Ту-144 против «Конкорда» (Часть 6) СПС второго поколения Ту-244

Основываясь на опыте разработки СПС первого поколения, и прежде всего Ту-144 и «Конкорда», в 1973 году специалисты ММЗ «Опыт» подготовили аванпроект СПС-2, получивший обозначение Ту-244. Главной целью, стоявшей перед разработчиками, как и прежде, было создание машины, способной конкурировать с дозвуковыми авиалайнерами, удовлетворяя при этом всем требованиям ИКАО по уровню шума, звукового удара и эмиссии вредных веществ.

Работу по СПС-2 в ОКБ сначала возглавлял А.А.Туполев, затем его сменил А.Л. Пухов.

Одним из ранних проектов Ту-244 (1973 год), являвшимся дальнейшим развитием Ту-144, предусматривалась установка четырех перспективных двигателей взлетной тягой по 37 500 кгс. При этом их удельный расход топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме оценивался в 1,23 кг/кгс в час. Маловато, но это был минимум минимо-рум из того, что могло предложить отечественное двигателестроение. В зависимости от дальности полета самолет мог перевозить от 264 до 321 пассажира. При этом его взлетный вес достигал 360 тонн, а площадь крыла — 1100 м2. При полете с крейсерской скоростью 2340 км/ч самолет с нормальной коммерческой нагрузкой должен был иметь дальность 8000 км.

Основные усилия при разработке аэродинамической компоновки были направлены на достижение максимального значения аэродинамического качества. С этой целью, в частности, увеличили удлинение фюзеляжа и крыла, двигатели расположили в изолированных мотогондолах с круглыми воздухозаборными устройствами, оптимизировали форму поверхности крыла с учетом интерференции с мотогондолами. В итоге по результатам исследования моделей самолета в аэродинамических трубах пришли к выводу о возможности достижения аэродинамического качества на крейсерском режиме полета (М=2,2) в пределах от 8,75 до 9 единиц, а на дозвуковом режиме — 14,8.

Один из последних вариантов самолета Ту-244А

Согласно решению Военно-промышленной комиссии при Совете Министров СССР, принятому в конце 1976 года, на первом этапе предполагалось создание уменьшенного варианта СПС-2 со взлетным весом 245—275 тонн (площадь крыла 570—750 м2) и двигателями тягой 22 500—27 500 кгс. В дальнейшем планировался переход к окончательной размерности СПС-2.

К 1985 году специалисты ММЗ «Опыт» подготовили техническое предложение по Ту-244 с четырьмя двигателями взлетной тягой по 24 000—25 000 кгс. Документом предусматривалось создание машины со взлетным весом 260 тонн (площадь крыла 607 м2), рассчитанной на перевозку 150-170 пассажиров на расстояние от 7000 до 10000 км. При этом расчетное значение аэродинамического качества на крейсерском режиме полета оценивалось в 8,65, что было заметно ниже по сравнению с ранее полученными результатами испытаний моделей в аэродинамических трубах.

На Ту-244 отказались от отклоняемой носовой части фюзеляжа, сделав ставку на оптико-электронную систему обзора земной поверхности. Шасси стало четырехопорным: одна передняя и три главных стойки, из которых наружные убираются в крыло, а средняя стойка — в фюзеляж.

Особенностью крайнего (озвученного) проекта машины стало применение двигателей изменяемого рабочего процесса или цикла (ДИЦ). В таком двигателе путем регулирования элементов проточной части (направляющих аппаратов компрессоров, сопловых аппаратов турбин, сопла), а также переключаемых во время работы различных агрегатов, включая камеры сгорания в наружном контуре, происходит адаптация режима его работы к заданным условиям полета. Применение ДИЦ в совокупности с укороченными, по сравнению с Ту-144, воздухозаборными устройствами двигателей обещало существенно повысить экономичность СПС-2.

Но ДИЦ — это далекая перспектива. Применение же обычных ТРДД с достигнутым уровнем удельного расхода топлива может свести на нет все усилия авиаконструкторов.

Прорабатывался проект СПС-2 и с двигателями на криогенном топливе.

Один из последних вариантов Ту-244 имел взлетный вес 325 тонн, крыло площадью 965 м2, четыре ТРДД взлетной тягой по 25 500 кгс и 269 пассажирских кресел в трехклассной компоновке. Расчетная практическая дальность полета на сверхзвуке — 9000 км при запасе топлива 160 тонн. Крейсерская скорость соответствует числу М=2,05.

Сверхзвуковые бизнес-джеты

Первый кризис в отечественном самолетостроении, пришедшийся на период правления Н.С. Хрущева (по большому счету Никита Сергеевич поступил правильно, только пути решения сформулированной им задачи следовало выбрать иные), к концу 1960-х годов успешно преодолели. Но спустя сорок лет по авиапрому был нанесен еще более сильный удар, от которого оправиться не удается до сих пор.

На этом фоне авиационные КБ и заводы предприняли многочисленные и, как оказалось, бесполезные попытки сохранить кадры и производство. Именно в конце XX века появилось несколько предложений по созданию административного СПС, который по велению времени стал именоваться сверхзвуковым бизнес-джетом.

Первыми свое слово сказали специалисты ОКБ А.И. Микояна, предложившие проект «701П» и ОКБ П.О. Сухого, выступившие с двумя типами СПС: С-51 иС-21. Всеонидолж-ны были перевозить от 6 до 68 пассажиров на расстояние 7000—7500 км и соответствовать действовавшим тогда требованиям FAR 36, части 3 по уровню шума и по интенсивности звукового удара на местности.

Обеспечить требуемую дальность полета бизнес-джета — дело непростое, главным образом из-за небольшого размера планера. Поэтому приходилось изыскивать все резервы его конструкции, чтобы впихнуть туда как можно больше топлива. А горючего требовалось много, поскольку удельные расходы его двигателями были выше, чем это было определено еще в конце 1950-х годов.

По оценкам известных аналитиков, потенциальный рынок самолетов такого типа мог составить от 400 до 700 единиц при условии, что себестоимость эксплуатации бизнес-джета по сравнению с дозвуковыми аналогами будет не выше чем на 20 процентов. Важнейшим же из потребительских свойств таких самолетов считалась возможность осуществления полета на межконтинентальную дальность с возвратом за один день с максимальным использованием рабочего времени.

Двухдвигательный самолет «701П» предназначался для межконтинентальных перелетов. Подробной информации об этой машине не опубликовано, но скорее всего он рассчитывался на перевозку не более десяти пассажиров при двух членах экипажа.

Немного дальше пошли на фирме «Сухого», где работы в этом направлении начались в 1989 году.

Общий вид самолета С-51, разрабатывавшегося в ОКБ имени П. О. Сухого

Общий вид двухдвигательного самолета С-21, разрабатывавшегося в ОКБ имени П. О. Сухого

Рисунок одного из последних вариантов самолета С-21 с тремя двигателями, разрабатывавшегося в ОКБ имени П. О. Сухого

Проект четырехдвигательного самолета С-51 разрабатывался в пассажирском на 68 человек и VIP-варианте с салоном «люкс», рассчитанном на 15— 20 человек. Был, естественно, и смешанный 52-местный вариант.

Что касается проекта С-21, то он разрабатывался на основе предварительного соглашения между ОКБ П.О. Сухого и американской компанией «Гольфстрим Аэроспейс Корпорейшн», достигнутого в начале 1990-х, и преподносился вероятному заказчику как первый в мире сверхзвуковой административный самолет. Видимо, его авторы и не догадывались о существовании более раннего предложения ОКБ-155. С-21 задумывался для перевозки от шести до десяти пассажиров на расстояние до 7400 км. В качестве силовой установки предполагалось использовать двигатели НПО «Сатурн» (видимо, вариант АЛ-31Ф, поскольку других подходящих не было) или фирмы «Роллс-Ройс».

Позже, когда расчетные параметры машины уточнили, из-за увеличения взлетного веса до 51 800 кг, пришлось добавить еще один двигатель. Стоимость С-21 оценивалась в 80 млн долларов.

Работа по этим проектам велась в течение нескольких лет, но так и не была завершена.

Не устояли от соблазна и в ОКБ имени А.Н. Туполева. Количество сотрудников на этом предприятии за двадцать лет сильно сократилось, но нарисовать очередной суперсоник сил хватает. Так появилось предложение по созданию сверхзвукового бизнес-дже-та Ту-444. Технический облик машины сформировался летом 2005 года.

Нет смысла останавливаться подробно на особенностях очередного бумажного проекта (очень подходящая тема для дипломного проекта), отмечу лишь, что Ту-444, как и предшественники, виделся его создателям бес-хвосткой с однокилевым вертикальным оперением. Для повышения аэродинамического качества и улучшения взлетно-посадочных характеристик самолет предполагалось сделать статически неустойчивым в продольном и боковом направлениях с применением многоканальной электродистанционной системы управления. Поэтому его вертикальное оперение сделали цельноповоротным. Но это рискованно, машина-то пассажирская.

Для улучшения взлетно-посадочных свойств рассматривался вариант с передним убирающимся крылом, как на серийных Ту-144.

Фюзеляжу придали форму с резко выраженным правилом площадей.

Как и прежде, предметом особого внимания стала силовая установка. На этот раз ставку сделали на бесфорсажные двигатели АЛ-32М НПО «Сатурн», представляющие комбинацию ТРДФ АЛ-31Ф и перспективного АЛ-41Ф-1, предназначенного для истребителя пятого поколения. Правда, не ясно, как собирались обеспечивать необходимый ресурс, двигатели же проектировались для военных машин.

Бизнес - джет Ту-444

Однако, несмотря на всю привлекательность, покупатели на Ту-444 не нашлись, и ему не суждено подняться в небо.

Завершая рассказ о сверхзвуковых пассажирских самолетах, следует подчеркнуть, что работа в этом направлении продолжается, но заказчиков на них пока нет и в обозримом будущем не предвидится, главным образом из-за финансовых кризисов, сотрясающих планету.

Основные данные сверхзвуковых бизнес-джетов

Источник: http://topwar.ru