высотах и их влияние на озонный слой, воздействием шума и звукового удара на людей, животных и строения, воздействием длительных полетов на больших высотах на пассажиров и экипаж, связанных с воздействием солнечной радиации. При создании СПС, исходя из условий безболезненного его внедрения в существующую транспортную систему, необходимо было при проектирование СПС учитывать особенности отечественной и международных систем воздушных перевозок, существующих аэропортов и управления воздушным движением.
А.Н. Туполев и А.А. Туполев с моделью Ту-144
Официальным основанием для начала работ по отечественному СПС первого поколения (СПС-1), получившего обозначение Ту-144, стало постановление правительства от 16 июля 1963 года. ОКБ А.Н.Туполева задавалось спроектировать и построить СПС с крейсерской скоростью полета 2300-2700 км/ч, практическая дальность полета на сверхзвуке с 80-100 пассажирами оговаривалась 4000-4500 км; в перегрузочном варианте с дополнительными топливными баками и с 30-50 пассажирами - 6000-6500 км. Самолет должен был эксплуатироваться с аэродромов первого класса при нормальной взлетной массе 120-130 тонн. Учитывая техническую сложность получения максимальной дальности полета первого отечественного СПС, решено было вести работы в два этапа: на первом этапе достигнутая практическая дальность полета должна была составлять 4000-4500 км, на втором этапе - 6500 км.
Выкатка первого самолета Ту-144 («044»)
Проектирование Ту-144 Андрей Николаевич решил поручить в ОКБ Отделению "К", руководимого Алексей Андреевичем Туполевым, занимавшемуся беспилотной техникой и имевшему достаточный опыт в области освоения длительного полета со скоростями превышающими 2М. В дальнейшем после смерти А.Н.Туполева и назначения А.А.Туполева руководителем предприятия, темой Ту-144 руководили Ю.Н.Попов и Б.А.Ганцевский. В настоящее время в ОКБ тему развития СПС возглавляет главный конструктор А.Л.Пухов, участвовавший в 60-ые годы еще молодым инженером в разработке Ту-144. Эскизное проектирование Ту-144 возглавил В.И.Близнюк (будущий главный конструктор Ту-160).
Читать полностью...
Читать полностью...
Фото из архива АО "Туполев"