ПАССАЖИРСКИЙ СВЕРХЗВУКОВИК: ГОНКА ЗА ПРИЗРАКОМ СКОРОСТИ
admin
10 сентября 1964 г. министр Гражданской авиации Е.Ф. Логинов утвердил новые требования к СПС, предусматривавшие доставку из Москвы в Хабаровск не менее 70-80 пассажиров без промежуточной посадки. Затем состоялись еще четыре постановления правительства и более десятка решений Военно-промышленной комиссии при президиуме Совмина. Все они связаны либо с уточнением характеристик самолета, либо с переносом сроков его предъявления на испытания, которые, как обычно, срывались.
Большую проблему представлял собой выбор компоновки силовой установки. Рассматривалось несколько вариантов, в том числе примененный на «Конкорде» — по два двигателя в пакете под крылом. Этот вариант отвергли из-за опасения, что в случае отказа двигателя на сверхзвуковой скорости может возникнуть такая комбинация возмущений по крену и скольжению, которая приведет к выходу из строя остальных двигателей. Подобные отказы стали причинами катастроф американских самолетов SR-71 и В-58. Поэтому был выбран вариант компоновки с установкой четырех ТРД в общем пакете под крылом в хвостовой части самолета.
Намечалось в 1966-1967 гг. построить пять экземпляров Ту-144 (два экземпляра для прочностных испытаний). Специально для Ту-144 ОКБ Н.Д. Кузнецова спроектировало двухконтурный турбовентиляторный двигатель с форсажной камерой, получивший обозначение НК-144. Его взлетная тяга (17500 кгс) была несколько больше, чем у «Олимпусов», но и удельный расход топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме составлял 1,56 кг/кгс•ч (у англо-французского конкурента — 1,33 кг/кгс•ч). В дальнейшем тяга двигателя на форсаже была доведена до 20000 кгс (НК-144А). Выбор для Ту-144 двухконтурного ТРДФ, работающего на форсаже на крейсерских режимах, отнюдь не был бесспорным.
Позднее в ОКБ-36 под руководством П.А. Колесова началось проектирование одноконтурного бесфорсажного ТРД РД-36-51 для самолета Ту-144 с максимальной взлетной тягой 20000 кгс (тяга вблизи «потолка» — 4750 кгс) и удельным расходом топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме полета 1,27 кг/кгс•ч. РД-36-51А — первый в мире газотурбинный двигатель, предназначенный для осуществления длительного сверхзвукового полета без использования форсажной камеры. К сожалению, его создание затянулось, да и масса у него оказалась на 600 кг больше, чем у НК-144А.
Аэродинамический облик Ту-144 определялся, главным образом, получением большой дальности полета на крейсерском сверхзвуковом режиме, а также устойчивостью, управляемостью и ограничениями на взлетно-посадочную дистанцию. В ходе проработки компоновки Ту-144 в ОКБ и в ЦАГИ рассматривалось несколько десятков возможных вариантов. Изучались «нормальная» схема с горизонтальным оперением в хвостовой части фюзеляжа, схема «утка» и схема «бесхвостка». Окончательно была выбрана последняя, с крылом, обладавшим стреловидностью по передней кромке 78° для передней наплывной части и 55°- для задней базовой части. В конструкции планера, в основном, использовались традиционные алюминиевые сплавы.
Четыре ДТРДФ НК-144 разместили под крылом близко друг к другу. Каждый двигатель имел свой воздухозаборник, причем два соседних воздухозаборника объединялись в общий блок. Работа каждого воздухозаборника обеспечивалась автоматической системой управления, которая изменяла положение панелей клина и створки перепуска в зависимости от режима работы двигателя НК-144. Предполагалось, как и на «Конкорде», ввести систему торможения на посадке путем реверса двигателей. Реверс планировалось установить на два крайних двигателя, но систему довести не удалось, поэтому опытная и серийные машины эксплуатировались с тормозными парашютами.
Модель Ту-144 была впервые показана в 1965 г. на Парижском авиационном салоне, где было объявлено, что первый полет намечен на 1968 г. Постройка первого опытного самолета Ту-144 началась в 1965 г., одновременно строился второй экземпляр для статических испытаний. В 1967 г. была закончена сборка основных элементов самолета. Параллельно на аэродроме ЛИИ начались полеты самолета-аналога МиГ-21И с крылом, геометрически и аэродинамически подобным крылу опытного Ту-144.
В конце 1968 г. самолет Ту-144 с бортовым № 68001 был готов к первому полету. Учитывая новизну и необычность новой машины, впервые на опытную пассажирскую машину установили катапультируемые кресла экипажа. В течение последней декады декабря над аэродромом ЛИИ не было погоды, и опытный Ту-144 оставался на земле. Наконец, в последний день уходившего 1968 г., машина оторвалась от взлетной полосы аэродрома ЛИИ и быстро набрала высоту. Первый полет продолжался 37 минут. Впервые в истории авиации в небо поднялся СПС, и это был самолет, построенный в СССР. Второй полет состоялся 8 января 1969 г., а уже через полгода, 5 июня 1969 г., опытный самолет первый раз на высоте 11000 м превысил звуковую скорость. 26 мая 1970 г. Ту-144 впервые в истории гражданской авиации достиг скорости 2150 км/ч (М = 2) на высоте 16300 м.
Самолет показали представителям прессы 21 мая 1970 г. в аэропорту «Шереметьево», а в мае-июне 1971 г. опытная машина приняла участие в салоне в Ле-Бурже, где она впервые «встретилась» с англо-французским «Конкордом». С такими удельными расходами, характерными для НК-144, Ту-144 имел сверхзвуковую дальность полета 2920 км, что было значительно меньше требуемой дальности по техзаданию. Кроме того, в полетах наблюдались повышенная вибрация и нагрев хвостовой части фюзеляжа от счетверенного пакета двигателей, не выручали даже титановые конструкции. Необходимо было продвигаться дальше, улучшая конструкцию самолета и двигателей.
В 1968 г. началась подготовка к строительству предсерийного самолета, а затем и серийных образцов Ту-144, которые отличались формой и увеличенным размахом крыла, а также большей длиной фюзеляжа. На авиасалон в Ле-Бурже, проводившийся в июне 1973 г., отправили серийную машину с бортовым номером 77102. Чуть раньше, в апреле, этот же самолет совершил рейс с представителями отечественных и зарубежных СМИ по маршруту Москва-Волгоград-Москва. Все прошло хорошо, и советское руководство не без оснований надеялось на международный триумф.
2 июня 1973 г. состоялся первый демонстрационный полет над Парижем. На следующий день Ту-144 выполнил все заявленные в программе фигуры и уже начал снижаться над трибунами, как вдруг прямо по курсу лайнера появился французский самолет-разведчик «Мираж». Чтобы избежать столкновения, командир Ту-144 резко взял штурвал на себя. Перегрузка превысила допустимую, и на глазах у тысяч зрителей от крыла задравшего нос самолета отлетела какая-то деталь, затем самолет загорелся и спустя несколько секунд упал на небольшой парижский пригород Гусенвиль. Погибли шесть членов экипажа и семеро французов на земле.
Ранения получили 32 человека, находившиеся в зоне падения самолета. Кроме того, были уничтожены 16 коттеджей, 30 — сильно повреждены, а 64 имели легкие повреждения. Общая сумма ущерба, по оценкам французских специалистов, составила 20 млн французских франков. С учетом потери самолета выплаты страховщиков составили 38 млн рублей.
Проведенный по горячим следам разбор фактически ничего не прояснил, а растянувшееся на несколько лет расследование напустило еще больше тумана. Хотя было точно установлено, что в трагедии частично виноват летчик «Миража», никакого официального демарша советское руководство не предприняло, сочтя его несвоевременным — в те годы выстраивались доверительные отношения между лидерами двух стран. Французам тоже не было смысла раздувать скандал вокруг аварии.
По результатам испытаний самолета Ту-144 с двигателями НК-144А, закончившихся в 1977 г., было определено выполнение всех требований технического задания, за исключением дальности полета. Реально на испытаниях удалось получить на сверхзвуке практическую дальность 3080 км при взлетной массе 195 т и коммерческой нагрузке 15 т, а при уменьшении нагрузки до 7 т — 3600 км. По этому показателю Ту-144 заметно проигрывал «Конкорду». Следует отметить, что Ту-144 стал первым в нашей стране пассажирским самолетом, получившим государственный сертификат летной годности на безопасность перевозки пассажиров (Ту-134 и Як-40 были сертифицированы по зарубежным нормам).
О катастрофе в Ле-Бурже советские авиапассажиры быстро забыли, к тому же каждый регулярный рейс Ту-144 из Москвы в Алма-Ату (несколько раз самолет слетал также в Киев, Баку и Ташкент) был обставлен как важное государственное событие. Линия Москва — Алма-Ата заработала 1 ноября 1977 г. Полет занимал всего два часа, а билеты стоили лишь на 40% дороже обычных. Рейсы выполнялись раз в неделю на самолетах № 05-2 (бортовой № 77109) и № 06-1 (бортовой № 77110).
Один из пилотов рейсового Ту-144 А.А. Ларин рассказывал: «Раз в неделю, по вторникам, мы летали с пассажирами в Алма-Ату. Обычно был полный самолет, 140 кресел в салоне, но сначала дали разрешение на перевозку 80 пассажиров, хотели их число увеличивать постепенно. Продавались все билеты, может, благодаря тому, что пассажирам давали перед взлетом коньяк. Врачи считали, что спиртные напитки должны снимать психологический стресс. Вообще, обеспечение пассажиров было на высоком уровне — предлагали черную и красную икру. Каждый пассажир в самолете считал себя космонавтом. Но это действительно в какой-то степени было так, да и сама обстановка способствовала этому ощущению. В Домодедово было специально отведенное место с объявлением: «Идет посадка на первый в мире сверхзвуковой пассажирский лайнер» и — ковровая дорожка. Пассажиры в зале позируют и фотографируются. А дальше, когда их подвозят к самолету, начинается метаморфоза. Самолет по высоте огромный, трап к нему уходит почти вертикально. Высаживаются пассажиры из «Икаруса», и видно, что они борются с собой: идти или не идти».
А спустя семь месяцев полеты были прекращены. В мае 1978 г. под Егорьевском из-за разрушения топливопровода в двигательном отсеке потерпел катастрофу первый серийный Ту-144Д с двигателями РД-36-51А (при вынужденной посадке погибли два члена экипажа), и руководство ГВФ вынуждено было приостановить эксплуатацию серийных машин. Всего за указанный период было выполнено 55 рейсов и перевезено 3284 пассажира. Более пассажирские рейсы на Ту-144 не возобновлялись, а в августе 1984 г. они были официально запрещены. Между тем, в середине 1970-х гг. доводка двигателей РД-36-51А приближалась к завершению. Первый самолет Ту-144 с такими ТРД впервые поднялся в небо 39 ноября 1974 г. 5 июня 1976 г. эта машина с коммерческой нагрузкой 5 т совершила сверхзвуковой полет на дальность 6200 км, подтвердив перспективность модернизации Ту-144. Самолет под обозначением Ту-144Д был рекомендован для эксплуатации и запущен в серийное производство на Воронежском авиазаводе. Всего было выпущено шесть машин указанной модификации, но до полетов с пассажирами дело так и не дошло. Учитывая четыре планера для статиспытаний, а также одиннадцать серийных и опытных машин с двигателями НК-144, общее число построенных Ту-144 достигло 21 единицы.
Впоследствии часть построенных машин использовали в качестве летающих лабораторий. В июле 1983 г. на одном из Ту-144Д пилоты С.Т. Агапов и Б.И. Веремей установили 13 мировых рекордов скорости и высоты полета. Существовал проект Ту-144ДА, предусматривавший дальнейшее наращивание массы и размеров, увеличение числа пассажиров до 160, а сверхзвуковой дальности полета до 7000…7500 км.
В 1996 г. американцы, вернувшиеся к идее пассажирского сверхзвуковика, предложили туполевскому ОКБ использовать Ту-144 в качестве летающей лаборатории, где американские специалисты могли бы испытать свои разработки. Машину оснастили двигателями НК-321 (модификацией ДТРДФ, установленных на сверхзвуковом тяжелом бомбардировщике Ту-160). Самолет совершил 35 вылетов, после чего был окончательно списан.
Затем началась распродажа. Осенью 2000 г. один самолет за $500 тыс. купил частный музей в Германии (туда лайнер доставили водным транспортом), а через год был продан второй — на этот раз анонимному жителю Техаса, заплатившему $11 млн. Разница в цене объяснялась техническим состоянием машин. Как заявил представитель фирмы «Туполев» о второй проданной машине, «пассажиров она уже возить не сможет, но, если сделка состоится, за океан вполне способна долететь своим ходом».
Не в свои сани не садись
Попытаемся провести анализ причин неудачи программы Ту-144 на фоне «конкордовской». На поверхности лежит вывод о том, что это была слишком сильно политизированная программа, не подкрепленная реальными расчетами, прежде всего, экономическими. Действительно, если на Западе имелся определенный слой пассажиров, способных выложить кругленькую сумму за удовольствие прокатиться на СПС, то в Советском Союзе такой слой (во всяком случае, легальный) отсутствовал. Использовать «прожорливый» лайнер для перевозки почты было нелепо, продолжать катать за символическую плату туристов и командированных — разорительно, а принять единственное адекватное экономическое решение — резко, в пять-шесть раз повысить цены на билеты было невозможно.
Можно упрекать в недостаточной экономичности машины туполевцев, но их вина лишь частична. Решение о целесообразности создания машины принималось «на самом верху», и, как вспоминал создатель двигателя Н.Д. Кузнецов, задания ставились в таком стиле: «Вы, товарищ генеральный конструктор, должны не возражать, а — руки по швам и — выполнять!» Разработанный в условиях дефицита времени НК-144 получился, что и говорить, отнюдь не конфеткой. Заметно лучшими удельным характеристиками обладал РД-36-51А, но и он проигрывал «Олимпусу». По данным сотрудника ОКБ-156 Л.Л. Селякова, относительные километровые расходы на крейсерском режиме полета при средней полетной массе (принимая эту характеристику для «Конкорда» за единицу) составляли: у опытного Ту-144 зав. № 68001 — 3,1, у серийного Ту-144 с НК-144А — 1,9, а у серийного Ту-144Д с РД-36-51А — 1,3.
Есть еще одна характеристика, по которой Ту-144 заметно проигрывал «Конкорду», и тут уже вина целиком лежит на разработчиках планера и в определенной мере, конструкторах оборудования. Тот же Л.Л. Селяков отмечал, что практически все самолеты ОКБ А.Н. Туполева получались перетяжеленными по сравнению с зарубежными аналогами. Не избежал подобной судьбы и Ту-144 — масса пустой машины составляла 85 т, в то время как у «Конкорда» — всего 77 т. Но у всякой монеты есть и оборотная сторона. «Облегченность» конструкции западноевропейского СПС привела к ряду потенциально опасных инцидентов (отрывались элементы хвостового оперения и крыла, случались повреждения стоек шасси).
Менее совершенной, по признанию работников самого ОКБ-156, получилась компоновка мотогондол у Ту-144 — длинные воздухозаборники, форма которых была к тому же искажена из-за необходимости размещения стоек шасси, привели к излишним потерям давления воздуха на входе в двигатели. При освоении конструкции крыла и фюзеляжа Ту-144 впервые в СССР были использованы цельнофрезерованные панели, однако применявшееся оборудование не позволяло изготавливать поверхности двойной кривизны (на «Конкорде» именно такие). Впрочем, в целом аэродинамическое совершенство Ту-144 было выше, чем у соперника, это признавали и западные специалисты.
И все же все эти технические «подробности» не сыграли главной роли в судьбе Ту-144. Советский Союз вполне мог эксплуатировать десяток серийных машин несмотря на их неэкономичность, просто исходя из соображений политического престижа. Даже катастрофа с первым Ту-144Д была не причиной, а лишь поводом для снятия машин с эксплуатации.
Вероятно, истинные мотивы отказа от продолжения программы отечественного СПС лежали в «подковерной» области. В 1972 г. умер патриарх отечественного самолетостроения А.Н. Туполев, обладавший огромным влиянием и пользовавшийся громадным авторитетом у руководителей СССР. Незадолго до этого ушли из жизни ближайшие помощники генерального Л.М. Роднянский (системы управления), К.В. Минкнер (силовые установки), И.Б. Иосилович (организация производства). У руля фирмы остался недостаточно авторитетный и удачливый сын генерального — А.А. Туполев, получивший в наследство не только огромную организацию, но и множество проблем и сформировавшийся клан недоброжелателей отца. Как известно, при всех его положительных качествах, А.Н. Туполев был несдержан на язык, злоупотреблял ненормативной лексикой и немало людей обидел…
К указанному периоду относится затянувшаяся эпопея доводки дальнего бомбардировщика Ту-22М, выливавшаяся время от времени в прямое противостояние между ВВС и авиапромом. В этих условиях позиции нового руководителя ОКБ изрядно пошатнулись, и он не сумел спасти программу Ту-144.
Что касается «Конкорда», то ведь его история фактически подтвердила нецелесообразность эксплуатации относительно крупного пассажирского СПС на регулярных авиалиниях. Английская и французская авиакомпании «на нервах» и, вероятно, при негласных дотациях со стороны правительств продолжали поддерживать «Конкорд» на плаву, хотя обычные дозвуковые машины приносили гораздо большую прибыль, поскольку их попросту было много больше, и они не пожирали так много топлива, стоимость которого взлетела до небес. Сегодня битву престижей можно считать завершенной, и следует не семь, а семьдесят семь раз все просчитать, прежде чем решиться на следующий шаг.