Столетняя история “летающего крыла” - Дмитрий Соболев

Первый полет Ту-144. Самолет сопровождает МиГ-21И.

К концу 1968 г. определился победитель в пятилетием соперничестве советских и западных самолетостроителей. Им оказалось ОКБ Туполева. 31 декабря экипаж в составе летчиков-испытателей Э.В.Еляна и М.В.Козлова, инженера-испытателя В.Н.Вендерова и бортинженера Ю.Т.Селивестрова поднял с аэродрома ЛИИ опытный экземпляр Ту-144 в воздух. Елян вспоминает:

"Десять дней, начиная с 20 декабря, мы провели на аэродроме и никак не могли взлететь из-за погоды. Она тогда словно взбесилась: туманы, снегопады, низкая облачность. 31-го числа пригнали специальный самолет для рассеивания облачности в районе испытаний. В общем с горем пополам вырвали у погоды "окошко". Дали нам час на запуск, выруливание, взлет и посадку. Чистое летное время составило, повторяю, тридцать восемь минут, но они дали обширную информацию. Машина показала отличные летные свойства."[7]

В 1970 г. была достигнута заданная максимальная скорость полета — 2430 км/ч.

Ту-144 опередил "Конкорды" на два месяца: "Конкорд" № 001 взлетел в Тулузе 2 марта 1969 г., его пилотировал летчик-испытатель А.Тюрка; в апреле поднялся в воздух "Конкорд" английского производства (№ 002). Но если первые "Конкорды" почти не отличались от будущих серийных самолетов, то опытный экземпляр Ту-144 оставался, по существу, экспериментальной машиной. Чтобы превратить его в пассажирский авиалайнер, требовалось еще многое сделать, прежде всего — увеличить дальность полета и вес полезной нагрузки.

Поэтому предсерийный экземпляр Ту-144 весьма существенно отличался от опытного самолета. Число пассажирских мест увеличили со 120 до 150, для этого пришлось удлинить фюзеляж на семь с половиной метров. Возросла также емкость топливных баков. Чтобы компенсировать прирост взлетного веса, площадь крыла увеличили с 470 м² до 490 м². Одновременно упростили его форму — передняя кромка стала прямолинейной, с выраженной точкой перегиба. Как показали эксперименты, это не привело к ухудшению аэродинамических характеристик крыла, а продольная устойчивость самолета на больших углах атаки даже улучшилась.[8]

Много проблем при испытаниях первого Ту-144 доставляла "плотная" компоновка двигателей. Кроме отмеченной выше интерференции реактивных струй, наблюдались вибрация хвостовой части самолета и ее повышенный нагрев. Поэтому на предсерийной машине двигатели поместили в двух разнесенных по размаху гондолах. При этом появилась возможность убирать основные стойки шасси в мотогондолы, высвободив в крыле дополнительное место для топлива.

Для улучшения взлетно-посадочных характеристик за кабиной установили выдвигающиеся из фюзеляжа балансировочные крылышки. Их площадь была невелика, но благодаря мощной механизации (двойной предкрылок и двухщелевой закрылок) они создавали значительную подъемную силу. Теперь на взлете и при посадке можно было отклонять элевоны вниз для увеличения подъемной силы основного крыла. Этим достигался прирост С =0,17, а скорость захода на посадку составила всего 260 км/ч — меньше, чем у дозвукового Ил-62.

Испытания предсерийного Ту-144 начались летом 1971 г. В сентябре следующего года на нем был совершен пробный полет из Москвы в Ташкент. Расстояние между этими городами самолет преодолел менее, чем за два часа, развивая на отдельных участках скорость до 2500 км/ч.

В конце 1972 г. поднялся в воздух первый серийный Ту-144. От предсерийного экземпляра он отличался увеличенным запасом топлива и чуть большими размерами.

Первый раз на выставке в Бурже Ту-144 показали в мае 1971 г. Но тогда это был опытный образец. В 1973 г. решили продемонстрировать миру серийную машину, чтобы доказать, что мы по-прежнему впереди — англо-французский СПС существовал тогда только в виде предсерийного образца. И тут произошла трагедия, подорвавшая международный престиж советского сверхзвукового авиалайнера: 3 июня 1973 г. во время демонстрационного полета Ту-144 после крутого набора высоты до 1200 м неожиданно перешел в пике и так и не вышел из него. Примерно в 120 м от земли у самолета отломилась часть крыла, машина перевернулась, отвалился киль, затем последовал взрыв... Погибли все шесть членов экипажа и восемь жителей близлежащего городка Гусенвиль, на который упали обломки самолета.

Точные причины катастрофы до сих пор неизвестны. Наибольшее распространение у нас получила версия, что виной всему был французский "Мираж", опасно сблизившийся с советским СПС. Стремясь избежать столкновения, пилоты Ту-144 резко направили машину вниз и на выходе из пике конструкция самолета, не рассчитанная на такие перегрузки, сломалась.[9]

Но существует и другая гипотеза: чтобы исправить впечатление от не слишком элегантной посадки самолета во время демонстрационного полета 2 июня, члены советской делегации уговорили командира экипажа М.В.Козлова выполнить на Ту-144 "истребительную" фигуру пилотажа — "горку". При выходе из маневра нагрузка превысила предельно допустимую...[10]

Так как трагедия произошла не по вине СПС, Ту-144 продолжали готовить к эксплуатации на внутренних линиях. Авиационный завод в Воронеже наладил серийный выпуск самолетов. В 1975 г. начались пробные рейсы из Москвы в Алма-Ату. Перевозилась почта и другие срочные грузы. Полеты проходили на высотах до 18000 м со скоростью 2200 км/ч. Время полета в один конец составляло 1 час 55 минут.

Серийный Ту-144.

HP.115

"Конкорд"

ВАС. 221

Ту-144

МиГ-21И

После двух лет пробной эксплуатации, за которые пилоты и сотрудники наземных служб ГВФ познакомились с особенностями сверхзвуковой "бесхвостки", было решено начать регулярные пассажирские перевозки. С 1 ноября 1977 г. два Ту-144 с бортовыми номерами 77109 и 77110 раз в неделю стали летать из Москвы в Алма-Ату.

Полеты проходили без осложнений, но были крайне убыточными. При запасе горючего, необходимом для полетов в Алма-Ату, допустимый вес коммерческой нагрузки Ту-144 равнялся всего 10т, т.е. при наличии 150 мест самолет мог брать не более 100 пассажиров с багажом. А так как на этом 3200-километровом маршруте выигрыш во времени по сравнению с полетом на Ту-104 оказывался всего-то пару часов, то желающих платить за дорогой билет было еще меньше. Для достижения же дальности 4000 — 4500 км почти вся полезная нагрузка Ту-144 должна была состоять из топлива.

По своему аэродинамическому совершенству советский СПС не только не уступал, но даже превосходил "Конкорд": его максимальное аэродинамическое качество равнялось 8, а у англо-французского СПС оно составляло 7,3. Крейсерская скорость Ту-144 — 2335 км/ч — также была выше, чем у его западного конкурента (2180 км/ч). Проблема заключалась в двигателях. Если "Олимпы" "Конкорда" на 1 кг тяги за час расходовали на крейсерском режиме полета 1,19 кг топлива, то удельный расход горючего у НК-144 был 1,81 кг/кгс час. К сожалению, экономичность двигателей всегда была "слабым местом" отечественного авиастроения...

К тому же, Ту-144 имел почти в полтора раза большую площадь крыла, чем "Конкорд". Это была вынужденная мера: англо-французский СПС проектировался для трансокеанских полетов, а наш Ту-144 должен был эксплуатироваться на внутриконтинентальных линиях над населенными районами, и, чтобы снизить интенсивность звукового удара, требовалось увеличить высоту полета, а для этого — уменьшить нагрузку на крыло. Большая площадь крыла повлекла за собой увеличение веса конструкции и аэродинамического сопротивления. Поэтому в крейсерском полете НК-144 должны были развивать тягу по 5500 кгс, а "Олимпы" — только по 4550 кгс. Если умножить тягу на удельный расход топлива, то получается, что советский СПС той же дистанции расходовал на одного пассажира примерно вдвое больше топлива, чем "Конкорд".

Понимая, что при таких характеристиках ни о какой экономической целесообразности Ту-144 и речи быть не может, конструкторы ОКБ Туполева еще в 1974 г. занялись созданием усовершенствованного варианта самолета. Ему присвоили обозначение Ту-144Д.

Основным отличием новой машины было применение одноконтурных бесфорсажных двигателей ОКБ П.А.Колесова РД-36-51 с максимальной тягой по 20 тс. На крейсерском режиме полета такой двигатель расходовал 1,27 кг топлива на кг тяги в час, т.е. был значительно экономичнее НК-144 с форсажной камерой. По расчетам, новая силовая установка обеспечивала самолету дальность 4500 км со 150 пассажирами и 6500 км со 120 пассажирами. Это давало надежды на применение СПС на таких линиях, как, например, Москва — Хабаровск — Москва.

Однако надежность новых двигателей оставляла желать лучшего. 23 мая 1978 г. во время испытательного полета Ту-144Д из-за вибраций в двигательном отсеке треснул трубопровод топливной системы, стало вытекать топливо. При запуске вспомогательной силовой установки, предназначенной для увеличения суммарной тяги на определенных режимах, топливо воспламенилось и возник пожар. При вынужденной посадке на поле носовой обтекатель под-