Военный самолет, не запущенный в массовое производство: Ту-4

Малоизвестным прототип КБ Сухого. Странно же, да — Сухой и вдруг бомбардировщик. С чего вдруг? Ни один самолет в СССР ни до, ни после Т-4 не имел такого числа оригинальных разработок. Практически все основные узлы, системы и агрегаты самолета были внедрены на уровне изобретений — их было зарегистрировано около 600. Это был действительно гигантский прорыв вперед в области самолетостроения. Но почему он тогда остался на стадии прототипа?

К концу 1950-х стало понятно, что СССР не может адекватно противостоять США ни по стратегической авиации, ни в области военно-морского флота. Частично это можно было компенсировать развертыванием межконтинентальных баллистических ракет, чем, собственно, и занялся Советский Союз.

Однако примерно в это же время на вооружение США начали поступать первые атомные подводные ракетоносцы, способные поражать цели на дальности до 2200 км. Эффективно бороться с ними СССР был не в состоянии — места патрулирования подлодок сверху прикрывали американские авианосцы. Существующие самолеты, корабли и подводные лодки были не способны не то что приблизиться на расстояние выстрела, но даже обнаружить цель.

Наиболее реальным способом борьбы с авианосцами советскому командованию виделось создание авиационного ударного комплекса. Он должен был состоять из сверхскоростного самолета, который мог бы обнаружить в заданном районе авианосное соединение, и гиперзвуковой ракеты, способной на скорости, в 4−5 раз превышающей скорость звука, пробить мощную систему ПВО авианосца и поразить его ядерным зарядом. Охотник на авианосцев должен был иметь взлетную массу около 100 т, крейсерскую скорость полета 3000 км/ч и потолок в 24 км. При подлете к цели самолета на такой скорости и высоте радиолокационные станции американцев не успевали навести на него зенитную ракету.

Поразить перспективный ударный самолет в заднюю полусферу не могли ни истребители-перехватчики, ни зенитные ракеты.Новый самолет должен был иметь дальность полета 6000−8000 км и нести не менее двух крылатых ракет с радиусом действия 400−600 км — это позволяло бы ему не входить в зону досягаемости средств ПВО.

Ракета сама по себе должна была стать уникальным изделием — развивать скорость, в семь раз превосходящую скорость звука, автономно выходить на цель и атаковать ее.Госкомитет по авиационной технике предложил участвовать в конкурсе на такой самолет конструкторским бюро Туполева, Сухого и Яковлева — Микояна решили не трогать, так как его бюро было перегружено работами по будущему МиГ-25. Подразумевалось, что конкурс выиграет «бомбардировочное» КБ Туполева, и «истребительные» КБ были привлечены для видимости конкуренции. Тем более что у Туполева был в разработке «проект 135» — оставалось лишь увеличить его скорость до требуемых 3000 км/ч. Вопреки ожиданию, «истребительные» КБ с энтузиазмом взялись за непрофильную тему.

Проект Ту-135

В июле 1961 года состоялся научно-технический совет, на котором подводились итоги конкурса. Сложно сказать, почему предпочтение было отдано именно проекту Сухого. Почему раскритиковали Туполева понятно — он был откровенно против условий техзадания, считая свою машину оптимальной в качестве универсального тратегического бомбардировщика. Яковлев так же как и Сухой представил самолет, формально удовлетворяющий заданию, но был видимо менее убедителен.

Вокруг дискуссии во время рассмотра проектов ходят уже практически легенды. Ясно, что Туполев был недоволен передачей работ по свой теме в КБ, специализирующееся на легкой технике. Говорят, Туполев заявил, что знает Сухого как своего ученика, мол он не справится. На что тот ответил, мол справлюсь, именно потому, что ученик Туполева.

Туполев попытался на следующем совете протолкнуть другой свой проект — «125», но и тот был далек от требуемого.

Уже и после конкурса на Сухого давили — и сам Туполев, и представители отрасли, но маэстро был уверен в работе своего КБ.Собственно, вёл разработки Олег Самойлович. Молодой инженер, перепрыгнув через категорию, стал ведущим конструктором после того как по собственной инициативе в нерабочее время разработал компоновочную схему, весовой, центровочный и аэродинамический расчеты новой машины, официально даже не имея доступа к секретным материалам техзадания.

В своей книге «Рядом с Сухим. Воспоминания авиаконструктора» он позже напишет «Машина получила заводской индекс Т-4. Почему Т-4? Потому что в КБ Сухого в то время было принято, что все самолеты со стреловидным крылом получали индекс «С», а с треугольным — «Т». Последним у нас был истребитель Т-3. Новый проект обозначили, естественно, как Т-4.

К сожалению, когда вышло Постановление по этому самолету, индекс Т-4 стал секретным и надо было придумывать несекретное обозначение. Расчетный взлетный вес самолета равнялся тогда 102 т, поэтому было предложено дать ему обозначение: «изделие 100″.

Это привело в дальнейшем к большой путанице — авиационные обозреватели присвоили самолету Т-4 наименование Су-100, что абсолютно не соответствует истине.» Самойлович станет широко известен гораздо позже — как отец штурмовика Су-25, проектирование которого ОКБ начнет по собственной инициативе, вопреки устоявшейся доктрине.

Но одно дело взять на себя обязательства, а другое — их исполнить. При проектировании самолета конструкторы постоянно сталкивались с самыми разнообразными, ранее никогда не встречавшимися проблемами. В 1961-65 гг., когда в ОКБ окончательно сформировался облик самолета Т-4, было разработано 50 альтернативных вариантов его аэродинамической компоновки.

Основное внимание уделялось поиску оптимального варианта для решения главной задачи: самолет должен был выполнять длительный полет на высоте со скоростью втрое превышающей скорость звука.

Проект Сухого T-4

Столь уникальный самолет требовал не менее уникальных двигателей, которые могли бы работать в невиданных ранее условиях высоких температур, разреженного воздуха и на нетрадиционном топливе. Изначально на Т-4 предполагалась установка трех разных типов двигателей, но в итоге остановились на одном — РД36−41, разработку которого вело рыбинское ОКБ-36 (ныне НПО «Сатурн»).

Двигатель был дальним родственником мощнейшего бесфорсажного советского двигателя 1950-х годов ВД-7, которым, в частности, оснащались мясищевские бомбардировщики 3 М. Двигатель самолета получил одновальный 11-ступенчатый компрессор, форсажную камеру и двухступенчатую турбину с воздушным охлаждением лопаток первой ступени, что позволило увеличить температуру газа перед турбиной до 950К.

На создание РД36−41 ушло в общей сложности около десяти лет.При диаметре фюзеляжа всего 2 м на скорости под 3000 км/ч выступающий фонарь пилотской кабины создавал огромное сопротивление, и конструкторы решили применить отклоняемую носовую часть — фантастическое по тем временам решение.

При полете на высоте 22−24 км видимости как таковой нет, вокруг черное небо, поэтому носовая часть поднята и полет происходит исключительно по приборам. При посадке же она отклоняется вниз и летчик получает превосходный обзор через открывшееся лобовое стекло.

Эта идея была встречена в штыки военными, и только энтузиазм и авторитет главного летчика-испытателя КБ Сухого Владимира Ильюшина, сына легендарного авиаконструктора, позволили убедить ВВС. Ильюшин настоял также на установке перископа для обзора вперед — на случай аварийного отказа механизма отклонения носовой части. Подобное решение впоследствии нашло применение и на гражданских Ту-144 и Concorde.

Отклоняемый при посадке кокпит

Кстати, сам обтекатель доставил разработчикам немало проблем, и его создание стало одной из сложнейших задач. Он должен был быть радиопрозрачным (внутри размещались антенны радаров) и одновременно выдерживать огромные прочностные и температурные (до 4000 градусов) нагрузки.

В итоге был разработан материал из сот на основе стеклянных наполнителей, пропитанных термостойким связующим. Сам обтекатель представлял пятислойную конструкцию, в которой основную нагрузку нес средний слой толщиной всего 1,5 мм. Снаружи обтекатель покрывался термо- и атмосферостойким кремнийорганическим покрытием. Много нового было и в кабине Т-4. Впервые в стране для нее был разработан индикатор навигационно-тактической обстановки, где на телевизионном экране данные бортовых радаров накладывались на электронное изображение микрофильмированных карт, охватывающих поверхность почти всего земного шара.

Окончательный аэродинамический облик самолета сложился в 1965 г. В декабре 1966 г. в срок, установленный заказчиком, ОКБ П. О. Сухого предъявило командованию ВВС СССР полноразмерный макет самолета (длиной 43,7 м с размахом крыла 22 м) и эскизный проект.

Не менее важным, чем сам самолет, было его основное вооружение — гиперзвуковая ракета Х-33, разработка которой также начиналась в КБ Сухого, но была позже передана в Дубнинский филиал ОКБ-155 (ныне МКБ «Радуга»). Ракета должна была автономно идти к цели по аэробаллистической траектории на высоте более 30 км при скорости, в 6,5−7 раз превышающей скорость звука.

После выхода в район цели она сама находила авианосный ордер, вычисляла в нем авианосец и атаковала его. Это была беспрецедентная на то время задача — для ее выполнения на борту Х-33 устанавливались собственная радиолокационная станция и инерциальная навигационная система, в состав которой впервые входили цифровые вычислительные машины. По сложности система управления ракетой не уступала самолетной.

Макеты ракеты Х-33 под крылом макета самолета Т-4

Для обеспечения постройки и стендовой отработки опытных экземпляров самолета решено было подключить к работам Тушинский машиностроительный завод (ТМЗ). В 1966 г. было закончено предварительное проектирование и начат выпуск рабочих чертежей. Полный их комплект на первый опытный самолет (номер 101) и самолет для статических испытаний (100С) был выпущен в 1968 г. В этом же году началась постройка самолета «101».

В 1969 г. была закончена сборка головной и боковой частей фюзеляжа с центропланом, а в 1970 г. сборка агрегатов самолета была закончена полностью. Почти одновременно в 1968 г. в производство были запущены чертежи планера второго опытного самолета (номер 102), затем в 1970 г. — третьего опытного самолета (103), а в 1971 г. — четвертого (104).

В 1971 г. была завершена постройка первого опытного самолета «101» и 30 декабря он был перевезен из сборочного цеха ОКБ П. О. Сухого на летно-испытательную базу.Параллельно, наработки в постройке Т-4 было решено использовать для проекта нового стратегического бомбардировщика, к которому предъявлялись похожие требования относительно скорости и дальности полета.

ОКБ П.О.Сухого подготовило вариант глубокой модернизации Т-4 с увеличенными дальностью полета и массой. Модернизированный Т-4М отличался от Т-4 новым крылом изменяемой стреловидности, заменившим треугольное крыло, схема «утка» сохранялась.

Проект Т-4М

Следующий вариант, хоть и имел схожую маркировку Т-4МС (изделие «200»), представлял собой совершенно новый подход в конструкции бомбардировщиков, выполнялся по схеме «бесхвостки» с фюзеляжем и центральной частью крыла, выполненными как единое целое, по интегральной части крыла крепились поворотные консоли.

Продувки моделей этой компоновки в аэродинамических трубах ЦАГИ показали возможность реализации высоких значений аэродинамического качества как на дозвуковых, так и на сверхзвуковых скоростях полета. Было получено совершенно фантастическое аэродинамическое качество (17,5 на М=0,8 и 7,3 на М=3,0).

При новой компоновке была также решена проблема упругой деформации крыла. Малая площадь поворотных консолей в сочетании с жестким несущим корпусом центроплана обеспечивали возможность полета на больших скоростях у земли. Поворотные консоли крыла могли изменять стреловидность от 30 до 72 градусов.

Проект Т-4МС

Но вернемся к «сотке». По плану летных испытаний первого этапа намечалось 10 полетов самолета «101», из них практически проведено было девять. Первые 5 полетов выполнялись с неубранным шасси. В пятом полете взлетный вес составлял уже 101700 кг. В девятом, который состоялся 6 июля 1973 г., проводилась оценка устойчивости и управляемости самолета в процессе разгона с набором высоты с 10000 м до 12000 м, числа М со значения 0,9 до 1,3 торможения. Летные испытания первого этапа прошли удачно.

В «Отчете о проведении заводских летных испытаний самолета Т-4 (заводской шифр «101»)», подписанном заместителем главного конструктора, ведущим летчиком-испытателем В. Ильюшиным, сказано, что «самолет на рулении прост и хорошо управляем, на взлете устойчив и не имеет тенденции к самопроизвольному рысканию или подъему носа. Очень хороший обзор с опущенной головной частью фюзеляжа значительно облегчает выполнение руления, взлета и посадки самолета. Взлетный угол выдерживается просто, отрыв самолета происходит плавно.

После подъема носовой части фюзеляжа полет происходит по приборам. Установленный на самолете перископ дает хороший обзор вперед. Набор высоты прост и не требует от летчика повышенного внимания. В горизонтальном полете самолет управляем хорошо. Разгон и проход скорости звука спокоен, момент прохода М=1 отмечается только по приборам. Заданный режим легко выдерживается элевонами и передним горизонтальным оперением. Интенсивность разгона самолета достаточно хорошая. Заход на посадку и посадка просты. Наличие автомата управлением тяги полностью разгружают летчика от работы двигателями на режиме захода на посадку.

Самолет касается земли плавно, без тенденции к «козлению» или самопроизвольному опусканию носа, на пробеге самолет устойчив и хорошо управляем. Тормозные парашюты и тормозная система, система колес эффективны».В девятом испытательном полете, состоявшемся 6 августа 1973 года, машина преодолела звуковой барьер, показав скорость в 1,28 Маха на высоте 12100 метров.

В дальнейшем предполагалось довести скорость самолета до 3000 км/ч (2,8 Маха) с максимальной взлетной массой 128 тонн и начать испытания «102» машины со штатным комплектом радиоэлектронного оборудования. Военные, внимательно следившие за испытаниями самолета, пришли от него в восторг и заказали в наступающей пятилетке (1975−1980 годы) первую партию из 250 машин! Для машины такого класса это рекордный тираж. И с ним же связаны первые проблемы самолета. Единственный завод, который мог освоить такой заказ, — казанский авиационный.

В Казани развернулась подготовка оснастки под производство новейшего бомбардировщика. Это означало, что ОКБ Туполева теряло свою основную производственную базу. Этого не могли допустить ни сам Туполев, ни его покровитель, министр авиационной промышленности Петр Дементьев. Под предлогом выпуска модифицированной версии Ту-22 (а по сути, совсем нового самолета Ту-22М) Сухого «выдавили» с Казанского завода.

Строить первые 50 самолетов Сухому предложили на Тушинском машиностроительном заводе, предполагая полностью его перестроить, что было маловероятным из-за отсутствия средств. Но и этого небольшого шанса Сухого лишили.

Совместными усилиями Туполеву и Дементьеву удалось убедить Гречко закрыть программу Т-4, доказывая, что более простой и дешевый «Ту-22М» сможет решать аналогичные с «Т-4» задачи.

Туполев лично обещал министру обороны, что они внедрят «Ту-22М» в производство за два года (на самом деле он был запущен в серию только через семь лет). В марте 1974 года все работы по испытаниям Т-4 без объяснений прекратились.

Экспериментальный самолет «101» был отправлен на вечную стоянку в Монинский музей ВВС, где и находится по сей день. Фрагменты самолета «102» экспонировались в ангаре Московского авиационного института, но впоследствии они были разрезаны на куски и увезены на переплавку. Такая же судьба постигла и частично собранный самолет «103».

T-4 в музее в Монино

До самой своей смерти 15 сентября 1975 года Павел Сухой не получил исчерпывающего ответа о причинах заморозки проекта Т-4. Только 28 января 1976 года вышел приказ Министерства авиационной промышленности под № 38, которым закрывались работы по программе «изделия 100». Этим же приказом Петр Дементьев обозначал и причину: «В целях сосредоточения сил и средств на создание самолета Ту-160».ОКБ Сухого представило смету по расходам на самолет «Т-4», которые составили 1 миллиард 300 миллионов рублей!

Но эти огромные деньги не пропали даром. Применение титаново-стальных конструкций обеспечивало дальнейшее развитие отечественной сверхзвуковой авиации и космонавтики. Многие технические идеи, воплощенные в «Т-4», были использованы в конструкциях летательных аппаратов последующих поколений — «Су-24», «Су-27» и в других. Для «Сотки» были созданы специальные жаропрочные сплавы, неметаллические материалы, особая резина, пластики. На принципиально новых насосных гидротурбинных агрегатах была выполнена и топливная система.

Для обеспечения взрывозащиты баков от нагрева впервые была применена система нейтрального газа на жидком азоте. Спроектировали и новую испарительную систему кондиционирования воздуха замкнутого типа с применением топлива в качестве первичного хладагента для создания необходимых температурных условий в гермокабине и отсеках оборудования.

В конструкции посадочных устройств также применялось много нетрадиционных и новых решений: поворот и запрокидывание тележки основных опор одним цилиндром, двухкамерные амортизаторы с противоперегрузочным клапаном, спаренные пневматики, электродистанционное управление поворотом передних колес и так далее. Комплексирование и автоматизация управления бортовым оборудованием были столь высоки, что позволили ограничить экипаж самолета летчиком и штурманом-оператором.

В целом, это был огромный прорыв в сверхзвуковой авиации.Туполев же всегда шел по уже однажды проторенной дорожке. Если проект его самолета не укладывался в требуемые параметры, то Туполев просто менял эти требования, пользуясь своей прекрасной организаторской и пробивной способностью, энергией и умением достичь поставленной цели.

Конкурентная борьба для него означала в первую очередь борьбу политическую и бюрократическую. Во многом благодаря его усилиям было уничтожено КБ Мясищева, специализировавшееся на тяжелых скоростных бомбардировщиках.

По сути он просто протащил Ту-95, хотя у конкурента была более совершенная и качественная разработка. В целом можно сказать, что тенденция проталкивания собственных разработок в ущерб общему авиастроению страны, консерватизм — были характерны всему управленческому аппарату ОКБ Туполева и это впоследствии негативно отразилось например на начинке Ту-160, где вместо современного оборудования использовалась аппаратура, морально устаревшая еще до своей установки в самолет.

И раз уж зашла речь о Ту-160, имея огромные наработки по гражданскому Ту-244, ОКБ стало доказывать бесперспективность применения самолета с изменяемой геометрией крыла для стратегического ракетоносца, подстраивая тем самым требования МО СССР под свой самолет.

Прежде всего Туполев доказал заказчику целесообразность снижения требований к максимальному значению крейсерского числа М, хотя при этом пришлось пойти на уменьшение скорости реакции стратегической системы.

Исходная модель Ту-160

Сухой к моменту представления данного проекта уже демонстрировал свою «двухсотку» (см. выше), а ОКБ Мясищева довел разработку сверхзвукового бомбардировщика с изменяемой стреловидностью M-20 до логического финала и приступил к моделированию окончательного варианта — М-18.

Проект М-20 вариант IV (М-18) ОКБ Мясищева

Ничего не напоминает? К слову, Ту-160 в окончательном варианте и М-18 внешне отличаются разве что количеством основных стоек шасси — у М-18 их было три. По сути Мясищев выиграл конкурс, но руководство МАП неожиданно приняло другое решение: для дальнейших работ по сверхзвуковому бомбардировщику передать материалы проекта М-18 в ОКБ ММЗ «Опыт» генерального конструктора А.Н.Туполева. Обосновывалось это … малочисленностью воссозданного во второй половине 1960-х годов ОКБ В.М.Мясищева и отсутствием у него необходимой научно-технической и производственной базы. Туполев уничтожил Мясищева во второй раз.

Ту-160 «Блэкджек»

Комментарии: