Авиация и время 2003 05

Новое задание решили поручить А.Н.Туполеву. Сталин вызвал его, однако тот отказался, утверждая, что на данном этапе выполнить зсе требования ТЗ невозможно: турбореактивные двигатели из-за слишком большого расхода топлива не позволяли достичь требуемой дальности, а турбовинтовые не обеспечивали заданной скорости и высоты полета. Туполев был глубоко убежден в своей правоте и в итоге получил задание на создание межконтинентального бомбардировщика с ТВД (будущего Ту-95), ведь для того, чтобы достичь Америки, требовалось прежде всего обеспечить большую дальность полета.

Однако был конструктор, готовый взяться за создание реактивного супер- бомбардировщи<а. Владимир Михайлович Мясищев, ученик Туполева, возглавлял в годы войны ОКБ-482 и по совместительству серийный конструкторский отдел казанского авиазавода №22. Но после Победы его КБ, так и не запустившее в серию ни одного собственного самолета, было закрыто, а сам Мясищев направлен на преподавательскую работу в МАИ. На новом месте у него произошел конфликт с местной парторганизацией, но вместо ожидаемых очередных репрессий против «врага народа» (Мясищев в свое время был осужден и все еще не реабилитирован), он получил предложение возглавить новое ОКБ, которому и предстояло спроектировать межконтинентальный реактивный бомбардировщик.

На этапе эскизного проектирования рассматривались разные варианты силовой установки самолета «М», в том числе с шестью двигателями АЛ-5 и восемью ТВ-2Ф

Макет самолета «М» с первоначальным вариантом воздухозаборников

Стенд силовой установки

Хвостовая и средняя части фюзеляжа во время сборки

Во время работы в МАИ Мясищев провел исследования, в ходе которых моделировалась ситуация, когда маршрут бомбардировщика проходил в 200-300 км от аэродрома ПВО (как это обычно было в годы второй мировой войны в Европе), на котором базировались реактивные перехватчики Р-80. При этом были определены параметры реактивного бомбардировщика, которые давали шанс преодолеть заслон ПВО. Оформив результаты исследований, Мясищев подал техническое предложение в Министерство авиационной промышленности.

Постановление правительства №949-469 о проектировании и строительстве нового самолета было подписано 24 марта 1951 г., в качестве производственной базы выделялся московский завод №23, определялись сроки и финансирование, намечалась кооперация с другими предприятиями. Новое ОКБ комплектовалось кадрами, обеспечивалось содействие со стороны центральных организаций МАП и других ведомств. Эти ресурсы, естественно, не брались из воздуха, а перераспределялись, т.е. отбирались у руководителей других коллективов. Так, конструкторы, прочнисты и аэродинамики переводились от Яковлева, Челомея и других КБ вместе со столами и чертежными принадлежностями. «Отдавать свое» без сопротивления хотели не многие, но тогда в дело вступали всесильные кураторы нового проекта: Председатель Совета Министров Маленков, его первый заместитель и Министр обороны Булганин, а также Председатель специального Комитета по атомной энергии Берия. Полномочия этих людей были поистине безграничными, а связь с ними – прямой. Например, на проходной завода висел спецтелефон, и каждый мог позвонить в приемную Берии и сообщить о выявленных случаях «саботажа и вредительства». Так что формирование нового ОКБ шло быстро, и оно получило крепкие кадры. Многие ведущие специалисты уже работали с Мясищевым раньше, среди них первый заместитель главного конструктора и начальник КБ проектов (бригады общих видов) Л.Л.Селяков, Я.Б.Но- дельман и Г.Г.Матвеев (бригада крыла), К.И.Попов (фюзеляж), Г.И.Архангельский (шасси) и др.

Новому КБ досталась приличная производственная база. Завод №23 вошел в авиапромышленность СССР в декабре 1922 г. как концессия фирмы «Юнкерс» и стал пионером отечественного цельнометаллического самолетостроения. В 1948 г. на предприятии начали строить тяжелые поршневые бомбардировщики Ту-4, а затем заложили головную серию реактивных Ту-14. Завод был укомплектован опытными кадрами и неплохо оснащен, в т.ч. получил большую партию оборудования, вывезенного из Германии.

Создаваемый самолет получил заводское обозначение «изделие М» (тема №25, в переписке также встречалось обозначение «СДБ» – скоростной дальний бомбардировщик). Время на эскизное проектирование было отпущено минимальное, что не позволяло заниматься длительной проработкой альтернативных вариантов компоновки, а задачу предстояло решить чрезвычайно сложную. Следует признать, что сразу справиться с ней Мясищеву (впрочем, как и Туполеву, и фирме «Боинг», которая как раз в то время занималась В-52) не удалось. И все же при создании первого варианта машины был сделан целый ряд принципиальных шагов, весьма смелых и неординарных, без которых этот проект вообще бы не состоялся. Попробуем проанализировать важнейшие.

Просмотрев различные варианты силовой установки, Мясищев пришел к выводу, что единственно приемлемыми являются двигатели АМ-03 конструкции Микулина тягой по 8700 кгс. Они были большими и тяжелыми, со значительным расходом топлива, однако обеспечивали тягу, достаточную для использования лишь четырех мотоустановок, и избавляли от перехода к чрезмерно сложной многомоторной компоновке по типу В-36 или В-52. Но и этих двигателей поначалу казалось мало, поэтому для самолета стали проектировать стартовые ракетные ускорители и даже гигантское рельсовое катапультное устройство, оставшиеся невостребованными.

Теперь об аэродинамике. Наиболее перспективным тогда считалось использование крыла стреловидностью 35°. Магическая цифра «35», встречавшаяся на большинстве машин того периода, имела довольно банальное объяснение – она была выведена в процессе кропотливой отработки самолетов МиГ-15 и Ту-16. Для этого пришлось затратить большое количество «трубочасов» во время экспериментов в аэродинамических трубах ЦАГИ, что стало очень дорогим удовольствием. Но расчеты показали: сопротивление такого крыла слишком велико и не позволяет получить заданную скорость. Тогда Мясищев принял весьма нелегкое решение: увеличить стреловидность, рискуя проиграть во взлетно-посадочных качествах.

Опытный самолет «М» уходит в небо. Механизма ««вздыбливания» на передней опоре шасси еще нет

Опытный самолет «ДМ» во время заводских испытаний

Для уменьшения массы конструкции предпочтительной считалась силовая установка с двигателями на крыле, удаленными от фюзеляжа так, чтобы их вес, действуя против подъемной силы, «разгружал» крыло, которое можно сделать легче. Но тогда мотогондолы увеличили бы лобовое сопротивление, а возросшая площадь омываемой поверхности вызывала рост сопротивления трения. Учитывая это, на новом самолете двигатели вписали в толстые «корни» крыла, и они почти не выступали за обвод. Мало того, реактивные струи ускоряли течение потока за крылом вблизи фюзеляжа и играли роль зализов, улучшая обтекание самолета в этом сложном месте.

Стреловидное крыло имеет плохие срывные характеристики. С этой проблемой можно бороться различными методами, в том числе устанавливая аэродинамические гребни, применяя на крыле разные профили. Крыло самолета «М», кроме этих решений, получило значительную геометрическую крутку. Его концевые зоны имели гораздо меньший угол установки, чем корневые, и при выходе на большие углы атаки продолжали «нести», когда у корня уже начинался срыв. В результате самолет должен был переходить на Меньший угол, а также не терять управляемости по крену, т.к. элероны продолжали нормально работать.

В середине 1940-х гг. в США впервые в мировой практике на тяжелом самолете В-47 была применена безопасно деформируемая конструкция крыла. Оно стало гораздо более легким, сохранив при этом прочность. Удачный опыт получил применение и на межконтинентальном В-52. Из зарубежных авиационных журналов это было известно, и, несмотря на острую критику со стороны некоторых видных специалистов ЦАГИ и ВИАМ, Мясищев пошел по тому же пути. Расчеты показали, что в полете концы крыла будут колебаться с амплитудой до 2 м, а позже, на статических испытаниях, их отклонили от нейтрали на целых 5 м!