Первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолет, серийный.
Успехи в создании в 50-е годы сверхзвуковых боевых самолетов, в том числе и тяжелого класса, создали благоприятную обстановку для изучения возможности создания сверхзвукового пассажирского самолета (СПС). История появления первых проектов СПС уходит своими корнями в первые послевоенные годы, когда в США и Великобритании было предложено несколько гипотетических проектов, весьма далеких по своим техническим решениям, от практической реализации. Во второй половине 50-х годов по обе стороны "железного занавеса" появляются сначала опытные, а затем и серийные сверхзвуковые тяжелые самолеты военного назначения, и, практически сразу на их базе ведущие мировые авиационные фирмы подготавливают проекты СПС различных аэродинамических и компоновочных схем. Детальный анализ и дальнейшая проработка предложенных проектов СПС на базе первых сверхзвуковых бомбардировщиков показали, что создание эффективного конкурентоспособного СПС путем модификации военного прототипа - задача крайне сложная (в отличие от процесса создания первых реактивных пассажирских самолетов на базе дозвуковых тяжелых боевых самолетов). Первые сверхзвуковые боевые тяжелые самолеты по своим конструктивным решениям в основном отвечали требованиям сравнительно кратковременного полета на сверхзвуке. Для СПС требовалось обеспечить длительный крейсерский полет на скоростях соответствующих как минимум М=2, плюс специфика задачи по перевозки пассажиров требовала значительного повышения надежности работы всех элементов конструкции самолета, при условии более интенсивной эксплуатации с учетом увеличения длительности полетов на сверхзвуковых режимах. Постепенно, анализируя все возможные варианты технических решений, авиационные специалисты, как в СССР, так и на Западе пришли к твердому мнению, что экономически эффективный СПС необходимо проектировать как принципиально новый тип летательного аппарата.
В ОКБ А.Н.Туполева к решению проблемы проектирования СПС подошли в начале 60-х годов. Первые технические предложения ОКБ по СПС в основном базировались на проектах дальних бомбардировщиков. В дальнейшем, когда начались работы по Ту-144, С.М. Егер предложил предварительный проект Ту-144 с двигателями НК-144. Помимо ОКБ А.Н.Туполева, предварительной проработкой по теме СПС в СССР занималось ОКБ-23 В.М.Мясищева. В этом ОКБ в конце 50-х годов были подготовлены предложения по нескольким оригинальным проектам СПС (М-53, М-55А, М-55Б и М-55В).
 |
| Сборка серийного Ту-144 |
Начало 60-х годов ознаменовалось развертыванием практических работ над англо-французским СПС "Конкорд" (начало исследований по теме 1955-1956 годы) с крейсерской сверхзвуковой скоростью полета более М=2 и дальностью полета со 120-140 пассажирами на борту 6000-6500 км. Одновременно основные авиационные фирмы США, исходя из своего видения рынка будущих СПС, приступили к работам по проектированию значительно более крупного СПС чем "Конкорд", предназначенного для перевозки 250-300 пассажиров с крейсерской скоростью до М=3 на дальность 7000-8000 км (проекты фирм Боинг, Локхид, Дуглас).
Анализ условий существования будущего СПС, проведенный в СССР применительно к уровню отечественного самолетостроения и его ближайших перспектив, а также экономических возможностей страны и потребностей ГВФ, показал, что для СССР наиболее предпочтительным является путь создания отечественного СПС по своим ожидаемым летно-техническим данным близкий к англо-французскому "Конкорду". Перед отечественной авиационной наукой и промышленностью в ходе создания советского СПС ставились ряд научно-технических проблем, с которыми наша ни дозвуковая пассажирская, ни военная сверхзвуковая авиация не сталкивались. Прежде всего, для обеспечения требуемых летно-технических характеристик СПС (двухмаховый полет на дальности до 6500 км со 100-120 пассажирами, в сочетании с приемлемыми взлетно-посадочными данными) требовалось обеспечить значительное улучшение аэродинамического совершенства самолета при крейсерских полетах на М=2-2,2. Аэродинамическое качество на этих режимах необходимо было увеличить до 7,5-8,0. Требовалось решить вопросы устойчивости и управляемости тяжелого самолета при полетах в дозвуковой, трансзвуковой и сверхзвуковой областях, выработать практические методы балансировки самолета на всех этих режимах с учетом минимизации аэродинамических потерь. Длительный полет на скорости М=2 был связан с исследованиями и обеспечением прочности конструкции агрегатов планера при повышенных температурах (близких к 100-120 градусам С), предстояло создать теплостойкие конструкционные материалы, смазки, герметики, а также разработать типы конструкций, способных длительно работать в условиях циклического аэродинамического нагрева. Очень высокие требования предъявлялись к агрегатам силовой установки: необходимо было создать мощные и экономичные двигатели, устойчиво работающие в условиях сверхзвукового полета, решить проблемы регулирования воздухозаборников, работающих в широком диапазоне высот и скоростей, обеспечив регулирование требуемого расхода воздуха на входе при возможно меньших аэродинамических потерях. Длительный сверхзвуковой крейсерский полет наиболее рационально было выполнять на больших высотах, соответственна перед головным и агрегатными ОКБ ставилась задача разработки принципов создания новых систем кондиционирования воздуха, а затем и конкретных агрегатов и систем, обеспечивающих комфортные условия пассажирам и экипажу на больших высотах (до 20 км) и при длительных полетах при значительных нагревах элементов конструкции планера. Необходимо было создать ряд новых устройств и систем, обеспечивающих автоматическое управление полетом, точную навигацию в условиях длительного сверхзвукового полета и автоматическую посадку. Возникла необходимость изучения экологических особенностей эксплуатации СПС, связанных с выбросом в атмосферу большого количества отработанных газов двигателей на больших высотах и их влияние на озонный слой, воздействия шума и звукового удара на людей, животных и строения, влияние длительных полетов на больших высотах на пассажиров и экипаж, связанное с воздействием солнечной радиации. При создании СПС, исходя из условий безболезненного его внедрения в существующую транспортную систему, необходимо было при проектирование СПС учитывать особенности отечественной и международных систем воздушных перевозок, существующих аэропортов и управления воздушным движением.
 |
| Выкатка опытного Ту-144 из ангара ЖЛИ и ДБ (г.Жуковский) |
Все эти задачи, с привлечением в определенной степени западного опыта, детально изучались в ЦАГИ, в ОКБ А.Н.Туполева, другими ОКБ, привлекавшимися к программе создания советского СПС. Официальным основанием для начала работ по отечественному СПС первого поколения (СПС-1), получившему обозначение Ту-144, стало Постановление Совета Министров СССР 1963 года и Приказ того же года. ОКБ А.Н. Туполева задавалось спроектировать и построить СПС с крейсерской скоростью полета 2300-2700 км/ч, практическая дальность полета на сверхзвуке с 80-100 пассажирами оговаривалась 4000-4500 км; в перегрузочном варианте с дополнительными топливными баками и с 30-50 пассажирами - 6000-6500 км. Эксплуатация с аэродромов первого класса при нормальной взлетной массе 120-130 тонн. Предполагалось в 1966-1967 годах построить пять экземпляров Ту-144 (два экземпляра для прочностных испытаний). Учитывая техническую сложность получения максимальной дальности полета первого отечественного СПС, решено было вести работы в два этапа: на первом этапе достигнутая практическая дальность полета должна была составлять 4000-4500 км, на втором этапе Ту-144 должен был достичь дальности 6500 км. Двигатели для Ту-144, в соответствии с рекомендациями ЦИАМ, задавались двухконтурные турбовентиляторные с форсажными камерами. ОКБ Н.Д. Кузнецова на основе газогенератора ДТРД НК-8 бралось создать для будущего советского СПС ТРДДФ, получивший обозначение НК-144, с взлетной тягой 20000 кгс и удельным расходом топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме на уровне 1,35-1,45 кг/ кгс час. Следует отметить, что успех проекта Ту-144 в большой степени зависел от успехов двигателестроителей. Выбор для Ту-144 ТРДДФ, работающего на форсаже на крейсерских режимах отнюдь был небесспорным, он давал возможность получить для Ту-144 менее напряженный в температурном отношении двигатель (соответственно более надежный и менее дорогой), а также более оптимизированный двигатель для выполнения полетов в широком диапазоне высот и скоростей, чем в случае выбора одноконтурного ТРД. Большие сомнения вызывала возможность получения умеренных расходов топлива на крейсерских режимах на данном типе двигателя и, как следствие обеспечение требуемой дальности полета. Все это не было большим секретом ни для туполевцев, ни для МАП. Еще на этапе проектирования в ОКБ-23 получили расчетные результаты, говорящие о том, что получить приемлемую сверхзвуковую дальность полета на тяжелом самолете вполне реально, при условии использования двигателей с удельными расходами топлива в пределах 1,2 кг/кгс час. Такой двигатель в опытных экземплярах к началу 60-х годов в СССР был создан - это был одноконтурный бесфорсажный ТРД "16-17" (взлетная тяга 18000 кгс, удельный расход топлива на крейсерском режиме 1,15 к/кгс час), разработанный в ОКБ-16 П.Ф.Зубца. Англо-французы, выбирая тип двигателя для своего "Конкорда" пошли промежуточным компромиссным путем, выбрав для него одноконтурный ТРДФ Бристоль "Олимп" 593 с небольшой степенью форсирования и удельным расходом топлива на форсаже 1,327 кг/кгс час (взлетная тяга на форсаже 17200 кгс). К сожалению работы по мясищевским проектам тяжелых сверхзвуковых машин были закрыты, соответственно в начале 60-х годов в СССР временно прервалась линия развития мощных экономичных бесфорсажных одноконтурных ТРД (ОКБ-16 перевели на тематику твердотопливных ракетных двигателей), и, как результат, к началу проектирования Ту-144, ОКБ А.Н.Туполева пришлось пойти на технический риск, сделав ставку на ТРДДФ НК-144. Вскоре, в 1964 году, когда полным ходом шло проектирование Ту-144 с НК-144, решено было реанимировать работы по экономичным мощным бесфорсажным ТРД для СПС: в ОКБ-36 под руководством П.А.Колесова началось проектирование одноконтурного ТРД РД-36-51 для Ту-144 с максимальной взлетной тягой 20000 кгс и ожидаемым удельным расходом топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме полета 1,23 кг/кгс час.
Главным конструктором и руководителем работ по теме Ту-144 Андрей Николаевич назначил А.А.Туполева. Именно под его руководством, с привлечением лучших сил отечественной авиационной науки и техники, в подразделении "К" рождалась идеология и будущий облик Ty-144. В дальнейшем после смерти А.Н.Туполева и назначения А.А.Туполева руководителем предприятия, темой Ту-144 руководили Ю.Н.Попов и Б.А.Ганцевский. Вскоре Ту-144 становится одной из основных и приоритетных тем в деятельности ОКБ и всего МАП на ближайшие 10 лет.
Аэродинамический облик Ту-144 определялся главным образом получением большой дальности полета на крейсерском сверхзвуковом режиме, при условии получения требуемых характеристик устойчивости и управляемости и заданных характеристик взлета и посадки. Исходя из обещанных удельных расходов НК-144, на первоначальном этапе проектировании поставили задачу получить на крейсерском сверхзвуковом режиме полета Кмакс=7. По суммарным экономическим, технологическим, весовым соображениям приняли число М крейсерского полета равным 2,2. В ходе проработки аэродинамической компоновки Ту-144 в ОКБ и в ЦАГИ рассматривалось несколько десятков возможных вариантов. Изучались "нормальная" схема с горизонтальным оперением в хвостовой части фюзеляжа, от нее отказались, так как подобное оперение давало до 20% в общем балансе сопротивления самолета. Отказались и от схемы "утка", оценив проблему влияния дестабилизатора на основное крыло. Окончательно исходя из условий получения требуемого аэродинамического качества и получения минимальных разбежек фокуса при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях остановились на схеме низкоплана - "бесхвостки" с составным треугольным крылом оживальной формы (крыло образовывалось двумя треугольными поверхностями с углом стреловидности по передней кромке 78° - для передней наплывной части и 55°- для задней базовой части), с четырьмя ТРДДФ, размещенными под крылом, с вертикальным оперение, расположенным по продольной оси самолета, и трехопорным убирающимся шасси. В конструкции планера в основном использовались традиционные алюминиевые сплавы. Крыло образовывалось из симметричных профилей и имело сложную крутку в двух направлениях: в продольном и поперечном. Этим достигалось наилучшее обтекание поверхности крыла на сверхзвуковом режиме, кроме того, подобная крутка содействовала улучшению продольной балансировки на этом режиме.
По всей задней кромке крыла размещались элевоны, состоявшие из четырех секций на каждом полукрыле. Конструкция крыла многолонжеронная, с мощной работающей обшивкой из сплошных плит, выполненных из алюминиевых сплавов, центральная часть крыла и элевоны изготовлялись из титановых сплавов. Секции элевонов приводились в действие двумя необратимыми бустерами. Руль направления также отклонялся с помощью необратимых бустеров и состоял из двух, независящих друг от друга, секций. Аэродинамическая форма фюзеляжа выбиралась из условий получения минимального сопротивления на сверхзвуковом режиме. Добиваясь этого, пошли даже на некоторое усложнение конструкции самолета. Характерной особенностью Ту-144 стала опускающаяся, хорошо остекленная носовая часть фюзеляжа перед пилотской кабиной, что обеспечивало хороший обзор на больших взлетно-посадочных углах атаки, присущих самолету с крылом малого удлинения. Опускание и подъем носовой части фюзеляжа осуществлялся с помощью гидропривода. При конструировании отклоняющейся негерметичной части и ее агрегатов удалось добиться сохранения гладкости обшивки в местах сочленения подвижной части с герметичной кабиной и остальной поверхностью фюзеляжа. Форма мотогондол определялась в основном компоновочными соображениями и условиями надежности работы силовой установки. Четыре ТРДДФ НК-144 разместили под крылом близко друг к другу. Каждый двигатель имел свой воздухозаборник, причем два соседних воздухозаборника объединялись в общий блок. Подкрыльевые воздухозаборники плоские с горизонтальным клином.
 |
| Опытный Ту-144 на аэродроме ЛИИ МАП г. Жуковский |
Торможение потока при сверхзвуковых скоростях полета осуществлялось в трех косых скачках уплотнения, в прямом замыкающем скачке и дозвуковом диффузоре. Работа каждого воздухозаборника обеспечивалась автоматической системой управления, которая изменяла положение панелей клина и створки перепуска в зависимости от режима работы двигателя НК-144. Длина мотогондол определялась размерами двигателей и требованиями ЦАГИ и ЦИАМ к обеспечению необходимой длины каналов воздухозаборников для нормальной работы двигателей. Следует отметить, что в отличие от проектирования воздухозаборников и двигателей "Конкорда", где этот процесс шел как единое целое, проектирование НК-144 и мотогондол с воздухозаборниками шли как два во многом независимых процесса, что привело в какой-то степени к переразмеренности мотогондол и в дальнейшем ко многим взаимным неувязкам работы двигателей и системы воздухозаборников. Предполагалось, как и на "Конкорде", ввести систему торможения на посадке за счет реверса двигателей, реверс планировалось установить на два крайних двигателя (систему реверса не довели, в результате опытная и серийные машины эксплуатировались с тормозным парашютом). Основные стойки шасси убирались в крыло, передняя стойка убиралась в переднюю часть фюзеляжа в пространство между двумя блоками воздухозаборников. Небольшая строительная высота крыла потребовала уменьшения размера колес, в результате в основных стойках шасси использовалась двенадцатиколесная тележка с колесами сравнительно небольшого диаметра. Основной запас топлива размещался в крыльевых кессон-баках. Передние кессон-баки крыла и дополнительный килевой бак служили для балансировки самолета. Основные работы по выбору оптимальной аэродинамической схемы Ту-144 в ОКБ возглавлял Г.А. Черемухин, вопросами оптимизации силовой установки по проекту занималось подразделение во главе с В.М.Булем На Ту-144 фактически были применены многие принципиальные решения дистанционной системы управления, в частности рулевые агрегаты привода органов управления самолета отрабатывали сигналы системы улучшения устойчивости и управляемости по продольному и путевому каналам. На некоторых режимах указанное мероприятие позволяло осуществлять полет при статической неустойчивости. Выбор идеологии системы управления Ту-144 во многом является заслугой Г.Ф.Набойщикова. В создание и доведение этой принципиально новой системы управления большой вклад внес Л.М. Роднянский. Кабина пилотов проектировалась с учетом требований современной эргономики, она выполнялась четырехместной: два передних места занимали первый и второй пилот, за ними размещался бортинженер, четвертое место на первой опытной машине предназначалось для инженера-экспериментатора. В дальнейшем предполагалось ограничить экипаж тремя пилотами. Отделка и компоновка пассажирского салона Ту-144 соответствовали мировым требованиям к современному дизайну и к комфортабельности, при их отделке использовались новейшие отделочные материалы. Пилотажно-навигационное оборудование Ту-144 комплектовалось самыми совершенными системами, какие могла дать на тот период отечественная авионика: совершенный автопилот и бортовая электронно-вычислительная машина автоматически поддерживали курс; летчики могли видеть на экране, размещавшемся на приборной доске, где в данный момент находится самолет и сколько километров осталось до места назначения; заход на посадку осуществлялся автоматически в любое время суток при сложных погодных условиях и т.д. - все это было серьезным рывком вперед для нашей авиации.
Постройка первого опытного самолета Ту-144 ("044") началась в 1965 году, одновременно строился второй экземпляр для статических испытаний. Опытная "044" первоначально рассчитывалась на 98 пассажиров, позднее эта цифра была увеличена до 120. Соответственно расчетная взлетная масса увеличилась со 130 тонн до 150 тонн. Опытная машина строилась в Москве в цехах ММЗ "Опыт", часть агрегатов изготовлялась на его филиалах. В 1967 году была закончена сборка основных элементов самолета. В конце 1967 года опытную "044" перевезли в ЖЛИ и ДБ, где в течение всего 1968 года осуществлялись доводочные работы и доукомплектование машины недостающими системами и агрегатами.
Одновременно на аэродроме ЛИИ начались полеты самолета-аналога МиГ-21И (А-144, "21-11"), созданного на базе истребителя МиГ-21С. Аналог создавался в ОКБ А.И.Микояна | и имел крыло геометрически и аэродинамически подобное крылу опытного "044". Всего было построено две машины "21-11", на них летали многие летчики-испытатели, в том числе и те которым предстояло испытывать Ту-144, в частности Э.В. Елян. Самолет-аналог успешно облетали до скорости 2500 км/ч и материалы этих полетов послужили основой для окончательной корректировки крыла Ту-144, а также позволили летчикам-испытателям подготовиться к особенностям поведения самолета с таким крылом.
В конце 1968 года опытный "044" (бортовой № 68001) был готов к первому полету. На машину назначили экипаж в составе: командира корабля - заслуженного летчика-испытателя Э.В.Еляна (получившего затем за Ту-144 Героя Советского Союза); второго пилота - заслуженного летчика испытателя Героя Советского Союза М.В.Козлова; ведущего инженера-испытателя В.Н.Бендерова и бортинженера Ю.Т.Селиверстова. Учитывая новизну и необычность новой машины, ОКБ пошло на неординарное решение: впервые на опытную пассажирскую машину решили установить катапультируемые кресла экипажа. В течение месяца проводились гонки двигателей, пробежки, последние наземные проверки систем. С начала третьей декады декабря 1968 года "044" находилась в предстартовой готовности, машина и экипаж были полностью готовы к первому вылету, в течение всех этих десяти дней над аэродромом ЛИИ не было погоды, и опытный Ту-144 оставался на земле. Наконец, в последний день уходящего 1968 года, через 25 секунд после момента старта "044" впервые оторвалась от взлетной полосы аэродрома ЛИИ и быстро набрала высоту. Первый полет продолжался 37 минут, в полете машину сопровождал самолет-аналог "21-11".
По отзывам экипажа, машина показала себя послушной и "летучей". На первом вылете присутствовали А.Н. Туполев, А.А. Туполев, многие руководители подразделений ОКБ. Первый полет Ту-144 стал событием мирового значения и немаловажным моментом в истории отечественной и мировой авиации. Впервые в воздух поднялся сверхзвуковой пассажирский самолет, и это был самолет, построенный в СССР, первый "Конкорд" уйдет в полет только 2 марта 1969 года. Было доказано на практике, что тяжелые самолеты бесхвостой схемы имеют права гражданства в СССР (до этого полета у нас все ограничивалось большим количеством проектов тяжелых "бесхвосток"). 5 июня 1969 года опытный самолет первый раз на высоте 11000 м превысил звуковую скорость, к маю 1970 года машина летала на скоростях М—1,25-1,6 на высотах до 15000 м. 12 ноября 1970 года в часовом полете "044" летала полчаса на скорости превышающей 2000 км/ч, на высоте 16960 м была достигнута максимальная скорость 2430 км/ ч. В ходе испытаний опытная машина неоднократно летала за рубежи СССР, в мае-июне 1971 года "044" приняла участие в салоне в Ле-Бурже, где она впервые "встретилась" с англо-французским "Конкордом". На "044" стояли опытные двигатели НК-144 с удельным расходом топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме 2,23 кг/кгс час, с такими удельными расходами на испытаниях Ту-144 сумел выйти на сверхзвуковую дальность полета 2920 км, что было значительно меньше требуемой дальности. Кроме этого в ходе испытаний столкнулись с некоторыми конструктивными недоработками: в полетах наблюдались повышенная вибрация и нагрев хвостовой части фюзеляжа от счетверенного пакета двигателей, не выручали даже титановые конструкции. Выполнив программу испытательных полетов "044" (всего около 150 полетов), так и осталась в одном опытном экземпляре. От нее большего и не требовалось, свою задачу доказать техническую возможность создания в СССР сверхзвукового пассажирского самолета она выполнила. Необходимо было продвигаться дальше, улучшая конструкцию самолета и двигателей.
Работы по развитию базовой конструкции самолета "044" шли в в двух направлениях: создание нового экономичного бесфорсажного ТРД типа РД-36-51 и значительное улучшение аэродинамики и конструкции Ту-144. Результатом этого должно было стать выполнение требований по дальности сверхзвукового полета. Решение комиссии Совета Министров СССР по варианту Ту-144 с РД-36-51 было принято в 1969 году. Одновременно по предложению МАП-МГА принимается решение, до момента создания РД-36-51 и установки их на Ту-144, о строительстве шести Ту-144 с НК-144А с уменьшенными удельными расходами топлива. Конструкцию серийных Ту-144 с НК-144А предполагалось значительно модернизировать, провести значительные изменения в аэродинамике самолета, получив на крейсерском сверхзвуковом режиме Кмакс более 8. Эта модернизация должна была обеспечить выполнение требований первого этапа по дальности (4000-4500 км), в дальнейшем предполагался переход в серии на РД-36-51.
Строительство предсерийного модернизированного самолета Ту-144 ("004") началось на ММЗ "Опыт" в 1968 году. По расчетным данным с двигателями НК-144 (Ср=2,01) предполагаемая сверхзвуковая дальность должна была составлять 3275 км, а с НК-144А (Ср=1,91) превысить 3500 км. С целью улучшения аэродинамических характеристик самолета на крейсерском режиме М=2,2 изменили форму крыла в плане (стреловидность наплывной части по передней кромке уменьшили до 76 градусов, а базовой увеличили до 57 градусов) , форма крыла стала ближе к "готической". По сравнению с "044", увеличилась площадь крыла, ввели более интенсивную коническую крутку концевых частей крыла. Однако самым важным нововведением по аэродинамике крыла стало изменение срединной части крыла, обеспечившее самобалансировку на крейсерском режиме с минимальными потерями качества, с учетом оптимизации по полетным деформациям крыла на этом режиме. Была увеличена длина фюзеляжа с учетом размещения 150 пассажиров, улучшена форма носовой части, что также положительно повлияло на аэродинамику самолета. В отличие от "044" каждую пару двигателей в парных мотогондолах с воздухозаборниками раздвинули, освободив от них нижнюю часть фюзеляжа, разгрузив его от повышенных температурных и вибрационных нагрузок, при этом изменили нижнюю поверхность крыла в месте расчетной области поджатия потока, увеличили щель между. нижней поверхностью крыла и верхней поверхностью воздухозаборника - все это позволило интенсивней использовать эффект поджатия потока на входе в воздухозаборники на Кмакс, чем это удалось получить на "044". Новая компоновка мотогондол потребовала изменений по шасси: основные стойки шасси разместили под мотогондолами, с уборкой их внутрь между воздушными каналами двигателей, перешли к восьмиколесной тележке, изменилась также схема уборки носовой стойки шасси. Важным отличием "004" от "044" стало внедрение переднего многосекционного убирающегося в полете крылышка-дестабилизатора, выдвигавшегося из фюзеляжа на взлетно-посадочных режимах, и позволявшего обеспечивать требуемую балансировку самолета при отклоненных элевонах-закрылках. Доработки конструкции, увеличение коммерческой нагрузки и запаса топлива привели к возрастанию взлетной массы самолета, которая превысила 190 тонн (для "044" - 150 тонн).
Строительство предсерийного Ту-144 № 01-1 (бортовой № 77101) завершилось в начале 1971 года, 1 июня 1971 года самолет совершил первый полет. По программе заводских испытаний машина выполнила 231 полет, продолжительностью 338 часов, из них 55 часов самолет летал на сверхзвуке. На этой машине отрабатывались комплексные вопросы взаимодействия силовой установки и самолета на различных режимах полета. 20 сентября 1972 года машина совершила перелет по трассе Москва-Ташкент, при этом маршрут был пройден за 1 час 50 минут, крейсерская скорость во время полета достигала 2500 км/ч. Предсерийная машина стала основой для развертывания серийного производства на Воронежском авиационном заводе (ВАЗ), которому решением правительства было поручено освоение в серии Ту-144.
Первый полет серийного Ту-144 № 01-2 (бортовой № 77102) с двигателями НК-144А состоялся 20 марта 1972 года. В серии, по результатам испытаний предсерийной машины, была откорректирована аэродинамика крыла и еще раз несколько увеличена его площадь. Взлетная масса в серии достигла 195 тонн. Удельный расход топлива НК-144А к моменту эксплуатационных испытаний серийных машин намеревались довести за счет оптимизации сопла двигателя до 1,65-1,67 кг/кгс час, а в дальнейшем до 1,57 кг/кгс час, при этом дальность полета должна была увеличиться до 3855-4250 км и 4550 км соответственно. Реально смогли достичь к 1977 году в ходе испытаний и доводок серии Ту-144 и НК-144А Ср=1,81 кг/ кгс час на крейсерском сверхзвуковом режиме тяги 5000 кгс, Ср=1,65 кг/кгс час на взлетном форсажном режиме тяги 20000 кгс, Ср=0,92 кг/кгс час на крейсерском дозвуковом режиме тяги 3000 кгс и на максимальном форсажном режиме на трансзвуковом режиме получили 11800 кгс.
3 июня 1973 года первая Серийная машина во время демонстрационного полета в Ле-Бурже потерпела катастрофу. Погиб экипаж во главе с летчиком-испытателем М.В.Козловым (помимо М.В Козлова в этом полете) погибли второй пилот В.М.Молчанов, Заместитель главного конструктор В.Н.Бендеров, бортинженер А.И.Дралин, штурман Г.Н. Баженов, инженер Б.А.Первухин). Для расследования катастрофы была создана комиссия, в которой принимали участия специалисты СССР и Франции. По результатам расследования французы отмечали, что отказа в технической части самолета не было, причиной катастрофы явилось: наличие в кабине не пристегнутых членов экипажа, внезапное появление самолета "Мираж" в поле зрения экипажа самолета Ту-144, наличие кинокамеры в руках одного из членов экипажа, которая при падении могла заклинить штурвал управления. Судя по всему, в тот момент подобное заключение устраивало всех. Пожалуй, наиболее емко и точно о катастрофе Ту-144 в Ле-Бурже в 90-е годы высказался Э.В.Елян: "Эта катастрофа - горький пример того, как стечение мелких на первый взгляд, незначительных небрежностей, в данном случае и со стороны французских служб управления полетами, привело к трагическим последствиям".
Производство Ту-144 с НК-144А продолжалось в Воронеже до начала 1977 года. На этих машинах был проведен большой объем летных испытаний и начаты полеты с пассажирами. На Ту-144 № 02-1 (бортовой № 77103), первый полет выполнен 13 декабря 1973 года, отрабатывался пилотажно-навигационный комплекс НПК-144, система электроснабжения, проводились испытания на режимах прерванного взлета, совершались технические рейсы по городам СССР.
На Ту-144 № 02-2 (бортовой № 77144), первый полет 14 июня 1974 года, проводились исследования по аэродинамике, прочности, поведению на больших углах атаки, проверялась работа самолетных систем и оборудования в нештатных полетных ситуациях, в 1975 году машина летала в Ле-Бурже.
Ту-144 № 03-1 (бортовой № 77105) построили в 1973 году и сразу переделали в Ту-144Д с двигателями РД-36-51А.
Ту-144 № 04-1 (бортовой № 77106), первый полет 4 марта 1975 года, использовался для оценки эффективности работы СКВ, на нем решались некоторые проблемы по топливной системе. 26 декабря 1975 года на этой машине был выполнен первый эксплуатационный рейс по маршруту Москва - Алма-Ата. К этому моменту помимо летчиков МАП, на Ту-144 уже начали летать летчики МГА. Самолет перевозил по маршруту грузы, почту, полеты проходили на высотах 18000 м и со скоростями 2200 км/ч. В настоящее время Ту-144 № 04-1 можно видеть в экспозиции Музея в Монино.
Ту-144 № 04-2 (бортовой № 77108), первый полет 12 декабря 1975 года, проводились доводочные работы по системам навигационного оборудования, по АБСУ-144, по системе директорного захода на посадку, подавтомату тяги Ту-144 № 05-1 (бортовой № 77107),первый полет 20 августа 1975 года, после заводских испытаний и испытаний по различным программам, был представлен в 1977 году в качестве комплексного объекта на совместные государственные испытания. По результатам этих испытаний отмечалось, что летно-технические характеристики самолета, за исключением практической дальности полета с заданным числом пассажиров, взлетной массе, соответствуют заданным на Ту-144 требованиям (при испытаниях получили практическую дальность полета на сверхзвуке при взлетной массе 195 тонн при коммерческой нагрузке 15 тонн 3080 км, при 7 тоннах - 3600 км. Подчеркивалось, что дальность полета 4000-4500 км, при коммерческой нагрузке 14-15 тонн на Ту-144 с НК-144А не может быть реализована, и отмечалось, что получение требуемой дальности возможно с двигателями РД-36-51А.
После окончания совместных испытаний принимается решение МАП-МГА о начале пассажирских перевозок на самолетах Ту-144 с НК-144А. Ту-144 №05-2 (бортовой № 77109), первый полет 29 апреля 1976 года, и Ту-144 №
06-1 (бортовой № 77110), первый полет 14 февраля 1977 года, использовались для регулярных пассажирских перевозок по трассе Москва - Алма-Ата. В первый пассажирский рейс Ту-144 отправился 1 ноября 1977 года. Полеты на расстояние 3260 км на высоте 16000-17000 м со скоростью 2000 км/ч проводились один раз в неделю, количество пассажиров на борту не превышало 80 человек. До момента прекращения регулярной эксплуатации с пассажирами в мае 1978 года, экипажи Аэрофлота на Ту-144 выполнили 55 рейсов, перевезя 3284 пассажира. Ту-144 с НК-144А стал первым в СССР пассажирским самолетом, который получил национальный сертификат летной годности на безопасность перевозки пассажиров.
Как отмечалось выше, работы по альтернативному двигателю типа РД-36-51 для Ту-144 начались еще в 1964 году. Дальность полета при взлетной массе 150 тонн со 150 пассажирами оговаривалась в 4500 км, а со 120 пассажирами и при взлетной массе 180 тонн - 6500 км. Вариант Ту-144 с новыми двигателями получает обозначение Ту-144 Д ("004Д"). К середине 70-х годов РД-36-51 становится реальностью, колесовское ОКБ сумело подготовить для испытаний на Ту-144 первые двигатели РД-36-51 А с взлетной тягой 20000 кгс, крейсерской тягой 5100 кгс и удельным расходом топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме 1,26 кг/кгс час, на втором этапе предполагалось довести взлетную тягу до 21000 кгс и крейсерский удельный расход топлива до 1,23 кг/кгс*час (на перспективу речь шла о 23000-24000 кгс на взлетном режиме и 5400 кгс на крейсерском.)
Первым Ту-144, летавшим с РД-36-51 А стал самолет № 03-1, первый полет 30 ноября 1974 года. До середины 1976 года на этой машине шли отработки и доводки новой силовой установки. 5 июня 1976 года самолет выполняет дальний полет на 6200 км с нагрузкой 5 тонн, этот полет подтвердил перспективность и реальность продолжения работ по Ту-144Д.
Во второй половине 70-х годов ВАЗ переходит к серийному выпуску Ту-144Д. Первым серийным Ту-144Д стал самолет № 06-2 (бортовой № 77111), первый полет 27 апреля 1978 года. Самолет начал проходить совместные испытания, но 23 мая 1978 года машина терпит катастрофу под Егорьевском, причиной которой стало разрушение топливопровода в двигательном отсеке. Самолет пилотировал летчик-испытатель МГА В.Попов, вторым пилотом был Э.В. Елян, экипажу удалось выполнить вынужденную посадку с убранным шасси. При посадке Э.В. Елян получил травмы, а двое инженеров-испытателей погибли. Эта катастрофа стала непосредственной причиной приостановки, а затем и полного прекращения эксплуатации Ту-144 с пассажирами. Выпускаются и доводятся до летного состояния еще четыре Ту-144Д №№ 07-1, 08-1, 08-2 и 09-1 (бортовые №№ 77112, 77113, 77114 и 77115). Первые две машины проходили совместные государственные испытания, которые закончились в начале 80-х годов. По результатам этих испытаний Ту-144Д был рекомендован для эксплуатации с пассажирами, также как и Ту-144 с НК-144А. Самолет получил сертификат летной годности, но эксплуатации с пассажирами не было, программа была постепенно свернута. Последняя, построенная машина Ту-144Д № 09-2 так и осталась невостребованной и еще долго стояла на аэродроме завода в Воронеже. Помимо перечисленных построенных и летавших Ту-144 несколько планеров самолета было построено для проведения прочностных испытаний. Взлетная масса Ту-144Д превысила 200 тонн, в ходе совместных государственных испытаний удалось получить сверхзвуковую дальность полета с коммерческой нагрузкой в 15 тонн 5330 км, с 11-13 тоннами - 5500-5700 км и с 7 тоннами -6200 км, при аэронавигационном запасе топлива в конце полета 10 тонн. В 80-е годы часть из построенных самолетов Ту-144 продолжали использовать в качестве летающих лабораторий для проведения различных испытательных программ по созданию новых сверхзвуковых тяжелых самолетов, в том числе и по программам дальнейшего развития СПС. В июле 1983 года на одном из Ту-144Д экипаж во главе с летчиком-испытателем С.Агаповым (второй пилот Б.Веремей) установили 13 мировых рекордов скорости и высоты полета с различными грузами (для ФАЙ машина была заявлена как самолет "101"). В 70-е годы существовали проекты дальнейшей модернизации самолета Ty-144. Опыт разработки, испытаний и начальной эксплуатации Ту-144 с HK-144A показали, что обеспечивается только выполнение задачи минимум - обслуживание авиалиний протяженностью до 4000 км. Начало работ по Ту-144Д с РД-36-51А показали, что Ту-144 способен достигнуть требуемых дальностей и имеет дальнейшие запасы для модернизации. Прежде всего, решили отказаться от унификации конструкции по силовой установке. Путем ревизии конструкции планера, самолетных систем и оборудования Ту-144 предполагали поднять весовую отдачу самолета по топливу. Новый проект получил обозначение Ту-144ДА. Первые проработки по нему показали, что имеется возможность при взлетной массе 235 тонн увеличить запас топлива до 125 тонн (вместо 90-95 тонн у Ту-144Д), при этом площадь крыла увеличивалась до 544 кв.м. (вместо 507 кв.м. у Ту-144Д), силовая установка переводилась на двигатели типа "61" с реверсом тяги (развитие РД-36-51 А) с удельным расходом топлива на крейсерском режиме 1,23 кг/кгс час и максимальной взлетной тягой 21000 кгс. Количество пассажиров доводилось до 130-160 человек, расчетная практическая дальность полета с нормальной коммерческой нагрузкой увеличивалась до 7000-7500 км. Работы по Ту-144ДА не получили дальнейшего практического развития из-за постепенного свертывания всей программы по Ту-144, однако наработки по проекту использовались в начавшихся исследованиях по теме СПС-2 (Ту-244).
Интересно сравнить судьбу Ту-144 и англо-французского "Конкорда" - машин близких по назначению, конструктивному исполнению и времени создания. Прежде всего, следует отметить, что "Конкорд" проектировался в основном для сверхзвуковых полетов над безлюдными океанскими просторами (основное назначение - перелеты между Европой и Америкой через океан), отсюда по условиям звукового удара выбор меньших высот крейсерского сверхзвукового полета и, как следствие, меньшая площадь крыла, меньшая взлетная масса, меньшая потребная крейсерская тяга силовой установки к удельные расходы топлива. Ту-144 предстояло в основном летать над сушей, отсюда большие, высоты полета и соответственное увеличение параметров и самолета и (Требуемых тяг силовой установки). Сюда следует добавить менее совершенные двигатели (по своим удельным параметрам двигатели Ту-144 приблизились к "Олимпу" только в последних вариантах), плюс худшие удельные параметры отечественного оборудования и самолетных агрегатов по сравнению с западными (хроническая болезнь советской авионики). Все эти отрицательные исходные моменты в значительной мере (в ходе развития проекта удалось компенсировать высоким совершенством аэродинамики Ту-144 (по значению полученного аэродинамического качества при полетах на крейсерском сверхзвуковом режиме Ту-144 превосходил "Конкорд"), что давалось естественным усложнением конструкции самолета и снижением уровня технологичности самолета в производстве. Количество поcтроенных серийных Ту-144 и "Конкордов" было приблизительно равным, но в отличие от Ту-144 англо-французские СПС находились в эксплуатации, хотя и дотационной со стороны правительства, практически до начала 90-х годов. Стоимость билета на трассе Лондон - Нью-Йорк в 1986 году составляла 2745 USD. Позволить такие дорогие полеты могли и могут лишь только весьма состоятельные и занятые люди, для которых формула "время-деньги" есть основное кредо существования. На Западе такие люди есть и для них полеты на "Конкордах" естественная экономия время и денег, тому подтверждение общий налет "Конкордов" на трассах на 1989 год в 325.000 летных часов. В результате можно считать, что программа "Конкорд" для англо-французов была в достаточной мере коммерческой и в определенной степени престижной по отношению к американцам. В СССР богатых деловых людей, для которых время превращалось бы в деньги, не было так, что естественного рынка услуг, который должен был удовлетворять Ту-144 в СССР просто не существовало. Самолет заведомо должен был стать в значительной степени дотационным и убыточным в эксплуатации в Аэрофлоте. Поэтому программу создания Ту-144 в большой степени можно отнести к престижной программе, мало обеспеченной реальными экономическими потребностями отечественного рынка авиационных услуг. В результате с одной стороны героические усилия ОКБ А.Н.Туполева, других предприятий, организаций МАП, по развитию Ту-144, с другой стороны первоначальный малопрофессиональный эмоциональный подъем и поддержка со стороны власть предержащих, постепенно перешедшая в безразличие по мере затягивания программы, и в значительной степени торможение со стороны руководства Аэрофлота, которому малодоходная головная боль с освоением сложнейшего комплекса Ту-144 была по большому счету просто не нужна. По этому в начале 80-х годов, когда в СССР начали четко проступать черты грядущего экономического и политического кризиса, и советское руководство начало пытаться навести некоторую экономию (военных Программ эти благие намерения не касались), одной из первых пострадала программа Ту-144. Создание и доводка Ту-144 стала крупнейшей и сложнейшей программой в истории советского самолетостроения. В результате длительной работы удалось создать летательный, аппарат высочайшего мирового класса, по своим основным летно-техническим характеристикам не уступающий соответствующему самолету, созданному на Западе.
Хотя активные работы по Ту-144 в начале 80-х годов были практически свернуты, направление на создание отечественного сверхзвукового пассажирского самолета получило в дальнейших работах ОКБ по созданию СПС-2 - самолета Ту-244. Помимо наработок по аэродинамике, силовой установке, системе управления и т.д., для работ по теме СПС-2, в рамках совместных работ с западными авиационными фирмами, один из летных экземпляров Ту-114Д. был переоборудован в летающую лабораторию Ту-144ЛЛ "Москва" (4 х НК-321), на которой было выполнено несколько десятков экспериментальных полетов по совместной программе нацеленной на создание в будущем экономически и экологически совершенного сверхзвукового пассажирского самолета XXI века.
Основные данные серийного СПС Ту-144Д (по результатам испытаний)
- длина самолета без ПВД - 64,45 м;
- размах крыла - 28,8 м;
- высота самолета - 12,5 м;
- площадь крыла с наплывом - 506,35 м 2 ;
- максимальная взлетная масса - 207000 кг;
- масса пустого снаряженного самолета для варианта на 150 пассажиров - 99200 кг;
- крейсерская сверхзвуковая скорость полета - 2120 км/ч;
- практическая дальность полета, с коммерческой нагрузкой:
7 тонн (70 пасс.) - 6200 км;
11-13 тонн (110-130 пасс.) - 5500-5700 км;
15 тонн (150 пасс.) - 5330 км.
В 1960-х годах в мире существовало убеждение, что будущее гражданской авиации за сверхзвуковыми самолетами. Существовало множество проектов подобных лайнеров, однако до стадии практической эксплуатации дошли лишь два — англо-французский «Конкорд» и советский Ту-144.
«Конкорд» эксплуатировался с 1976 по 2003 годы. За 27 лет регулярных и чартерных рейсов было перевезено более 3 миллионов пассажиров.
История эксплуатации отечественного сверхзвукового лайнера получилась куда короче.
Долгие испытания
Свой первый полет на стадии испытаний Ту-144 совершил 31 декабря 1968 года, опередив конкурента на два месяца. Он также стал первым пассажирским лайнером, преодолевшим звуковой барьер — это произошло в июне 1969 года.
Уверенную поступь самолета нарушила катастрофа на авиасалоне во французском Ле Бурже. Ту-144 упал во время демонстрационного полета. Погибли шесть членов экипажа и восемь человек на земле.
И без того медленно продвигавшиеся летные испытания на время остановились. Инженеры продолжали спорить между собой о надежности тех или иных узлов и агрегатов Ту-144.
Фактически работы велись сразу над двумя модификациями лайнера — Ту-144 и Ту-144Д (дальний), что еще более осложняло задачу.
До стадии эксплуатационных испытаний добрались в декабре 1975 года. На трассе Москва-Алма-Ата происходили тренировки экипажей и служб аэродромного обеспечения. Полеты выполнялись раз в неделю с загрузкой самолета почтой и грузами.
За время эксплуатационных испытаний было выполнено 445 полетов с налетом 835 часов, из них 475 часов на сверхзвуковых режимах.
Брежнев придал ускорение
Программа испытаний завершалась двумя техническими рейсами с пассажирами. Они состоялись 20 и 21 октября 1977 года. Пилотам, стюардессам, всем службам предстояло провести, так сказать, «генеральный прогон». Пассажирами стали работники КБ и предприятий, доводивших до ума Ту-144. Допускали на рейс самых лучших, ударников труда. Даже бортовое меню на этих испытательных рейсах было таким же, каким предстояло кормить «настоящих» пассажиров.
29 октября 1977 года Ту-144 получил сертификат летной годности, получив право на пассажирские перевозки.
Говорят, что запуск Ту-144 ускорил Леонид Брежнев , который во время государственного визита во Францию летом 1977 года с удивлением узнал, что сверхзвуковой «Конкорд» вот уже полтора года возит пассажиров. Леонид Ильич, вернувшись в СССР, поставил вопрос ребром — к 60-летию Октября Ту-144 должен возить советских граждан.
Два часа до Алма-Аты
1 ноября 1977 года советское телевидение сообщило о начале сверхзвуковых пассажирских перевозок на линии Москва-Алма-Ата.
Ту-144 мог садиться и взлетать в 18 аэропортах СССР, но предполагалось, что сначала он будет возить пассажиров только в столицу Казахской ССР.
Позже Ту-144 должен был освоить международные трассы: Москва — Азорские острова — Гавана, Париж — Новосибирск — Токио, и другие.
Пока же в расписании перевозок аэропорта Домодедово появились такие записи:
«Рейс № 499 — Москва-Алма-Ата, вылет 8 часов 30 минут».
«Рейс № 500 — Алма-Ата-Москва, вылет 14 часов».
Первый регулярный рейс Ту-144 начался 1 ноября 1977 года в 9 часов 03 минуты. В 11 часов 03 минуты самолет сел в Алма-Ате, доставив к месту назначения 80 пассажиров.
В обратный рейс самолет Ту-144 вылетел из Алма-Аты в 13 часов 28 минут и точно по расписанию в 15 часов 31 минуту совершил посадку в Москве.
Черная икра и «Мимино»: как Ту-144 стал символом эпохи
В 1977 году стоимость авиабилетов в СССР увеличилась. Билет до Алма-Аты стоил 62 рубля 50 копеек. Тем, кто хотел лететь на Ту-144, предстояло заплатить сбор «За скорость и комфорт», равнявшийся 22 рублям. Таким образом, полет на Ту-144 стоил 84 рубля 50 копеек. Несмотря на высокую цену, количество желающих полететь на сверхзвуковом лайнере было очень большим.
Те, кому довелось совершить полет на Ту-144, говорили о нем с восхищением. Чрезвычайно комфортные для своего времени условия, хорошо обученные, всегда улыбающиеся бортпроводницы, почти космические ощущения при взлете, полет на высоте 17 000 метров со скоростью 2300 км в час.
И, конечно, легендарные бутерброды с черной икрой, входившие в рацион пассажиров советского сверзвукового лайнера. Подавали также дефицитную сырокопченую колбасу, пирожные. А за тележкой с закусками двигалась еще одна — со спиртными напитками. Пассажирам предлагали отличный коньяк в классических коньячных бокалах, либо сухое вино в маленьких бутылочках объемом 200 граммов.
Ту-144 моментально стал символом советской гражданской авиации, его изображение публиковалось на рекламных плакатах «Аэрофлота». Этот самолет появился и в одной из самых популярных советских комедий — «Мимино». Там на Ту-144 летает стюардесса Лариса Ивановна , которую безответно хотел главный герой.
Любопытно, что фильм снимали, когда Ту-144 еще не был допущен к регулярным рейсам, а на экранах он появился, когда сверзвуковой лайнер уже возил пассажиров. Так что «Мимино» стал рекламой полетов на Ту-144.
«Мимино». Кадр из фильма
«Так надо!»
Вот только жизнь этой замечательной картины оказалась не в пример дольше, чем рабочая биография лайнера.
23 мая 1978 года в ходе испытательного полета в окрестностях города Егорьевск потерпел катастрофу Ту-144Д с бортовым номером СССР-77111. Самолёт выполнял контрольно-приёмочный полёт перед тем, как быть переданным для пассажирских перевозок. Но неожиданно на борту начался пожар, который распространялся стремительно.
Пилотам удалось посадить горящую машину на поле неподалёку от Егорьевска и эвакуироваться. Два члена экипажа погибли, самолет сгорел полностью.
Довольно быстро было установлено, что причиной пожара стали изменения в конструкции топливной системы, которые не имели отношения к уже летающим экземплярам Ту-144. Тем не менее, полеты лайнеров были приостановлены.
Министерство гражданской авиации потребовало от КБ Туполева оформления специального решения о продолжении эксплуатации, и 29 мая 1978 года оно было оформлено.
Однако очередной рейс в Алма-Ату 30 мая не состоялся. Алексей Туполев, сын основателя КБ и его преемник, лаконично объявил подчиненным: «Так надо!»
Приговор: нерентабельность
Предполагалось, что Ту −144 вернется в эксплуатацию после того, как будет завершена работа над моделью Ту-144Д с новыми двигателями.
Ту-144Д действительно совершал затем полеты по маршруту Москва — Хабаровск — Москва, но не пассажирские, а грузовые.
В июле 1983 года вышло постановление правительства о прекращении работ по Ту-144. Уже построенные самолеты использовались лишь для экспериментальных полетов и тренировок летчиков-испытателей.
Главной причиной отказа от пассажирских перевозок на Ту-144 называлась нерентабельность. Большой расход топлива и дороговизна в эксплуатации требовали повышения цены на билеты, и для советских граждан она становилась совершенно неподъемной. Кроме того, утверждалось, что лайнер ненадежен, и полеты на нем вредны для людей.
Ветераны КБ Туполева считают, что большую часть проблем, включая снижение расхода топлива, можно было решить, однако люди, руководившие советской гражданской авиацией, сочли, что проще отказаться от Ту-144.
За свою карьеру в «Аэрофлоте» Ту-144 совершил всего 55 рейсов, перевезя 3284 пассажира. Но в памяти тех, кому удалось хоть раз прикоснуться к этой удивительной машине, он остался навсегда.
Ту-144, который по кодификации НАТО получил название Charger, – сверхзвуковой советский пассажирский самолет разработки КБ Туполева.
Созданный в 60-е годы, он стал первым сверхзвуковым авиалайнером, который эксплуатировали авиакомпании для коммерческих авиаперевозок.
История Ту-144
Первый полет опытного самолета Ту-144 был выполнен 31.12.1968. В ходе создания проводились работы одновременно в двух направлениях. Первое подразумевало создание бесфорсажного экономичного ТРД типа РД-36-51, второе было направлено на усовершенствование аэродинамических характеристик Ту-144.
В результате планировали получить выполнение задания по достижению сверхзвукового полета. В 1969 году решением комиссии СМ СССР был принят вариант комплектации самолета с силовой установкой РД-36-51.
Параллельно организацией МГА принимается решение о постройке шести Ту-144 с более экономичными двигателями НК-144А. Модернизация с новыми моторами удовлетворяла требованиям по дальности сверхзвукового полета первого этапа (4-4,5 тыс. км), серийные модели планировалось оснастить моторами РД-36-51.
Первый предсерийный модернизированный самолет Ту-144 начали складывать в 1968 г. на ММЗ «Опыт». По расчетным данным двигатели НК-144 могли обеспечить сверхзвуковую дальность полета на уровне 3275 км, а НК-144А – 3500 км.
Чтобы улучшить аэродинамические характеристики машины, изменили форму крыла. Был изменен градус стреловидности: по передней кромке он составлял 76°, а по базовой − 57°. В отличие от «044», площадь крыла была увеличенной, введена интенсивная коническая крутка конечных частей крыла. Но главное, что улучшило аэродинамику, − изменение центральной части крыла, которое обеспечивало самобалансировку в крейсерских режимах скорости. Изменения коснулись длины фюзеляжа, который мог поместить до 150 пассажиров. Улучшению аэродинамических данных способствовала переработка формы носовой части фюзеляжа. Парные двигатели вместе с мотогондолами раздвинули, тем самым освободив место в нижней части фюзеляжа. Такая компоновка повлекла за собой изменения в системе шасси: основные опоры шасси стали размещать под мотогондолами, убирание проходило внутрь между воздушными каналами моторов.
В результате доработок конструкции, увеличения запаса топлива и коммерческой нагрузки взлетная масса самолета увеличилась до 190 тонн (в проекте «044» этот показатель составлял 150 т).
Первый предсерийный экземпляр Ту-144 был выпущен в начале 1971 г., а первый полет на нем состоялся 1.06.1971. По программе заводских испытаний проведен 231 вылет, 55 летных часов выполнены в сверхзвуковом режиме.
20.09.1972 самолет выполнил перелет по маршруту Москва − Ташкент, который удалось преодолеть за 1 час 50 мин. Во время полета крейсерская скорость машины достигала отметки 2500 км/ч.
Серийное производство авиалайнера Ту-144 было налажено на Воронежском авиационном заводе.
Серийную модель, которая была оснащена двигателями НК-144А, впервые подняли в воздух 20.03.1972. В отличие от предсерийной машины, несколько добавили площадь крыла, что повлекло за собой увеличение взлетной массы до 195 т.
3.06.1973 первый серийный самолет потерпел катастрофу на глазах 350 тыс. зрителей. Экипаж хотел повторить подвиг «Конкорда», который выполнил накануне «истребительский» маневр – пролететь над ВПП и снова взлететь. Однако это сделать не удалось. Начиная с высоты 1200 м, самолет внезапно начал пикировать и, только достигнув 120 м над землей, начал медленно подниматься. Перегрузка намного превысила допустимый уровень, вследствие чего сперва отвалилось левое крыло, а далее – хвостовой отсек. Конструкция самолета полностью разрушилась. Крушение произошло вблизи небольшого французского города Гуссенвиль. В результате катастрофы погиб весь экипаж лайнера и 7 местных жителей, 28 человек получили ранения.
Первый пассажирский рейс с участием Ту-144 состоялся 1.10.1977. До мая 1978 г. на самолете выполнено 55 пассажирских и 47 грузовых рейсов.
Всего было произведено 17 экземпляров сверхзвуковых авиалайнеров Ту-144, 14 из которых – в Воронеже. Оборудование пассажирских салонов заказывали в ГДР. В нынешнее время два самолета Ту-144 хранятся в авиамузеях Монино и г. Ульяновск.
Конструкция
Ту-144 – это цельнометаллический низкоплан, который был выполнен по схеме «бесхвостка». Фюзеляж самолета сделан по типу полумонокока и имеет гладкую работающую обшивку со стрингерами и набором шпангоутов. Шасси Ту-144 трехопорное, присутствует носовая стойка.
В состав силовой установки входят четыре ТРД НК-144А, в модификации Ту-144Д – бесфорсажныеРД-36-51А. Каждый из моторов имеет свой воздухозаборник. Расположение воздухозаборников – попарное. Носовая опора шасси убирается в пространство передней части фюзеляжа между воздухозаборниками.
Крыло самолета изменяемой стреловидности. Обшивка крыла сделана из листов алюминиевого сплава. На задней кромке размещены титановые элевоны. Они вместе с рулями направления выполняют отклонение за счет необратимых бустеров. Кабина сделана подвижной по типу «утки» для обеспечения лучшего обзора во время взлета и посадки самолета.
Большая часть топлива находится в 18 крыльевых баках. В заднюю часть фюзеляжа поместили балансировочный бак. В него поступает топливо на этапе перехода от дозвукового режима скорости к сверхзвуковому. Выполнение посадки можно было проводить в любое время суток и в любых погодных условиях. Новым техническим решением стало дебютное применение в истории советского самолетостроения на этом самолете автоматизированной системы контроля работоспособности бортовых систем. Это в свою очередь снизило время и трудоемкость техобслуживания машины.
Самолеты Ту-144 применялись не только как лайнеры. Их задействовали во время проведения исследований солнечных затмений, озонового слоя, фокусированного звукового удара. Эти самолеты стали центрами подготовки космонавтов, которые тренировались по программе «Буран». В 1983 г. летчик-испытатель С.Т. Агапов установил на Ту-144Д тринадцать рекордов мировой авиации, которые не побиты до нынешнего времени.
Ту-144 характеристки:
длина самолета без ПВД - 64,45 м;
размах крыла - 28,8 м;
высота самолета - 12,5 м;
площадь крыла с наплывом - 506,35 м2;
максимальная взлетная масса - 207000 кг;
масса пустого снаряженного самолета для варианта на 150 пассажиров - 99200 кг;
крейсерская сверхзвуковая скорость полета - 2120 км/ч;
практическая дальность полета, с коммерческой нагрузкой:
7 тонн (70 пасс.) - 6200 км;
11-13 тонн (110-130 пасс.) - 5500-5700 км;
15 тонн (150 пасс.) - 5330 км.
Ту-144 видео
Сверхзвуковой пассажирский авиалайнер Ту-144 был создан в Советском Союзе в конце 1970 годов. Его запустили в серию, и некоторое время использовали для коммерческих перевозок пассажиров. На Ту-144 возлагали огромные надежды в СССР - он должен был сначала объединить все регионы огромной страны, а затем выйти за ее пределы. К сожалению, этого так и не произошло. Сегодня мы с вами рассмотрим историю создания и характеристики Ту-144, почему сняли с эксплуатации эту машину, и ее отличия от конкурентов.
Резюме
Несомненно, Ту-144 является легендарным и уникальным самолетом. Он стал первым пассажирским самолетом, скорость которого превысила скорость звука. Одновременно с Ту-144, характеристики которого мы рассмотрим несколько ниже, инженеры Англии и Франции совместно создавали еще один реактивный сверхзвуковой пассажирский авиалайнер - легендарный «Конкорд». Ни для кого не секрет, что разработка этих машин была очередным состязанием Холодной войны. Проект советских конструкторов с технической точки зрения не уступал проекту их конкурентов, однако он проигрывал экономически.
Полет на стоил дорого, а в Советском Союзе было мало людей, которые могут себе это позволить, поэтому билеты не окупали все расходы на топливо и обслуживание реактивного самолета. Западный пассажир был готов заплатить за скорость перелета и высокий уровень комфорта, поэтому «Конкорды» были признаны успешным проектом, чего не скажешь про Ту-144. Почему сняли с эксплуатации этот самолет? Одной из важнейших причин стала экономическая нецелесообразность.
В качестве пассажирского авиалайнера Ту-144 использовали менее года. Затем его начали применять для испытаний и перевозки срочных грузов на дальние дистанции. За время эксплуатации самолет успел перевезти всего 3 284 пассажира. Его главный конкурент перевез в общей сложности 2,4 миллиона пассажиров. В общей сложности были выпущено 16 экземпляров самолета. Стоит отметить, что «Конкордов» выпустили всего на 4 машины больше. В 1999 году состоялся последний полет самолета Ту-144. Несмотря на сомнительную репутацию, удалось установить 13 мировых рекордов.
Предыстория
1950-1960 годы двадцатого века ознаменовались стремительным развитием реактивной авиации. Началось все с того, что в 1947 году экспериментальный американский самолет Bell X-1 преодолел В середине шестидесятых Америка занялась серийным выпуском сверхзвуковых истребителей. А к середине семидесятых технология создания таких машин уже была обкатана, и инженеры всерьез задумались о перспективе создания сверхзвуковых пассажирских самолетов. На тот момент это было велением времени. Использование подобных машин было выгодно для авиакомпаний как минимум по двум причинам: сокращение время полета, отсутствие необходимости в промежуточных посадках для дозаправки.
Создать пассажирские сверхзвуковые авиалайнеры оказалось не так-то просто. Тщательно все взвесив, американские конструкторы отказались от этой затеи, признав ее нецелесообразной. Европейцы все же решили проверить на практике перспективы сверхзвуковой пассажирской техники. Разработкой подобного самолета занялись одновременно французы и англичане. В 1962 году они объединили свои усилия. Так появился проект самолета «Конкорд». Советский Союз также заинтересовался данной идеей. А тот факт, что европейцы не скрывали свои разработки и активно их демонстрировали на международных авиасалонах, позволял отечественным конструкторам еще до старта проекта отсечь ряд неверных решений.
В Советском Союзе создание сверхзвукового пассажирского самолета поручили КБ Туполева. Специалисты этой организации были самыми опытными в создании Кроме того, именно сотрудники КБ Туполева первыми в СССР создали сверхзвуковой самолет - бомбардировщик Ту-22.
Разработка
В 1963 году началась история создания Ту-144. Постановлением Совета Министров СССР была предписана разработка пассажирского лайнера с такими параметрами:
- Дальность полета - 4000-4500 км.
- Крейсерская скорость - 2300-2700 км/ч.
- Пассажировместимость - 80-100 человек.
Уже в следующем, 1964 году была начата разработка нового самолета. А еще через год макет машины был представлен на международной выставке в Ле Бурже. По словам Туполева, самолет должен был подняться в небо на два месяца раньше, чем "Конкорд". В конечном итоге так и получилось.
Работая над принципиально новым самолетом, конструкторы столкнулись с рядом проблем, в частности, с необычной аэродинамикой кузова и нагревом ее корпуса с последующей деформацией на высоких скоростях. Особенно затянулась разработка крыла подходящей конструкции, в ходе которой в аэродинамической трубе было опробовано порядка двухсот вариантов.
При разработке самолета Туполева действующей моделью стал МиГ-21. Однако его конструкцию несколько доработали: горизонтальное оперение убрали, длину фюзеляжа сократили, а размах крыла увеличили. 31 декабря 1968 года Ту-144 впервые поднялся в воздух. Это произошло как раз за два месяца до первого полета «Конкорда». В следующем году самолет достиг скорости звука, а еще через год - превысил ее в два раза.
Когда в СССР появился сверхзвуковой пассажирский самолет, о нем заговорил весь мир. В 1971 году авиалайнер произвел несколько пробных рейсов, посетив Москву, Софию, Берлин и Париж. В этот же период «Аэрофлот» начал экспериментальную эксплуатацию Ту-144. Серийный выпуск машины наладили на Воронежском заводе.
Конструкция
Ту-144 представляет собой цельнометаллический моноплан, который отличается низким расположением крыла и является воплощением конструктивной схемы «безхвостка». Его фюзеляж выполнен в виде полумонокока, обшивка которого опирается на стрингеры и шпангоуты. Самолет оборудуется трехопорным шасси и носовой стойкой.
Силовая установка авиалайнера представлена четырьмя моторами модели ТРД НК-114А или РД-36-51А, которые располагаются попарно. Каждый из моторов оснащен собственным воздухозаборником. Сопла двигателей выступают за кромку крыла.
Фюзеляж самолета условно делится на носовую, центральную и хвостовую части. В носовой части размещается кабина экипажа, фонарь которой вписывается в носовой обтекатель и обводы фюзеляжа. Центральная часть представлена пассажирскими салонами, которые образуют одно целое с носовой частью. В хвостовой части расположен бак-кессон для топлива, а в ее законцовке - емкость для тормозного парашюта.
Крыло самолета получило переменную стреловидность. В корневой части крыла она составила 76, а на его концах - 57 градусов. Крыло получило обшивку из специального сплава, в основе которого лежит алюминий. Элевоны, расположенные на задней части крыла, изготавливаются из титанового сплава.
Для улучшения обзора при взлете и посадке могла опускаться. Ее подъем и опускание осуществлялись благодаря гидравлическому приводу. 18 топливных баков располагались в крыльях самолета. Кроме того, в задней части фюзеляжа был установлен специальный балансировочный бак. Он осуществлял прием топлива при переходе самолета с дозвукового режима полета в сверхзвуковой. Передняя стойка шасси самолета имела два колеса, а две основные стойки - четыре сдвоенные тележки.
Управление самолетом осуществлялось при помощи бортовой электронно-вычислительной машины. Заход на посадку можно было произвести в любое время суток, в любых метеорологических условиях. Автоматика диагностировала работу всех бортовых систем, что стало настоящей новинкой для отечественного авиастроения. В входило три человека. В зависимости от версии самолета его пассажировместимость могла варьироваться от 98 до 150 человек.
Переднее горизонтальное выдвижное оперение стало интересной особенностью самолета Ту-144, выделяющей его среди других машин. Оно располагается сразу же за кабиной пилотов, в передней Благодаря этому оперению самолет получил увеличенную маневренность и дополнительную подъемную силу. Кроме того, горизонтальное оперение позволяло машине быстрее снижать скорость в момент посадки и пользоваться более короткими взлетно-посадочными полосами.
Первая катастрофа
Наиболее значимым и трагичным днем в истории самолета Ту-144 было 3 июня 1973 года, когда во время показательного полета в Ле Бурже первый Ту-144 потерпел крушение. Трагедию созерцали около 350 тысяч зрителей. В результате крушения погибло пять членов экипажа и жителей городка Гуссенвиль (Франция), около которого проходил авиасалон. Кроме того, почти три десятка человек получили ранения.
Экипаж советского самолета хотел пролететь над взлетно-посадочной полосой и вновь набрать высоту. Накануне этот маневр был продемонстрирован англо-французским «Конкордом». Но осуществить задуманное не удалось. Внезапно самолет начал пикировать, а опустившись на высоту в 120 метров, стал просто-напросто разлетаться на части. Сначала от корпуса оторвалось крыло, а затем - хвостовая часть. За считанные секунды от самолета осталась лишь груда металла.
Причины ужасной катастрофы по сей день неясны. По одной версии, экипаж Ту-144 был вынужден резко маневрировать, дабы не столкнуться с истребителем, который фотографировал участников авиасалона с воздуха. Есть и другая версия, согласно которой у авиалайнера отказала система управления. Спустя много лет после трагедии один из представителей КБ Туполева рассказ журналистам, что на той версии Ту-144 стоял ряд неиспытанных блоков. Еще одна версия свидетельствует о том, что при выполнении маневра один из пилотов уронил кинокамеру, которая заблокировала рулевую колонку, однако бортовые самописцы этого не подтвердили.
В официальном заключении указано, что катастрофа могла быть вызвана падением члена экипажа в кабине, однако материальных доказательств тому не найдено. В конечном итоге причины катастрофы назвали неустановленными. Погибших членов экипажа похоронили на Новодевичьем кладбище.
Эксплуатация
Несмотря на ужасное крушение Ту-144, Ле Бурже увидел его еще дважды, в 1975 и 1977 году. Когда Брежнев в 1977 году отправился с официальным визитом во Францию, ему продемонстрировали «Конкорд» последней разработки. На тот момент англо-французская машина выполняла международные и межконтинентальные рейсы. Вернувшись в СССР, Брежнев приказал как можно быстрее запустить Ту-144 в коммерческую эксплуатацию.
Немного ранее были запущены работы по увеличению дальности полета авиалайнера. Ту-144 оснастили новыми, более экономичными моторами модели РД-36-51А. Эта модификация получила название Ту-144Д. 26 декабря 1975 пассажирский Ту-144 совершил свой первый полет из Москвы в Алма-Ату. Для начала ему было поручено перевезти почту. Полет прошел успешно, и в конце 1977 года начались пассажирские перевозки на Ту-144. Управление сверхзвуковым лайнером доверяли лишь самым опытным пилотам. Предварительно они проходили специальную подготовку. Кроме того, на Ту-144 выбирали самых красивых бортпроводниц.
По маршруту Москва - Алма-Ата летали два самолета, оснащенные моторами НК-144А. Такая силовая установка позволяла самолету пролететь не более трех тысяч километров. Запаса топлива едва хватало, чтобы воздушное судно достигло конечного пункта. Если бы в случае какой-либо нештатной ситуации самолет не смог сесть на аэродроме Алма-Аты или запасную взлетно-посадочную полосу в Ташкенте, сажать его было негде. Таким образом, каждый полет становился для летчиков и их начальства настоящим испытанием на прочность. Билет на Ту-144 стоил 80 рублей, что дороже на 18 рублей, чем билет на обычный самолет.
Советское руководство имело серьезный план на Ту-144. Версию Ту-144Д хотели пустить по маршруту Москва - Хабаровск, а затем открыть для нее международные рейсы. Однако задуманное так и не сбылось.
Очередное крушение Ту-144
23 мая 1978 года экспериментальный самолет Ту-144Д потерпел катастрофу. На этот раз причиной аварии стало возгорание третьего мотора и задымление кабины, вызванное разрушением топливопровода. Когда неисправность дала о себе знать, экипаж прибегнул к вынужденной посадке. После приземления летчики поспешили оставить самолет, но два бортинженера так и не успели этого сделать.
В конце июля 1980 года с самолетом Ту-144Д произошла еще авария, которая едва ли не привела к трагедии. На сверхзвуковой скорости разрушился один из моторов. Профессиональный экипаж сумел посадить самолет, а двигатели отправили на доработку. Во время последующих испытаний они работали проблемно. Когда умер Брежнев, проект сверхзвукового лайнера был пущен на самотек, так как новое правительство относилось к нему скептически. В конечно итоге руководство страны приняло решение закрыть его и продолжить осуществление пассажироперевозок простыми и экономичными дозвуковыми самолетами.
Какое-то время сверхзвуковой Ту-144 использовался для проведения испытательных полетов и доставки срочных грузов. На нем тренировались пилоты, участвовавшие в программе советского «шаттла» «Буран». В скором времени все начали забывать о Ту-144.
Почему сняли с эксплуатации самолет?
Даже для СССР, где не любили считать деньги, эксплуатация сверхзвукового лайнера стала слишком дорогой и, что самое главное, бессмысленной. Поэтому основной причиной прекращения развития проекта стали не катастрофы Ту-144 и не технические проблемы, а отсутствие экономической рентабельности.
Со старыми силовыми установками дальность полета самолета не превышала 3 тысяч километров. Учитывая принадлежность лайнера к сверхзвуковым, это ничтожно мало. Для осуществления дальних поездок самолету было необходимо осуществлять промежуточные посадки для дозаправки, что сводило на нет все его сильные стороны. Цель проекта состояла в том, чтобы осуществлять быстрые перелеты между отдаленными городами без пересадок и дозаправок. Дальность полета «Конкорда», к примеру, доходила до 6500 км. Двигатель РД-36-51А мог бы позволить Ту-144 летать на расстояния около 5300 км, но все проблемы, связанные с ним, так и не решили.
Кроме того, цена билетов на Ту-144 была далека от суммы, необходимой, чтобы окупить все расходы на полеты и обслуживание самолета. Брать у граждан больше денег за билет руководство СССР не хотело, да и вряд ли простые люди стали бы переплачивать за скорость полета. Поэтому сверхзвуковой пассажирский авиалайнер вошел в историю не более чем как доказательство высокого уровня советских авиаконструкторов. Впрочем, катастрофы Ту-144 несколько подорвали их репутацию.
Исследовательская лаборатория
В середине 2000-х самолет Ту-144, характеристики которого мы уже рассмотрели, поучаствовал в исследовательской программе, проводимой конструкторским бюро Туполева совместно с американскими авиаконструкторами. В рамках программы агентство НАСА исследовало перспективы создания сверхзвуковых лайнеров нового поколения.
В программе поучаствовала модель Ту-144ЛЛ, которая представляет собой модернизированную версию самолета Ту-144Д. Главным отличием обновленного самолета от предшественника стала новая силовая установка модели НК-32-1, заменившая устаревший мотор РД-36-51Д.
Американских инженеров интересовали главным образом вопросы, связанные с полетом на сверхзвуковых скоростях: температура металлических деталей и обшивки, работа моторов, коэффициенты трения, управляемость и стабильность самолета в разных режимах полета, и многое другое. Кроме того, заказчик изучал такие вопросы, как уровень воздействия космической радиации на пассажиров и экипаж, особенности атмосферы на серьезных высотах, а также способы шумоизоляции салонов и кабины.
Сравнение с «Конкордом»
Многие неизощренные авиалюбители отмечают сходство самолетов Ту-144 и «Конкорд». Сравнение технических характеристик и внешности самолетов показывает, что между ними есть много отличий. И уж точно, советский авиалайнер не копирует британо-французский. «Конкорд» менее мощный и тяжелый по сравнению с Ту-144. Салон туполевской машины вмещает в себя больше пассажиров. Кроме того, она, с технической точки зрения, имеет ряд интересных особенностей, к примеру, переднее горизонтальное оперение, позволяющее лайнеру садиться на более короткие полосы. А вот в чем преуспел «Конкорд», так это в дальности полета.
История британо-французского сверхзвукового лайнера выдалась ненамного более продолжительной, чем Ту-144. Почему сняли с эксплуатации «Конкорд»? Примерно по тем же причинам, что и советский самолет. Последней каплей стало ужасное крушение «Конкорда» во Франции, произошедшее в 2000 году. После аварии он был снят с производства. Таким образом, пассажирские перевозки на сверхзвуковых лайнерах вошли в историю как прогрессивный, но опасный эксперимент. Скорее всего, человечество еще вернется к этой идее, но это будет уже на новом витке научно-технического развития. На сегодняшний день над данным направлением работает всего несколько стран мира.
В начале 60-х годов стало понятно, что СССР необходим сверхзвуковой пассажирский самолёт, т.к. основной реактивный лайнер того времени - Ту-104 от Москвы до Хабаровска летел с двумя промежуточными посадками для дозаправки. Турбовинтовой Ту-114 выполнял на этом маршруте беспосадочные рейсы, но в полете был целых 14 часов. А сверхзвуковой Ту-144 расстояние 8500 километров преодолел бы за 3,5 часа! Советскому Союзу для обеспечения растущих пассажиропотоков в условиях протяжённых трансконтинентальных маршрутов нужен был новый современный сверхзвуковой пассажирский самолёт (СПС).
Однако детальный анализ и проработка предложенных проектов СПС на базе первых сверхзвуковых бомбардировщиков показали, что создание эффективного конкурентоспособного СПС путём модификации военного прототипа - задача крайне сложная. Первые сверхзвуковые боевые тяжёлые самолёты по своим конструктивным решениям в основном отвечали требованиям сравнительно кратковременного полёта на сверхзвуке. Для СПС требовалось обеспечить длительный крейсерский полёт на скоростях не менее двух скоростей звука - число Маха равное 2 (М=2). Специфика задачи по перевозке пассажиров дополнительно требовала значительного повышения надёжности работы всех элементов конструкции самолёта, при условии более интенсивной эксплуатации с учётом увеличения длительности полётов на сверхзвуковых режимах. Анализируя все возможные варианты технических решений, авиационные специалисты как в СССР, так и на Западе, пришли к твёрдому мнению, что экономически эффективный СПС необходимо проектировать как принципиально новый тип летательного аппарата.
Перед отечественной авиационной наукой и промышленностью в ходе создания советского СПС ставился ряд научно-технических проблем, с которыми наша ни дозвуковая пассажирская, ни военная сверхзвуковая авиация не сталкивались. Прежде всего, для обеспечения требуемых лётно-технических характеристик СПС, это полёт со скоростью М=2 на дальность до 6500 км со 100-120 пассажирами, в сочетании с приемлемыми взлётно-посадочными данными, требовалось значительно улучшить аэродинамическое качество самолёта при крейсерских скоростях полёта. Требовалось решить вопросы устойчивости и управляемости тяжёлого самолёта при полётах в дозвуковой, трансзвуковой и сверхзвуковой областях, выработать практические методы балансировки самолёта на всех этих режимах с учётом минимизации аэродинамических потерь. Длительный полёт на скорости М=2 был связан с исследованиями и обеспечением прочности конструкции и агрегатов планера при повышенных температурах, близких к 100-120 градусам С, предстояло создать теплостойкие конструкционные материалы, смазки, герметики, а также разработать типы конструкций, способных длительное время работать в условиях циклического аэродинамического нагрева.
Аэродинамический облик Ту-144 определялся главным образом получением большой дальности полёта на крейсерском сверхзвуковом режиме, при условии получения требуемых характеристик устойчивости и управляемости, а также заданных характеристик взлёта и посадки. Аэродинамическое качество Ту-144 на двойной скорости звука равнялось 8,1, на «Конкорде» - 7,7, а у большинства сверхзвуковых «МиГов» середины 60-х годов прошлого века АК не превышало коэффициента, равного 3,4. В конструкции планера первого СПС в основном использовались традиционные алюминиевые сплавы, на 20% он был изготовлен из титана, хорошо переносящего нагрев до 200 градусов С. Единственный самолет в мире, в котором так же применялся титан,- SR-71, знаменитый «Черный дрозд», американский сверхзвуковой разведчик.
ТУ-144Д № 77115 на авиасалоне МАКС 2015 / Фото (с) Андрей Величко
Исходя из условий получения требуемого аэродинамического качества и оптимальных режимов работы планера, систем и агрегатов самолёта при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях, остановились на схеме низкоплана "бесхвостка" с составным треугольным крылом оживальной формы. Крыло образовывалось двумя треугольными поверхностями с углом стреловидности по передней кромке 78° и 55°- для задней базовой части. Четыре ТРДДФ размещались под крылом. Вертикальное оперение располагалось по продольной оси самолёта. В конструкции планера в основном использовались традиционные алюминиевые сплавы. Крыло образовывалось из симметричных профилей и имело сложную крутку в двух направлениях: в продольном и поперечном. Этим достигалось наилучшее обтекание поверхности крыла на сверхзвуковом режиме, кроме того, подобная крутка содействовала улучшению продольной балансировки на этом режиме.
Постройка первого опытного самолёта Ту-144 ("044") началась в 1965 году, одновременно строился второй экземпляр для статических испытаний. Опытный "044" первоначально рассчитывался на 98 пассажиров, позднее эта цифра была увеличена до 120. Соответственно, расчетная взлётная масса увеличилась со 130 до 150 тонн. Опытная машина строилась в Москве в цехах ММЗ "Опыт", часть агрегатов изготовлялась на его филиалах. В 1967 году была закончена сборка основных элементов самолёта. В конце 1967 года опытный "044" перевезли на Жуковскую лётно-испытательную и доводочную базу, где в течение всего 1968 года осуществлялись доводочные работы и доукомплектование машины недостающими системами и агрегатами.
Одновременно на аэродроме ЛИИ начались полеты самолета-аналога МиГ-21И (А-144, "21-11"), созданного на базе истребителя МиГ-21С. Аналог создавался в ОКБ А. И. Микояна и имел крыло геометрически и аэродинамически подобное крылу опытного "044". Всего было построено две машины "21-11", на них летали многие лётчики-испытатели, в том числе и те, которым предстояло испытывать Ту-144. Самолёт-аналог успешно достигал скорости 2500 км/ч, материалы этих полётов послужили основой для окончательной доводки крыла Ту-144, а также позволили лётчикам-испытателям подготовиться к особенностям поведения самолёта с таким крылом.
31 декабря 1968 года - первый полёт Ту-144
В конце 1968 года опытный "044" (бортовой № 68001) был готов к первому полёту. На машину назначили экипаж в составе: командира корабля - заслуженного лётчика-испытателя Э. В. Еляна (получившего затем за Ту-144 Героя Советского Союза); второго пилота - заслуженного лётчика испытателя Героя Советского Союза М.В.Козлова; ведущего инженера-испытателя В. Н. Бендерова и бортинженера Ю. Т. Селивёрстова. Учитывая новизну самолёта, ОКБ пошло на неординарное решение: впервые на опытную пассажирскую машину решили установить катапультируемые кресла экипажа.
В течение месяца проводились гонки двигателей, пробежки, наземные проверки систем. С начала третьей декады декабря 1968 года "044" находился в предстартовой готовности, машина и экипаж были полностью готовы к первому вылету, в течение всех этих десяти дней над аэродромом ЛИИ не было погоды, и опытный Ту-144 оставался на земле. Наконец, в последний день уходящего 1968 года, через 25 секунд после момента старта "044" впервые оторвался от взлетной полосы аэродрома ЛИИ и быстро набрал высоту. Первый полёт продолжался 37 минут, в полёте машину сопровождал самолёт-аналог "21-11". Ту-144 успел взлететь на два месяца раньше своего англо-французского «коллеги» - лайнера «Конкорд», который выполнил первый полёт 2 марта 1969 года.
По отзывам экипажа, машина показала себя послушной и "летучей". На первом вылете присутствовали А. Н. Туполев, А. А. Туполев, многие руководители подразделений ОКБ. Первый полёт Ту-144 стал событием мирового значения и немаловажным моментом в истории отечественной и мировой авиации. Впервые в воздух поднялся сверхзвуковой пассажирский самолёт.
3 июня 1973 года первая серийная машина во время демонстрационного полёта в Ле-Бурже потерпела катастрофу. Погибли командир лётчик-испытатель М. В. Козлов, второй пилот В. М. Молчанов, заместитель главного конструктор В. Н. Бендеров, бортинженер А. И. Дралин, штурман Г. Н. Баженов, инженер Б. А. Первухин. Для расследования катастрофы была создана комиссия, в которой принимали участия специалисты СССР и Франции. По результатам расследования французы отмечали, что отказа в технической части самолёта не было, причиной катастрофы явилось наличие в кабине не пристёгнутых членов экипажа, внезапное появление самолета "Мираж" в поле зрения экипажа Ту-144, наличие кинокамеры в руках одного из членов экипажа, которая при падении могла заклинить штурвал управления. Наиболее ёмко и точно о катастрофе Ту-144 в Ле-Бурже в 90-е годы высказался Э. В. Елян: "Эта катастрофа - горький пример того, как стечение мелких на первый взгляд, незначительных небрежностей, в данном случае и со стороны французских служб управления полётами, привело к трагическим последствиям".
Тем не менее, Ту-144 стал совершать регулярные рейсы. Первый рабочий рейс был выполнен 26 декабря 1975 года по маршруту Москва-Алма-Ата, где самолёт перевёз почту и посылки, а с ноября 1977 года на том же направлении начались и пассажирские перевозки.
Рейсы выполняли только два самолёта - № 77108 и № 77109. Лётчики Аэрофлота летали только в качестве вторых пилотов, командирами же экипажа всегда были лётчики-испытатели ОКБ Туполева. Билет стоил немалые по тем временам деньги - 82 рубля, а на обычный рейс Ил-18 или Ту-114 по тому же маршруту - 48 рублей.
С экономической точки зрения уже через некоторое время стало понятно, что эксплуатация Ту-144 была убыточна - сверхзвуковые самолёты летали полупустыми, и через 7 месяцев Ту-144 сняли с регулярных рейсов. Похожие проблемы испытывал и «Конкорд»: из Европы в Америку летали всего 14 самолетов, и даже дорогие билеты не могли компенсировать авиакомпаниям огромные расходы на топливо. В отличие от Ту-144, полёты "Конкордов" дотировались правительствами Франции и Великобритании почти до начала 90-х годов. Стоимость билета на трассе Лондон-Нью-Йорк в 1986 году составляла 2 745 USD. Позволить такие дорогие полеты могли только весьма состоятельные люди, для которых формула "время-деньги" - есть основное кредо существования. На Западе такие люди были и для них полёты на "Конкордах" - естественная экономия времени и денег, тому подтверждение - их общий налет на межконтинентальных трассах за 1989 год в 325 000 лётных часов. Поэтому можно считать, что программа "Конкорд" для англичан и французов была в достаточной мере коммерческой, а дотации выделялись для поддержания престижа по отношению к американцам.
23 мая 1978 года произошло второе крушение Ту-144. Улучшенный опытный вариант самолёта Ту-144Д (№ 77111) после возгорания топлива в зоне мотогондолы 3-й силовой установки из-за разрушения топливопровода, задымления в кабине и отключения экипажем двух двигателей, совершил вынужденную посадку на поле у деревни Ильинский Погост, неподалеку от города Егорьевска. Командир экипажа В. Д. Попов, второй пилот Э. В. Елян и штурман В. В. Вязигин смогли покинуть самолёт через форточку кабины. Находившиеся в салоне инженеры В. М. Кулеш, В. А. Исаев, В. Н. Столповский покинули самолет через переднюю входную дверь. Бортинженеры О. А. Николаев и В. Л. Венедиктов оказались зажатыми на рабочем месте деформировавшимися при посадке конструкциями и погибли. Отклоненный носовой обтекатель коснулся грунта первым, он сработал, как нож бульдозера, входя землю, провернулся под днище и вошёл в фюзеляж. 1 июня 1978 года Аэрофлот навсегда прекратил сверхзвуковые пассажирские рейсы.
Впоследствии Ту-144Д использовался только для грузовых перевозок между Москвой и Хабаровском. В общей сложности, Ту-144 совершил 102 рейса под флагом Аэрофлота, из них 55 - пассажирскихв которых было перевезено 3 194 пассажира.
Фото: Ту-144 борт СССР-77115 / (с) Баскаков В.Д.
Позже Ту-144 совершали только испытательные полёты и несколько полётов с целью установления мировых рекордов. С 1995 по 1999 годы один значительно модифицированный Ту-144Д (№77114) под названием Ту-144ЛЛ использовался американским космическим агентством НАСА для исследований в области высокоскоростных коммерческих полётов с целью разработать план для создания нового, современного сверхзвукового пассажирского самолёта. Из-за отсутствия пригодных к эксплуатации двигателей НК-144 или РД-36-51 на Ту-144ЛЛ были установлены НК-32, аналогичные используемым на Ту-160, разнообразные датчики и контрольно-записывающая аппаратура.
Всего было построено 16 самолётов Ту-144, которые совершили в общей сложности 2 556 вылетов и налетали 4 110 часов (среди них больше всего, 432 часа, налетал борт 77144). Постройка ещё четырёх самолётов так и не была закончена.
Ту-144 борт СССР-77114 на стоянке в ЛИИ им. Громова, аэродром в Жуковском / Фото (с) Андрей Величко, МАКС 2003
Оставшихся в лётном состоянии самолётов в настоящее время не существует. Практически полностью укомплектованы деталями и могут быть восстановлены до лётного состояния только борты Ту-144ЛЛ № 77114 и ТУ-144Д № 77115. Борт № 77114, который использовался для тестов НАСА, хранится на аэродроме в Жуковском. ТУ-144Д № 77115 также хранится на аэродроме в Жуковском. Раз в два года эти машины демонстрируют на статической стоянке во время международных авиакосмических салонов МАКС.
| Ту-144 различных модификаций | Concorde | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Ту-144 («044») | Ту-144С | Ту-144Д | Ту-144ЛЛ | ||
| Технические характеристики | |||||
| Экипаж , чел. | 4 | 3 | |||
| Длина , м | 59,40 | 65,70 | 61,66 | ||
| Высота , м | 12,25 | 12,50 | 12,2 | ||
| Размах крыла , м | 27,65 | 28,00 | 28,80 | 25,60 | |
| Площадь крыла , м² | 438 | 503 | 507 | 358,6 | |
| Максимальная взлётная масса , кг | 180 000 | 195 000 | 207 000 | 203 000 | 185 000 |
| Масса полезной нагрузки , кг | 12 000 | 15 000 | 13 380 | ||
| Масса топлива , кг | 70 000 | 98 000 | 95 000 | 95 680 | |
| Двигатели | |||||
| Количество | 4 | ||||
| НК-144 | НК-144A | РД-36-51А | НК-32-1 | Olympus 593 | |
| Тяга, максимальная , кН | 171,6 | 178,0 | 196,1 | 245,0 | 170,0 |
| Тяга на сверхзвуке , кН | 127,5 | 147,0 | 137,5 | ||
| Лётные характеристики | |||||
| Максимальная скорость , км/ч | 2 443 | 2 500 | 2 285 | 2 500 | 2 330 |
| Крейсерская скорость (на сверхзвуке) , км/ч | 2 300 | 2 200 | 2 120 | 2 300 | 2 150 |
| Посадочная скорость , км/ч | 270 | 295 | |||
| Практическая дальность (с полной загрузкой) , км | 2 920 | 3 080 | 5 330 | 4 000 | 6 470 |
| Практический потолок , м | 20 000 | 18 300 | |||
| Длина разбега , м | 2 930 | ||||
| Длина пробега , м | 2 570 | ||||
Интересно сравнить судьбу Ту-144 и англо-французского "Конкорда" - машин близких по назначению, конструктивному исполнению и времени создания. Прежде всего следует отметить, что "Конкорд" проектировался в основном для сверхзвуковых полётов над безлюдными просторами Атлантического океана. По условиям звукового удара, это выбор меньших высот крейсерского сверхзвукового полёта и, как следствие, меньшая площадь крыла, меньшая взлётная масса, меньшая потребная крейсерская тяга силовой установки и удельные расходы топлива.
Ту-144 предстояло в основном летать над сушей, поэтому требовались большие высоты полёта и соответствующие параметры самолёта, требуемая тяга силовой установки. Сюда следует добавить менее совершенные двигатели. По своим удельным параметрам двигатели Ту-144 приблизились к "Олимпу" только в последних вариантах, плюс худшие удельные параметры отечественного оборудования и самолётных агрегатов по сравнению с западными. Все эти отрицательные исходные моменты в значительной мере удалось компенсировать высоким совершенством аэродинамики Ту-144 - по значению полученного аэродинамического качества при полётах на крейсерском сверхзвуковом режиме Ту-144 превосходил "Конкорд". Это давалось усложнением конструкции самолёта и снижением уровня технологичности в производстве.
В СССР богатых деловых людей не было, поэтому не было и естественного рынка услуг, который должен был удовлетворять Ту-144. Самолёт заведомо должен был стать в значительной степени дотационным и убыточным в эксплуатации, из-за чего программу создания Ту-144 нужно отнести к понятию престижа страны. Реальных экономических предпосылок для использования СПС на рынке авиационных услуг СССР 60-70 годов ХХ века не существовало. В результате, - с одной стороны героические усилия ОКБ А. Н. Туполева и других предприятий и организаций МАП по развитию Ту-144, а с другой - первоначальный эмоциональный подъём и поддержка со стороны руководства страны, постепенно перешедшая в безразличие и в значительной степени торможение со стороны руководства Аэрофлота, которому малодоходная головная боль с освоением сложнейшего комплекса Ту-144 была, по большому счёту, просто не нужна. Поэтому в начале 80-х годов, когда в СССР начали чётко проступать черты грядущего экономического и политического кризиса, одной из первых пострадала программа Ту-144.