Ту-144 против «Конкорда» (Часть 2) Несостоявшийся прорыв

Поиски Владимира Мясищева

Первым же отечественным предприятием, приступившим к разработке СПС во второй половине 1950-х годов, было ОКБ-23, возглавлявшееся В.М. Мяси-шевым. Об этом знали в Главном управлении ГВФ, в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) и Государственном комитете по авиационной технике (ГКАТ). Причины, вызвавшие интерес авиационных специалистов и авиакомпаний к СПС, заключались не только в желании ускорить перевозки пассажиров, но и в предполагавшейся экономической эффективности машины, способной конкурировать с только что появившимися реактивными пассажирскими авиалайнерами.

Как известно, дальность и экономичность летательного аппарата прямо пропорциональны его аэродинамическому качеству и скорости полета и обратно пропорциональны относительному расходу топлива двигателями. К середине 1950-х годов специалисты в области аэродинамики накопили достаточный опыт, чтобы спрогнозировать пределы аэродинамического совершенства самолета. Тем не менее с одной стороны, их оценки были оптимистичны, с другой — настораживали, поскольку максимальное значение отношения коэффициентов подъемной силы и аэродинамического сопротивления получалось почти в два раза меньше, чем у дозвукового самолета. Обнадеживало другое: крейсерская скорость полета возрастала более чем вдвое, что частично компенсировало потери аэродинамического качества. Оставалось решить наиболее сложную задачу — создать очень экономичные двигатели.

Еще в 1950-е годы в ОКБ-23 определили одно из важнейших условий, необходимое для создания конкурентоспособного СПС — требуемые величины параметров силовой установки. В частности, удельный расход топлива двигателем на крейсерском режиме не должен превышать 1,12 кг/кгс в час. Это и стало одним из главных препятствий на пути к созданию СПС, способного, если не приносить прибыль, то хотя бы окупать средства, затраченные на его создание.

К созданию СПС проекта «53», выполненного по схеме «утка» с двух-килевым оперением и двигателями РД16-23, в ОКБ-23 приступили в 1958 году. Проектирование лайнера в значительной степени опиралось на результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполненных в ходе проектирования бомбардировщиков М-50 и М-52.

Тогда было принято крыло с двойной стреловидностью, хотя рассматривались и варианты с треугольной и оживальной несущей поверхностью. Самолет рассчитывался на полет со скоростью 1800—2000 км/ч на высоте 13—16 км. Дальность в перегрузочном варианте с полным запасом топлива и 50 пассажирами (нагрузка 5 тонн) оценивалась в 6500 км. Максимальная же коммерческая нагрузка (при полете на меньшую дальность) доходила до 12 тонн. Детальные исследования в этом направлении показали, что о формировании окончательного облика СПС говорить пока рано и уже в следующем году предпочтительной посч итали компоновку по типу самолета М-56. Так, в кон це 1959 года появились предложения по пассажирскому сверхзвуковому лайнеру «55». Фактически это было развитие проекта «53». Рассматривались три варианта: «55А», «55Б» и «55В». Последний из них представлял собой высокоплан с передним горизонтальным оперением, предназначавшимся лишь для сохранения необходимых запасов продольной устойчивости при переходе от дозвуковых к сверхзвуковым скоростям и наоборот. Под треугольным крылом, по бокам фюзеляжа в двух пакетах размещались шесть двигателей ВК-15М.

Самолет рассчитывался на скорость 2300—2650 км/ч на высотах до 22 км, что вы нуждало использовать в его конструкции сталь и титановые сплавы из-за высокой температуры нагрева отдельных частей планера. В перегрузочном варианте (взлетный вес 245 тонн) он мог эксплуатироваться на маршрутах протяженностью 6000—6500 км с 5-процентным запасом топлива. При этом число пассажиров не превышало 50. Длина разбега составляла 3500 метров, пробега — 1500—1700 метров. Со 100—120 пассажирами дальность находилась в пределах 3500—4000 км.

Следует отметить, что примерно в те же годы в ЦАГИ проводились исследования по выбору наивыгоднейшей формы крыла в плане и пути «стабилизации» положения аэродинамического фокуса. Тогда же были выданы первые рекомендации о применении наплывов на треугольном крыле, его аэродинамической крутке и деформации срединной поверхности. Решить же эту сложнейшую задачу специалистам в области аэродинамики удалось лишь в конце 1960-х годов совместными усилиями ЦАГИ, Сибирского НИИ авиации имени С.А. Чаплыгина иОКБ-156.

После закрытия ОКБ-23 исследования по СПС продолжили в ЦАГИ, начальником которого назначили В.М. Мясищева. В ноябре 1962 года там завершилась работа по определению параметров и летно-технических данных возможного варианта СПС по материалам последних теоретических и экспериментальных исследований, а также проектов самолетов, разработанных в ГКАТ и за рубежом. Проект ЦАГИ получил обозначение № 53-2, чем подчеркивалась его преемственность с М-53 ОКБ-23.

Общий вид проекта М-55В
Рисунок В. Лаврова

Общий вид проекта М-53

Модель сверхвукового пассажирского самолета М-53
Фото В. Лаврова

Исследования ЦАГИ показали реальную возможность создания СПС, летающего на высоте 17—20 км с крейсерской скоростью 2340 км/ч, предельной, при которой аэродинамический нагрев допускал использование в конструкции планера исключительно алюминиевых сплавов. При этом рейсовая дальность с коммерческой нагрузкой 15 840 кг и аэронавигационным запасом горючего на 1000 км пути достигала 4550 км, а с нагрузкой 8900 кг и при перегрузочном весе — 6300 км. В экономическом и туристском вариантах самолет мог перевозить 131 и 118 пассажиров соответственно, против заданных ГВФ 140 и 120 человек. Это было, пожалуй, единственное отклонение от требований, разработанных ГВФ.

Прорабатывался в ОКБ-23 под руководством П.В. Цыбина и вариант СПС на базе бомбардировщика М-50А с двигателями М16-17. Но вскоре стало ясно, что эта машина не будет в полной мере соответствовать требованиям заказчика.

Опытный экземпляр сверхзвукового стратегического бомбардировщика М-50А

Наброски пассажирского варианта самолета М-50, сделанные рукой П. В. Цыбина

Поиски оптимального варианта СПС проходили в соответствии с планом научно-исследовательских работ, утвержденным ГКАТ, и правительство об этом узнало лишь в 1961 год после письма начальника Главного управления ГВФ Евгения Логинова. В документе, датированном январем того же года, он писал:

«В течение последних лет ГосИИИ ГВФ проводит работу по обоснованию и выбору наивыгоднейших параметров и технико-экономических характеристик сверхзвукового пассажирского самолета. В 1959—1960-х годах эта работа велась в ОКБ-23 и была доведена до стадии эскизного проекта.

Исследования показали, что создание сверхзвукового пассажирского самолета не только возможно в ближайшее время, но и экономически вполне оправданно. Самолет со скоростью 2200—2300 км/ч, перевозящий 120—140 пассажиров на расстояние 4500—6500 км будет иметь эксплуатационные расходы не больше, чем дозвуковые пассажирские самолеты (приравных сроках службы агрегатов) и в то же время скорость будет в 2,5раза больше.

Скорость 2200—2300 км/ч является наиболее рациональной для первого этапа развития сверхзвукового пассажирского самолета. При меньшей — ухудшаются экономические показатели, а большая — связана с проблемами аэродинамического нагрева и переходом к стальной конструкции.

В дальнейшем скорость поднимется до 3000—3500 км/ч и соответственно дальность будет увеличена до 8000 км. Сверхзвуковые пассажирские самолеты первого этапа должны совершать полеты на высотах 14—17 км». (РГАЭ,ф.2597,оп.1,д.2622.)

Сравнительные данные первых проектов отечественных СПС

Примечания: 1 — РГАЭ, ф.9527, оп.2, д.2720. 2 — при нормальном взлетном весе. При перегрузочном весе — не более 2500 м и 1800 м соответственно. 3 — без шумоглушащих устройств. 4 — максимальная, крейсерская - 1800 км/ч. 5 — в перегрузочном варианте с коммерческой нагрузкой 5000 кг и резервом топлива на 1000 км — 5500 км. 6 — крейсерская, максимальная - 2600 км/ч. 7 — с резервом топлива на 1000 км. При перегрузочном весе дальность с 40—50 пассажирами - 6000—6500 км е 5-процентным запасом горючего

После этого письма промышленность «зашевелилась». Поскольку В.М. Мясишева отлучили от конструкторской работы, то первыми на обращение Логинова отреагировали в ОКБ-240, возглавлявшемся СВ. Ильюшиным, предложившим один за другим два эскиза СПС, и вОКБ-156 А.Н. Туполева. Последнее и стало монополистом в этой области. Но прежде чем перейти к Ту-144, следует ознакомиться и с проектами других конструкторских коллективов, работавших в этом направлении в начале 1960-х годов.

Суперсоник СВ. Ильюшина

В марте 1960 года Сергей Владимирович Ильюшин в письме заместителю председателя Совета Министров СССР Д.Ф. Устинову предложил включить в

план опытного строительства стальной сверхзвуковой пассажирский авиалайнер, получивший впоследствии обозначение Ил-66. На выбор предварительной схемы машины оказали сильное влияние господствовавшие в то время треугольное крыло и расположение двигателей на хвостовой части фюзеляжа.

Расчеты показали, что самолет, выполненный по схеме «утка» и вмещавший от 60 до 100 человек, при полете со скоростью, втрое превышавшей звуковую, будет иметь техническую дальность 7200 км (по другим данным 7300 км). Весь цикл создания машины предполагалось завершить за пять лет. Судя по всему, результаты исследований, полученные в ОКБ-23, «осели» лишь в ЦАГИ и ОКБ А.Н. Туполева. Только этим можно объяснить столь высокие летные данные, шедшие вразрез с технологическими процессами, освоенными на советских заводах. Даже с позиций XXI века это была слишком смелая заявка, в значительной степени основанная на эмоциях разработчиков. Ведь для реализации этого проекта в стране в начале 1960-х отсутствовали необходимые ресурсы.

Неудивительно, что конструкторы в том же году пересмотрели основные

Общий ВИД самолета Ил-66
Рисунок Е.С. Черникова

параметры машины и в следующем варианте СПС снизили скорость почти на 1000 км/ч. Это позволило выбрать в качестве основных конструкционных материалов алюминиевые сплавы, отказавшись от стальных конструкций.

В итоге расчеты показали реальную возможность создания сверхзвукового лайнера Ил-72, допускавшего перевозку от 40 до 60 пассажиров на расстояние 4000—4500 км со скоростью, соответствующей числу N4=2,2, Проект обсудили на техническом совете предприятия в начале 1961 года, но он дальнейшего развития не получил.

К сожалению, восстановить облик этой машины пока не удалось, и о нем приходится лишь догадываться.

Рисунок самолета СПС-40

Компоновка самолета СПС-40

Проекты ОКБ-155

На рубеже 1950—1960-х годов советская экономика переживала тяжелый кризис, негативно отразившийся на развитии авиастроения в стране. Демилитаризация отечественной промышленности и переориентация многих предприятий на выпуск не свойственной им продукции привела к необходимости искать заказы для сохранения трудовых коллективов. Не стало исключением и ОКБ-155, возглавлявшееся А.И. Микояном. На фоне свертывания выпуска и разработки новых боевых машин предложение о создании административного СПС-40 выглядело вполне прилично. По замыслам конструкторов самолет, оснащенный тремя одноконтурными двигателями Р21-300 тягой по 7200 кгс, созданными для боевых летательных аппаратов, должен был перевозить до 40 пассажиров как на внутренних, так и протяженных международных авиалиниях. В последнем случае их следовало выполнять с промежуточными посадками.

Даже приблизительные оценки этого проекта показывают, что себестоимость авиаперевозок по сравнению с дозвуковыми самолетами возросла бы как минимум в два раза и полет рядовому гражданину на СПС, как и поездка в спальном вагоне (категория СВ) скорого поезда, была бы недоступна. Скорее всего предлагавшийся самолет мог быть использован только высокопоставленными чиновниками.

Была и другая сторона «медали» у этого проекта: полет на большие расстояния сопряжен с несколькими промежуточными посадками для дозаправки топливом. В этом случае средняя скорость полета СПС резко снижалась, становясь соизмеримой с самым скоростным отечественным авиалайнером — Ту-104.

Но ГВФ такая машина была не нужна. Поскольку объемы перевозок авиапассажиров росли из года в год, по мнению руководства Аэрофлота стране требовался СПС значительно большей грузоподъемности, а для первых лиц государства вполне хватало Ил-18. Скорость этого самого надежного и комфортабельного авиалайнера (600 км/ч) вполне их удовлетворяла. Спешить-то некуда, а бизнесменов и «новых русских» в стране еще не было.

Модель пассажирского варианта многоцелевого самолета МиГ-25

В итоге проект положили «под сукно», но это не значит, что об идее забыли. Много лет спустя в ОКБ-155 предложили еще один проект СПС, на этот раз на базе военного самолета МиГ-25. Правда, рассказывают, что он не сразу стал цивильным, поскольку первоначально предназначался для доставки «спецлассажиров», попросту диверсантов.

Для размещения пассажиров был предложен совершенно новый удлиненный и расширенный фюзеляж. При этом экипаж из двух человек и пассажиров расположили вдоль фюзеляжа. Возрос и запас топлива. В случае необходимости «салон» мог трансформироваться в грузовой отсек. Самолет позволял перевозить до семи пассажиров на расстояние до 3000—3500 км.

Но и в этом случае дальше бумажных оценок возможностей пассажирского варианта МиГ-25 дело не пошло.

Продолжение следует

Источник: http://topwar.ru