С крыла на крыло
В 1932 году сэр Алан Кобхэм, осведомленный об экспериментах по перекачке топлива в полете в США, решил основать компанию по дозаправке самолётов, преследуя чисто коммерческие цели в гражданской авиации. В СССР первые попытки произвести дозаправку в воздухе относятся к началу 30-х годов прошлого века. С 1933 года по 1935-й инженер А. Запановский и летчик И. Белозеров под руководством инженера-летчика Г. Алтынова проводили опыты дозаправки топливом в полете. Топливо переливали из Р-5 в ТБ-1 и из ТБ-1 — в истребители И-15 и И-16, а также из одного бомбардировщика в другой.
В 1946-1947 годах в 25-й лаборатории ЛИИ рассматривали возможность увеличения дальности полета самолетов с помощью дозаправки. В частности, исследовали системы «пеленг с превышением», «с крыла на крыло» и «штырь — конус». Для отработки механизма сцепки крыльевой системы первоначально использовали Ту-2 и Як-15, а затем и пару Ту-4. Все заправочное оборудование размещали в бомбоотсеках.
Обычно дозаправка топливом в полёте осуществляется парой летательных аппаратов, один из которых отдает топливо и называется заправщиком (танкером), другой летательный аппарат, принимающий топливо, называется заправляемым (самолётом, вертолётом). Наибольшее распространение дозаправка топливом в воздухе получила на боевых и военно-транспортных самолётах, что позволило значительно увеличить дальность и продолжительность полетов летательных аппаратов, особенно это актуально в морской авиации.
Наиболее удачной схемой дозаправки топливом летательных аппаратов в полёте считается схема "штырь — конус" и с помощью телескопической штанги. Каждая система дозаправки имеет свои особенности и включает в себя: агрегаты, устройства, приборы, предназначенные для передачи и приёма топлива, распределения его по бакам, управление процессом заправки и контроля за ним.
При схеме "штырь — конус" самолёт-заправщик выпускает в полёте гибкий шланг с приемным конусом на конце. В носовой части фюзеляжа заправляемого самолета устанавливается телескопическая штанга, которая с помощью сжатого воздуха "выстреливается" и соединяется с приемным устройством приемного конуса. Контактирование осуществляет лётчик заправляемого самолёта.
Заправляемому самолёту необходимо сблизиться снизу и практически в спутной струе подойти к конусу танкера на несколько метров, совместив с ним телескопическую штангу. С приближением к танкеру возмущенный заправляемым самолетом воздух уводит заветный конус от штанги. При этом очень сложно попасть в "яблочко", перемещаясь с минимальным ускорением, иначе промах приведет к столкновению.
Обычно в заправщики переоборудуются транспортные самолёты, а также существует вариант подвесного заправочного агрегата, располагающегося под консолями крыла или на фюзеляже. Подвесными заправочными агрегатами может быть оборудован практически любой однотипный самолёт, что является характерной особенностью и достоинством такой системы. Система дозаправки топливом с подвесными агрегатами обеспечивает перекачку топлива с производительностью 1000-4500 л/мин, а встроенная система заправки — 1500-3000 л/мин.
Система заправки топливом в воздухе типа телескопической штанги обычно устанавливается на тяжелых самолётах-заправщиках. Она использует жёсткую телескопическую штангу длиной до 17 м, шарнирно закрепленную на фюзеляже заправщика. На конце штанги имеются небольшие аэродинамические управляемые поверхности, с помощью которых оператор на заправщике может направлять наконечник штанги на горловину приемника топлива. При такой схеме главную роль играет оператор заправки на танкере, который корректирует положение заправляемого самолёта в строю по радио и с помощью специального сигнального пульта.
При дозаправке заправляемый самолет подходит к танкеру путем догона с принижением и занимает положение строя по меткам на фюзеляже и по специальным огням на заправщике, управляемым оператором. Этап сближения самолётов и выдерживания строя заправки в период контактирования и перекачки топлива для лётчика заправляемого самолёта очень сложен и требует специальной систематической тренировки. При этом скорость перекачки топлива наибольшая и достигает 4000-6000 л/мин. Разновидностью системы заправки "телескопическая штанга" является штанга с коротким 4-метровым шлангом с заправочным конусом на конце. Такая гибридная система немного упрощает выдерживание лётчиком места в строю заправки.
Одной из самых сложных систем дозаправки топливом самолётов в воздухе является "крыльевая схема". Крыльевая дозаправка широко применялась на Ту-4 и Ту-16. Еще в начале 50-х годов вариант системы крыльевой заправки был отработан на бомбардировщике Ту-4. Полученный практический опыт на этом самолёте позволял надеяться и на успешное оснащение ей и реактивного бомбардировщика Ту-16. При этом скорость перекачки доходила до 2000 л/мин. Один опытный Ту-16З переоборудовали для дозаправки по такой же схеме истребителей МиГ-19, но испытания показали нецелесообразность ее применения.
Пожалуй, главным достоинством крыльевой схемы дозаправки топливом в воздухе, является небольшой вес такого оборудования, и установка заправочного узла заподлицо на законцовке консоли крыла, что не ухудшает аэродинамику самолёта.
На Ту-16З гибкий шланг длиной 38 м с тросом и лебедку разместили в техническом отсеке и носовой части крыла. Ту-16З отличался от серийного бомбардировщика Ту-16 короткой трубой, установленной на законцовке правой консоли крыла. Заправщик мог отдать в полете до 20 т топлива. Танкер Ту-16З был принят на вооружение в 1957 году, и в общей сложности в заправщики было переоборудовано 114 бомбардировщиков Ту-16, а в заправляемые Ту-16ЗА — 571 машина различных модификаций. В Военно-морском флоте почти все эксплуатируемые самолёты этого типа были оборудованы системой дозаправки топливом в полёте.
В 60-х годах на вооружение поступил танкер Ту-16Н, оборудованный системой «конус-шланг» для дозаправки сверхзвуковых Ту-22. Эту систему полностью заимствовали с самолёта Мясищева ЗМС, уменьшился лишь объем перекачиваемого топлива. Впоследствии заправщик Ту-16Н был доработан и получил обозначение Ту-16НН. Кроме доработки заправочного оборудования, на самолёте установили аппаратуру радиовстречи, значительно упрощающую сближение самолетов в воздухе. Такой аппаратурой были оборудованы все заправляемые самолёты Ту-16 в ВМФ.
Во второй половине 50-х годов на одном из серийных Ту-16 была установлена аппаратура по дозаправке топливом в воздухе по системе "конус — штанга", но уже в качестве заправляемого самолёта. Несмотря на успешные испытания, дорабатывать строевые Ту-16 не стали. Машина использовалась для отработки системы дозаправки ракетоносцев Ту-95КД и Ту-22КД.
Очень важно было увеличить дальность полётов Ту-16 различных модификаций в авиации ВМФ, летавших в основном по маршрутам над океаном. Крыльевая дозаправка самолётов топливом является очень сложным видом лётной подготовки, её могли освоить только лётчики с отличной техникой пилотирования.
Полёт на дозаправку топливом в воздухе состоит из нескольких этапов: встреча с самолётом-заправщиком, маневр на сближение, занятие исходного положения для сцепки, контактирование с заправочным шлангом, выход в строй заправки и полёт в строю заправки, расцеп в конце дозаправки. Встреча на маршруте с самолётом-заправщиком может осуществляться на попутных, встречных и пересекающихся курсах, что требует особых методов расчета и осуществляется с помощью визуального наблюдения и радиотехнических средств самолёта.
Лётчику заправляемого самолёта вначале необходимо так уравнять скорость с танкером, чтобы законцовка заправочного шланга "остановилась" в воздухе, поскольку остальную часть шланга и консоль крыла своего самолёта он не видит. Затем, создавая периодически небольшой левый крен, начинается сближение со шлангом. Особая сложность выполнения этого маневра заключается в том, что над морем на высоте небо и вода сливаются в одно голубое марево. Поэтому без видимых ориентиров очень трудно определить скорость сближения и расстояние до шланга, тем более, что на высоте машина становится инертной и надо очень точно рассчитывать движение штурвалом и управление двигателями. Приближаясь к шлангу с превышением в 2 м, крыло самолёта попадает в концевой вихрь от крыла заправщика, и самолёт выталкивается из этой струи.
За всеми маневрами наблюдает командир огневых установок, находящийся в задней кабине заправляемого самолёта, и подает необходимые команды. Когда левая консоль крыла окажется с превышением на 2 м и продвинута до 6 м левее над шлангом, по команде командира огневых установок начинается "продавливание" шланга крылом вниз и небольшой маневр на уход вправо. При этом шланг скользит по нижней кромке крыла и попадает в своеобразный захват заправочного узла на конце консоли крыла.
В это же время на заправщике включается лебедка, и шланг подтягивается к концевой трубе. По белым меткам на шланге командир огневых установок докладывает командиру, сколько метров осталось до контакта концевого наконечника с захватом заправочного узла.
В момент, когда задний металлический наконечник достигнет захвата, включается микровыключатель, из заправочного узла выскакивает патрубок и соединяется с наконечником шланга. Подается воздух и соединение герметизируется. В это время звучит команда "контакт", и командир заправляемого самолёта дает полный газ двигателям и буквально прыжком выходит вперед и занимает строй заправки. В это время передний наконечник шланга входит в концевую трубу, соединяется с приёмным устройством и герметизируется. Подается команда "включить насосы". Топливо начинает поступать в шланг и по открытым клапанам на заправляемом самолёте поступает в соответствующие баки. Распределяет топливо по бакам второй летчик со специального пульта.
Наиболее опасные моменты могут возникнуть при накладывании крыла на шланг и при контакте шланга с заправочным узлом. Малейшее запаздывание с дачей газа двигателям может привести к обрыву троса и возможному захлестыванию заправочного шланга вокруг конца крыла в районе элерона.
Такие случаи попадания консоли крыла в реактивную струю от двигателей танкера иногда заканчивались трагически. Так, только в двух авиаполках ВВС при освоении дозаправки топливом в воздухе разбилось 15 экипажей. Сильнейшие стрессы при выполнении дозаправки в воздухе выдерживают не все, и медикам приходилось массово списывать лётный состав Ту-16 по состоянию здоровья.
По этому поводу была создана специальная комиссия, исследовавшая причины заболевания лётчиков, и выяснила, что при выполнении дозаправки психофизиологическая нагрузка на организм резко возрастает: частота пульса увеличивается до 186 и даже 220 ударов в минуту, при норме 76-80, частота дыхания — 64 вздоха, против 15-16 в спокойных условиях. Значительно повышалась температура тела, начиналось интенсивное потовыделение. В итоге одна дозаправка приводила к потере в среднем 5% веса лётчика. Человек так выматывался, что часто просто оставался без сил, и тут только второй лётчик мог прийти ему на помощь.
Но задачи стоящие перед ВВС не позволяли отказаться от полетов с дозаправкой. Во второй половине 50-х годов, ВМС США стали проявлять особую активность. Почти каждый день американские разведчики летали вдоль нашей морской границы, нередко нарушая ее. В северо-западном районе Тихого океана постоянно курсировала мощная группировка военных кораблей США. Для пресечения деятельности 7-го флота у наших берегов построили военно-воздушную базу в районе Советской Гавани, где разместилась авиагруппа Ту-16. Укомплектован он был Ту-16КС, оснащенных крылатыми ракетами "Комета". Чуть позже появился комплекс Ту-16К-10 с ракетами К-10.
Почти каждый полет в океан сопровождался перехватом советских ракетоносцев патрульными истребителями с авианосцев. Ракетоносец Ту-16К-10 оснащался очень мощной радиолокационной станцией ЕН, позволявшей обнаруживать авианосцы на удалении до 400 км, поэтому командование флота иногда использовало эти машины в целях разведки в северо-западной части Тихого океана. Для этого авиагруппу перебазировали на Камчатку. Была поставлена задача: разведать акваторию океана на удалении более 1000 км от Курильской гряды.
Учитывая огромные пространства над океаном, командование Тихоокеанского флота придавало особое значение подготовке экипажей разведывательной эскадрильи и ракетоносной авиации дозаправке топливом в воздухе. По расчетам, одна попутная дозаправка увеличивала дальность Ту-16 на 2000 км, а вторая, встречная, добавляла еще почти 3500 км. Продолжительность же полета Ту-16 с двумя дозаправками доходила до 15 часов.
Аппаратура радиотехнической разведки позволяла экипажу обнаруживать авианосец на удалении, почти в полтора раза превышавшем дальность обнаружения целей самим авианосцем, что делало разведчик, снижавшийся "под лепестком антенны " РЛС корабля незамеченным, и представляло возможность внезапно выходить на цель и фотографировать ее с малой высоты.
Представляете, какой бывал переполох на авианосце, когда над палубой проносился краснозвездный Ту-16. Вот, как вспоминает А. Белобородько один из полетов: «При очередном задании на разведку северо-западной части Тихого океана мы взлетели с заправщиком Ту-16З с аэродрома Елизово, на Камчатке. Следуя в паре над облаками, мы дозаправились топливом и продолжали полет на высоте 10000 м. При полете в слоистых облаках на удалении более 1000 км от побережья, станция защиты хвоста вдруг выдала сигнал, что самолет с задней полусферы облучается РЛС истребителя. Я дал команду кормовому стрелку поставить пассивные помехи из дипольных отражателей. По тону сигнальной сирены я определил, что истребитель приближается... И вдруг сигнал сирены стал непрерывным. Это значило, что радиолокационный прицел истребителя захватил наш самолет и его вычислительный блок вырабатывает данные для пуска ракет. Счет пошел на секунды. Дал команду на постановку непрерывных помех я "бросил " тяжелую машину в крутой разворот со снижением. Только такой "пируэт" помог сбить автосопровождение РЛС истребителя».
Излишне говорить о том, что подобные полеты, если учитывать сложности аэронавигации в полете над океаном и нескольких изматывающих дозаправок, да еще и встреч с "неопознанными истребителями " были далеко не из легких. Ветераны авиации считают, что по уровню потерь экипажей, по физическому и эмоциональному напряжению лётного состава дозаправку топливом в воздухе можно сравнить только с войной, а другие сравнивали по психоэмоциональному напряжению с полетом в космос.
Несмотря на все сложности крыльевой схемы дозаправки топливом в полете на Ту-16, экипажи много и упорно трудились и со временем освоили этот сложнейший вид боевой подготовки. В авиации Военно-морского флота крыльевая дозаправка топливом в воздухе практиковалась вплоть до списания с вооружения Ту-16.
Источники:
Артемьев А. Якубович Н. Туполев Ту-16. С крыла на крыло. М.: АСТ, Астрель. 2001. С.80-89.
Бутовски П. Развитие советских средств дозаправки в воздухе // Авиация и Время. 1998. №3. С. 16-20.
Гордон Е., Ригмант В. Легендарный Ту-16 // Авиация и время. 2001. №1. С.11-13.
Белобородько А. На грани возможного // Крылья Родины. 2001. №11. С. 14-17.
Ригмант В. Ту-16 — самолёт-эпоха // Крылья Родины. 1995. № 6. С. 5-6.
Ригмант В. Приказано скопировать // Авиация и космонавтика. 1996. №6. С.63-64
Информация