Страница 8 из 26
Работы по Ту-16 и Ту-85, опыт мирового самолетостроения позволили к 1951 году сформировать облик будущего туполевского скоростного сверхдальнего бомбардировщика. В ОКБ прорисовывался самолет со взлетной массой порядка 150 тонн, с крылом стреловидности 35° и удлинением 9. Подобное крыло к тому времени было достаточно хорошо изучено в ЦАГИ и не должно было вызвать особенных проблем ни у аэродинамиков, ни у прочнистов, ни у конструкторов и технологов. Фюзеляж новой машины в основном должен был компоновочно повторять фюзеляж самолета "85". А вот тип двигателей оставался под большим вопросом. Турбореактивные или турбовинтовые – вот основная дилемма, которая стояла перед проектировщиками будущей машины. Масштабные исследования, проведенные в 1950 и в начале 1951 года в ОКБ-156 совместно со смежными организациями, показали, что для получения самолета с необходимыми сочетаниями параметров скорости и дальности наиболее приемлемым путем на тот период является установка 4-х турбовинтовых двигателей мощностью 10000-12000 э.л.с. каждый, с удельными расходами топлива порядка 0,25-0,3 кг/л.с.ч.
ТВ-022
ТВ-2
Прежде чем эти результаты были получены, в бригаде Б.М. Кондорского проработали различные варианты силовых установок с турбореактивными и турбовинтовыми двигателями, а также их комбинации. Начинались поиски с попытки использовать уже готовые проекты самолетов ОКБ (Ту-85 и Ту-4) под новые задачи. Были просмотрены варианты установки турбовинтовых двигателей ТВ-2 вместо АШ-73ТК на Ту-4, в этом варианте максимальная скорость самолета Ту-4 увеличивалась до 676 км/ч, а дальность полета до 6900 км. Этот проект под обозначением самолет "94" стал основой для попыток предложить модернизацию парка серийных Ту-4. Вторым направлением стали проекты модернизации проекта "85" под двигатели ТВ- 2Ф или ТВ-10. В этом случае расчетная дальность полета получалась 16000-17200 км, а максимальная скорость 700-740 км/ч. Полученные результаты никого не устраивали, залить новое вино в знакомые старые меха не удалось. Необходимо было двигаться дальше.
Следующей попыткой стала проработка стратегического самолета со стреловидным крылом и несколькими комбинациями двигателей: 4 ТРД АМ- 3; 4 ТВД ТВ-10 + 2 АМ-3; 4 ТВ-10 + 2 ТРД ТР-ЗА; 4 ТВД ТВ-4 + 2 АМ-3; 4 ТВ-10. Площадь стреловидного крыла в исследованиях менялась от 274 м2 до 400 м2 , удлинение крыла от 6,8 до 11,75, углы стреловидности от 0° до 45°.
Окончательно для сравнения были выбраны два близких самолета, один с 4-мя ТРД, другой с 4-мя ТВД. Сравнение показало, что приемлемым для получения дальности полета свыше 13000 км. мог оказаться вариант с использованием 4-х ТВД со взлетной мощностью 12000-15000 э.л.с. При этом взлетная масса такого самолета достигала 200 тонн, а расчетная максимальная скорость на высоте 10000 м. была бы порядка 800 км/ч. Длина разбега такого самолета составила бы 1500 м.
Аналогичный самолет с 4-мя ТРД по 9000 кг взлетной тяги (двигатели типа АМ-3) имел бы, в лучшем случае, максимальную дальность полета не более 10000 км и длину разбега более 2000 м. Его единственным преимуществом была максимальная скорость – 900 км/ч.
Получив такие результаты и прекрасно понимая, что стратегический носитель должен, прежде всего, долететь до цели и выполнить свою задачу, А.Н. Туполев окончательно выбирает для нового самолета вариант с ТВД, хотя руководители авиационной промышленности и заказчик – ВВС, ознакомившись с проектом самолета М-4, настаивали на использовании ТРД. Рассуждения их были достаточно просты и привычны: разработка самолетов обоих ОКБ должна была подстраховывать одна другую. В случае неудачи одного на этапе ОКР, второй должен был заполнить пустую нишу в серии и в ВВС, и чем они будут ближе по техническим решениям, тем меньше риск.
Как раз к этому моменту относится вызов А.Н.Туполева к Сталину. Беседа была посвящена проблеме создания нового стратегического бомбардировщика. Сталин, поручив эту работу вновь образованному ОКБ-23, решил все-таки подстраховаться и одновременно дать аналогичное задание Туполеву. Вот как об этой встрече вспоминал один из его заместителей Л.Л.Кербер, получивший информацию об этой беседе непосредственно от Андрея Николаевича: "…Товарищ Туполев, – сказал Сталин – а нельзя ли на одном из ваших бомбардировщиков установить дополнительные двигатели, с тем чтобы он мог достичь США, выполнить задачу, а затем, вернувшись, доложить результаты?
Я ответил, что дело не в этом, а в том, что отечественные двигатели не экономичны и требуют на такой полет огромного количества топлива, которое в существующих самолетах разместить негде.
– Значит, по вашему мнению, невозможно?
– Да, товарищ Сталин, именно так.
Сталин немного помолчал, затем подошел к столу, приоткрыл лежавшую на нем папку, перелистал несколько страниц и произнес:
– Странно. А вот другой наш конструктор докладывает, что это возможно, и берется решить задачу.
Он закрыл папку и кивком головы отпустил меня. Я понял, что он остался крайне недоволен."
Результатом этой беседы стало форсирование в ОКБ-156 работ по новому стратегическому самолету, получившему шифр по ОКБ самолет "95".
К этому времени реально существовавший ТВД типа ТВ-2 разработки ОКБ-276 в Куйбышеве, руководимого Н.Д. Кузнецовым, имел взлетную мощность порядка 5000 э.л.с. Этот двигатель был разработан на базе трофейного германского двигателя ЮМО-022 интернированными немецкими специалистами. Опытный экземпляр двигателя, имевший первоначальное обозначение ТВ-022, в октябре 1950 года прошел Государственные стендовые испытания. Его форсированный вариант ТВ- 2Ф имел мощность 6250 э.л.с. Одновременно в ОКБ-276 начались работы над двигателями ТВ-10 и ТВ-12 на взлетные мощности 10000 и 12000 э.л.с. соответственно. Эти самые мощные в мире ТВД могли быть готовы только через 1,5-2 года, а двигатель для самолета "95" нужен был сейчас.
А.Н. Туполев лично полетел в Куйбышев к Кузнецову с целью разобраться с перспективами новой силовой установки. В результате поездки и ознакомления с проблемой на месте А.Н. Туполев решает закладывать проект в двух вариантах под две силовые установки: первый – под спарки реально существующих ТВ-2Ф, второй – под перспективные ТВД двойной мощности в одном агрегате. ОКБ276 срочно спроектировало и построило спарку из двух ТВ-2Ф, работающих на общий редуктор. Новый двигатель получил обозначение 2ТВ-2Ф, его взлетная мощность достигала 12000 э.л.с., как раз то, что надо для нового самолета. Пожалуй, одним из самых сложных агрегатов в этом двигателе был мощный редуктор, не имевший аналогов по передаваемой мощности в мировой практике авиадвигателестроения.
Не имела аналогов и реализация подобной мощности с высоким КПД воздушным винтом. По первым прикидкам диаметр винта превышал 7 м, что было явно не приемлемо по компоновочным соображениям (проблемы с установкой крыла, размеры стоек шасси и проблемы с их уборкой). Выход был найден в использовании 2-х соосных винтов меньшего диаметра с противоположным вращением. Проектирование уникальной винтовой установки (винт АВ-60) было поручено ОКБ-120 К.И. Жданова. Требовалось создать винты с коэффициентом полезного действия 0,78 – 0,82. Преодолев массу конструктивных и технологических проблем, ОКБ-120 создало винты с требуемыми параметрами.
Л.Н.Туполев – фото середины 50-х годов
Двигатель 2ТВ-2Ф и его схема