Самолет Ту-160

Главная >> Авиатехника >> ОКБ Туполева >> Ту-160 >> Самолет Ту-160 >> Создание самолета

 


Создание самолета

После всех этих событий, решивших дальнейшую судьбу отечественного многорежимного самолета, ОКБ А.Н.Туполева приступило к проектированию самолета Ту-160 с крылом изменяемой стреловидности. Варианты с фиксированным крылом дальнейшего развития не получили. В том же 1972 году ОКБ, ЦАГИ, другие организации и предприятия отечественного ВПК, а также и научно-исследовательские институты ВВС приступили к выполнению широкой программы по оптимизации схемы, параметров будущего самолета, его силовой установки, выбору конструкционных материалов и разработке необходимых технологий, выбору оптимальной структуры и взаимосвязи комплексов и систем бортового оборудования и вооружения. Всего работами по Ту-160 в СССР, в той или иной форме, занималось около 800 предприятий и организаций различного профиля.
Выбор основной схемы самолета был сделан, поэтому силы ОКБ сконцентрировались на отработке конкретных элементов самолета и комплекса. В качестве двигателей для силовой установки первоначально остановились на НК-25, однотипных с теми, что предназначались для Ту-22М3. По тяговым характеристикам двигатель, в основном, удовлетворял разработчиков Ту-160, а вот удельные расходы топлива необходимо было снижать, иначе межконтинентальной дальности получить не удалось бы, даже при самой идеальной аэродинамике. Как отмечалось выше, в это время ОКБ Н.Д.Кузнецова приступило к проектированию нового двухконтурного трехвального ДТРДФ НК-32, который при той же взлетной форсажной тяге 25000 кгс и бесфорсажной 13000 кгс должен был иметь удельный расход топлива на дозвуковом режиме 0,72-0,73 кг/кгс ч и на сверхзвуке - 1,7 кг/кгс ч. Проект НК-32 имел в своей основе многие основные узлы идентичные с НК-25, что в значительной степени гарантировало реальность нового двигателя. Мясищевцы в своем проекте М-18 остановились на компоновке двигателей и мотогондол, близкой к В-1. Несмотря на это, в ОКБ А.Н.Туполева решили все-таки провести цикл работ по поиску оптимального варианта. Совместно с ЦАГИ на 14 моделях провели большое количество продувок различных вариантов компоновок силовой установки на самолете. Подходы были самые неожиданные. Например, в проработке находился четырехдвигательный вариант со спаренными в вертикальной плоскости двигателями в мотогондолах с горизонтальным клином. Воздухозаборник имел два канала сложной конфигурации, огибавших балку центроплана сверху и снизу. Был построен натурный макет самолета с вертикальным расположением ТРДДФ. Такая схема обеспечивала наилучшую аэродинамику и уменьшение ЭПР; однако была сложна технологически. Кроме того, вызывала сомнение боевая живучесть вертикальной связки двух двигателей. В проработке также находились: трехдвигательный вариант с осесимметричными воздухозаборниками, несколько вариантов со спаренными мотогондолами, по типу примененных на Ту-22М3, и т.д. Окончательно остановились на варианте спаренной подкрыльевой установки двигателей с двухмерными, многорежимными подкрыльевыми воздухозаборниками с вертикальным клином, как на В-1 и М-18. Аналогичные воздухозаборники прошли всестороннюю летную проверку на Ту-144. Однако, в отличие от Ту-144, процесс проектирования двигателя, мотогондол, воздухозаборников и выбор размещения их на Ту-160 рассматривался и самолетчиками, и двигателистами взаимосвязно, что позволило уйти от многих недостатков, присущих силовой установке Ту-144.
Как и для предварительных проектов "бесхвосток", для окончательного варианта компоновки планера выбрали "интегральную" схему, объединявшую наплывную переднюю часть крыла и фюзеляж в единый агрегат. Все это сочеталось с поворотными консолями крыла с углами поворота от 20 до 65 градусов и хвостовым оперением нормальной схемы с дифференциально отклоняемым стабилизатором и килем с верхней управляемой частью. Для повышения аэродинамического качества самолета при различных положениях консолей в ОКБ разработали систему специальных подвижных шторок, а впоследствии в серии внедрили поворотный гребень, позволивший оптимизировать аэродинамику участка сочленения поворотной части крыла с его неподвижной частью. Для оценки совершенства принятых аэродинамических решений совместно с ЦАГИ был выполнен большой объем продувок на 11 специально подготовленных моделях самолета. Продувки показали, что удалось получить максимальное аэродинамическое качество на крейсерском дозвуковом режиме полета в пределах 18,5-19, а на сверхзвуке более 6,0.
Вопросы, связанные с общей компоновкой самолета, решались в неразрывной связи с проблемами конструктивными и технологическими. Основные нагрузки воспринимала центральная фюзеляжеобразующая цельносварная титановая балка, вокруг нее группировались все остальные элементы планера. Оригинальная технология изготовления столь большого конструктивного элемента, как титановая балка, основывалась на процессе электронно-лучевой сварки в нейтральной среде, которая до настоящего времени относится к уникальным технологиям и по праву может считаться национальным приоритетом страны. Поворотные части крыла, узлы поворота и привода по своей схеме и техническим решениям в общем повторяли принятые для Ту-22М, однако значительное увеличение размеров и нагрузок на них потребовало существенных доработок конструкции и увеличения мощности приводов. При выборе схемы хвостового оперения рассматривались варианты с цельноповоротным стабилизатором, расположенным на вершине киля, и киль с нормальным рулем поворота, среднее расположение стабилизатора с разделением руля поворота на две секции. В окончательном варианте приняли оригинальную схему с двухсекционным килем, состоявшим из нижней неподвижной части, к которой крепился цельноповоротный стабилизатор, и верхней подвижной части киля. Подобное решение позволило в условиях ограниченных объемов разместить мощные рулевые электрогидроусилители и шарнирные привода отклоняемых плоскостей хвостового оперения.
Достаточно долго решался вопрос со схемой расположения грузоотсеков в фюзеляже. Первоначально в качестве варианта рассматривалось расположение двух грузоотсеков в центральной части фюзеляжа рядом, что давало минимальный разброс центровок при сбросе боевых грузов, но одновременно увеличивало мидель фюзеляжа и добавляло сложностей с проектированием оптимальных мотогондол. В дальнейшем от спаренных грузоотсеков отказались и перешли к двум расположенным друг за другом по длине фюзеляжа отсекам.
Самолет предполагалось строить с широким использованием современных материалов: 38% конструкции выполнялось из титановых сплавов, 58% - из алюминиевых, 15% - из высококачественных стальных сплавов и 3% - из композиционных материалов.
При построении системы управления самолетом впервые в отечественной практике создания тяжелых самолетов была использована электродистанционная система (ЭДСУ) передачи информации на привода органов управления с использованием строевой ручки летчиков.
Совместно с Государственным научно-исследовательским институтом авиационных систем и другими организациями ОКБ вело поиск наиболее эффективной системы ракетного вооружения. Помимо сверхзвуковых маловысотных ракет предлагалось создать для самолетов подобного класса дозвуковые маловысотные крылатые ракеты с корреляционной системой навигации по рельефу местности. На основании этих работ совместно с МКБ "Радуга" были подготовлены технические предложения по крылатой ракете в нормальном и стратегическом вариантах с обычной и ядерной боевыми частями для поражения слабоконтрастных наземных и морских целей (Х-55 и Х-55СМ). Руководством МАП и ВВС принимается решение стратегическим вариантом ракеты не заниматься. Это положение сохранялось до 1976 года, когда стало ясно, что США усиленно разрабатывают ракету такого же назначения (ALCM-B), и работы по Х-55СМ продолжились. Исходя из предпосылки о неопределенности геополитической и военной ситуации в будущем (что стало жесткой реальностью для России в 90-е годы), вопрос о системе вооружения Ту-160 предполагалось решать с учетом его многофункциональности. Планировалось вооружать самолет сверхдальними ракетами, дальними, средней дальности, управляемым и неуправляемым оружием ближнего действия, а также иметь ракетную огневую оборону. Приоритет отдавался оружию, обеспечивающему поражение целей, в том числе и слабоконтрастных, без входа в ПВО вероятного противника и размещаемому во внутренних отсеках самолета. Бортовой комплекс оборудования должен был обеспечивать навигацию и применение широкой номенклатуры бортового вооружения. По системе обороны Ту-160 ВВС первоначально традиционно настаивали на оснащении самолета кормовой стрелково-пушечной установкой (многоствольная пушка ГШ-6-30), ОКБ удалось убедить военных отказаться от этого требования и за счет экономии массы и свободных внутренних объемов усилить бортовую систему РЭП, кроме того, для организации коллективного РЭП предлагалось на базе Ту-160 выпускать самолеты постановщики помех Ту-160ПП. Сложная и многофункциональная конфигурация системы управления бортовым вооружением потребовала широкого привлечения методов и технологий вычислительной техники. В системе управления вооружением закладывались возможности перехода на мультиплексные каналы связи в федеративно-централизованной структуре комплекса и на постановке на борт самолета цифрового радиоэлектронного оборудования. В структуре бортового комплекса появилась отдельная система управления ракетным оружием (СУРО) - дань новому поколению ракет, требующему подготовки и перекачки с борта самолета большого количества информации. Одновременно решалась задача создания наземной системы подготовки полетной информации. Вся эта работа шла в тесном сотрудничестве разработчиков системы вооружения и комплекса с ОКБ (от ОКБ А.Н.Туполева этими проблемами занимался Л.Н.Базенков).
После проработки основных системных и компоновочно-конструктивных вопросов, согласования их заказчиком и смежниками, открылась зеленая улица для постройки Ту-160. Двумя Постановлениями Совета Министров СССР от 26 июня 1974 года и от 19 декабря 1975 года задается создание стратегического многоцелевого самолета Ту-160 в варианте ракетоносца-бомбардировщика с ДТРДФ НК-32. Практическая дальность полета с боевой нагрузкой 9000 кг (2 х X-45) на дозвуковом крейсерском режиме полета оговаривалась 14000-16000 км; дальность полета по комбинированному профилю, включая участок пути 2000 км на малой высоте (50-200 м) или при полете на сверхзвуке -12000- 13000 км; максимальная скорость на высоте -2300-2500 км/ч; максимальная скорость при полете на малой высоте - 1000 км/ ч; практический потолок - 18000-20000 м; масса боевой нагрузки: нормальная - 9000 кг; максимальная - 40000 кг; ракетное вооружение должно было обеспечивать применение следующих комбинаций 2 Х-45М или 24 Х-15, или 10-12 Х-55, или 10-12 Х-15М; бомбардировочное вооружение должно было обеспечивать применение обычных и ядерных свободнопадающих бомб, корректируемых авиабомб с лазерной и телевизионно-командными системами наведения.
В 1976-1977 гг. были подготовлены эскизный проект и полноразмерный макет самолета. В том же 1977 году макет и эскизный проект одобряются заказчиком. Согласно эскизного проекта, взлетная масса Ту-160 определялась в 260 тонн, масса снаряженного самолета - 103000 кг, масса топлива - 148000 кг, при нормальной боевой нагрузке 9000 кг. Самолет получался несколько более крупным, чем его американский аналог В-1А. По составу вооружения в дальнейшем произошли некоторые изменения, заключавшиеся в следующем: отказались от ракет Х-45, оставив X-55 на двух МКУ или Х-15 на четырех МКУ и бомбы. В дальнейшем ограничились лишь вариантом с двумя МКУ под 12 ракет типа Х-55.
Производство первых трех самолетов началось в Москве в цехах ММЗ "Опыт" в 1977 году. Фюзеляжи для них изготавливались в Казани, крыло и стабилизатор - в Новосибирске, створки грузоотсека - в Воронеже, а опоры шасси - в Горьком. Одновременно с производством этих машин на КАЗ-е (КАПО) шла подготовка к серийной постройке Ту-160. Первая опытная машина "70-01" предназначалась для заводских испытаний и доводок, вторая ("70-02") для статических испытаний, третья ("70-03") должна была стать предсерийной машиной.
К лету 1980 года постройка первой машины была частично закончена, и в таком виде ее перевезли в ЖЛИ и ДБ на аэродром в Жуковском. С 22 октября 1980 года на опытной машине начались проверки систем самолета и оборудования. Окончательно сборку опытного самолета в ЖЛИ и ДБ закончили в январе 1981 года. До ноября шли доводки и наземные испытания. 14 ноября 1981 года самолет под управлением экипажа во главе с летчиком-испытателем Б.И.Веремеем совершает первую рулежку, а 18 декабря того же года экипаж Б.И.Веремея поднимает самолет в первый полет, который продолжался около получаса. В задании на 18 декабря значилась лишь скоростная пробежка (уже после посадки летчик докладывал, что "машина сама попросилась в воздух"). Полет по кругу прошел успешно, а виновник торжества Веремей вскоре получил Звезду Героя. Начались заводские испытания первой машины. В феврале 1985 года она впервые развивает сверхзвуковую скорость. Третья машина "70-03", имеющая полный комплект оборудования серийного бомбардировщика, взлетает 6 октября 1984 года, испытания продолжаются на двух машинах. 10 октября уходит в первый полет первая серийная машина производства КАПО им. Горбунова, 16 марта 1985 года - вторая серийная, 25 декабря 1986 - третья серийная. Фронт испытаний и доводок нового комплекса расширился. 15 августа 1986 года взлетает четвертая серийная машина. Самолеты готовятся к поступлению в ВВС. Первые две серийные машины поступили в Прилуки в 184-й Гвардейский ТБАП 25 апреля 1987 года, один из них пилотировал заместитель командующего 37-й ВА генерал-лейтенант Л.В.Козлов.

Первый прототип Ту-160

Впервые по приказу министра обороны столь сложный самолет передавался в строевую часть в опытную эксплуатацию до окончания гос. испытаний. Но затягивать время было недопустимо, в США полным ходом шло производство и (с 1985 г.) поступление в строевые части модернизированного самолета В-1В. Следует отметить, что после проведения испытаний первых В-1А американцы притормозили программу дальнейшего производства и развертывания В-1, пытаясь разобраться нужен ли им и в каком качестве этот весьма дорогостоящий самолет. Получение информации о работах в СССР по аналогичному носителю в какой-то степени подтолкнуло США к продолжению работ по программе В-1. В-1А модернизировали, проведя большую работу по снижению характеристик заметности (ЭПР и ИК сигнатуры), установив новые, более экономичные двигатели, обновив оборудование и состав вооружения. При этом взлетная масса модернизированного самолета В-1В, по сравнению с В-1А, значительно возросла. Вернувшись к вопросам боевого применения самолетов подобного класса, американцы решили удовлетвориться значением максимальной скорости на большой высоте 1328 км/ч и у земли 1160 км/ч, максимальная дальность 12000 км без дозаправки вполне соответствовала требованиям к многофункциональной авиационной ударной системе, основным назначением которой становилось не нанесение ядерных ударов в глобальной ядерной войне, а участие в локальных или ограниченных конфликтах различной степени интенсивности в условиях наличия у противника мощных систем ПВО.
Всего до конца 80-х годов ВВС США получило от промышленности около 100 машин В-1В, которые до настоящего времени вместе с В-52 и небольшим количеством В-2 составляют костяк авиационных стратегических сил США. Советская программа производства Ту-160 также предусматривала выпуск порядка сотни машин, однако уменьшение ассигнований на оборону во второй половине 80-х годов, а затем и развал СССР и вступление СССР, затем и новой России в полосу жесточайшего экономического и политического кризиса, привели к свертыванию программ производства и полномасштабного развертывания данной стратегической системы вооружения. К началу 90-х годов КАПО построило 34 самолета Ту-160, включая планера для ресурсных и прочностных испытаний. 19 самолетов Ту-160 поступили в две эскадрильи 184-го Гвардейского ТБАП, базировавшегося в Прилуках на Украине. Часть из них была уничтожена после отделения Украины от России, часть передана российской стороне и базируется в настоящее время на авиабазе Энгельс. Две машины были потеряны в авиационной аварии весной 1987 года и в авиационной катастрофе осенью 2003 года, несколько самолетов, в том числе и первые опытные, использовались ОКБ для работ по различным программам совершенствования Ту-160.

©  Александр Вишняков 2007

Автор: Александр Вишняков
Дата публикации: 22.08.2010

Назад Вверх Следующая

Обсудить на форуме

Реклама

Кабель огнестойкий силовой - ппгнг а frhf силовой кабель. Атермальная пленка тонировка http://салонтонировки.рф/tonirovka/atermalnaya.