Почему крыло с изменяемой стреловидностью выжило именно на больших самолётах

3 818 12
Почему крыло с изменяемой стреловидностью  выжило именно на больших самолётах


Ту-22М и Ту-160 — от опытного проекта «145» до Ту-160М
Крыло с изменяемой стреловидностью обычно считают компромиссом: к нему прибегали при нехватке тяги или вычислительных ресурсов. Логика понятная — появились мощные турбореактивные двухконтурные двигатели (ТРДД) и цифровое управление, схема должна была отмереть. Только вот Ту-160 летает. И программа Ту-160М продолжается.



Дело не в консерватизме и не в инерции закупок, хотя оба фактора есть. Дело в самой задаче. Для самолёта с большой дальностью, сверхзвуковым участком и внутренними грузовыми отсеками крыло с изменяемой стреловидностью оказывается одним из немногих способов совместить взлёт с полной нагрузкой, бросковый режим и экономичный крейсер на обратном пути. Именно такое сочетание условий и делает схему работоспособной.

Почти не Ту-22: как появился проект «145»


30 августа 1969 года в воздух поднялся самолёт, который в открытых документах тех лет почти не фигурировал под нынешним именем. Заводское обозначение — «145». По описанию экспозиции музея ОКБ Туполева, первое предложение проекта в общих чертах повторяло компоновочные решения Ту-22; по ходу разработки машина разошлась с ними настолько, что серийный Ту-22М уже не глубокая модификация, а самолёт иной схемы.


Ту-22 был дальним сверхзвуковым бомбардировщиком с фиксированным стреловидным крылом и двумя двигателями в хвостовой части. Эксплуатация оказалась непростой: пилотажные свойства требовали серьёзной подготовки, а модернизационный резерв был скудным. Задача перед ОКБ Туполева — дальний ракетоносец, способный работать в любую погоду с большой скоростью и нагрузкой, — требовала принципиально другой машины.

От Ту-22 к Ту-22М сохранились роль дальнего ракетоносца-бомбардировщика, часть наземной инфраструктуры и организационная преемственность программы. Аэродинамическая схема, крыло, размещение двигателей, воздухозаборники, шасси, значительная часть фюзеляжа — всё это переработали заново или начали с нуля. Формулировка «Ту-22 с изменяемым крылом» описывает не преемственность планера, а лишь узнаваемый силуэт и общее название программы.

Крыло с изменяемой стреловидностью Казанскому заводу предстояло освоить впервые. По воспоминаниям Владимира Бузницкого, опубликованным «Республикой Татарстан» в 2020 году, при запуске производства требовалось учесть опыт выпуска Су-17 в Комсомольске-на-Амуре. Передача производственного опыта — не заимствование конструкции, но она показывает, насколько новой была задача для завода.

Путь от «145» до серийного Ту-22М3 занял почти десятилетие: модификации М0–М3 последовательно дорабатывали конструкцию, аэродинамику и состав оборудования, не меняя базовой схемы крыла с изменяемой стреловидностью. Первый полёт Ту-22М3 состоялся 20 июня 1977 года — так указано в официальной справке ОАК. Изготовитель — Казанский авиационный завод, который позже будет выпускать и Ту-160.


Механика: что даёт и чего стоит крыло с изменяемой стреловидностью


Что даёт изменение стреловидности: при малом угле растёт эффективный размах и подъёмные свойства на взлёте и малой скорости, при большом — падает волновое сопротивление на высокой скорости. Одновременно меняются положение аэродинамического фокуса, продольная устойчивость, эффективность механизации.

Платить за это приходится массой и сложностью. Поворотные консоли требуют мощных шарниров и приводов, а планер — усиленного центроплана: всё это рассчитано на большие нагрузки при изменении стреловидности в полёте. Эта цена зависит от расчётных нагрузок и конкретной конструкции. Единого правила, по которому на тяжёлом самолёте она автоматически окупается, нет — и данных, чтобы сопоставить Ту-22М3 и Ту-160 с гипотетическими машинами фиксированной схемы, тоже нет.

Зато у тяжёлого носителя иначе устроена сама задача, и это важнее весовых пропорций.

На лёгком тактическом самолёте с наружными подвесками крыло с изменяемой стреловидностью создаёт отдельную проблему: пилон на поворотной консоли либо приходится разворачивать синхронно с ней, либо он сужает доступный диапазон стреловидности. МиГ-23 в результате нёс основное вооружение под неподвижными частями крыла и фюзеляжем. На Ту-160 этой проблемы нет по построению: оружие — во внутренних грузовых отсеках, консоли свободны. Внутреннее размещение само по себе не отменяет ограничений по режимам и загрузке, но снимает необходимость согласовывать поворот консоли с пилоном на ней. Ту-22М3 устроен сложнее: наряду с внутренним он допускает и наружные варианты подвески, и там вопрос согласования возвращается.

Отдельный сюжет — ширина режимного диапазона. Один из возможных профилей: взлёт с максимальной нагрузкой, маршрут на экономичном крейсере, маловысотный прорыв, при необходимости — разгон до высокой сверхзвуковой скорости, возврат уже значительно легче. Стандартный боевой профиль в открытых источниках не описан — это иллюстративная схема, а не документ. Но именно такой разброс, от тихоходного взлёта до сверхзвукового броска, и есть то, ради чего схему включали в проект. При малом угле размах Ту-22М3 — 34,28 метра по данным ОАК; переход к большой стреловидности меняет уже не тонкую настройку, а сам аэродинамический режим.


«Изделие 70»: Ту-160 и цена масштаба


Новый конкурс на перспективный стратегический бомбардировщик объявили в начале 1970-х; полномасштабные работы развернулись в середине десятилетия. Требования складывались в список, где каждый пункт противоречил соседнему: межконтинентальная дальность и большая ракетная нагрузка, сверхзвуковой участок на финале и приемлемая взлётная дистанция, возможность работать с существующих аэродромов.

Первый полёт — 18 декабря 1981 года. Машина получила заводское обозначение «Изделие 70», в открытых источниках — Ту-160.

Геометрия крыла: при минимальной стреловидности размах Ту-160 достигает 55,7 метра, при максимальной — 35,6. По справке ОАК, углы меняются в пределах 25–60° по линии четверти хорд; в других источниках приводятся иные диапазоны, и этот вопрос остаётся открытым. Четыре двигателя НК-32 стоят попарно в подфюзеляжных гондолах; два внутренних грузовых отсека вмещают крылатые ракеты на барабанных пусковых установках.

У этого масштаба есть производственная цена. Центральный силовой узел Ту-160 — титановая балка около шести тонн, которую сваривают из нескольких частей; к ней крепятся и части крыла, и узлы навески шасси, так что это не чистый вес поворотного механизма, а работающий элемент планера. В постсоветские годы производство такой балки прервалось. Участок электронно-лучевой сварки и вакуумного отжига титановых конструкций восстановили и модернизировали — о его запуске ПАО «Туполев» сообщило в мае 2017 года. Это не справка из архива: схема живёт полвека, и её поддержка требует отдельной производственной инфраструктуры.

Именно эта компоновка — внутренние отсеки плюс крыло с изменяемой стреловидностью — делает Ту-160 непохожим на большинство современников. У американского B-1B та же схема и те же четыре двигателя с внутренними отсеками. При этом B-1B — существенно другая машина по приоритетам: официальная справка ВВС США фиксирует для него максимальное число Маха 1,2 против 2,2 у исходного B-1A. Снижение скоростного предела было намеренным — переработка воздухозаборников уменьшила радиолокационную заметность. От сверхзвука при этом не отказались: 1,2 — сверхзвук, но скорость перестала быть главным. Обе программы независимо пришли к близкой базовой архитектуре при сходном наборе требований: большая взлётная масса, внутреннее размещение вооружения, широкий диапазон режимов. Два разных КБ под похожий набор задач дали один ответ — это не доказывает оптимальности схемы, но и не выглядит случайностью. А поворот B-1B к малозаметности показывает другое: решает не схема сама по себе, а меняющийся набор приоритетов.


Американский бомбардировщик нового поколения B-21 Raider построен по схеме «летающее крыло» с фиксированной геометрией. Разработчик подчёркивает малозаметность, большую дальность и способность проникать через развитую систему ПВО; данных, объясняющих выбор именно такой аэродинамики, в открытых материалах нет. Остаётся отметить как инженерное предположение: подвижный стык между поворотной и неподвижной частями крыла создаёт изменяемые зазоры и неоднородные радиолокационные ракурсы, а с малозаметностью это сочетается плохо. В такой расстановке приоритетов сверхзвуковой рывок отошёл на второй план — впрочем, открытых данных о B-21 достаточно мало, чтобы сводить смену концепции к одной причине.


Ту-160М: зачем продолжают


12 января 2022 года в Казани поднялся в воздух Ту-160М. Ростех представил его как первый вновь изготовленный самолёт в рамках возобновлённого производства, а не модернизированный из советского задела. Это официальное заявление; независимой экспертизы происхождения каждой детали за ним не стоит.

17 декабря 2025 года, на итоговой коллегии, министр обороны России сообщил о передаче ВКС ещё двух Ту-160М. Открытые источники не позволяют разделить эти машины на новые планеры и глубоко модернизированные советские; месяц фактической передачи не указан.

Почему программу продолжают, стоит разбирать не как список готовых мотивов, а как несколько независимых обстоятельств.

Первое — сама конструкция. Для машины с внутренними грузовыми отсеками, широким диапазоном режимов и взлётной массой, по разным оценкам превышающей 270 тонн, схема остаётся рабочей, хотя и не обязательно оптимальной с чистого листа. Из этого не следует, что её выбрали бы и для новой машины с другим набором требований. И отдельный вопрос — насколько этот набор требований актуален в современной среде ПВО, где малозаметность всё заметнее теснит скоростной прорыв. Данных об эффективности Ту-160 в этих условиях нет.

Второе — условия воспроизводства. Готовая конструкторская документация, восстановленная инфраструктура Казанского завода, включая участок производства титановой балки, обученный персонал, существующая система вооружения. Всё это доводы за продолжение, никак не связанные с достоинствами самой схемы крыла. Полной открытой сметы программы нет, поэтому сопоставить её цену с альтернативами не с чем. Если бы ту же задачу ставили с нуля, без наследуемой конструкции и без давления сроков, выбор аэродинамики мог бы быть другим.

Третье — сроки. Программа ПАК ДА ведётся; открытые описания связывают её с дозвуковой малозаметной схемой, где крыло с изменяемой стреловидностью не предусматривается. Подтверждённый факт — само ведение программы, а не её технический облик и тем более не даты. Пока же продолжают строить Ту-160М — самый молодой из тяжёлых российских ракетоносцев, ещё находящихся в производстве.


Что до самой схемы: в новые проекты крыло с изменяемой стреловидностью в том виде, в каком оно было на Ту-22М или F-14, не возвращается. Одно из направлений современных исследований — изменение профиля и кривизны крыла без поворота жёстких консолей; это другой способ подстроить геометрию под режим полёта. Цель та же, реализация иная.

Так почему они не расстались с крыло с изменяемой стреловидностью? Потому что там, где сошлись большая дальность, внутренняя подвеска и несколько принципиально разных режимов, схема оказывалась рабочей — не доказанно оптимальной, но достаточно состоятельной, чтобы дойти до серии. Доказательств, что это единственно верный путь, открытые данные не дают. Спустя пятьдесят лет после первого полёта «145» консоли по-прежнему перекладываются в Казани.
12 комментариев
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо авторизоваться.
  1. +5
    Сегодня, 07:34
    Почему поворотное крыло выжило

    А какие самолёты с поворотным крылом спроектировали в XXI веке? Последний самолёт с поворотным крылом ту-160 спроектировали в конце семидесятых годов прошлого века. 50 лет назад.
    1. Комментарий был удален.
    2. +2
      Сегодня, 10:34
      Цитата: Stas157
      А какие самолёты с поворотным крылом спроектировали в XXI веке?
      Никакие. В конце ХХ века тоже wink
  2. +1
    Сегодня, 08:30
    ИГК уже ушла в прошлое.Сейчас это уже не требуется в воздушных боях.
    1. +1
      Сегодня, 10:14
      Цитата: dragon772
      ИГК уже ушла в прошлое.Сейчас это уже не требуется в ...
      .. в авиации: прогресс аэродинамики, крыло сложной формы в плане, и элементарной базе позволяют отказаться от необходимости возить лишний вес. Второй бак 23го весит больше тонны.
      Lancer, ака B-1b, только с натяжкой можно назвать сверхзвуковой машиной: не тянет он на сверхзвук с нагрузкой, не тянет.
      А вот если обратиться к статье во Flight International от ‘89го кажется, когда амерам дали возможность плотно осмотреть 160ый, то там были такие строки: даже если 160ый не оснащен столь продвинутой РЭБ как В-1, то на крейсерской скорости 2,2 он войдет в западную ПВО как нож в масло. Перехват 160го очень нетривиальная задача и потребует огромных ресурсов. Думаю возобновление производства вызвано исключительно необходимостью быстро получить самолет. Конечно нужна другая машина…
  3. +1
    Сегодня, 08:51
    Ту-22 и Ту-160 были задуманы полвека назад для запуска крылатых ракет где то в дали от своей территории , сегодня когда даже более мелкие МГГ -31 хорошо отслеживается не только на земле, но и в небе запускать ракеты с самолета возможно только там где нет вражеской ПВО то есть в небе над своей территорией и не важно меняется или нет стреловидность крыльев, носителя , кстати запускать крылатые ракеты с наземных пусковых установок на порядки проще и дешевле чем строить для них самолеты, готовить экипажи и прочее.
  4. 0
    Сегодня, 10:12
    Эта схема живет потому, что схему новее создали в железе только в США. В остальных странах(и в США тоже) массово летают ровесники -Ту16,Ту95,Б-52, следующее поколение осилили только США и СССР Б-1Б и Ту160. При смене поколений, как у истребителей - Интегральная компоновка рулит а стелс или не стелс - другой вопрос
    1. +1
      Сегодня, 10:17
      Тема интересная, под неё можно много усидеть, народ много выпил, получил научных степеней. В статье не отмечена роль ЦАГИ как главного мозга и задатчика моды на компоновки самолетов. По поводу того, что дешевле — наземные ПУ или самолеты, вопрос философский. Смотря в каких условиях. Самолеты типа Ту-160М, Ту-22М3 позволяют оперативно осуществить нанесение удара из глубины своей территории в любую сторону света. Наземную ПУ надо везти по земле или опять по воздуху. Т. е. одно не отменяет другое. Для самолета чем ниже и быстрее, тем лучше. Всё упирается в мотор: есть мотор — есть самолет, нет мотора — нет самолета. Изменяемая стреловидность — это компромисс, исходя из технологических возможностей. Почему, собственно, и муссируется вопрос о размещении ударного оружия в космосе это, кстати, и к наземным ПУ относится: вынесут сразу, даже «мяу» не успеют сказать. Самолеты в режиме дежурства в воздухе сложнее уничтожить. Всё в динамике, всё развивается. По поводу малозаметности самолетов: да, по моему мнению, это аналог углеродного следа и потепления климата земли. Только в авиации этим занялись раньше. Если ты можешь уничтожить РЛС ПВО, тогда зачем? Если не можешь, то пускай вне зоны ПВО.
      1. 0
        Сегодня, 10:24
        Концепции и возможности ПВО меняются быстрее, чем разрабатывается самолет.
        Самая новая - Б-21 озвучивается возможность действовать в зонах ПВО противника. Так ли это- не знаю. Но и возможности ЗРК и их Ракет растут быстрее возможностей самолетов. СВО тому пример.
  5. 0
    Сегодня, 11:32
    А вот бомбы с УМПК разве не развитие с изменяемой стреловидностью крыла? Ещё у Ту-144 были не большие складывающиеся крылья около кабины в режиме взлёта и посадки. Может ещё вернутся к этой схеме, сделают типа биплана, одни крылья с большой стреловидностью, другие прямые с добавочной подъёмной силой для барражирования с малой скоростью и топливной экономичностью, и для взлёта и посадки. Проблема в сокращении конструкторских КБ, кадров конструкторов, технологов и производственных площадок.
    1. 0
      Сегодня, 13:50
      Вы путаете теплое с цифрами. Крылшки не про то. А Бомба с УМПК, как раз то, что лишает смысла разные изыски с полетами с огибанием рельефа. Такую бомбу кинет одинаково успешно и Су24 и Су34 и МиГ21 и МиГ31 и Як130.
  6. 0
    Сегодня, 11:37
    Цитата: DWG1905
    По поводу того, что дешевле — наземные ПУ или самолеты, вопрос философский. Смотря в каких условиях.

    Нет это вопрос не философский , это сугубо практический , если не витать в облаках , а рассуждать более приземленно например представить на обычную железнодорожной платформе поместили установку с 6 крылатыми ракетами примерно как у Ту-160 то это означает , что две таких платформы эквивалентны одному стратегу , а железнодорожный состав эквивалентен целой авиабазе стратегов , причем боеготовность может быть достигнута 5 минутная боеготовность 24 часа 365 дней в году, в отличии от самолета который нужно много часов и даже дней готовить к вылету ,.Есть еще погода , и много , много всего прочего , и главное самолет на стоянке это не поезд в пути , его от спутника не спрячешь
    1. 0
      Сегодня, 13:32
      Вы когда-нибудь видели мобильные «Тополя» на автомобильной трассе? И я нет. В первую очередь из соображений безопасности. Предлагаете готовые к пуску ракеты возить по обычным ЖД трассам? Население собственной страны не жалко? И где территориально возить дабы ракета до супостата долетела? В наиболее густонаселенных районах страны? На Чукотке - Камчатке железных дорог нет. Канадцы и мексиканцы наши такие составы к себе не пустят. Кстати, просто так на ЖД платформу ПУ не поставишь, растрясете ракеты быстро, там очень недешевые меры применить придется для надежного функционирования системы. Против Европы гораздо выгоднее ракеты средней дальности использовать с мобильным базированием на колесном шасси. История позднего СССР это убедительно показала.
      Это так, на вскидку.