Советский воздушный лайнер Ту-144 — первая попытка создания реактивного самолета для пассажирских перевозок. Кроме этой модели советских авиаконструкторов, подобная идея в мире воплощалась только единожды — в виде англо-французского самолета «Конкорд». Но Ту-144 поднялся в воздух намного раньше конкурента, став флагманом сверхзвуковой авиации и установив рекордные отметки скорости для гражданской авиации.
История создания
В пятидесятые годы прошлого столетия реактивная авиация переживала эпоху бурного развития. После того как проблемы, связанные с преодолением звукового барьера, были решены, первоочередные разработки велись в отношении военной техники. Но затем дело дошло и до гражданских моделей.
Объем мировых пассажирских авиаперевозок ежегодно возрастал, вынуждая конструкторов создать самолеты, по техническим характеристикам способные добиться следующих задач:
- сокращения продолжительности перелетов;
- обеспечение беспересадочных маршрутов.
Требовалось совместить указанные преимущества с высоким уровнем комфорта для пассажиров и экипажа, поднимая мировой престиж пассажирской авиации.
Англия и Франция изначально приступили к самостоятельным проектам. Но вскоре, по причине значительных материальных затрат было решено объединить разработки, создав совместную модель.
Интересно! Одновременно к подобным работам приступили в США, но впоследствии проект закрыли, не добившись окончательного результата.
Начало работ над проектом
Советский Союз не мог остаться в стороне. Правительственным постановлением, принятым в июле 1963 года аналогичная задача была поставлена перед конструкторским бюро Туполева.
Изначально предполагалось разработать модель сверхзвукового лайнера, способного перевозить до ста пассажиров при скорости до 2700 км/ч и дальности полета до четырех с половиной тысяч километров. В планах конструкторов стояла задача дальнейшего увеличения дальности еще на две тысячи километров.
Руководителем проекта назначили сына главного конструктора — Алексея Туполева, уже получившего опыт работы над беспилотным военным самолетом со схожими техническими характеристиками — Ту-123. Эту модель приняли за основу гражданского лайнера.
Молодому коллективу предстояло заняться поиском сложных технических решений в условиях сжатых сроков, поставленных правительством. Несмотря на имеющийся опыт по созданию сверхзвуковых моделей, самолет строился с нуля.
Чтобы снизить массу, конструкторы решили отказаться от хвостового оперения. Важный вопрос, стоявший перед создателями — выбор двигателя. На то время в мире не было создано экономичной модели силовой установки. Чтобы сократить время проектирования, предпочтение отдали разработке конструкторов Куйбышевского моторного завода, отличающейся большой надежностью и мощностью.
Выбранная силовая установка, для достижения ультразвуковых скоростных характеристик во время полета, предполагала форсажный режим эксплуатации. Это приводило к повышенному расходу горючего, одновременно сокращая дистанцию перелета. Но ведущаяся гонка за лидерство с западными конструкторами не оставляла времени на разработку более совершенной модели двигателя.
Работа над сверхзвуковым самолетом потребовала многочисленных испытаний и связанных с этим строительством для разработки Ту-144 большого количества стендов. Подобные масштабы испытательных экспериментов отмечались впервые.
Чтобы упростить задачу компоновки отдельных узлов, проектантами была выполнена модель самолета в натуральную величину. Это позволило добиться оптимального планирования кабины и пассажирского салона Ту-144, определиться с размещением оборудования.
Первый полет
Первую опытную модель создали на Московском машиностроительном заводе «Опыт», впоследствии ставшей фирмой Туполева. Отдельные узлы поставлялись многочисленными смежниками по всей стране.
Изготовление направляющих рулей, элевонов и главного шасси поручили куйбышевским машиностроителям, отъемная часть крыла и переднее шасси изготавливали в Воронеже. Перевозка крупномасштабных элементов производилась с помощью вертолета-крана Ми-10.
Работы по созданию фюзеляжа и киля выполнялись филиалом завода в подмосковном Томилино. Собирали самолет в Москве, куда доставлялись все комплектующие.
Основные работы были окончены к началу 1968 года. Перед создателями стояла сложная задача транспортировки лайнера в Жуковский, где предстояло завершить сборку и провести испытания. Сложная транспортная комбинация была проведена успешно, учитывая, что перемещение габаритной конструкции в пределах ограниченного расстояния между зданиями, прилегающими к маршруту, требовала предельной точности в осуществлении маневров.
Завершающие работы проводились в круглосуточном режиме, в условиях жесткого контроля руководства. В последний день декабря 1968 года самолет впервые поднялся в воздух. Время взлета — 13-25. Испытание продолжалось тридцать восемь минут и завершилось успешно.
Интересно! Новость об успешном испытании первого в мире пассажирского сверхзвукового лайнера стала сенсацией. Советские конструкторы опередили западных конкурентов более чем на два месяца.
Многие западные издания обвиняли советскую сторону в промышленном шпионаже, замалчивая факт взаимного сотрудничества СССР, Великобритании и Франции в ходе разработок.
Особенности конструкции Ту-144
Ту-144 построен с использованием аэродинамической схемы «бесхвостка». Форма фюзеляжа напоминает вытянутую трубу типа полумонокок, включает стрингеры и шпангоуты.
Наружная обшивка корпуса выполнена тонкими и прочными титановыми листами. Дополнительное преимущество данного материала — небольшая масса. Это новаторское решение обеспечило надежную защиту от высоких температур, достигающих на предельной скорости ста тридцати градусов по Цельсию.
Планер
Фюзеляж состоит из трех частей:
- первый включает пилотскую кабину и носовой обтекатель, опускающийся во время взлета и приземления, чтобы не препятствовать обзору. После фонаря кабины расположены выдвижные плоскости для управления самолетом при снижении и наборе высоты;
- в центральной части расположен пассажирский салон;
- в хвостовой части устроен бак для горючего, в который закачивалось топливо для набора сверхзвуковой скорости, отсек с парашютом для торможения и киль лайнера.
Очертания передней части крыла выполнены с изломом, начальный угол — 76 градусов, затем переходил в 57. Элероны и рули управлялись интеграционно, с созданием общего органа — элевоны.
Авионика
Управление лайнером осуществлялось с помощью электронно-вычислительной машины. Ее характеристики уступали французскому аналогу, но отличались большей надежностью, по сравнению с европейским вариантом.
Посадка самолета производилась в автоматическом режиме, вне зависимости от времени суток.
Еще одна особенность модели — использование инерционного проекторного навигатора, работающего по схожему принципу с нынешней системой GPS. Это оборудование создано на основе передовых идей в научно-технической мысли того времени.
Авиадвигатели
На первоначальной экспериментальной модели были установлены четыре двигателя НК-144А, произведенных Куйбышевским заводом. Серийные машины оборудовались изделием завода из Рыбинска — РД-36-51А.
Рыбинский двигатель был сконструирован персонально для Ту-144, с применением газотурбинной конструкции, способной работать продолжительное время на сверхзвуковом режиме, не используя камеру для форсажа.
Чтобы нивелировать температурное воздействие выхлопа на фюзеляж, авиадвигатели разместили попарно, с выводом сопел за крылья. Каждый двигатель оборудовался персональным воздухозаборником.
Был предусмотрен дополнительный двигатель, предназначенный для вспомогательных целей — поддержки скорости в процессе полета, выполнения диагностических функций во время стоянки, работы кондиционеров, выработки электроэнергии.
Низкое расположение двигателей не обеспечивало должной надежности, поскольку допускалось попадание инородных тел через воздухозаборники с возможным аварийным выходом из строя.
Шасси
Схема расположения шасси предусматривала посадку самолета на три опоры.
- Основное шасси выполнено с восемью колесами, амортизированными гидравлическими стойками и оборудованными тормозными барабанами.
- Колеса скрывались в специальную нишу под действием гидроцилиндров.
- На передней стойке размещались два колеса с управляющей тягой.
Скрытие переднего шасси производилось аналогично основному в негерметичную нишу в фюзеляже.
Топливная система
В крыльях самолета располагались по девять топливных баков с каждой стороны. После взлета из этих емкостей горючее наполняло бак в заднем отсеке корпуса.
Безопасность топливной системы обеспечивалась дублирующими схемами и системой пожаротушения, что значительно опережало оснащенность пассажирских авиационных средств той эпохи.
Гидросистема
Общая гидросистема самолета Ту-144 предусматривала четыре контура, по два из которых оборудовались одним общим баком. Величина давления в системе — более 20 Мпа. Емкость баков соответственно семьдесят пять и семьдесят один литр. Дополнительный резерв обеспечивался двумя турбонасосными установками.
Предусматривалась возможность объединения второго и четвертого контуров.
Противообледенительная система
Двигатели и кромки крыльев, гидравлическая система обогревались с помощью электрооборудования. Контроль работы противообледенительной системы обеспечивался комплексом датчиков.
Оборудование
Самолет включал систему электроснабжения, приборы, самописцы, радиоэлектронное оборудование, комплекс автоматики для управления, пилотирования и навигации. Электричество вырабатывалось посредством четырех генераторов со стабильной частотой четыреста герц переменного электротока при напряжении в двести вольт. Дополнительно был предусмотрен генератор ВСУ.
Модель предусматривала радиоэлектронную систему ближней навигации, наличие радиокомпаса и двух радиовысотомеров, радиолокационную станцию «Гроза-144», регистратор рабочих параметров.
Технические характеристики
Технические характеристики Ту-144 достигали невиданных на то время величин, выводя лайнер во флагманы мировой реактивной гражданской авиации. И хотя французский конкурент намного дольше сумел продержаться в строю, советская разработка Ту-144 обладала многочисленными преимуществами перед Конкордом.
Скорость
Значение рейсовой скорости Ту-144, при которой самолет достигает максимальной степени разгона при оптимальном расходе горючего — две тысячи триста километров в час, что на сто пятьдесят единиц опережает данные европейской модели.
Вместимость
Предельная вместимость салона Ту-144 — сто пятьдесят пассажиров. Комфортные кресла размещались в просторном салоне в пять рядов. Европейский лайнер вмещал на пятьдесят человек меньше, а кресла располагались по четырехрядной схеме.
Была разработана модификация французского самолета вместимостью в сто сорок пассажиров. Но эта разработка так и не пошла в серию.
Однако необходимо отметить более высокий уровень комфорта и преимущество Конкорда в эргономии для пассажиров и членов экипажа.
Практический потолок
Предельная высота для Ту-144 — двадцать километров, что на 1800 метров превышает потолок французского лайнера.
Двигатели
Двигатели иностранных моделей по тяговому усилию сопоставимы с ранней версией силовых установок, применявшихся на Ту-144. У рыбинских моделей двигателей величина этой технической характеристики составила 245 кН, против 170 у Конкорда.
Потеря мощности иностранного двигателя объясняется более жесткими ограничениями по расходу горючего, уровню шума и экологическим требованиям.
Срок разработки
Советская модель была разработана в короткие сроки. И хотя это не учитывается в оценке технических характеристик, оперативная и слаженная работа советских конструкторов и производственников позволила СССР занять лидирующие позиции в реактивном пассажирском самолетостроении того времени.
Но доработка конструктивных недостатков и достижение экономической эффективности потребовало долгих лет эксплуатации, что явилось недостижимым для советского самолета, о злоключениях которого пойдет речь далее.
Летные происшествия
Ту-144 запомнился по следующим происшествиям, омрачившим историю его эксплуатации:
- в июне 1973 года произошла авария во время участия в выставке в Ле Бурже с полной гибелью всей команды экипажа, состоящего из шести человек. Сведения о причинах аварии держатся в секрете, но предполагается, что это связано с ошибкой экипажа при выполнении маневра уклонения от французского «Миража», неожиданно пересекшего траекторию советского самолета;
- май 1978 года ознаменовался катастрофой с экспериментальной моделью в связи с самовозгоранием горючего. В результате кабина оказалась задымлена, а два из четырех двигателей отказали. После нештатной посадки, большая часть экипажа смогла покинуть самолет, но два бортинженера погибли, оказавшись зажатыми в отсеке деформированными конструкциями;
- в июле 1980 года во время испытания Ту-144Д в Раменском разрушился один из авиадвигателей. Разогнавшийся до сверхзвуковой скорости самолет удалось успешно посадить. В результате модель пришлось отправить на дополнительное устранение дефектов разработки;
- в декабре 1981 года в процессе прогона двигателей непосредственно перед началом коммерческого использования лайнера произошел пожар в самолете. Члены экипажа смогли эвакуироваться через запасной выход на крыло. Эксплуатацию пришлось отложить.
Перечисленные случаи послужили поводом для доработки модели, с целью устранения недостатков.
История эксплуатации и бесславный конец
Первая демонстрация лайнера произошла во Франции спустя четыре года после первого пробного полета. И хотя вначале обошлось без происшествий, на следующий день случилась описанная выше катастрофа с полной гибелью экипажа и падением обломков на жилые районы.
Чтобы не ставить крест на перспективной разработке, вина за произошедшее была возложена на погибший экипаж. Но существует несколько версий аварии, широко обсуждаемые по настоящее время.
Эксплуатация по маршруту
После начала эксплуатации Конкорда, советское руководство потребовало ускорить регулярный ввод в работу Ту-144.
- Первый рейс, выполненный сверхзвуковым лайнером состоялся по маршруту из Москвы в Алма-Ату и обратно в октябре 1975 года. Вначале самолет перевозил почту, но через два года открылись пассажирские перевозки. Билеты продавались по сходной стоимости с обычными, в размере 62 рубля 80 копеек.
- Регулярные рейсы продолжались семь месяцев, сопровождаясь напряженной работой экипажа и сопроводительных служб. Но с начала июня 1978 года, в связи с новой аварией, вызвавшей гибель двух членов экипажа, модель сняли с регулярных полетов.
- Еще одна из причин, вызвавших сложности с коммерческим использованием модели Ту-144 — низкий уровень рентабельности. Политика советского правительства не позволяла повысить стоимость билета, а установленный уровень цены не обеспечивал окупаемости лайнера.
- Модифицированная версия Ту-144Д выпускалась до середины восьмидесятых, также не достигнув необходимой рентабельности.
За все время коммерческого использования Ту-144 перевез 3284 пассажира, при двух с половиной миллионах у Конкорда, и поэтому значительно уступил конкуренту в объеме перевозок.
Американская история
В тяжелое время финансового и политического кризиса, в 1996 году, правительство США попросило российское руководство поставить модифицированный вариант Ту-144ЛЛ для использования в исследовательских целях.
Согласие было предоставлено, и самолет эксплуатировался американцами в течение трех последующих лет.
Модификации Ту-144
За все время работы над самолетом, были выпущены модификации со следующими особенностями, дополнявшиеся к буквам «Т» и «у», с цифровым индексом «144» таким обозначением:
- 044 — экспериментальный экземпляр, впервые поднятый в воздух;
- 004 — выпущено тринадцать машин, три из которых были использованы в качестве наземных стендов, остальные пошли на доработку для других модификаций;
- ДА — вариант с авиадвигателями «61»;
- К — авиационно-ракетный комплекс средств дальней авиации;
- КП — еще один аналогичный проект;
- ЛЛ — реактивная модель «летающей лаборатории»;
- ПП — опытный вариант постановщика радиоэлектронных помех;
- ПР — предыдущий образец совмещен с функцией разведчика;
- ДП-2 — перехватчик дальнего действия.
Разработка отдельных модификаций предполагала специфические цели, выходящие за рамки использования самолета для пассажирских перевозок.
Достоинства и недостатки
Машина отличалась следующими достоинствами:
- высокой маневренностью, за счет использования переднего горизонтального оперения;
- возможностью применения на взлетно-посадочных полосах с различными характеристиками;
- многочисленными рекордами, поставленными в области реактивной гражданской авиации;
- высокой вместимостью и комфортностью салона.
Одновременно следует отметить следующие недостатки:
- высокую стоимость эксплуатации, по причине большого расхода горючего и сложности в обслуживании;
- недостаточную дистанцию полета;
- низкую надежность конструктивных узлов.
В результате конструкционные недоработки привели к нескольким трагическим авариям, поставившим под сомнение возможность коммерческого использования самолета.
Заключение
Несмотря на многочисленные недостатки, разработка сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 — передовое слово в авиации того времени. Советские конструкторы достигли рекордных показателей в технических характеристиках лайнера, значительно превышающих западного конкурента. И только недоработка допущенных недостатков не позволила должным образом обеспечить полное использование модели.
