Пол Даффи - А.Н. Туполев – человек и его самолеты
Ту-142М2 был первым самолетом – носителем крылатых ракет, а Ту-142МЗ имел системы связи СДВ-диапазона, предназначенные для немедленной передачи данных на базу и на подводные лодки.
В полете второй Ту-144 с бортовым номером 77102. Из собрания К.Удалова
Ту-144 Первый в мире сверхзвуковой пассажирский реактивный самолет
Годы, прошедшие после окончания второй мировой войны, принесли крупные достижения в развитии гражданской авиации. Самолеты становились больше, летали выше и дальше. Советский Союз не отставал, а иногда и с успехом опережал мировые достижений. Многие научно-исследовательские институты, включая ЦАГИ, работали над проблемами, которые необходимо было решить, чтобы заставить самолеты летать быстрее. Уже были достигнуты огромные скорости. Чуть быстрее – и на околозвуковых скоростях самолет подвергался аэродинамической вибрации. Выбора не было: нужно преодолевать звуковой барьер и начинать полеты на сверхзвуковых скоростях.
В начале 60-х годов научно-исследовательские работы по металлам, сплавам и пластикам, необходимым для строительства самолетов и способным выдерживать высокие температуры, возникающие в результате длительного сверхзвукового полета, начали давать первые результаты. Между тем в ноябре 1962 года Франция и Великобритания подписывают соглашение о совместной разработке и постройке сверхзвукового пассажирского реактивного самолета «Конкорд».
В начале 1963 года Туполев ставит задачу спроектировать сверхзвуковой реактивный самолет. Главным конструктором он назначает своего сына Алексея. До сих пор Алексей был нацелен на будущее в том смысле, как это понимали военные стратеги 50-х годов: он занимался проектированием ракет и беспилотных самолетов. За проделанную работу Алексей Туполев удостоен нескольких наград. Опыт, накопленный при работе над этими высокоскоростными проектами, повысил его профессионализм и позволял заниматься разработкой сверхзвукового реактивного самолета, естественно, под общим руководством отца.
В начале 60-х годов сверхзвуковые полеты рассматривались как средство экономии времени и снижения усталости пассажиров от работающих реактивных двигателей, что в длительных полетах ощущалось особенно сильно. Против сверхзвукового реактивного самолета предлагались, главным образом, экономические аргументы, однако это не остановило ни англо-французский проект, ни проект Туполева. Существовали и экологические ограничения, хотя они в то время были еще мало изучены, кроме, разве что, влияния звукового удара, который мог представлять проблему для людей, проживающих в районе трассы полета.
Большая группа конструкторов под руководством А. Туполева приступает к работе. Несмотря на огромный опыт, накопленный ОКБ по разработке скоростных военных самолетов, многие проблемы оставались нерешенными. Первая из них – форма самолета. ЦАГИ, находящийся теперь на испытательной базе в Жуковском, имел одну из лучших в мире аэродинамических труб. В ней проходили проверку аэродинамические качества конструкций самолетов Туполева, создаваемых в виде моделей. Чтобы обеспечить пассажирам комфортабельные условия полета, аэродинамика пассажирского самолета должна быть не менее чем на 50 процентов лучше, чем у военного. По той же причине необходимо было изучить влияние преодоления звукового барьера на прочность и центровку самолета.
Приходилось разрабатывать новые термостойкие материалы, выбирать материалы, отвечающие требованиям по периодическому нагреванию, когда самолет то расширяется за счет наддува и нагревается вследствие трения воздушного потока, то сжимается на малых высотах и низких скоростях или при нахождении на земле. Фюзеляж длиной 60 м в полете удлиняется на 300 мм. На первый взгляд, немного, но воздействие на герметичную и находящуюся под давлением кабину необходимо было свести до минимума. Требовались новые смазочные и уплотнительные материалы и даже технологии постройки. Для того чтобы пассажиры чувствовали себя комфортно на высоте 20 000 метров, в кабине необходимо было предусмотреть новые системы жизнеобеспечения.
Для выполнения этих работ, которые советское руководство считало делом чести для всей страны, из других авиационных организаций в ОКБ Туполева было прикомандировано свыше тысячи человек. Заблаговременно принимается решение по испытанию аэродинамических качеств конструкции крыла. Для этого модернизировали МиГ-21 и установили на него новое крыло, аналогичное по форме крылу Ту-144. Эти работы выполнялись в цехах КБ «МиГ» на Ленинградском шоссе.
Для опытного образца самолета, который строился на заводе «Опыт», многие материалы деталей протравливались и обрабатывались вручную. Точно так же, вручную, решили герметизировать топливные баки.
Первый экипаж Ту-144 М. Козлов, В. Бендеров, Ю. Селиверстов, Э. Елян
Внешнее сходство самолета Туполева и англофранцузского «Конкорда» нередко вызывало подозрения в плагиате. Началось это в июне 1965 года, когда модель Ту-144 показали на авиасалоне в Париже. Несмотря на существенные различия, которые были видны при внимательном рассмотрении, самолеты действительно были похожи друг на друга. По мнению конструкторов ОКБ Туполева, общая форма самолета определяется в основном законами аэродинамики, требованиями, предъявляемыми к самолету, и наличием материалов. Для сравнения они приводят в пример сходство самолетов DC-9 и БАК 1-11, DC-8 и «Боинг-707», DC-10 и «Тристар» фирмы «Локхид». В то время машинное проектирование только-только зарождалось, сегодня же у самолетов может быть еще больше сходства.
Опытный образец Ту-144 был построен летом 1968 года. Советскому руководству очень хотелось показать его в небе раньше, чем там появится «Конкорд», и на авиасалоне в Париже было объявлено, что самолет будет готов в 1968 году. По старой традиции после постройки самолет был разобран для перевозки на испытательную базу в Жуковском. Цеха ОКБ Туполева были ближе к центру Москвы, но аэродрома поблизости не было. К октябрю Ту-144 в Жуковском вновь собрали, провели наземные испытания и опробовали двигатели. 31 декабря 1968 года, после шестнадцати дней ожидания хорошей погоды, за считанные часы до истечения обещанного срока Эдуард Елян наконец-то берет штурвал на себя и поднимает в воздух небо Ту-144 с бортовым номером СССР 68001. Первый в мире пассажирский сверхзвуковой реактивный самолет взлетает с основной взлетно-посадочной полосы аэродрома Жуковского длиной 5 км. В этом полете Ту-144 сопровождался самолетом МиГ-21.
Только для проведения испытаний было построено четыре самолета: два – для статических испытаний в ЦАГИ, один был отправлен в Новосибирск в СибНИИ для испытаний на термическую усталость, а четвертый остался в Жуковском для испытаний на усталость. Ту-144 имел четыре новых двигателя НК-144, созданных в моторостроительном конструкторском бюро Кузнецова. Новые двигатели были снабжены форсажной камерой, которая использовалась, главным образом, при взлете. Корпус и крыло были изготовлены из дюралюминия, но переднюю кромку крыла, сильно разогревающуюся в сверхзвуковом полете, изготавливали из нержавеющей стали и титана.
Кабина экипажа Ту-144. Из собрания К.Удалова
Опытный образец Ту-144, на котором уже были видны некоторые изменения конструкции, был продемонстрирован на авиасалоне в Париже в 1971 году. Эти изменения стали возможными благодаря опыту, приобретенному во время выполнения программы летных испытаний. Представилась возможность сравнить два сверхзвуковых пассажирских лайнера, одним из которых был французский опытный образец «Конкорда». Ту-144 был больше, и корневая часть крыла начиналась с заметного увеличения стреловидности. Это улучшало летные характеристики на низких скоростях. На обоих самолетах двигатели размещались в подкрыльевых гондолах. Однако схема их расположения была различной. Позднее Ту-144 будет оснащен передним горизонтальным оперением, расположенным непосредственно после кабины экипажа и выдвигающимся из фюзеляжа для улучшения летных характеристик при полете на низких скоростях и убирающимся при полете на высоких скоростях.
«Аэрофлот», поначалу возлагавший на Ту-144 большие надежды, планировал заказать много самолетов. На Воронежском заводе № 64 было развернуто производство нового самолета. Одновременно продолжалась программа летных испытаний.
5 июня 1969 года на высоте 11 000 м Ту-144 впервые преодолел звуковой барьер. Год спустя, 25 мая 1970 года, он превысил скорость 2М, совершив полет на высоте 16 300 м со скоростью 2 150 км/час. Публике самолет показали в первый раз на несколько дней раньше, 21 мая, во время осмотра официальными лицами Министерства гражданской авиации в аэропорту Шереметьево.
