Владимир Ильин - Бомбардировщики. том II
Горизонтальное и вертикальное оперения также были стреловидными (угол по передней кромке – 40°).
В проекте «82» предполагалось использование и другого новшества того времени – гидроусилителей в каналах управления самолетом. Однако в ходе постройки опытного экземпляра, ввиду низкой эксплуатационной надежности, от этих устройств отказались, оставив лишь жесткое механическое управление.
Проект самолета «82» был рассмотрен заказчиком – ВВС, после чего в июле 1948 г. вышло постановление Совета Министров СССР о постройке экспериментального реактивного бомбардировщика под обозначением Ту-22 (второй самолет ОКБ А.Н. Туполева с этим обозначением; ранее, в 1947 г., велись работы по проекту высотного разведчика Ту-22 – самолету «74»).
Постройка нового бомбардировщика осуществлялась «ударными» темпами, и уже 24 марта 1949 г. летчик-испытатель А.Д. Перелет выполнил на опытном самолете «82» первый испытательный полет.
В ходе испытаний машины была достигнута максимальная скорость 934 км/ч, что на 20% превышало скорость бомбардировщика Ту-14 («81»), также осна щенного ТРД, но имевшего прямое крыло и проходившего в этот период заводские и государственные испытания.
Самолет «82» был чисто экспериментальной машиной, на нем отсутствовала панорамно-прицельная РЛС, слабо было оборонительное стрелково-пушечное вооружение, поэтому, основываясь на работах по «82», ОКБ проработало проект бомбардировщика «83» – с усиленным вооружением и радиолокационным прицелом ПС- НБ или аппаратурой точного наведения на цель «РМ-С», установленой вместо радара. Самолет «83» в бомбардировочном варианте к постройке и серийному производству принят не был, так как; с таким же двигателем ВК-1, но с прямым крылом в массовую серию был запущен фронтовой бом-. бардировщик Ил-28, тактико-технические характеристики которого вполне устраивали ВВС.
На базе самолета «83» в конце 40-х годов прорабатывался истребительный вариант самолета. Предполагалось создать самолет- перехватчик с неподвижным мощным пушечным вооружением, большой дальностью и продолжительностью полета. Однако командование авиации ПВО в то время не оценило этот проект, хотя через несколько лет само вернулось к идее дальнего тяжелого истребителя-перехватчика, но уже со сверхзвуковой скоростью полета и ракетным вооружением (Лa-250, Ту-128).
В период проектирования самолета «82» в ОКБ в общих чертах прорабатывался проект самолета «486», в котором предполагалось применение новой компоновки фюзеляжа с тремя спаренными пушечными оборонительными установками, а силовая установка, в отличие от машины «82», должна была состоять из двух ТРД АМ-ТКРД-02 со статической тягой 4000 кгс. При крыле той же стреловидности самолет «486» должен был развивать максимальную скорость 1020 км/ч. Расчетная дальность полета этого 32-тонного самолета со 1000 кг бомб достигала 3500-4000 км. Этот проект уже можно было рассматривать как переходный от фронтового бомбардировщика к дальнему бомбардировщику с высокой дозвуковой скоростью.
В 1949-1951 гг. в ОКБ прорабатывались проекты дальних реактивных бомбардировщиков «86» и «87», которые по компоновке повторяли самолет «82», но имели значительно большие размеры и массу. На них предполагалось установить два двигателя конструкции А. Микулина (АМ-02 с тягой 4780 кгс) или А. Люльки (ТР-3 с тягой 4600 кгс). Скорость каждого бомбардировщика должна была достигать 950-1000 км/ч, дальность – до 4000 км, а бомбовая нагрузка – от 2000 до 6000 кг. Их взлетная масса находилась в пределах 30- 40 т. В работе находился также проект самолета «491» – модернизация самолетов «86» и «87», направленная на дальнейшее увеличение скорости полета. В этом проекте предусматривалось крыло с углом стреловидности по передней кромке 45°. Расчетная максимальная скорость этого самолета на высоте 10 000 м соответствовала М=0,98, т. е. машина могла рассматриваться как трансзвуковая.
Изыскания по этим темам в конечном итоге вылились в новый проект с шифром «88». К этому времени под руководством А. Микулина был создан ТРД типа АМ- 3 с тягой 8750 кгс. Однако облик самолета сложился не сразу: сложную задачу определения размеров самолета, его аэродинамической и конструктивной компоновки удалось решить путем проведения большого числа параметрических исследований, модельных экспериментов и натурных испытаний, выполненных совместно с ЦАГИ.
В 1950 г. руководством ОКБ перед бригадой проектов была поставлена задача выбрать такие значения площади крыла, массы самолета и тяги двигателей, при которых самолет имел бы следующие летные и тактические данные:
1. Бомбовая нагрузка:
нормальная – 6000 кг
максимальная – 12 000 кг
2. Вооружение – по проекту самолета «86»
3. Экипаж – шесть человек
4. Максимальная скорость на уровне земли – 950 км/ч
5. Практический потолок – 12 000-13 000 м
6. Дальность полета с нормальной бомбовой на грузкой – 7500 км
7. Разбег без ускорителей – 1800 м
8. Разбег с ускорителем – 1000 м
9. Пробег – 900 м
10. Время набора 10 000 м – 23 мин
Работы по проекту получили по ОКБ шифр «494» (четвертый проект 1949 г.). Именно с этого проекта начинается та прямая, которая и привела к созданию опытного самолета «88», а затем серийного Ту-16.
В основном заявленным данным, кроме дальности полета и бомбовой нагрузки, удовлетворил самолет «86», поэтому первоначально поиски по проекту «494» опирались на материалы, полученные при проектировании «86»-й машины, при сохранении общих компоновочных решений этого самолета.
Рассматривались следующие варианты силовой установки:
– два двигателя АМРД-03 со статической тягой по 8200 кгс;
– четыре двигателя ТР-ЗА – 5000 кгс;
– четыре двухконтурных двигателя ТР-5 – 5000 кгс.
Все варианты проекта «494» были геометрически подобны исходному самолету «86». Крыло имело угол стреловидности 36°. В проекте предусматривалось несколько вариантов размещения силовой установки и основного шасси. Для двигателей АМРД-03 предлагалось установить в одной гондоле с шасси или подвесить на подкрыльевых пилонах, а шасси расположить в отдельных гондолах (в дальнейшем такая компоновка была применена на целой серии туполевских самолетов).
Анализ различных вариантов самолета по проекту «494» показал, что вариант с двумя АМРД-03 имеет лучшие перспективы, чем остальные, за счет меньшего сопротивления и массы силовой установки.
Заданные летно-тактические характеристики могли быть достигнуты при следующих минимальных параметрах самолета:
– взлетная масса 70-80 т;
– площадь крыла 150-170 м2 ;
– суммарная тяга двигателей 14 000-16 000 кгс.
В июне 1950 г. выходит первое постановление Совета Министров СССР, обязующее ОКБ А.Н. Туполева спроектировать и построить опытный дальний бомбардировщик – самолет «88» с двумя двигателями АЛ-5 (Тр-5). В постановлении оговаривалась также возможность установки более мощных АМ-03. Однако в тот момент руководство страны смотрело на АМ-03 как на рискованную затею, а даль-
ний бомбардировщик нужен был срочно, поэтому первоначально ставку делали на AJI-5 как имеющий большую степень готовности, тем более такие же двигатели предназначались и для конкурента туполевской машины – самолета Ил-46. Но к августу 1951 г. двигатели АМ-03 уже стали реальностью, поэтому все усилия ОКБ были переориентированы на двухдвигательный вариант с микулинским АМ-03, развивавшим тягу 8000 кгс (впрочем, как резервный вариант, на случай неудачи с двигателем АМ-3, некоторое время прорабатывался и проект «90-88» под четыре ТРД ТР-ЗФ с тягой около 5000 кгс – два двигателя в корне крыла и два – под крылом).
В 1950-51 гг. проводится полная перекомпоновка самолета, в этой работе активное участие принимали сам А.Н. Туполев и его сын Л.A. Туполев, работавший в то время в бригаде проектов.
После «эволюционного» этапа работ по проекту «494», в ходе которого развивались идеи самолета «86», был сделан резкий качественный скачок в аэродинамическом совершенстве будущего самолета за счет особой компоновки центральной части планера, которая тактически соответствовала конструктивному решению, вытекающему из «правила площадей», активное внедрение которого в зарубежную авиационную практику началось лишь через несколько лет. Такая компоновка позволяла решить проблему интерференции в стыке крыла с фюзеляжем. Кроме того, «пограничное» расположение двигатей между крылом и фюзеляжем позволило создать так называемый «активный зализ»: реактивная струя двигателей подсасывала воздух, обтекающий и крыло, и фюзеляж, и тем самым улучшалось обтекание в этой напряженной аэродинамической зоне самолета.
Для самолета «88» было выбрано крыло переменной стреловидности: по средней части крыла – 37° и по объемной части крыла 35°, что способствовало лучшей работе элеронов и закрылков.
Крыло было спроектировано по двухлонжеронной схеме, причем стенки лонжеронов, верхняя и нижняя панели крыла между лонжеронами, образовывали мощный основной силовой элемент крыла – кессон. Такая схема была развитием схемы крыла самолета Ту-2, но кессон в этом случае был большим по своим относительным размерам, что сделало ненужным третий лонжерон. Мощный жесткий лонжерон принципиально отличал конструктивную схему крыла «88» от гибкого крыла американского бомбардировщика В-47.
