История создания и равития семейства самолетов Ту-22

Ровно 50 лет тому назад А.Н.Туполев вышел с предложением в МАП о создании сверхзвукового дальнего бомбардировщика, который в дальнейшем должен был заменить в строю дозвуковой самолет Ту-16.

Спустя четыре года летом I 958 года экипаж летчика испытателя Ю.Т.Алашеева на подмосковном аэродроме ЛИИ выполнил первый полет на опытном сверхзвуковом дальнем бомбардировщике «105», ставшим прототипом для целого семейства самолетов Ту-22 – первых отечественных серийных тяжелых сверхзвуковых самолетов.

По просьбе редакции нашего журнала директор музея, помощник президента, пресс-секретарь ОАО «Туполев» Владимир Ригмант подготовил целую серию отдельных статей по различным аспектам разработки и развития этого самолета. Статьи будут публиковаться в журнале по мере их готовности. Учитывая, что по данной теме в различных отечественных и зарубежных изданиях опубликовано достаточно много материалов, автор постарался включать в цикл статей ранее неопубликованные сведения, а также дал трактовки известных материалов в новом свете.

В первой части рассматривается период с 1952 по 1958 годы. Это тот самый временной отрезок, когда вырабатывалась изначальная концепция Ту-22, проектировались и строились первые прототипы, а также испытывался опытный Ту-105, ставший родоначальником всего семейства Ту-22.

Поисковые работы в ОКБ А.Н.Туполева (до середины 60-х годов – ОКБ-156 при заводе №156 МАП, ГКАТ. Затем – ММЗ «Опыт», АНТК им. А.Н.Туполева. В настоящее время – ОАО «Туполев») по созданию трансзвуковых и сверхзвуковых тяжелых самолетов были начаты еще в самом начале 50-х годов. Первые опытные самолеты «88» (прототип Ту-16) и «95/1» (прототип Ту-95) еще только готовились к первым полетам, а в ОКБ уже начались работы над проектами сверхзвуковых тяжелых самолетов, которые в ближайшей перспективе должны были заменить в отечественных ВВС своих дозвуковых предшественников.

Эти проекты в значительной мере стимулировались начавшимися в США работами над сверхзвуковыми стратегическими бомбардировщиками, в том числе и над средним стратегическим сверхзвуковым бомбардировщиком В-58 «Хастлер», который должен был заменить в строю стратегической авиации США дозвуковой В-47 «Стратоджет» – аналог нашего Ту-16 в составе Дальней авиации СССР. И если, начавшиеся в США работы по В-58 привели к созданию серийного самолета, который находился в составе американских ВВС чуть более десяти лет и был выпущен в количестве 116 экземпляров и всего в двух серийных вариантах: бомбардировщика В-58А и тренировочного самолета ТВ-58А, то его советский аналог в классе сверхзвуковых дальних бомбардировщиков был построен более чем в трех сотнях экземплярах, в пяти основных модификациях (бомбардировщика Ту-22А, ракетоносца Ту-22К, постановщика помех Ту-22П, разведчика Ту-22Р и учебно-тренировочного самолета Ту-22У).

В составе Дальней авиации и авиации ВМФ нашей страны Ту-22 находились в эксплуатации до первой половины 90-х годов. К этому времени В-58 можно было увидеть только в нескольких американских авиационных музеях. Они уже давно не поднимались в воздух. А в это время Ту-22 и их экипажи продолжали летать и выполнять поставленные перед ними различные задачи по обеспечению безопасности нашей Родины.

Облик дальнего сверхзвукового бомбардировщика, идущего на смену Ту-14, в ОКБ сложился не сразу. На окончательное формирование его общей и аэродинамической компоновки потребовалось несколько лет напряженных поисков. Все начиналось с привычных и достаточно проверенных временем подходов, использования отработанных решений для дальнейшего продвижения вперед.

Бомбардировщик Ту-16 («88»)

Сверхзвуковой дальний бомбардировщик «103»

На первом этапе была предпринята вполне логичная, в стиле туполевского ОКБ, попытка использовать удачные решения по Ту-16 применительно к будущему сверхзвуковику.

Прежде всего, на основе основных компоновочных решений Ту-16 («88») ОКБ подготовило несколько проектов машин, расчетная максимальная скорость полета которых вплотную приблизилась к скорости звука (проект «97») или незначительно превысила ее (проект «103»). От Ту-1 6 эти проекты отличались крылом большей стреловидности (до 45 градусов) и увеличенной суммарной тягой силовой установки. В случае «97» речь шла о переходе к крылу 45 градусов и силовой установке из двух ТРД типа ВД-5 с тягой по 1 3000 кгс. Такой подход позволял выйти на максимальную скорость, близкую к скорости звука, при сохранении дальности полета Ту-16.

Во втором случае, при той же самой исходной компоновке Ту-16 и крыле в 45 градусов, тяга силовой установки увеличивалась почти в два раза за счет перевода ее на четыре двигателя ВД-7 со взлетной тягой по 11000 кгс (при этом двигатели размещались попарно в увеличенных по сравнению с Ту- 16 мотогондолах с общими воздухозаборниками).

Альтернативным вариантом по силовой установке был вариант использования двигателей АМ-1 3 (каждый из которых представлял единый агрегат из двух АМ-11). Эти первые предварительные работы в ОКБ по тематике создания трансзвуковых и сверхзвуковых дальних бомбардировщиков легли в основу тех предложений, с которыми ОКБ вышло в МАП. Одновременно в этот же период подобные работы по трансзвуковым и сверхзвуковым машинам подобного и более тяжелого класса прорабатывались в ОКБ-23 В.М.Мясищева.

В начале 1954 года А.Н.Туполев вышел с предложением в МАП о создании сверхзвукового дальнего бомбардировщика на базе Ту- 1 6, который в дальнейшем должен был заменить в строю дозвуковой самолет. Его максимальная скорость полета должна была составлять 1400-1500 км/ч. Предложение по такой модернизации, предложенной ОКБ было принято и поддержано.

Одновременно ОКБ, в качестве второго этапа работ, в дальнейшем планировало перейти к созданию самолета с максимальной скоростью 1700-1800 км/ч.

В подобном осторожном подходе был глубокий смысл. Авиация, в том числе и тяжелая, входила в период освоения сверхзвуковых скоростей и здесь, по мнению А.Н.Туполева и его коллег, требовался аккуратный подход, а иначе можно форсировав события «наломать таких дров», что сама идея будет похоронена раз и навсегда.

Следует отметить, что руководство МАП, ознакомившись с предложениями ОКБ, решило делать ставку сразу на второй, более скоростной проект, считая, что к концу 50-х годов первый вариант на скорость 1400-1500 км/ч будет безнадежно устаревшим.

В ходе обсуждения предложений ОКБ, Министр авиационной промышленности М.В.Хруничев в июне 1954 года докладывал Н.С.Хрущеву по программе туполевского «сверхзвуковика» в частности следующее:»…Обращает на себя внимание срок передачи на государственные испытания бомбардировщика – март 1 958 года. Этот срок безусловно неприемлем, так как к моменту выпуска этого бомбардировщика серийным производством его летные данные устареют… Второй бомбардировщик, предлагаемый т. Туполевым, представляет несомненный интерес, так как даст значительное продвижение наших бомбардировщиков…»

Последующий ход событий в развитие программы туполевского сверхзвукового дальнего бомбардировщика, реальные возможности отечественного авиадвигателестроения и другие сопутствовавшие события, поставили все на свои места – после нескольких лет напряженной работы ОКБ и всего МАП удалось передать в серию и в войска не «двухмаховый» дальний бомбардировщик, на который, отслеживая программу В-58, ориентировался МАП, а самолет с более скромными скоростными данными, который в течении всего этапа разработки рассматривался МАП, как проект первого промежуточного этапа на пути создания сверхскоростного дальнего носителя.

Американский бомбардировщик В-58 «Хастлер»

Модель одного из первых вариантов проекта «105» с двигателями ВД-5

После всех обсуждений на свет появляется Постановление по будущему Ту-22, в котором достаточно гармонично были включены и мнения ОКБ о поэтапном развитии программы, и желание МАП получить максимально скоростной самолет.

30 июля 1954 года вышло Постановление Совета Министров СССР №1605-726, а вслед за ним Приказ МАП №3489 от 10 августа 1954 года, в которых предусматривались мероприятия по созданию фактически двух самолетов. В приказе были записаны следующие основные требования к созданию сверхзвукового дальнего бомбардировщика.

ОКБ А.Н.Туполева поручалось спроектировать на базе Ту-16 дальний бомбардировщик Ту-105 (самолет «105») с двумя ТРД ВД-5Ф, с максимальной скоростью полета 1400-1500 км/ч. С 3000 кг бомб на крейсерской скорости 950-1000 км/ч практическая дальность его полета (с 5% остатком топлива) оговаривалась 5800 км. В случае комбинированного режима полета: 1000 км на скорости 1300-1350 км/ч, остальной маршрут на скорости 950-1 000 км/ч, практическая дальность полета должна была равняться 4000-4500 км. На скорости 1300 -1350 км/ч самолет должен был обеспечивать практическую дальность 2250-2700 км. Потолок в районе цели оговаривался на дозвуковом режиме 12000-13000 м, на сверхзвуковом режиме 14000-15000 м. Длина разбега самолета должна была укладываться 1 800-2000 м. Экипаж предусматривал 3-4 человека. Масса бомбовой нагрузки: нормальная – 3000 кг, максимальная – 9000 кг. Оборонительное вооружение оставалось достаточно мощным: вперед смотрела одна 23 мм пушка с запасом патронов 100 штук; кормовая дистанционная установка (КДУ) разрабатывалась под две 23 мм пушки с запасом 300 патронов на ствол. Ее углы обстрела + / 30 градусов. В перегрузку на втором экземпляре самолета предполагалось установить дополнительно верхнюю спаренную установку 23 мм пушек. Всего должны были быть построены два летных экземпляра. На заводские испытания первый экземпляр должен был быть предъявлен в третьем квартале 1 956 года, на государственные – во втором квартале 1957 года. Работы по Ту-105 рассматривались, как работы первого промежуточного этапа и базировались на вполне реальных проработках по новым мощным отечественным ТРД и их модификациям.

Одновременно ОКБ задавалось проектирование на базе Ту-105 более скоростного Ту-106 (самолет «106») с двумя двигателями, которые должны были разработать в ОКБ А.А.Микулина (ОКБ-300) и В.А.Добрынина (ОКБ-36). Для Ту- 1 06 в Постановлении оговаривалась максимальная скорость 1 700-1 800 км/ч. Практическая дальность полета с 3000 кг бомб на скорости полета 950-1000 км/ч – 5800 км, как и на Ту-105. На комбинированном режиме (1000 км на скорости 1400-1500 км/ч и остальной маршрут на 950-1000 км/ч) суммарная дальность оговаривалась в 5000-5500 км. На скорости полета 1400-1500 км/ч дальность должна была равняться 2700-3000 км. Потолок над целью на дозвуке – 12500-13500 м, на сверхзвуке – 15000-16000 м.

Длина разбега – 2000 м. Экипаж, бомбовая нагрузка, оборонительное вооружение по типу Ту-105 (за исключением отсутствия верхней пушечной установки). Работы по Ту-106 рассматривались как работы второго этапа и во многом были связаны с успехами в создании сверхмощных отечественных ТРД, а затем и ТРДД.

В рамках программы создания самолетов Ту-105 и Ту-106, двигателисты должны были подготовить необходимые двигатели на оба варианта самолетов.

ОКБ Добрынина должно было создать форсированный вариант своего двигателя ВД-5 – ВД-5Ф для Ту-105 с взлетной тягой 1 8000-19000 кгс и с удельным расходом топлива при статической тяге на земле 1 1000 кгс – 0,78 кг/кгс-ч; на форсажном режиме на скорости 1400-1500 км/ч, на высоте 11000 м, при тяге 1 1000 кгс – 1,85-1,95 кг/кгс-ч; на крейсерском режиме при скорости 950-1000 км/ч, на высоте 1 1000 м, при тяге 3000-3200 кгс – 0,96-1,0 кг/кгс-ч. Масса двигателя оговаривалась в пределах 3850-4000 кг. На государственные испытания ВД-5Ф необходимо было предъявить в первом квартале 1 956 года, а ОКБ Туполева должно было получить два двигателя для Ту-105 в период с третьего квартала 1 955 года по первый квартал 1956 года.

Опытный самолет «98»

Одновременно ОКБ Микулина и Добрынина, на основании их предварительных проработок и предложений, задавалось создание двухконтурных (турбовентиляторных) двигателей для Ту- 1 06, соответственно АМ-1 7 и ВД-9.

Обоим ОКБ задавался двигатель с взлетной тягой 15000-1 7000 кгс, с тягой на крейсерском режиме (на высоте 1 1000 м и скорости 1 700-1 800 км/ч) – 1 2000 кгс, с удельным расходом топлива 1,25-1,30 кг/кг/кгс-ч; на крейсерском дозвуковом режиме (950-1 000 км/ч, на высоте 1 1000 м), при тяге 3000-3500 кгс – 0,95-1,0 кг/кгс-ч; при массе двигателя 3800-4000 кг. Экспериментальный образец двигателя ОКБ Микулина должно было передать на испытания в июле-августе 1955 года.

Вопрос разработки и выбора типа двигателей для силовой установки проектов «105» и «106» был одним из самых серьезных. Требовался мощный и достаточно экономичный на выбранном крейсерском режиме полета двигатель. Только на начальном этапе работ в качестве альтернативных вариантов двигателей для силовой установки рассматривались следующие типы: ВД-5Ф, ВД-9, ВД-9Ф, ВД-7, ВД-7Ф (ВД-7М) – разработки ОКБ-36, РД-16-17Ф – ОКБ-16, АМ-17Ф – ОКБ-300, П-4, П-6(НК-6)-ОКБ-276.

Окончательно в лидеры вышли ВД-7М и НК-6. Первый строился серийно и был принят для Ту-22, как и его развитие РД-7М2, а НК-6 был выпущен с большим опозданием и только в опытных экземплярах, доводка которых затянулась, что стало одной из причин свертывания программы модернизации базового Ту-22 под более мощные двигатели.

Эскизный проект Ту-105 ОКБ А.Н.Туполева предлагалось подготовить к февралю 1 955 г. На основании эскизного проекта ОКБ-156, МАП и ВВС должны были принять решение о сроках передачи самолета на контрольные испытания, предельный срок начала которых оговаривался первым полугодием 1958 г.

Как отмечалось выше, работы над тяжелыми сверхзвуковыми самолетами в ОКБ А.Н.Туполева начались еще в начале 50-х годов, приблизительно за два года до выхода постановления по Ту-105 и Ту-106. С самого начала рассматривалась возможность создания сверхзвуковых тяжелых бомбардировщиков в трех классах: фронтовой бомбардировщик (для замены Ил-28 и Ту-14), дальний бомбардировщик (для замены Ту-16) и межконтинентальный бомбардировщик, затем рассматривалась еще и составная стратегическая система Ту-108 для замены в Дальней авиации Ту-95 и М-4.

Начиная с конца 1952 года в расчетной группе бригады проектов под руководством Б.М.Кондорского молодые инженеры Г.А.Черемухин, В.А.Стерлин, А.И.Галкина и В.А.Старцева в рамках работ по проекту перспективного тяжелого сверхзвукового бомбардировщика «5301» (Ту-108) работали над проблемой постройки сверхзвукового самолета с треугольным крылом с углом стреловидности 60 градусов. Проблема рассматривалась и изучалась в двух направлениях: изучения летных данных и изучение устойчивости и управляемости подобных самолетов. Одновременно проводились работы по компоновке подобных самолетов в конструкторской группе бригады проектов. Работы были комплексные и охватывали не только самолеты сверхтяжелого класса. Их результаты с успехом можно было применять и к бомбардировщикам более легкого класса – дальнему Ту-105 и фронтовому Ту-98.

В ОКБ ставка делалась на использование схем самолетов с треугольным крылом, параллельно рассматривались схемы со стреловидным и ромбовидным крылом. Предварительно были досконально изучены компоновочные и аэродинамические решения по зарубежным самолетам с треугольным крылом, таким как британские Авро «Вулкан», Глостер «Джэвелин», американские Дуглас F4D-1 «Скайрей», Конвер XF-92A, F-102 «Дельта Дарт» и XF2Y-1 «Си Дарт», а также по ранним проектам ХВ-58. ЦАГИ предоставило материалы по крыльям большой стреловидности большого (свыше 45 градусов), а также материалы по ромбовидным крыльям малого удлинения.

На основании проведенного глубокого анализа в бригаде был сделан вывод о целесообразности постройки тяжелого сверхзвукового бомбардировщика по схеме с треугольным крылом, как с горизонтальным оперением, так и без него. В плане работ по тематике сверхзвуковых тяжелых самолетов ОКБ вышло в ЦАГИ с данной схемой. К этому времени стреловидные крылья с углами стреловидности в 35 градусов были освоены в нашей авиации, с ним летали серийные истребители и бомбардировщики. В конце 40-х – начале 50-х годов уверенно вошло в эксплуатацию 45-градусное стреловидное крыло, в частности с ним летали серийные МиГ-17. В начале 50-х на первых сверхзвуковых советских истребителях применили крылья стреловидностью более 50 градусов (прототипы МиГ-19).

Модель самолета «106» с двигателями НК-6 (первоначальный вариант)

Помимо крыльев большой стреловидности, в ЦАГИ прорабатывались ромбовидные и треугольные крылья малого удлинения. Ход работ в ЦАГИ по перспективным крыльям для сверхзвуковой авиации привел к образованию двух творческих направлений применительно к оптимальному выбору аэродинамической компоновки для тяжелых самолетов: на использование стреловидных крыльев большой стреловидности и сравнительно большого удлинения, и на применение треугольных крыльев малого удлинения. За первым направлением стоял В.В.Сруминский, за вторым – П.П. Красильщиков и Р.Штейнберг. На начало 50-х годов доводы В.В.Струминского, полеты первых сверхзвуковых истребителей с подобным крылом, а главное – его авторитет, оказались более весомыми в этом споре. И, поскольку последнее слово было за ЦАГИ, первые туполевские «сверхзвуковики» получили 55 градусные стреловидные крылья сравнительно большого удлинения, весьма проблематичные для конструкторов и прочнистов ОКБ. Туполевские опытные самолеты «98» и «105», получив такое крыло, стали, пожалуй, единственными в мире тяжелыми самолетами с такими крыльями.

Испытательные полеты Ту-98 (начало испытаний в 1 956 году), а затем и испытания «105» и первых Ту-22, подтвердили многие опасения, которые возникали на начальных этапах проектирования. Чисто академические споры в ЦАГИ на тему «треугольник» или «стрела» вылились в проблемы при освоении Ту-22. Потребовались серьезные доработки по крылу, по системе управления и т.д., прежде чем эти машины стали приемлемыми для летной эксплуатации в строевых частях ВВС.

К ноябрю 1954 года было подготовлено несколько вариантов аэродинамических компоновок нового самолета. В их основе лежали попытки использовать удачную отработанную схему Ту-16, с коррективами на сверхзвуковые режимы полета самолета «105». По предложению ОКБ и в соответствии с рекомендациям ЦАГИ, компоновка самолета была изменена: двигатели были перемещены в хвостовую часть фюзеляжа и установлены над ним. Основной причиной столь неординарного решения было желание получить сравнительно простые воздухозаборники и возможность более простого перехода к самолету «106» с более мощными и крупными двигателями. Сказались сложности с компоновкой и организацией нормальной работы двигателей на Ту-98 с длинными каналами воздухозаборников, и с проблемами по их входным устройствам.

Проблемы были не только на этапе проектирования Ту-98. Самое неприятное, что проблемы с обеспечением нормальной работы ТРД на всех режимах полета, в том числе и на сверхзвуковом, полностью проявились и на заводских испытаниях, став одной из причин того, почему этот первенец тяжелой сверхзвуковой авиации не удалось в первоначальном варианте довести до серии и до эксплуатации (в дальнейшем, после устранения всех «детских болезней» Ту-98 в переработанном варианте стал базой для серийного сверхзвукового барражирующего истребителя-перехватчика Ту-128).

Решение по силовой установке Ту-105, казалось бы такое простое и компромиссное, которое удовлетворяло всех: и ОКБ, и ЦАГИ, и МАП, и ВВС (можно простой модернизацией по двигателям в пределах отработанного и освоенного типа получить новую машину с такими скоростными характеристиками, которые не уступали бы американскому В-58), впоследствии подверглось жесточайшей критике на испытаниях и в эксплуатации. Многое, казавшееся очевидным и разумным, пришлось пересмотреть и от многого отказаться. Перехода на более мощные двигатели не произошло. Идея унификации «умерла», а проблемы с нормальной организацией работы ТРД во всем диапазоне режимов полета самолета остались. Возникло влияние изменения режимов работы ТРД на характеристики управляемости и устойчивости. И, когда ОКБ А.Н.Туполева в середине 60-х годов вышло с первыми проектами модернизации Ту-22 в новый многорежимный Ту-145 (Ту-22М) с сохранением верхней «простой» схемы размещения двигателей, ЦАГИ выступило категорически против. В результате, туполевцем пришлось пойти на переход к схеме размещения двигателей в хвостовой части фюзеляжа с применением длинных боковых воздухозаборников.

Первые изыскания по новой теме в ОКБ-156 начались еще летом 1954 г. Они как раз и легли в основу Постановления СМ СССР по самолету «105». К ноябрю того же года было подготовлено несколько вариантов аэродинамических компоновок нового самолета. Как отмечалось выше, в их основе лежали попытки использовать отработанную схему самолета Ту-16, но с учетом сверхзвуковых режимов полета самолета «105». «Чистое» без шассийных обтекателей крыло с углом стреловидности порядка 50-55 град, по линии хорд сравнительно большого удлинения, рекомендованное ЦАГИ для первого поколения советских сверхзвуковых тяжелых машин. Двигатели с форсажными камерами, расположенными по бортам фюзеляжа, заостренная носовая часть фюзеляжа. Нерегулируемые боковые воздухозаборники и длинные воздушные каналы двигателей над центропланом (по типу самолета «98») или встроенные в корневую часть крыла (по типу Ту-16). Схемы расположения крыла относительно фюзеляжа в различных вариантах проекта охватывали практически все комбинации: низкоплан, среднеплан и высокоплан. Были попытки компоновать самолет в соответствии с входившим тогда в практику «правилом площадей». В одном из вариантов проекта предусматривалось небольшое обжатие, согласно правила площадей, внешнего контура мотогондол на участке сопряжения «крыло-фюзеляж».

Общий вид раннего варианта самолета «105» с двигателями ВД-7М

С момента начала рабочего проектирования самолета «105», все поисковые работы по новому проекту сосредоточились в руках С.М.Егера, ставшего к этому времени со своим Отделом технических проектов, основным центром, где велись компоновочные работы по новым проектам ОКБ А.Н.Туполева, постепенно сменив в этой ипостаси бригаду Б.М.Кондоского.

На базе предварительных проработок было сделано несколько продувочных моделей первоначального варианта самолета «105», которые были переданы в ЦАГИ для исследований и выбора оптимального варианта. Там одновременно шли исследования и по фронтовому Ту-98, также представленному в нескольких вариантах.

В конце 1954 г. ЦАГИ провел продувки самолета «1 05» и выдал рекомендации по дальнейшему проектированию самолета. Облик исходной аэродинамической компоновки самолета начал постепенно меняться. Главным было новое расположение двигателей. Мотогондолы двигателей были перенесены в хвостовую часть фюзеляжа и заняли место над ним на мощном пилоне у корня вертикального оперения. Сами мотогондолы, с целью обжатия миделя, максимально были приближены к фюзеляжу. С целью исключения взаимного влияния между двигателями по входным трактам, между обоими воздухозаборниками мотогондол вводился разделительный отсекатель воздушного потока (небольшой фор- киль), переходивший в киль. Принятая компоновка силовой установки позволила выбрать наиболее простой тип воздухозаборников осесимметричного типа, без специальной организации потока на входе. Воздухозаборники были оптимизированы на дозвуковые, трансзвуковые и небольшие сверхзвуковые режимы полета. Они выбирались и рассчитывались без применения каких-либо сложных технических средств обеспечения работы на сверхзвуке до скоростей, соответствующих числу М = 1,5-1,7.

Выбранное расположение двигателей уменьшало вероятность попадания в них посторонних предметов. Наряду с положительными моментами подобная схема имела ряд отрицательных моментов. Прежде всего, увеличивалась масса пустого самолета (по некоторым оценкам на 10-15%) за счет усиления конструкции хвостовой части самолета и неизбежного удлинения передней части фюзеляжа.

Значительный разнос по длине фюзеляжа масс, в том числе и переменных (топливо) и как следствие возможный большой диапазон изменения эксплуатационных центровок и как следствие проблемы с обеспечением продольной устойчивости на всех режимах полета, потребовал очень внимательного отношения к вопросам выбора законов построения и проектирования системы управления самолетом, включая выбор оптимальных конструктивных решений по элементам хвостового оперения. Одним из ключевых решений стало оптимальное секционирование топливных баков и обеспечение необходимой очередности их выработки.

Значительное удлинение носовой части отрицательно сказалось на характеристиках путевой устойчивости. Специфика установки двигателей в хвостовой части фюзеляжа выше линии, проходящей через центр масс, требовала решения вопроса по парированию момента по тангажу от работающих двигателей. Особенно это было актуально для взлетных режимов, когда двигатели должны были работать на форсаже. Кроме того, значительная высота расположения двигателей при стоянке самолета на земле затрудняла процесс технического обслуживания силовой установки и всего самолета.

Было перекомпоновано крыло. Теперь оно имело в корневой части контур со значительной строительной высотой, что позволяло без особых проблем убирать многоколесное шасси, практически не затрагивая объемов фюзеляжа. По сравнению с Ту-16 отказались от обтекателей основных стоек шасси на крыле. Стойки на «105» убирались перпендикулярно направлению полета.

Элементы внутренних крыльевых агрегатов, выходившие за контур крыла были закапотированы небольшими обтекателями на верхней поверхности крыла. Чтобы уменьшить относительную толщину корневой части крыла, ее хорда была увеличена и получила обратную стреловидность по задней кромке. Освобожденная от обтекателей шасси большая часть задней поверхности крыла была занята взлетно-посадочной механизацией, что должно было скомпенсировать недостатки крыла с большой стреловидностью на режимах взлета и посадки.

Важнейшее влияние на выбор оптимальной аэродинамической компоновки самолета, а также основных конструктивных решений по планеру, оборудованию и системам вооружения, оказало решение заказчика и ОКБ остановиться на создании многорежимной машины, для которой основным полетным режимом оставался крейсерский полет на дозвуке на бесфорсажном режиме работы двигателей. Сверхзвук на форсаже предусматривался лишь как сравнительно кратковременный режим при прорыве ПВО противника. Это давало возможность получить приемлемую практическую дальность полета на комбинированном режиме и дальность на дозвуке, соответствующую дальности самолета Ту-16, для замены которого самолет «105» предназначался.

В результате, схема и конструкция самолета «105» была в значительной степени оптимизирована для длительного дозвукового полета с умеренным расходом топлива двигателями на бесфорсажном режиме. Расчетное аэродинамическое качество в крейсерском полете на дозвуке для Ту-105 составляло 11 (серийные Ту-22 имели максимальное аэродинамическое качество на М=0,9 равное 1 1,5), при удельных расходах топлива двигателя в пределах 0,9-1,0 кг/кг-ч, а на сверхзвуке соответственно – 5 и 1,9-2,1 кг/кг-ч.

Схема самолета «105»

Различия в подходе к выбору аэродинамической схемы и основных параметров для дальнего сверхзвукового бомбардировщика в СССР и в США отчетливо видно на примерах американского функционального аналога самолета «105» – самолета-бомбардировщика В-58 «Хастлер», спроектированного и построенного в этот же период фирмой Боинг (опытный В-58 совершил первый полет в 1956 г). И ВВС США, и фирма Боинг изначально делали ставку на создание самолета, оптимизированного исключительно для сверхзвукового длительного полета. Соответственно его аэродинамика была оптимизирована для полетов на сверхзвуковых режимах, вплоть до скоростей соответствующих М=2. Имевшиеся в распоряжении американцев ТРД типа J-79 обладали необходимой тягой для обеспечения заданного сверхзвукового режима, но по своим параметрам топливной экономичности не были в состоянии обеспечить приемлемую дальность полета для В-58 на сверхзвуке. В результате В-58 имел силовую установку, в большей степени оптимизированную для дозвукового режима и аэродинамическую схему, оптимизированную для сверзхвука (Кмах М=0,8-0,9 равнялось 8-8,5, а на сверхзвуке 5,5-6). Как следствие, американский В-58 был просто не способен полностью реализовать качества дальнего ударного самолета ни на сверхзвуке, ни на дозвуке.

Кроме того, сравнительно небольшие геометрические размеры и минимизированные внутренние объемы В-58, привели к тому, что более-менее серьезная целевая нагрузка могла размещаться на нем только во внешнем подвесном фюзеляжном контейнере, с которым аэродинамическое качество падало еще больше. В отличие от них и ОКБ А.Н.Туполева, и заказчик (ВВС), глубоко оценив реальные возможности располагаемой энергетической базы (двигатели), а также реальное состояние отечественной технологической и производственной базы того периода, остановились в конце концов на более рациональном варианте дальней сверхзвуковой машины, в габаритах Ту- 16, с большими внутренними объемами под целевые нагрузки, отвечавшей уровню развития авиационной техники и реальным требованиям к ударной авиации на период с середины 50-х до начала 60-х годов.

Создание однорежимного тяжелого сверхзвукового самолета было отодвинуто на более поздние времена. Следует еще раз подчеркнуть, что ОКБ А.Н.Туполева, с тем чтобы не дискредитировать идею создания тяжелой сверхзвуковой машины в ее колыбели, пошло по пути создания переходного самолета типа самолета «105» и «1 05А» (Ту-22), с перспективой перехода затем к тяжелым машинам в большей степени оптимизированным для полетов на сверхзвуковых режимах. Этот рациональный путь, через попытки создания однорежимных двух- и трехмаховых ударных самолетов (Ту-106, Ту-125 и Ту-135), привел в определенной степени к наиболее оптимальному решению – созданию многорежимных дальних и межконтинентальных ударных самолетов Ту-22М и Ту-160.

По прошествию почти пятидесяти лет с начала работ по Ту-22, можно сказать, что такой поэтапный подход себя оправдал. Все те проблемы, которые выявились в ходе проектирования, освоения, в серии и в эксплуатации в ВВС самолетов типа «105», а также пути их решения, подтвердили правильность такого ступенчатого подхода. Без найденных технических решений по самолету «105», которые иногда оплачивались тяжелыми потерями техники и людей, не было бы последующих туполевских тяжелых сверхзвуковых машин ни гражданского СПС Ту-144, ни военных Ту-22МиТу-160.

Продолжение следует

После выполнения задания садится МиГ-27Д2-й эскадрильи. Шинданд, ноябрь 1988 г.