Легендарный Ту-16 Часть I
Ефим И.Гордон, Владимир Г.Ригмант, Виктор Ф.Кудрявцев/ Москва, Андрей Ю.Совенко/ «АиВ»
Этот самолет стал легендой. Его многочисленные варианты состояли на вооружении Дальней Авиации (ДА) и Авиации ВМФ, служили в военных и гражданских научно-исследовательских и учебных центрах, летали в системе МАП и в Аэрофлоте, выпускались и воевали за пределами СССР. На этой машине воспитано несколько поколений авиаторов. Писать ее полную историю ~ все равно, что пытаться объять необъятное. Поэтому авторы заранее просят читателя извинить их за сжатый журнальный стиль публикации, несмотря на который редакции пришлось пойти на беспрецедентный для нее шаг - разместить монографию о Ту-16 в двух номерах. Поэтому не удивляйтесь отсутствию в этом выпуске рассказа о ракетоносцах и многих других модификациях машины, о них вы сможете прочесть в следующем номере «АиВ».
Авторы выражают благодарность за помощь И.И.Анисину, Н.П.Бажану, Г.Т.Губину, Ю.Н'.Кабернику, А.С.Магащу-ку, С.Г.Морозу, Н.И.Павленко, А.В.Пивоварову, В.В.Регину, А.Д.Роману, И.В.Черкасову, Н.Черкашину, С.В.Юрикову.
Выбор концепции
Одним из главных направлений научных исследований, проводившихся в ЦАГИ после войны, была разработка аэродинамической компоновки тяжелого самолета со стреловидным крылом. Основываясь на работах немецких конструкторов над проектом EF-132, а также на собственных продувках моделей стреловидных крыльев, ученые ЦАГИ предложили для такого самолета крыло с удлинением порядка 7-9 и углом стреловидности 35гр.. Эти параметры легли в основу проекта дальнего реактивного бомбардировщика «88», предварительные исследования которого проводились в ОКБ-156 А.Н.Туполева в бригаде Б.М.Кондорского. Самолет с экипажем из шести человек должен был иметь: максимальную скорость - 950-1000 км/ч; практический потолок - 12000-13000 м; максимальную бомбовую нагрузку - 12000 кг; дальность полета с нормальной бомбовой нагрузкой - 7500 км; длину разбега - 1800 м; мощное оборонительное вооружение. В качестве силовой установки рассматривались перспективные двигатели ТР-ЗА (АЛ-5) со статической тягой 5000 кгс, двухконтурные ТР-5 такой же тяги и создававшиеся в ОКБ-300 двигатели АМРД-03 с тягой 8200 кгс. Все предварительные компоновки и первые расчеты по проекту «88» находились под пристальным личным вниманием Туполева.
Предварительным проектированием бомбардировщика занимались недавние выпускники МАИ И.Б.Бабин, В.А.Стерлин, А.А.Туполев, Г.А.Черемухин, завершившие подготовку материалов в июне 1950 г. На рассмотрение руководства фирмы были предложены несколько различных компоновок самолета, в том числе с двумя двигателями АЛ-5, установленными в прижатых к фюзеляжу мотогондолах, автором которой был А.А.Туполев - сын главного конструктора. Продувки модели самолета с такой компоновкой дали очень хорошие результаты. Другой отличительной чертой проекта Алексея Андреевича стало шасси с одной главной и несколькими вспомогательными подкрыльевыми и фюзеляжными опорами. После длительного обсуждения главный конструктор принял решение продолжить развитие проекта «88» на основе крыла ЦАГИ и сочетания лучших компоновочных решений из предлагавшихся. Фюзеляж в целом был подобен отработанному на более ранних машинах, шасси - трехопорное с уборкой основных стоек в отдельные гондолы на крыле, расположение двигателей - по проекту А.А.Туполева. Так в первом приближении сложился тот облик Ту-16, который через несколько лет вызовет восхищение всей мировой авиационной общественности.
Тем временем задание на проектирование дальнего реактивного бомбардировщика Ил-46 получило ОКБ-240 С.В.Ильюшина. Однако это не остановило работы по данной тематике в ОКБ-156. Они продолжались в инициативном порядке с целью создания самолета с более высокими тактико-техническими характеристиками, чем ожидались у Ил-46. Такая позиция ОКБ была положительно воспринята не только руководством ВВС, но и правительством. Вскоре ОКБ Туполева тоже получило официальное задание на новый самолет, и у него появился шанс взять реванш за неудачу в негласной конкурентной борьбе с ОКБ-240 при создании фронтового реактивного бомбардировщика, когда победителем стал Ил-28.
10 июня 1950 г, вышло Постановление Совета Министров СССР №2474-974, а через 4 дня - и приказ МАП №444, согласно которым ОКБ-156 поручалось спроектировать и построить дальний бомбардировщик с двумя двигателями ТР-ЗФ (старое обозначение - ТР-ЗА) и характеристиками, близкими к тем, которые получило ОКБ в ходе предварительных проработок. Опытный самолет требовалось построить в двух экземплярах и предъявить первый прототип на Государственные испытания в декабре 1951 г, однако вскоре в связи с большой загрузкой ОКБ-156 работами по Ту-85 все сроки по «88» сдвинули на три месяца. Главным конструктором по новому самолету стал Д.С.Марков, который бессменно оставался на этой должности при создании всех последующих модификаций машины.
Сложную задачу определения размерности и окончательной аэродинамической и конструктивной компоновки нового бомбардировщика удалось решить путем проведения большого числа параметрических исследований, широкого модельного эксперимента и натурных испытаний. В ходе этих работ стало ясно, что суммарной тяги двух АЛ-5 для получения заявленных характеристик явно недостаточно. Поэтому в феврале 1951 г. решением А.Н.Туполева за основу был взят вариант с двумя «восьмитонниками» АМРД-03 (в серии - АМ-3). Окончательно вопрос с типом двигателей был закрыт лишь через несколько месяцев, когда начались испытания реального образца АМ-3. 24 августа 1951 г. вышло новое Постановление Совмина, а вслед за ним - приказ МАП №832 от 30 августа, которые узаконили применение двигателей АМ-3 со статической тягой на максимальном режиме 8700 кгс и удельным расходом топлива 1,0 кг/кгс.ч. Предполагалось, что сухой вес АМ-3 не будет превышать 3100 кг.
Для подстраховки на случай неудачи с АМ-3 продолжалось проектирование и варианта с четырьмя двигателями ТР-ЗФ, но уже с измененным расположением (проект «90/88»). Два из них находились в обжатых м ото гондолах у фюзеляжа (как у «88») и еще два - под крылом, между закрылком и элероном. Однако из-за успешного продвижения работ по основному варианту дальнейшее проектирование самолета «90/88» было прекращено. Несколько позже, в 1954 г., по инициативе С.М.Егера рассматривалось предложение по использованию двух турбовинтовых двигателей ТВ-12 мощностью по 12000 л.с. (проект «90»), Но реализовано это предложение не было, т.к. ВВС вполне удовлетворила дальность полета самолета «88» с АМ-3.
С учетом изменения типа силовой установки 11 сентября 1950 г. военные предъявили скорректированные ГI 1 к новому бомбардировщику. 20 апреля следующего года эскизный проект машины был закончен и передан в Авиационно-технический комитет ВВС. Положительное заключение на него было получено уже 29 мая. Первый неофициальный осмотр макета бомбардировщика представителями ВВС, состоявшийся 16 февраля, принес конструкторам 101 замечание. 8 марта, в ходе второго осмотра, военные сделали еще 25 замечаний. Официально макет был предъявлен ВВС вместе с эскизным проектом 20 марта 1951 г. Со 2 июня начала свои заседания макетная комиссия под председательством заместителя Главкома ВВС С.И.Руденко, а 7 июля макет был утвержден. В связи с установкой на машину дополнительного оборудования и проведением работ по «дублеру» с 18 по 26 марта 1952 г. состоялась дополнительная макетная комиссия, на которой окончательно согласовали с заказчиком вопросы по оборудованию и вооружению бомбардировщика. Такой длительный процесс был связан с большим количеством оригинальных технических решений, примененных на самолете «88».
Конечно, главным из них стало размещение двигателей в корне крыла позади второго лонжерона. Такая компоновка позволила снизить сопротивление интерференции в зоне стыка крыла с фюзеляжем за счет создания «активного зализа»: реактивная струя двигателей создавала разрежение сразу за местом стыка и как бы подсасывала воздух, обтекающий это самое аэродинамически сложное место самолета. А.Н.Туполев внимательно следил за ходом проработки узла «фюзеляжгондолы-крыло» и, стремясь максимально уменьшить его мидель, требовал «обжимать, обжимать и обжимать». В результате двигатели оказались максимально «утопленными» в фюзеляж. Когда в ЦАГИ продули модель самолета «88» после всех «обжатий», специалисты долго не могли понять, почему так резко уменьшилось аэродинамическое сопротивление машины, и тянули с выдачей заключения по результатам продувок. Бомбардировщик обладал и рядом других особенностей. Например, его крыло большого удлинения отличалось жесткостью, особенно от крыльев американских бомбардировщиков Boeing В-47 и В-52. На этих машинах крылья выполнили гибкими, чтобы за счет их деформации демпфировать вертикальные порывы. Впоследствии американцам пришлось решать много связанных с этим проблем, постоянно дорабатывая и усиливая конструкцию крыла под угрозой распространения усталостных трещин. Вместительный грузоотсек самолета располагался за задним лонжероном центроплана, благодаря чему сбрасываемые грузы находились близко от центра масс, а сам отсек не нарушал силовой схемы крыла. Прочность и жесткость фюзеляжа в этой зоне обеспечивались очень мощными продольными бимсами. Экипаж разместили в двух герметических кабинах с катапультными сиденьями. В задней кабине, в отличие от тяжелых боевых самолетов более ранней разработки, размещались два стрелка, что обеспечивало их лучшее взаимодействие в боевой обстановке и улучшало психологическое состояние.
Самолет «88» - первый прототип Ту-1 6
Планер Ту-16 на статиспытаниях в ЦАГИ
Так мог выглядеть самолет «103»
Серийный Ту-16. Кадр из фильма "Барьер неизвестности»
Кормовая оборонительная установка ДК-7
Хвостовой контейнер-обтекатель станции «Сирень»
Оригинальной была и схема шасси с двумя четырехколесными тележками основных опор, поворачивающимися при уборке на 180° относительно земли. На схему уборки с опрокидыванием основных стоек в крыльевые гондолы даже получили патент (несколько позднее и совершенно независимо от разработок ОКБ Туполева эту схему использовали на английском бомбардировщике Vickers "Valiant" Mk.2). В передней опоре шасси впервые в СССР в качестве противоколебательного элемента, уменьшавшего опасность возникновения «шимми», применили спаренные колеса на одной общей оси. В итоге обеспечивалась возможность эксплуатации самолета как с бетонных, так и с грунтовых и снежных аэродромов. Для применения в аварийных ситуациях при посадке предусматривался тормозной парашют В ходе проектирования машины между ведущими специалистами ОКБ-156 и ЦАГИ возникли разногласия по вопросу применения на бомбардировщике необратимого бустерного управления. Из-за низкой надежности первых советских гидравлических авиационных приводов специалисты ОКБ не считали возможным их установку на машине. В связи с этим для изделия «88» (как и для Ту-95) пришлось искать возможности для обеспечения приемлемых усилий на органах управления в кабине. После проведения большого объема модельных и натурных испытаний в аэродинамических трубах ЦАГИ эту сложную задачу успешно решили.
Комплекс оборонительного вооружения бомбардировщика состоял из трех дистанционно управляемых подвижных установок со спаренными 23-мм пушками, передней установки с одной такой пушкой, а также четырех оптических прицельных постов и автоматического кормового радиоприцела. В качестве последнего предполагалось использовать перспективную РЛС «Топаз» с большой дальностью обнаружения или РЛС «Аргон» с меньшей дальностью, но уже подготовленную к серийному производству. Учитывая дефицит времени, выбор был сделан в пользу станции «Аргон». Этот состав вооружения обеспечивал оборону самолета на уровне, значительно превосходящем самолеты аналогичного назначения.
Поскольку считалось, что ядерные бомбы станут основным оружием самолета «88», перед его создателями поставили задачу обеспечения безопасности самолетов при взрывах атомных боеприпасов. Это в основном касалось вопросов динамики полета и прочности: не разрушит ли ударная волна бомбардировщик, не раздавит ли его повышенное давление за фронтом ударной волны, не нарушится ли устойчивость машины, необходимо ли экипажу вмешиваться в управление самолетом? Особого внимания потребовало изучение воздействия теплового излучения на дюралевые сплавы. В результате к середине 1950-х гг. удалось разработать и внедрить ряд эффективных мер по защите самолетов-носителей от поражающих факторов ядерного взрыва как в полете, так и на местах базирования.
Прототипы
Рабочие чертежи на первый прототип самолета «88/1» поступали на опытное производство завода №156 с февраля 1951 по январь 1952 г, фактически параллельно с постройкой машины. Одновременно строился и экземпляр для статических испытаний, который был готов к концу 1951 г. Работы велись «с листа», с взаимной корректировкой как «живой» конструкции, так и чертежей. К концу 1951 г. закончили постройку первого летного прототипа, а 25 января его перевезли в Жуковский для дальнейших доводок и начала испытаний. Начались гонки двигателей, отработка уже установленного и монтаж еще поступавшего оборудования. К началу заводских испытаний не установлены были лишь бомбовый радиоприцел «Рубидий-ММ», станции «Аргон» и «Меридиан» и артиллерийское вооружение. 25 февраля опытную машину официально передали на заводские летные испытания. Для их проведения назначили экипаж во главе с летчиком-испытателем Н.С.Рыбко и вторым пилотом М.Л.Мельниковым, ведущим инженером по летным испытаниям стал Б.Н.Гроздов, а ведущим инженером по машине - И.А.Старков.
Нижняя оборонительная установка
Носовая часть Ту-16 «Елка». Часть остекления штурманской кабины закрыта «противоатомными» шторками
Первая рулежка опытного «88/1» продолжительностью один час состоялась 24 апреля. Уже через 3 дня, 27 апреля самолет совершил свой первый полет, длившийся 12 минут. В ходе заводских испытаний, завершившихся 29 октября, самолет достиг максимальной скорости 1020 км/ч, что превышало требования. В то же время дальность полета и взлетно-посадочные характеристики оказались существенно хуже оговоренных в задании. Причиной тому была значительно возросшая масса пустого самолета - 41050 кг вместо расчетных 35750 кг, даже несмотря на отсутствие части оборудования и вооружения. Соответственно выросла и максимальная взлетная масса бомбардировщика -77350 кг против 64000 кг. Тем не менее, учитывая дефицит времени, было принято волевое решение о передаче опытной машины на Государственные испытания параллельно с разработкой мер для снижения ее веса и развертыванием серийного производства. 13 ноября бомбардировщик «88/1» был принят ГК НИИ ВВС на аэродроме ЛИИ в Жуковском, где через день совершил первый полет по программе Госиспытаний. Шли они, в общем, успешно и прервались только 30 марта 1953 г. из-за поломки в результате грубой посадки. Расследовавшая аварию комиссия приняла решение продолжить программу на «дублере». В дальнейшем восстановленный самолет «88/1» использовался для испытаний и доводок оборудования и силовой установки.
Решение о проведении Госиспытаний самолета параллельно с его коренной переделкой выглядит противоестественным, однако делать все по правилам значило потерять драгоценное время, и 10 июля 1952 г. вышло Постановление Совмина №3193-1214, а на следующий день - приказ МАП №804, узаконившие это положение вещей. Документами предписывалось:
а) самолету «88» присвоить обозначение Ту-16;
б) прекратить серийное производство самолета Ту-4 на заводе №22 в Казани и с июля 1953 г. начать там серийное производство Ту-16 по следующему графику: в июле выпустить 1 машину, в августе - 1, в сентябре - 2, в октябре - 3, в ноябре - 3, в декабре - 5;
в) на заводе № 16 также в Казани организовать серийное производство двигателей АМ-3 и в 1953 г. построить 70 экземпляров;
г) в сентябре 1952 г. предъявить на Госиспытания Ту-16 с нормальной взлетной массой 48000-55000 кг, бомбовой нагрузкой от 3000 до 9000 кг, максимальной скоростью полета 1000-1020 км/ч, технической дальностью полета 6000-7000 км, практическим потолком 13000 м, длиной разбега 1500-1800 м;
д) Государственные испытания Ту-16 закончить к декабрю 1953 г.;
е) провести войсковые испытания на первых 15 серийных самолетах.
Надо сказать, что резервов для уменьшения массы конструкции Ту-16 было более чем достаточно, ведь главная причина перетяжеления заключалась в постоянных опасениях прочнистов и конструкторов за свою судьбу - следует помнить, что машина создавалась в самые последние годы сталинского режима, когда любая их ошибка была чревата в лучшем случае тюрьмой. Каждый старался себя подстраховать: рядовой конструктор на результаты своих расчетов «набрасывал» на всякий случай процентов 10 запаса, его начальник из тех же побуждений - еще столько же и т.д. К этому следует добавить изначальное требование спроектировать машину под два варианта силовой установки, что также вело к снижению весовой отдачи.
Когда стали очевидны последствия такого подхода, Туполев организовал в ОКБ-156 настоящую «борьбу за вес». Теперь, при проектировании «дублера», речь шла о практически новом конструктивном исполнении многих элементов самолета. Работа велась по трем основным направлениям. Во-первых, облегчили несиловые элементы. Во-вторых, резко уменьшили число соединений и крепежа (например, сборные рамы каналов воздухозаборников заменили на монолитные из сплава АК-8, обшивку в некоторых элементах планера из Д-16 заменили на обшивку из высокопрочного сплава В-95, внедрили прессованные монолитные профили переменного сечения, большие листы и т.д.). В-третьих, было принято совместное с заказчиком решение ввести ограничение скорости полета на высотах до 6250 м (считалось, что воевать Ту-16 придется на больших высотах), что позволило снизить расчетный скоростной напор. В результате к ноябрю 1952 г. массу пустого самолета удалось снизить до 36490 кг. Но к тому времени на серийный завод уже были переданы рабочие чертежи «тяжелого» варианта, полным ходом шла подготовка его производства. Передача в серию чертежей облегченного самолета и изготовление новой оснастки грозили срывом сроков начала серийного производства со всеми вытекающими последствиями. В этой непростой ситуации Туполев, заручившись поддержкой руководства МАП, принял смелое решение о запуске в серию именно облегченного варианта Ту-16. При этом были приняты меры для сокращения задержки выхода первых серийных бомбардировщиков. Все чертежи с учетом корректировок передали на завод №22 к концу 1952 г., а реальный срок выпуска первого серийного Ту-16 сдвинулся с июля на октябрь 1953 г.
В этот период конструкция «дублера» была доработана с учетом замечаний, полученных в ходе испытаний самолета «88/1». В частности, носовую часть фюзеляжа для повышения удобства экипажа и лучшего размещения оборудования удлинили на 0,2 м, в отъемных частях крыла установили топливные баки, при этом общая емкость топливной системы увеличилась с 38200 л до 43900 л, установили подвижные пушечные установки ДТ-В7, ДТ-Н7С и ДК-7 с пушками ТКБ-495А, а затем с ТКБ-495АМ (АМ-23), установили оптические прицельные станции ПС-48М, радиолокационный прицел «Аргон», опытный образец радиолокационного прицела «Рубидий-ММ-2», а вместо оптического бомбардировочного прицела ОПБ-10С -векторно-синхронный прицел типа ОПБ-11р, модернизированный автопилот АП-5-2М и т.д. Постройку «дублера» (самолет «88/2») закончили на заводе №156 в самом начале 1953 г., а на летно-испытательную базу машину перевезли 13 февраля. К марту все доводочные работы были закончены, и 14-го числа машину передали на заводские испытания, Их провел экипаж во главе с Н.С.Рыбко, ведущим инженером по летным испытаниям был М.М.Егоров, хорошо зарекомендовавший себя при исследованиях и доводках силовых установок самолетов Ту-4 и Ту-70. Первую рулежку на самолете «88/2» экипаж выполнил 28 марта, а 6 апреля 1953 г. совершил первый 30-минутный полет. Заводские испытания «дублера» закончились 12 сентября.
Зона задней части мотогондолы
Носитель атомной бомбы Ту-16А, как и Ту-16, получил в НАТО обозначение Badger-A (барсук). На верхнем снимке хорошо видны открытые створки бомболюка
Поскольку первоначальные сроки создания самолета не были выдержаны, а «дублер» на Госиспытаниях недобрал максимальной скорости (992 км/ч вместо 1000-1020 км/ч по заданию), то в руководстве ОКБ-156 необходимо было найти «ответчика». Им стал Д.С.Марков, которому министр авиапромышленности объявил выговор. За, как впоследствии оказалось, очень удачный самолет Маркова удостоили обидной записи в личном деле.
16 сентября 1953 г самолет «88/2» был предъявлен на Контрольные Государственные испытания, а 18 сентября его принял ГК НИИ ВВС, Основную работу на этом этапе выполнил экипаж, воз
главляемый летчиком-испытателем А.К.Стариковым. Помимо проверки самого самолета, проводились Государственные летные испытания его компонентов, в частности, двигателя АМ-3, радиоприцелов «Рубидий ММ-2» и «Аргон», оптической прицельной станции ПС-48М. Полеты закончились 10 апреля 1954 г., практически через год после подъема «дублера» в воздух. Получив положительную оценку, Ту-16 был рекомендован для принятия на вооружение, что и было узаконено Постановлением Совмина СССР №1034-443 от 28 мая 1954 г.
Источник: coollib.net.
Рейтинг публикации:
|
