Ту-2000: проект воздушно-космического бомбардировщика
История удивительного проекта под обозначением Ту-2000 началась еще в 1970-е годы, когда ОКБ-156 (частично в инициативном порядке) занялось разработкой воздушно-космического самолета в интересах вооруженных сил массой около 300 тонн. В ходе проектных работ было предложено несколько вариантов, включая достаточно оригинальные. К примеру, рассматривалась возможность создания самолета с ЖРД на тепловыделяющих элементах, с плазменными или ионными двигателями, ядерной силовой установкой. Проекты были признаны интересными, но воплощать их в жизнь никто не торопился, предпочтение отдавалось развитию ракетных систем.
Интерес к подобному проекту возник вновь после появления в США космического корабля «Space Shuttle». После 1981 года работы по созданию воздушно-космического самолета в СССР резко активизировались, и спустя три года ОКБ-156 представило ряд конкретных технических предложений по разработке авиационно-космической системы на базе одноступенчатого орбитального самолета. Планировалось, что взлетать новинка будет как с земли, так и с самолетов-носителей.
Вторым событием, которое подталкивало Советский Союз к работам над орбитальным самолетом, стало то, что в 1986 году США приступили к созданию перспективного космического корабля многоразового использования — одноступенчатого космолета NASP X-30. Отличительной чертой данного летательного аппарата должна была стать гиперзвуковая скорость полета. Первоначально он разрабатывался как транспортная система, обладавшая горизонтальной и вертикальной системой взлета и посадки. Космолет предназначался для доставки грузов и людей в космос. Выгода от его использования заключалась в экономии при выводе на орбиту, сокращении технического персонала, сокращении времени подготовки к вылету. При этом подобные технологии редко ограничивались лишь гражданской сферой. Нельзя было исключать того, что в дальнейшем на базе X-30 будет создан боевой летательный аппарат, к примеру, гиперзвуковой бомбардировщик.
В этих условиях СССР не мог не разрабатывать свой ответ на гипотетическую американскую угрозу. 27 января и 19 июля 1986 года вышли два постановления правительства СССР, которые предусматривали создание эквивалента американской разработке. 1 сентября того же года Минобороны Советского Союза подготовило техзадание на создание одноступенчатого многоразового воздушно-космического самолета (МВКС). МВКС должен был обеспечить экономичную и эффективную доставку на околоземную орбиту различных грузов, высокоскоростную трансатмосферную межконтинентальную транспортировку, а также решать военные задачи как в ближнем космическом пространстве, так и в земной атмосфере. На конкурс было представлено большое количество различных проектов, в том числе ОКБ Туполева, ОКБ Яковлева, НПО «Энергия», ЦНИИ машиностроения, ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского, корпорации «МиГ», но в итоге был выбран и получил одобрение проект Туполева, под обозначением Ту-2000.
При этом Ту-2000 изначально проектировался в нескольких вариантах: Ту-2000А, Ту-2000МВКС и Ту-2000Б. Все три проекта имели значительные отличия друг от друга, обладая при этом уникальной компоновкой силовой установки — для полетов самолет должен был использовать несколько типов двигателей: жидководородный (ЖРД), турбореактивный (ТРД), а также широкодиапазонный прямоточный воздушно-реактивный (ШПРВД).
Самолет, получивший индекс «А», был предназначен для проведения всесторонних испытаний и проверки и отработки новых технологий. Его взлетный вес планировался на уровне в 70-90 тонн, максимальная скорость полета — 6 махов на высоте около 30 километров. Длина фюзеляжа практически 60 метров, размах крыла — 14 метров. Максимальная скорость такого самолета приближалась к 7200 км/ч, он должен был получить 4 ТРД, один ШПРВД и два ЖРД.
Версия летательного аппарата, получившая индекс МВКС, была предназначена для вывода на околоземную орбиту людей и грузов. Планировалось, что такой космический самолет сможет развивать скорость в 20-25 махов, а также выводить на орбиту грузы массой до 10 тонн. В качестве силовой установки планировалось использовать сразу 8 ТРД, один ШПРВД и один ЖРД.
Самолет с индексом Б в названии представлял собой военный вариант машины. Это был достаточно крупный воздушно-космический бомбардировщик с длиной фюзеляжа около 100 метров, взлетной массой в 300 тонн и размахом крыла — 40,7 метра. Его планировалось использовать в качестве орбитального бомбардировщика. Согласно опубликованным в сети данным, его максимальная дальность полета могла составить до 10 тысяч километров. В некоторых источниках говорится о том, что в ОКБ Туполева рассматривали вариант осуществления морской дозаправки самолета по типу ЛЛ-600 (проект бомбардировщика, тяжелой летающей лодки Бериева) из всплывающих контейнеров. Однако данная информация, скорее всего, является ошибочной.
Конструкторами Туполева для воздушно-космического самолета (ВКС) была выбрана аэродинамическая схема «бесхвостка». Данная схема отличается тем, что у самолета отсутствуют отдельные плоскости управления высотой, в полете используются лишь плоскости, которые установлены на задней кромке крыла. Данные плоскости называются элевонами и комбинируют в себе функции рулей высоты и элеронов. Все элементы ВКС были конструктивно интегрированы вокруг силовой установки, которая состояла из 4-х ТРД, размещенных в хвостовой части, основного разгонного ШПВРД, размещенного под фюзеляжем в задней его части, а также двух ЖРД, предназначенных для осуществления маневров в космическом пространстве и установленных между ТРД.
На ВКС использовалось крыло треугольной формы малого удлинения и сравнительно небольшой площади. Большую роль в создании необходимой подъемной силы брал на себя фюзеляж летательного аппарата, обладающий плоской нижней поверхностью. Органы управления были характерны для самолетов данной аэродинамической схемы: элевоны на крыле и руль поворота на киле.
Основным двигателем космического самолета был ШПВРД, включавший в себя регулируемые камеры сгорания с косым срезом, воздухозаборник внешне-внутреннего сжатия и многоканальную систему подачи топлива. Основной разгонный режим выполнялся именно на нем. При этом воздушные каналы ТРД после достижения скорости полета М=2-2,5 и начала работы ШПВРД закрывались специальными заслонками, которые в открытом состоянии образовывали входное устройство воздухозаборника ТРД.
Особенностью конструкции ВКС называли также интегральное решение во взаимосвязанной компоновке силовой установки и планера. Так нижняя поверхность фюзеляжа самолета выполняла следующие функции: обеспечивала внешнее сжатие воздуха, который входил в ШПВРД, служила верхней профилированной поверхностью сопла с косым срезом, а также была верхней поверхностью замкнутой камеры внутреннего сжатия воздуха и сгорания топлива.
Фюзеляж ВКС был достаточно большого размера, в основном его пространство занимали баки, наполненные жидким водородом. В носовой его части находилась кабина экипажа, который состоял из двух человек. Наличие автоматической системы спасения экипажа позволяло им спастись во всем диапазоне высот. Носовая часть вместе с кабиной пилотов была выполнена отделяемой и представлена в двух вариантах: с катапультируемыми креслами самолетного типа и с отделяемой и спасаемой на парашюте кабиной экипажа. На экспериментальном ВКС планировалось использовать катапультируемые кресла в связке с отделяемой предварительно носовой частью с кабиной экипажа.
Непосредственно за кабиной экипажа был расположен технический отсек радиоэлектронного оборудования, в этот же отсек после взлета убиралась передняя стойка шасси. Средняя и задняя части фюзеляжа космического самолета были заняты топливным баком с жидким водородом. Для питания ЖРД окислителем в хвостовой части был расположен также кислородный бак. Все двигатели данной машины в качестве горючего должны были использовать жидкий водород, подаваемый из единой топливной системы. Шасси ВКС было выполнено по традиционной трехопорочной схеме с носовой стойкой. Передняя стойка имела спаренные колеса небольшого диаметра, основные стойки — одноколесные, после взлета убирались в отсеки в районе крыла.
Работы по созданию нового самолета были приостановлены в 1992 году. Причин у приостановки проекта было несколько. Самая очевидная из них — это отсутствие финансирования. Страна переживала непростые времена, а опытно-конструкторские работы по проекту Ту-2000 по некоторым данным оценивались в сумму более 5 миллиардов долларов. Второй причиной было то, что в тот момент в России еще не было проведено достаточного объема испытаний на предмет поведения летательного аппарата при полете на гиперзвуковых скоростях. Никто достоверно не знал, с какими именно проблемами, в первую очередь температурными, придется столкнуться такому самолету. Также имелась проблема с поиском подходящих жаропрочных сплавов.
До приостановки работ по проекту в 1992 году, для Ту-2000 уже были произведены: элементы фюзеляжа, кессон крыла из никелевого сплава, композитные топливопроводы и криогенные топливные баки. Согласно проекту гиперзвуковой самолет должен был использовать турбопрямоточные двигатели с переменным циклом на жидком водороде или метане. А макет космического самолета Ту-2000 был даже показан на стенде ОКБ имени А.Н.Туполева в рамках выставки «Мосаэрошоу-92».
Примечательным является тот факт, что хотя работ по проекту Ту-2000 были приостановлены их все-таки можно начать заново. С 1990-х годов в отечественной научно-промышленной сфере произошли серьезные изменения. Ярким примером этих изменений может служить разработка гиперзвуковой ракеты «Циркон», которая по заверениям военных развивает скорость в 8 махов. Это значит, что российским ученым удалось справиться с проблемой с двигателями и материалами, которые ранее часто отказывали из-за очень высоких температур, возникавших внутри систем. Помимо этого были проведены дополнительные исследования в этой области. Поэтому не стоит исключать вариант, при котором накопленные технические наработки в дальнейшем будут использованы для создания новых гиперзвуковых орбитальных самолетов, в том числе военного назначения.
«Циркон» (3М22) — это гиперзвуковая маневрирующая противокорабельная крылатая ракета российского производства, которая разрабатывается ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Ракета входит в состав комплекса ЗК22. О ее первом испытании было объявлено 17 марта 2016 года. В феврале 2017 года появились сообщения о планирующихся испытаниях на морской платформе, а в апреле российские СМИ со ссылкой на военных сообщили об успешном испытании этой гиперзвуковой ракеты.
Данная гиперзвуковая ракета в состоянии ослабить роль авианосцев и других крупных боевых кораблей в военно-морских флотах мира. По мнению военного эксперта Константина Сивкова, принятие на вооружение российской армии ракеты «Циркон» приведет к тому, что роль авианосных сил США будет существенно ослаблена в пользу российских атомных крейсеров, которые получат данное оружие. По мнению другого эксперта Александра Растегина, подобные ракеты смогут усилить и роль ракетных корветов и фрегатов в современном российском флоте. Стоимость ракет будет несравнимо ниже стоимости авианосца (5-10 миллиардов долларов). Помимо этого странам НАТО придется значительно модернизировать свою противоракетную оборону, так как скорость новой российской ракеты огромна.
Развитие технологий, которое мы наблюдаем сегодня, позволяет надеяться на то, что России сможет вернуться к работам по созданию гиперзвуковых боевых самолетов, в том числе орбитальных, способных совершать полеты в ближнем космосе.
Источники информации:
http://testpilot.ru/russia/tupolev/2000/2000.htm
https://politexpert.net/47060-sovetskaya-dominanta-orbibombardirovshchik-tu-2000b-mog-by-unichtozhit-ssha
http://alternathistory.livejournal.com/504656.html
Материалы из открытых источников
Интерес к подобному проекту возник вновь после появления в США космического корабля «Space Shuttle». После 1981 года работы по созданию воздушно-космического самолета в СССР резко активизировались, и спустя три года ОКБ-156 представило ряд конкретных технических предложений по разработке авиационно-космической системы на базе одноступенчатого орбитального самолета. Планировалось, что взлетать новинка будет как с земли, так и с самолетов-носителей.
Вторым событием, которое подталкивало Советский Союз к работам над орбитальным самолетом, стало то, что в 1986 году США приступили к созданию перспективного космического корабля многоразового использования — одноступенчатого космолета NASP X-30. Отличительной чертой данного летательного аппарата должна была стать гиперзвуковая скорость полета. Первоначально он разрабатывался как транспортная система, обладавшая горизонтальной и вертикальной системой взлета и посадки. Космолет предназначался для доставки грузов и людей в космос. Выгода от его использования заключалась в экономии при выводе на орбиту, сокращении технического персонала, сокращении времени подготовки к вылету. При этом подобные технологии редко ограничивались лишь гражданской сферой. Нельзя было исключать того, что в дальнейшем на базе X-30 будет создан боевой летательный аппарат, к примеру, гиперзвуковой бомбардировщик.
В этих условиях СССР не мог не разрабатывать свой ответ на гипотетическую американскую угрозу. 27 января и 19 июля 1986 года вышли два постановления правительства СССР, которые предусматривали создание эквивалента американской разработке. 1 сентября того же года Минобороны Советского Союза подготовило техзадание на создание одноступенчатого многоразового воздушно-космического самолета (МВКС). МВКС должен был обеспечить экономичную и эффективную доставку на околоземную орбиту различных грузов, высокоскоростную трансатмосферную межконтинентальную транспортировку, а также решать военные задачи как в ближнем космическом пространстве, так и в земной атмосфере. На конкурс было представлено большое количество различных проектов, в том числе ОКБ Туполева, ОКБ Яковлева, НПО «Энергия», ЦНИИ машиностроения, ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского, корпорации «МиГ», но в итоге был выбран и получил одобрение проект Туполева, под обозначением Ту-2000.
При этом Ту-2000 изначально проектировался в нескольких вариантах: Ту-2000А, Ту-2000МВКС и Ту-2000Б. Все три проекта имели значительные отличия друг от друга, обладая при этом уникальной компоновкой силовой установки — для полетов самолет должен был использовать несколько типов двигателей: жидководородный (ЖРД), турбореактивный (ТРД), а также широкодиапазонный прямоточный воздушно-реактивный (ШПРВД).
Самолет, получивший индекс «А», был предназначен для проведения всесторонних испытаний и проверки и отработки новых технологий. Его взлетный вес планировался на уровне в 70-90 тонн, максимальная скорость полета — 6 махов на высоте около 30 километров. Длина фюзеляжа практически 60 метров, размах крыла — 14 метров. Максимальная скорость такого самолета приближалась к 7200 км/ч, он должен был получить 4 ТРД, один ШПРВД и два ЖРД.
Версия летательного аппарата, получившая индекс МВКС, была предназначена для вывода на околоземную орбиту людей и грузов. Планировалось, что такой космический самолет сможет развивать скорость в 20-25 махов, а также выводить на орбиту грузы массой до 10 тонн. В качестве силовой установки планировалось использовать сразу 8 ТРД, один ШПРВД и один ЖРД.
Самолет с индексом Б в названии представлял собой военный вариант машины. Это был достаточно крупный воздушно-космический бомбардировщик с длиной фюзеляжа около 100 метров, взлетной массой в 300 тонн и размахом крыла — 40,7 метра. Его планировалось использовать в качестве орбитального бомбардировщика. Согласно опубликованным в сети данным, его максимальная дальность полета могла составить до 10 тысяч километров. В некоторых источниках говорится о том, что в ОКБ Туполева рассматривали вариант осуществления морской дозаправки самолета по типу ЛЛ-600 (проект бомбардировщика, тяжелой летающей лодки Бериева) из всплывающих контейнеров. Однако данная информация, скорее всего, является ошибочной.
Конструкторами Туполева для воздушно-космического самолета (ВКС) была выбрана аэродинамическая схема «бесхвостка». Данная схема отличается тем, что у самолета отсутствуют отдельные плоскости управления высотой, в полете используются лишь плоскости, которые установлены на задней кромке крыла. Данные плоскости называются элевонами и комбинируют в себе функции рулей высоты и элеронов. Все элементы ВКС были конструктивно интегрированы вокруг силовой установки, которая состояла из 4-х ТРД, размещенных в хвостовой части, основного разгонного ШПВРД, размещенного под фюзеляжем в задней его части, а также двух ЖРД, предназначенных для осуществления маневров в космическом пространстве и установленных между ТРД.
На ВКС использовалось крыло треугольной формы малого удлинения и сравнительно небольшой площади. Большую роль в создании необходимой подъемной силы брал на себя фюзеляж летательного аппарата, обладающий плоской нижней поверхностью. Органы управления были характерны для самолетов данной аэродинамической схемы: элевоны на крыле и руль поворота на киле.
Основным двигателем космического самолета был ШПВРД, включавший в себя регулируемые камеры сгорания с косым срезом, воздухозаборник внешне-внутреннего сжатия и многоканальную систему подачи топлива. Основной разгонный режим выполнялся именно на нем. При этом воздушные каналы ТРД после достижения скорости полета М=2-2,5 и начала работы ШПВРД закрывались специальными заслонками, которые в открытом состоянии образовывали входное устройство воздухозаборника ТРД.
Особенностью конструкции ВКС называли также интегральное решение во взаимосвязанной компоновке силовой установки и планера. Так нижняя поверхность фюзеляжа самолета выполняла следующие функции: обеспечивала внешнее сжатие воздуха, который входил в ШПВРД, служила верхней профилированной поверхностью сопла с косым срезом, а также была верхней поверхностью замкнутой камеры внутреннего сжатия воздуха и сгорания топлива.
Фюзеляж ВКС был достаточно большого размера, в основном его пространство занимали баки, наполненные жидким водородом. В носовой его части находилась кабина экипажа, который состоял из двух человек. Наличие автоматической системы спасения экипажа позволяло им спастись во всем диапазоне высот. Носовая часть вместе с кабиной пилотов была выполнена отделяемой и представлена в двух вариантах: с катапультируемыми креслами самолетного типа и с отделяемой и спасаемой на парашюте кабиной экипажа. На экспериментальном ВКС планировалось использовать катапультируемые кресла в связке с отделяемой предварительно носовой частью с кабиной экипажа.
Непосредственно за кабиной экипажа был расположен технический отсек радиоэлектронного оборудования, в этот же отсек после взлета убиралась передняя стойка шасси. Средняя и задняя части фюзеляжа космического самолета были заняты топливным баком с жидким водородом. Для питания ЖРД окислителем в хвостовой части был расположен также кислородный бак. Все двигатели данной машины в качестве горючего должны были использовать жидкий водород, подаваемый из единой топливной системы. Шасси ВКС было выполнено по традиционной трехопорочной схеме с носовой стойкой. Передняя стойка имела спаренные колеса небольшого диаметра, основные стойки — одноколесные, после взлета убирались в отсеки в районе крыла.
Работы по созданию нового самолета были приостановлены в 1992 году. Причин у приостановки проекта было несколько. Самая очевидная из них — это отсутствие финансирования. Страна переживала непростые времена, а опытно-конструкторские работы по проекту Ту-2000 по некоторым данным оценивались в сумму более 5 миллиардов долларов. Второй причиной было то, что в тот момент в России еще не было проведено достаточного объема испытаний на предмет поведения летательного аппарата при полете на гиперзвуковых скоростях. Никто достоверно не знал, с какими именно проблемами, в первую очередь температурными, придется столкнуться такому самолету. Также имелась проблема с поиском подходящих жаропрочных сплавов.
До приостановки работ по проекту в 1992 году, для Ту-2000 уже были произведены: элементы фюзеляжа, кессон крыла из никелевого сплава, композитные топливопроводы и криогенные топливные баки. Согласно проекту гиперзвуковой самолет должен был использовать турбопрямоточные двигатели с переменным циклом на жидком водороде или метане. А макет космического самолета Ту-2000 был даже показан на стенде ОКБ имени А.Н.Туполева в рамках выставки «Мосаэрошоу-92».
По данным сайта testpilot.ru
Примечательным является тот факт, что хотя работ по проекту Ту-2000 были приостановлены их все-таки можно начать заново. С 1990-х годов в отечественной научно-промышленной сфере произошли серьезные изменения. Ярким примером этих изменений может служить разработка гиперзвуковой ракеты «Циркон», которая по заверениям военных развивает скорость в 8 махов. Это значит, что российским ученым удалось справиться с проблемой с двигателями и материалами, которые ранее часто отказывали из-за очень высоких температур, возникавших внутри систем. Помимо этого были проведены дополнительные исследования в этой области. Поэтому не стоит исключать вариант, при котором накопленные технические наработки в дальнейшем будут использованы для создания новых гиперзвуковых орбитальных самолетов, в том числе военного назначения.
«Циркон» (3М22) — это гиперзвуковая маневрирующая противокорабельная крылатая ракета российского производства, которая разрабатывается ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Ракета входит в состав комплекса ЗК22. О ее первом испытании было объявлено 17 марта 2016 года. В феврале 2017 года появились сообщения о планирующихся испытаниях на морской платформе, а в апреле российские СМИ со ссылкой на военных сообщили об успешном испытании этой гиперзвуковой ракеты.
Данная гиперзвуковая ракета в состоянии ослабить роль авианосцев и других крупных боевых кораблей в военно-морских флотах мира. По мнению военного эксперта Константина Сивкова, принятие на вооружение российской армии ракеты «Циркон» приведет к тому, что роль авианосных сил США будет существенно ослаблена в пользу российских атомных крейсеров, которые получат данное оружие. По мнению другого эксперта Александра Растегина, подобные ракеты смогут усилить и роль ракетных корветов и фрегатов в современном российском флоте. Стоимость ракет будет несравнимо ниже стоимости авианосца (5-10 миллиардов долларов). Помимо этого странам НАТО придется значительно модернизировать свою противоракетную оборону, так как скорость новой российской ракеты огромна.
Развитие технологий, которое мы наблюдаем сегодня, позволяет надеяться на то, что России сможет вернуться к работам по созданию гиперзвуковых боевых самолетов, в том числе орбитальных, способных совершать полеты в ближнем космосе.
Источники информации:
http://testpilot.ru/russia/tupolev/2000/2000.htm
https://politexpert.net/47060-sovetskaya-dominanta-orbibombardirovshchik-tu-2000b-mog-by-unichtozhit-ssha
http://alternathistory.livejournal.com/504656.html
Материалы из открытых источников
Информация