Ту-16: самолёт-эпоха. Часть II. От рождения до серии
nter]
[/center]
В ОКБ Туполева во время предварительного проектирования по проекту «88» (такое внутреннее обозначение получил будущий знаменитый Ту-16) были проработаны десятки вариантов всевозможных компоновок. В итоге к дальнейшей проработке выбрали вариант с двумя ТРД А. Люльки АЛ-5, расположенными в мотогондолах прижатых к бортам фюзеляжа.
Поиски туполевским ОКБ оптимального варианта новой реактивной машины с тактико-техническими характеристиками, превышающими таковые, заявленные в проекте Ил-46, были вполне положительно восприняты командованием ВВС и правительством страны. ОКБ выдали официальное задание на разработку нового бомбардировщика ОКБ А.Н. Туполева. Летом 1950 года вышло соответствующие Постановление Совмина СССР и приказ МАП, на основании которых Туполеву поручалось создать дальний реактивный бомбардировщик, оснащенный двумя ТРД типа ТР-ЗФ (ранее именовался ТР-ЗА), в серии АЛ-5, имеющем взлетную тягу в 5000 кг. В указанных документах была предусмотрена также разработка самолета под два двигателями А. Микулина АМРД-03 с максимальной тягой до 8000 кг.
Непростая задача определения размерности машины и последующую аэродинамическую, а также и конструктивную компоновку была в итоге решена в результате большого числа проведенных параметрических исследований, обширных модельных экспериментов и натурных испытаний. В ходе этих работ быстро выяснилось, что общая тяга двух ТРД АЛ-5 для обеспечения заданных характеристик явно недостаточна, и конструкторы приняли решение перейти к двум ТРД АМРД-03 (в серии получили наименование АМ-3), для подстраховки просматривался более тяжелый вариант с четырьмя двигателями АЛ-5. В феврале 1951 года А.Н. Туполев остановил свой выбор для дальнейшего проектирования на варианте, имеющем два двигателя АМ-3. Но стоит отметить, что вопрос с силовой установкой для Ту-16 окончательно был решен спустя несколько месяцев, после того, как этот мощный двигатель стал реальностью.
Активные работы над проектом самолета «88» начались в середине июня 1950 года, а в сентябре, после перехода к силовой установке на основе двигателей АМ-3, тактико-технические требования к новой машине были дополнены соответствующими указаниями ВВС. Общее проектирование официально завершилось в конце апреля 1951 года, когда подготовленный эскизный проект был передан в Авиационно-технический комитет ВВС. Эскизный проект бомбардировщика с реактивными моторами АМ-03 заказчик окончательно утвердил 5 июля того же года.
Большое влияние на аэродинамическое совершенство воздушного корабля оказала необычная по тем временам компоновка центральной части машины, где сопрягались фюзеляж-крыло-воздухозаборник-двигатель-шасси, которая полностью соответствовала аэродинамическому «правилу площадей», активно начавшему внедряться в самолетостроительную мировую практику только с 1954 года, с появлением опытного истребителя YF-102А, на котором американцам удалось совершить устойчивый сверхзвуковой полет. Только после изменения базовой конструкции с учетом этого правила. Именно тогда американцы на весь мир объявили себя первооткрывателями этого закона аэродинамики, произошло это через три года после его использования в проекте самолета «88». Следует заметить, что «правило площадей» в различной форме применялось при проектировании туполевских машин и раньше, достаточно обратить внимание на несколько раздутую переднюю часть фюзеляжа бомбардировщика Ту-2, или расширенных мотогондол первых туполевских реактивных машин — «77», «73-81». На «самолете 88» использование «правила площадей» проявилось в виде поджатия боковых гондол ТРД в районе крыла и в использования гондол шасси, расположенных на крыле, в виде «тел вытеснения». В комплексе с другими аэродинамическими приемами это позволило, после установки ТРД РД-ЗМ, получить в ходе испытаний максимальную скорость, равную 1040 км/ч (0,92М).
К техническим особенностям новой машины ОКБ Туполева стоит также отметить и конструктивные решения по крылу. Для бомбардировщика конструкторы выбрали крыло с большим удлинением (порядка 7). По конструкции оно было двухлонжеронной схемы, при этом стенки лонжеронов совместно с внешними (верхняя и нижняя) панелями обшивки крыла образовывали кессон, являющийся основным силовым элементом. Наличие мощного жесткого кессона являлось принципиальным отличием конструктивной схемы крыла бомбардировщика Ту-16 от конструкции широко известных заокеанских реактивных бомбардировщиков фирмы Боинг В-47 и В-52. На американских машинах крыло сделали гибким, за счет чего происходило гашение встречных вертикальных воздушных порывов, за счет значительного изгиба (консоли отклонялись на несколько метров) и деформаций крыла. Выбранная советскими конструкторами схема с более жестким крылом самолета Ту-16 зарекомендовала себя с лучшей стороны, оказавшись более перспективной, чем американская схема, широко разрекламированная американцами, как выдающиеся конструкторское решение. Крыло советского самолета в полете сильно не деформировалось, за счет сниженного уровня напряжений. В последующие годы многолетний опыт эксплуатации полутора тысяч Ту-16 и двух сотен Ту-104 в СССР и опыт полетов в США бомбардировщиков В-47, В-52, а также пассажирских самолетов Боинг 707, Дугласов ДС-8 и Конвер 880 показал, что отечественная конструкция менее гибкого крыла имеет значительно большую живучесть, особенно в плане усталостной прочности. В США была масса проблем с плоскостями крыльев В-47 и В-52, на которых развивались усталостные трещины, что вызывало аварийные ситуации и остановки полетов для всего парка машин с дополнительными затратами на доработки и усиления конструкции крыла. Сейчас не является секретом, что сравнительно быстрое снятие с вооружения В-47, имевшего в целом неплохие характеристики, во многом было вызвано «слабым» крылом.
Учитывая, что Ту-16 рассматривался в качестве первого дальнего массового отечественного носителя атомного оружия (находившиеся в свое время в эксплуатации несколько десятков носителей первых советских ядерных бомб Ту-4А с трудом можно было назвать надежным атомным «щитом сдерживания»), перед конструкторами ОКБ, ЦАГИ и другими смежными организациями, связанными с атомной проблемой, было поставлено задание, обеспечить безопасность Ту-16 при взрывах ядерных, а впоследствии и термоядерных боеприпасов.
Необходимо отметить, что конструкция бомбардировщика, выбор конструкционных материалов, целевого оборудования и систем, а также технологии производства выбирались и прорабатывались на основании реальных возможностей советского авиапрома того времени и условий возможности быстрого разворачивания серийного производства и массовой эксплуатации. Этот подход позволил в кратчайший срок создать современную авиационную ударную систему, которая стала в пятидесятые годы одним из наших основных сдерживающих средств.
Все работы по Ту-16, от самой первой опытной машины и до самых крайних серийных и опытных вариантов, а их было порядка 50 (вместе с экспериментальными машинами их было почти 100), бессменно возглавлял главный конструктор Д.С. Марков.
В конце апреля 1952 года опытный «88/1» совершил полет, который длился 12 минут. Заводские испытания закончились 29 октября 1952 года, всего в ходе них было произведено 46 полетов общей продолжительностью 72 часа 12 мин.
Наряду с обнадеживающими показателями нельзя не отметить и «ложки дегтя» в виде неудовлетворительных показателей дальности и взлетно-посадочных данных. По этим характеристикам «восемьдесят восьмой» не дотягивал до величин указанным в ТТЗ, что было особенно критично с учетом назначения самолета. Эта неприятность была обнаружена уже к лету 1952 года, после нескольких недель заводских испытаний. Причины не были секретом — машина порядком потяжелела в ходе проектирования и изготовления. В результате контрольного взвешивания выяснилось, что вес пустого самолета достиг 41050 кг против расчетных 35750 кг, и это даже без учета не смонтированного на опытной машине, оборудования и вооружения. Взлётный вес вырос до 77350 кг, а в исходном проекте он планировался не более 64000 кг. Превышение веса на 20% сказалось на лётных данных, грозя естественным недовольством военных заказчиков и руководства страны. По характеристикам технической дальности самолет не дотягивал 400 км до заданной, а высота полета над целью вместо оговоренных 13000 м не превышала 12200 м. Длина разбега самолета превышала заданную на 520 м.
13 ноября 1952 года машину передали на госиспытания, которые проходили с середины ноября 1952 года по 1 апреля 1953-го, за сравнительно небольшой промежуток времени на опытном «88/1» провели 79 полетов, общей длительностью 167 ч 28 мин. Еще во время заводских испытаний, до получения результатов госиспытаний, было принято решение об освоении «самолета 88» в серийном производстве.
Причиной набора лишнего веса самолетом в ходе проектирования стала перестраховка прочнистов, конструкторов. Ведь в случае потери опытной машины ильюшинцы могли настолько вырваться вперед, что исправление ошибки и дальнейшая работа над самолетом уже теряла смысл. Все пытались подстраховаться: рядовой конструктор в ходе расчетов набрасывал «на всякий случай» порядка 5%, его руководитель, движимый теми же побуждениями, еще немного, и т.д. В итоге взлетная масса увеличилась почти на 10 тонн. При этом, безусловно, стоит учесть влияние изначальной установки — проектировать воздушный корабль под два варианта двигателей, 2-4 ТРД АЛ-5 или 2-х АМ-3, что также привело к внесению в проект лишней массы. Как видим, резервов для борьбы с весом самолета было вполне достаточно.
Эти резервы эффективно были реализованы в ходе строительства второго опытного летного экземпляра — «самолета 88/2», который изготавливался по тем же заданиям правительства и ВВС, что и первый экземпляр, но без точного указания сроков. Изначально машина должна была стать просто «дублером» первого летного экземпляра, но уже к августу 1951 года, когда «88/1» был практически готов, и всем стало ясно, что самолет перетяжелен, перед конструкторами была поставлена задача максимального снижения веса пустой машины. Теперь уже начиналась работа над созданием множества конструктивных элементов практически нового самолета. В результате проведенной конструкторами и технологами работы масса пустой машины была снижена на 12,5% до 36490 кг — для авиации, где борьба идет за каждый килограмм, это очень впечатляющий результат.
Проектные работы над «Дублером» начали в августе 1951 года, параллельно началось изготовление самолета на опытном заводе №156. А проектирование нового облегченного самолета завершили в ноябре 1952 года. Откорректированные рабочие чертежи облегченного самолета были полностью подготовлены ОКБ к декабрю 1952 года. Вторую опытную машину, «самолет 88/2», изготовили в начале нового 1953 года. К марту уже все необходимые доводочные работы на самолете-дублере завершили, и 14 марта 1953 машину направили на заводские летные испытания, которые закончились в начале сентября. Машину, после всех доработок, 16 сентября предъявили на контрольные госиспытания, а 18 сентября самолет был принят военными.
Закончились контрольные госиспытания 10 апреля 1954 года, практически спустя год после первого взлета «дублера». В ходе госиспытаний машина произвела 65 полетов, налетав в общем 154 ч. 33 мин. «Самолет 88/2» с хорошими показателями прошел госиспытания и 28 мая 1954 был принят на вооружение наших ВВС.
Серийное производство бомбардировщиков Ту-16, как изначально и планировалось, было начато в 1953 году. Последовательно воздушные корабли различных модификаций выпускали три серийных авиазавода: казанский №22, куйбышевский №1 и воронежский №64. Кроме того, в производстве части элементов планера участвовали и другие серийные авиазаводы. В процесс производства этой, передовой для своего времени, машины были включены сотни профильных заводов Министерства авиапрома и других министерств, которые осуществляли поставки систем, оборудования и разнообразных комплектующих, для серийного производства Ту-1б. Серийный выпуск туполевской машины, продолжался до конца 1963-го. Всего за 10 лет было изготовлено 1509 машин, кроме того, еще 2 опытных самолета построили на заводе №156.
Первым серийное производство Ту-16 освоил Казанский завод №22, изготовивший с 1947 года бомбардировщики Ту-4. Этот авиазавод стал головным по серии Ту-16 для авиазаводов №1 и №64.
Первая серийная машина была изготовлена в Казани 29 октября 1953 года, а до конца года было передано заказчику 2 самолета. В 1954 году на заводе уже выпустили 70 машин. В 1955 году Казань дала стране 200 машин, в 1956 — 133, в 1957 — 170 и в 1958 году — 75. С 1953-го по 1959-ый год завод выпускал следующие варианты самолета: бомбардировщик Ту-16, носитель ядерных бомб Ту-16А, ракетоноситель Ту-16КС, самолет-постановщик помех Ту-16 «Елка». В 1958 году казанцы начали серийное производство пассажирского лайнера Ту-104Б. В следующем 1959-ом, этот завод начал переходить на серийный выпуск Ту-22, и производство Ту-16 на авиазаводе №22 временно прекратили.
С 1957 по 1959 годы на казанском заводе было изготовлено несколько опытных и предсерийных ракетоносцев для Авиации ВМФ типа Ту-16К-10, которые получили путем переоборудования серийных Ту-16. Начиная с 1959 года, серия ракетоносцев Ту-16К-10 была развернута на авиазаводе №1, а в 1961 году, из-за перепрофилирования куйбышевского завода на производство ракетной техники, серия ракетоносцев была восстановлена на заводе №22. Последние экземпляры Ту-16К-10 были изготовлены заводом накануне 1964 года.
С мая 1961 года в СССР начали выпуск новой модификации двигателя — РД-ЗМ-500 с увеличенным ресурсом. Был введен чрезвычайный режим работы двигателя с тягой 10600 кгс, который предназначался на тот случай, если произойдет отказ одного из моторов самолета на взлете. Время работы ТРД на этом режиме было ограничено двумя минутами, которые позволяли преодолеть критическую ситуацию, однако РД-ЗМ-500 после этого требовал капитального ремонта. Гарантийный ресурс двигателей РД-ЗМ-500 вначале составлял 500 часов, а затем был доведен до 2000 часов.
19 сентября вышло Постановление Совмина СССР, а 25 сентября 1953 года — соответствующий приказ Министерства авиапрома о расширении серийного производства «шестнадцатых», в которых, указывалось начало серийного производства на авиазаводе №1 в городе Куйбышеве (ныне Самара). В июле 1954 года этот завод изготовил первый Ту-16. Всего в 1955 году в Куйбышеве выпустили 130 самолетов, в 1956-ом — 131, в 1957-ом — 150, в 1958-ом — 50, в 1959-ом — 30, в 1960 году — 42 самолета. С 1961-го по 1962-ой завод №1 вел серийное производство ракетоносцев Ту-16К-10. Последние экземпляры «Шестнадцатого» авиазавода №1 были сданы в июне 1959 года. Всего за 5 лет было выпущено 40 серий Ту-16 разнообразных модификаций.
Что касается стоимости Ту-16, то она зависела от исполнения, и комплектации машин различалась у заводов-производителей. Поэтому проще ориентироваться на стоимость экспортных машин. В 1967 году самолет Ту-16Р из числа поставлявшихся Египту оценивался в 800.508 инвалютных рублей, что было сопоставимо со стоимостью истребителя МиГ-21.
Помимо основного производства самолетов Ту-16, все указанные серийные заводы активно участвовали в проводимых программах по модификации и модернизации самолета Ту-16, производя переоборудование серийных машин в новые варианты разнообразного назначения, или производя комплектующие узлы и агрегаты для проведения доработки в эксплуатирующих и ремонтных частях ВВС. Стоит отметить, что, помимо 11 производившихся серийных вариантов, насчитывалось около 50 модификаций «шестнадцатого», которые были получены путем доработок в строю.
Зимой 1954 года первые экземпляры Ту-16 начали поступать в Дальнюю авиацию, и авиацию ВМФ. На тот момент по своим основным характеристикам самолет соответствовал уровню лучших мировых бомбардировщиков. Он имел современное оборудование, а кроме того выделялся среди однотипных машин исключительно мощным и рационально размещенным оборонительным вооружением. Аналогичные американские и английские машины располагали, в лучшем случае, одной кормовой установкой. «Шестнадцатый» же имел оборонительное вооружение с тремя пушечными установками: верхней ДТ-В7, нижней ДТ-Н7 и кормовой ДК-7. Каждая из установок была вооружена парой пушек ТКБ-495А (АМ-23) разработанными в ЦКБ-14. Авторство орудий принадлежало оружейникам тульского ЦКБ-14 Н.М. Афанасьеву и Н.Ф. Макарову (известному создателю пистолета ПМ). Замена пушек диктовалась их существенными преимуществами перед, ранее предусмотренными НР-23, скорострельность новых орудий и секундный залп были выше в полтора раза. Скорость разворота установок была не менее 45 градусов в секунду, что позволяло вести огонь по скоростным, высокоманевренным целям. Орудия имели укороченный ствол, для обеспечения требуемой подвижности в условиях скоростного воздушного потока. В то же время пушка, в неподвижной носовой установке ПУ-88, имела удлиненный полутораметровый ствол. Боекомплект верхней установки составлял 500 патронов, нижней — 700, и кормовой — 1000 патронов. Для стрельбы использовался радиолокационный прицел «Аргон».
Публичное представление Ту-16 состоялось 1 мая 1954 года, в ходе авиационной составляющей парада над Красной площадью. Над Москвой в плотном строю прошло 9 бомбардировщиков 203-го тяжелобомбардировочного полка. За показом наблюдали и присутствовавшие на параде военные атташе многих стран мира. Интересно привести оценку «шестнадцатого» зарубежными экспертами: бомбовая нагрузка называлась равной 9000 кг и оценивалась достаточно точно, как и взлетная масса бомбардировщика, от 70000 до 80000 кг. Дальность определяли равной всего 4800 км, а двигатели, по их мнению, развивали максимальную тягу по 6800 кг каждый. Даже при этом, советские ТРД называли самыми мощными в мире на тот момент. Западные специалисты даже представить себе не могли, насколько мы смогли шагнуть вперед планеты в создании мощных ТРД, занижая верные цифры, без малого в полтора раза. Еще более занимательным было утверждение западных авиационных экспертов о том, что «некоторое количество самолетов этого типа используется в качестве истребителей ПВО для защиты наиболее важных объектов».
Оперативное внедрение «шестнадцатого» в серию шло параллельно с доводкой его конструкции, обеспечением надежной эксплуатации машины и доведением его ресурсных показателей до требуемых значений. Все это было результатом постоянного напряженного труда сотрудников ОКБ, возглавлявших главным конструктором Ту-16 Д.С. Марковым.
Полувековая успешная эксплуатация огромного семейства Ту-16 в разнообразных, сложных условиях стала прекрасной проверкой качества различных отечественных авиационных материалов; от легких высокопрочных сплавов до пластмасс и электроизоляционных материалов, используемых в электросистеме. «Ту-шестнадцатый» стал для советской авиационной науки настоящим первопроходцем в классе тяжелых реактивных самолетов. В ходе его испытаний и дальнейшей эксплуатации был вскрыт ряд теоретических проблем, которые были своевременно и успешно решены, открыв путь дальнейшему развитию отечественной авиации. Успешная массовая эксплуатация Ту-16 дало возможность прочно войти в советское самолетостроение стреловидной схемы крыла, для тяжелых скоростных машин самых разнообразных классов и дало бесценную практическую информацию для создания последующих тяжелых машин, которые проектировались и строились в ОКБ А.Н. Туполева.
Для наших ВВС Ту-16 стал первой машиной Дальней авиации, на которой отечественные строевые летчики смогли выйти на околозвуковые скорости. Летчики Дальней авиации и авиации ВМФ, в пятидесятые годы могли честно утверждать, что служат на одном из самых передовых боевых самолетов в мире. В советских Воздушных Силах Ту-16 стал первым, по-настоящему массовым, дальним носителем атомного оружия, а кроме того и первым дальним высокоскоростным самолетом-ракетоносцем. На этих машинах, впервые в массовом порядке, советские летчики освоили и использовали систему дозаправки в полете. Эксплуатация «шестнадцатого» в частях ВВС дала возможность подготовить высоко квалифицированные кадры летного и наземного персонала, обеспечившего безболезненный переход на скоростные тяжелые боевые машины следующих поколений, таких как Ту-22, Ту-22М и Ту-160. Также именно экипажи Ту-16 без труда пересели на первые пассажирские реактивные Ту-104, во многом решив проблемы с кадрами в отечественном ГВФ, в период внедрения новой реактивной техники.
Ту-16 активно летали до конца восьмидесятых годов, встав в один ряд по времени эксплуатации с такими известными машинами, как заокеанский В-52 и наш Ту-95, однако в отличие от других долгожителей «шестнадцатые» обошлись минимумом крупных конструктивных доработок.
В ходе производства было освоено более 50 вариантов Ту-16 разнообразного назначения. Ниже приводится лишь основная часть модификаций.
Ту-1бА (1954 год) Носитель ядерного оружия. Бомбоотсек самолета был оборудован системой обогрева. Произведено 453 самолета.
Ту-16КС (1954) Ракетоносец, вооруженный двумя противокорабельными ракетами КС-1, которые были разработаны в ОКБ-155 А.И. Микояна. КС-1 имела стартовый вес в 2766 кг. Дальность пуска составляла 80 км. В первую очередь система предназначалась для борьбы с авианосцами противника.
Ту-16З (1955) Самолет-заправщик для воздушной дозаправки бомбардировщиков Ту-16 иных модификаций. Всего в них было переоборудовано более 100 серийных машин.
Ту-16СПС (1955) Постановщик помех.
Ту-16Р (1956) Фоторазведчик. На самолете были установлены семь аэрофотоаппаратов, станция активных помех и аппаратура для проведения радиотехнической разведки СРС-3, размещенная в подкрыльевых подвесных контейнерах.
Ту-16Б (1957) Это был опытный самолет, на котором проходили испытания ТРД РД-16 с максимальной тягой 11 000 кгс. Характеристики самолета заметно возросли. Проектом предусматривались достижение дальность полета в 7200 км и скорости до 1050 км/ч. Серийно машина не производилась.
Ту-16П (1957) Постановщик помех. В бомбоотсеке машины монтировалось четыре станции для постановки активных помех.
Ту-16 «Елка» (1957) Постановщик пассивных помех, в самолете размещались автоматы для нарезки и выброса дипольных отражателей.
Ту-16Т (1957) Самолет-торпедоносец. Машина имела возможность нести торпеды, глубинные бомбы авиационные мины. В конце шестидесятых годов почти все Ту-16Т были переоборудованы в противолодочные Ту-16ПЛ.
Ту-16К-10 (1961 г.) Ракетоносец, вооруженный одной противокорабельной ракетой К-10С, способной нести ядерную боевую часть.
Ту-16К-16 (1962 г.) Ракетоносец с двумя противокорабельными ракетами КСР-2.
(В целом семейство самолетов-ракетоносцев и специализированных машин, созданных на базе Ту-16, заслуживает отдельной большой статьи, которая будет подготовлена несколько позже.)
Появление бомбардировщика в Советском Союзе, нового дальнего бомбардировщика в самом скором времени вызвало интерес у зарубежных заказчиков. Практически все они относились к странам, переживавшим революционные перемены, которыми была так насыщена политическая жизнь пятидесятых годов. Общим было и то, что все эти страны остро нуждались в пополнении и обновлении своих арсеналов — как для реализации собственных амбиций и наличия конфликтов с соседними государствами, так и для «защиты революции» от «носителей демократии». Поэтому незаурядный по своим характеристикам и боевым возможностям бомбардировщик оказался весьма привлекательным для целого ряда государств, ориентированных на нашу страну. И именно за рубежом Ту-16 довелось «понюхать пороху», но об этом в следующей части.
Продолжение следует…
Источники:
Ригмант В. Как создавался Ту-16. О предшественниках великого самолета // Крылья Родины. 2002. №5. С. 18-25.
Марковский В., Приходченко И. Ракетоносец Ту-16. Триумф советского авиапрома. М.: Яуза, 2015. С.174-191.
Ригмант В. Ту-16. Рождение долгожителя // Авиация и космонавтика. 2002. №5. С. 20-28.
Гордон Е., Кудрявцев В., Ригмант В. Легендарный Ту-16 // Авиация и время. 2001. №1. С.4-24.
Гордон Е., Кудрявцев В., Ригмант В. Легендарный Ту-16 // Авиация и время. 2001. №2. С.4-22.
Якубович Н., Артемьев А. Туполев Ту-16. Дальний бомбардировщик и ракетоносец. М.: АСТ, 2001. С.12-34, 48-97, 111-122.
[/center]В ОКБ Туполева во время предварительного проектирования по проекту «88» (такое внутреннее обозначение получил будущий знаменитый Ту-16) были проработаны десятки вариантов всевозможных компоновок. В итоге к дальнейшей проработке выбрали вариант с двумя ТРД А. Люльки АЛ-5, расположенными в мотогондолах прижатых к бортам фюзеляжа.
Поиски туполевским ОКБ оптимального варианта новой реактивной машины с тактико-техническими характеристиками, превышающими таковые, заявленные в проекте Ил-46, были вполне положительно восприняты командованием ВВС и правительством страны. ОКБ выдали официальное задание на разработку нового бомбардировщика ОКБ А.Н. Туполева. Летом 1950 года вышло соответствующие Постановление Совмина СССР и приказ МАП, на основании которых Туполеву поручалось создать дальний реактивный бомбардировщик, оснащенный двумя ТРД типа ТР-ЗФ (ранее именовался ТР-ЗА), в серии АЛ-5, имеющем взлетную тягу в 5000 кг. В указанных документах была предусмотрена также разработка самолета под два двигателями А. Микулина АМРД-03 с максимальной тягой до 8000 кг.
Непростая задача определения размерности машины и последующую аэродинамическую, а также и конструктивную компоновку была в итоге решена в результате большого числа проведенных параметрических исследований, обширных модельных экспериментов и натурных испытаний. В ходе этих работ быстро выяснилось, что общая тяга двух ТРД АЛ-5 для обеспечения заданных характеристик явно недостаточна, и конструкторы приняли решение перейти к двум ТРД АМРД-03 (в серии получили наименование АМ-3), для подстраховки просматривался более тяжелый вариант с четырьмя двигателями АЛ-5. В феврале 1951 года А.Н. Туполев остановил свой выбор для дальнейшего проектирования на варианте, имеющем два двигателя АМ-3. Но стоит отметить, что вопрос с силовой установкой для Ту-16 окончательно был решен спустя несколько месяцев, после того, как этот мощный двигатель стал реальностью.
Активные работы над проектом самолета «88» начались в середине июня 1950 года, а в сентябре, после перехода к силовой установке на основе двигателей АМ-3, тактико-технические требования к новой машине были дополнены соответствующими указаниями ВВС. Общее проектирование официально завершилось в конце апреля 1951 года, когда подготовленный эскизный проект был передан в Авиационно-технический комитет ВВС. Эскизный проект бомбардировщика с реактивными моторами АМ-03 заказчик окончательно утвердил 5 июля того же года.
Большое влияние на аэродинамическое совершенство воздушного корабля оказала необычная по тем временам компоновка центральной части машины, где сопрягались фюзеляж-крыло-воздухозаборник-двигатель-шасси, которая полностью соответствовала аэродинамическому «правилу площадей», активно начавшему внедряться в самолетостроительную мировую практику только с 1954 года, с появлением опытного истребителя YF-102А, на котором американцам удалось совершить устойчивый сверхзвуковой полет. Только после изменения базовой конструкции с учетом этого правила. Именно тогда американцы на весь мир объявили себя первооткрывателями этого закона аэродинамики, произошло это через три года после его использования в проекте самолета «88». Следует заметить, что «правило площадей» в различной форме применялось при проектировании туполевских машин и раньше, достаточно обратить внимание на несколько раздутую переднюю часть фюзеляжа бомбардировщика Ту-2, или расширенных мотогондол первых туполевских реактивных машин — «77», «73-81». На «самолете 88» использование «правила площадей» проявилось в виде поджатия боковых гондол ТРД в районе крыла и в использования гондол шасси, расположенных на крыле, в виде «тел вытеснения». В комплексе с другими аэродинамическими приемами это позволило, после установки ТРД РД-ЗМ, получить в ходе испытаний максимальную скорость, равную 1040 км/ч (0,92М).
К техническим особенностям новой машины ОКБ Туполева стоит также отметить и конструктивные решения по крылу. Для бомбардировщика конструкторы выбрали крыло с большим удлинением (порядка 7). По конструкции оно было двухлонжеронной схемы, при этом стенки лонжеронов совместно с внешними (верхняя и нижняя) панелями обшивки крыла образовывали кессон, являющийся основным силовым элементом. Наличие мощного жесткого кессона являлось принципиальным отличием конструктивной схемы крыла бомбардировщика Ту-16 от конструкции широко известных заокеанских реактивных бомбардировщиков фирмы Боинг В-47 и В-52. На американских машинах крыло сделали гибким, за счет чего происходило гашение встречных вертикальных воздушных порывов, за счет значительного изгиба (консоли отклонялись на несколько метров) и деформаций крыла. Выбранная советскими конструкторами схема с более жестким крылом самолета Ту-16 зарекомендовала себя с лучшей стороны, оказавшись более перспективной, чем американская схема, широко разрекламированная американцами, как выдающиеся конструкторское решение. Крыло советского самолета в полете сильно не деформировалось, за счет сниженного уровня напряжений. В последующие годы многолетний опыт эксплуатации полутора тысяч Ту-16 и двух сотен Ту-104 в СССР и опыт полетов в США бомбардировщиков В-47, В-52, а также пассажирских самолетов Боинг 707, Дугласов ДС-8 и Конвер 880 показал, что отечественная конструкция менее гибкого крыла имеет значительно большую живучесть, особенно в плане усталостной прочности. В США была масса проблем с плоскостями крыльев В-47 и В-52, на которых развивались усталостные трещины, что вызывало аварийные ситуации и остановки полетов для всего парка машин с дополнительными затратами на доработки и усиления конструкции крыла. Сейчас не является секретом, что сравнительно быстрое снятие с вооружения В-47, имевшего в целом неплохие характеристики, во многом было вызвано «слабым» крылом.
Учитывая, что Ту-16 рассматривался в качестве первого дальнего массового отечественного носителя атомного оружия (находившиеся в свое время в эксплуатации несколько десятков носителей первых советских ядерных бомб Ту-4А с трудом можно было назвать надежным атомным «щитом сдерживания»), перед конструкторами ОКБ, ЦАГИ и другими смежными организациями, связанными с атомной проблемой, было поставлено задание, обеспечить безопасность Ту-16 при взрывах ядерных, а впоследствии и термоядерных боеприпасов.
Необходимо отметить, что конструкция бомбардировщика, выбор конструкционных материалов, целевого оборудования и систем, а также технологии производства выбирались и прорабатывались на основании реальных возможностей советского авиапрома того времени и условий возможности быстрого разворачивания серийного производства и массовой эксплуатации. Этот подход позволил в кратчайший срок создать современную авиационную ударную систему, которая стала в пятидесятые годы одним из наших основных сдерживающих средств.
Все работы по Ту-16, от самой первой опытной машины и до самых крайних серийных и опытных вариантов, а их было порядка 50 (вместе с экспериментальными машинами их было почти 100), бессменно возглавлял главный конструктор Д.С. Марков.
В конце апреля 1952 года опытный «88/1» совершил полет, который длился 12 минут. Заводские испытания закончились 29 октября 1952 года, всего в ходе них было произведено 46 полетов общей продолжительностью 72 часа 12 мин.
Наряду с обнадеживающими показателями нельзя не отметить и «ложки дегтя» в виде неудовлетворительных показателей дальности и взлетно-посадочных данных. По этим характеристикам «восемьдесят восьмой» не дотягивал до величин указанным в ТТЗ, что было особенно критично с учетом назначения самолета. Эта неприятность была обнаружена уже к лету 1952 года, после нескольких недель заводских испытаний. Причины не были секретом — машина порядком потяжелела в ходе проектирования и изготовления. В результате контрольного взвешивания выяснилось, что вес пустого самолета достиг 41050 кг против расчетных 35750 кг, и это даже без учета не смонтированного на опытной машине, оборудования и вооружения. Взлётный вес вырос до 77350 кг, а в исходном проекте он планировался не более 64000 кг. Превышение веса на 20% сказалось на лётных данных, грозя естественным недовольством военных заказчиков и руководства страны. По характеристикам технической дальности самолет не дотягивал 400 км до заданной, а высота полета над целью вместо оговоренных 13000 м не превышала 12200 м. Длина разбега самолета превышала заданную на 520 м.
13 ноября 1952 года машину передали на госиспытания, которые проходили с середины ноября 1952 года по 1 апреля 1953-го, за сравнительно небольшой промежуток времени на опытном «88/1» провели 79 полетов, общей длительностью 167 ч 28 мин. Еще во время заводских испытаний, до получения результатов госиспытаний, было принято решение об освоении «самолета 88» в серийном производстве.
Причиной набора лишнего веса самолетом в ходе проектирования стала перестраховка прочнистов, конструкторов. Ведь в случае потери опытной машины ильюшинцы могли настолько вырваться вперед, что исправление ошибки и дальнейшая работа над самолетом уже теряла смысл. Все пытались подстраховаться: рядовой конструктор в ходе расчетов набрасывал «на всякий случай» порядка 5%, его руководитель, движимый теми же побуждениями, еще немного, и т.д. В итоге взлетная масса увеличилась почти на 10 тонн. При этом, безусловно, стоит учесть влияние изначальной установки — проектировать воздушный корабль под два варианта двигателей, 2-4 ТРД АЛ-5 или 2-х АМ-3, что также привело к внесению в проект лишней массы. Как видим, резервов для борьбы с весом самолета было вполне достаточно.
Эти резервы эффективно были реализованы в ходе строительства второго опытного летного экземпляра — «самолета 88/2», который изготавливался по тем же заданиям правительства и ВВС, что и первый экземпляр, но без точного указания сроков. Изначально машина должна была стать просто «дублером» первого летного экземпляра, но уже к августу 1951 года, когда «88/1» был практически готов, и всем стало ясно, что самолет перетяжелен, перед конструкторами была поставлена задача максимального снижения веса пустой машины. Теперь уже начиналась работа над созданием множества конструктивных элементов практически нового самолета. В результате проведенной конструкторами и технологами работы масса пустой машины была снижена на 12,5% до 36490 кг — для авиации, где борьба идет за каждый килограмм, это очень впечатляющий результат.
Проектные работы над «Дублером» начали в августе 1951 года, параллельно началось изготовление самолета на опытном заводе №156. А проектирование нового облегченного самолета завершили в ноябре 1952 года. Откорректированные рабочие чертежи облегченного самолета были полностью подготовлены ОКБ к декабрю 1952 года. Вторую опытную машину, «самолет 88/2», изготовили в начале нового 1953 года. К марту уже все необходимые доводочные работы на самолете-дублере завершили, и 14 марта 1953 машину направили на заводские летные испытания, которые закончились в начале сентября. Машину, после всех доработок, 16 сентября предъявили на контрольные госиспытания, а 18 сентября самолет был принят военными.
Закончились контрольные госиспытания 10 апреля 1954 года, практически спустя год после первого взлета «дублера». В ходе госиспытаний машина произвела 65 полетов, налетав в общем 154 ч. 33 мин. «Самолет 88/2» с хорошими показателями прошел госиспытания и 28 мая 1954 был принят на вооружение наших ВВС.
Серийное производство бомбардировщиков Ту-16, как изначально и планировалось, было начато в 1953 году. Последовательно воздушные корабли различных модификаций выпускали три серийных авиазавода: казанский №22, куйбышевский №1 и воронежский №64. Кроме того, в производстве части элементов планера участвовали и другие серийные авиазаводы. В процесс производства этой, передовой для своего времени, машины были включены сотни профильных заводов Министерства авиапрома и других министерств, которые осуществляли поставки систем, оборудования и разнообразных комплектующих, для серийного производства Ту-1б. Серийный выпуск туполевской машины, продолжался до конца 1963-го. Всего за 10 лет было изготовлено 1509 машин, кроме того, еще 2 опытных самолета построили на заводе №156.
Первым серийное производство Ту-16 освоил Казанский завод №22, изготовивший с 1947 года бомбардировщики Ту-4. Этот авиазавод стал головным по серии Ту-16 для авиазаводов №1 и №64.
Первая серийная машина была изготовлена в Казани 29 октября 1953 года, а до конца года было передано заказчику 2 самолета. В 1954 году на заводе уже выпустили 70 машин. В 1955 году Казань дала стране 200 машин, в 1956 — 133, в 1957 — 170 и в 1958 году — 75. С 1953-го по 1959-ый год завод выпускал следующие варианты самолета: бомбардировщик Ту-16, носитель ядерных бомб Ту-16А, ракетоноситель Ту-16КС, самолет-постановщик помех Ту-16 «Елка». В 1958 году казанцы начали серийное производство пассажирского лайнера Ту-104Б. В следующем 1959-ом, этот завод начал переходить на серийный выпуск Ту-22, и производство Ту-16 на авиазаводе №22 временно прекратили.
С 1957 по 1959 годы на казанском заводе было изготовлено несколько опытных и предсерийных ракетоносцев для Авиации ВМФ типа Ту-16К-10, которые получили путем переоборудования серийных Ту-16. Начиная с 1959 года, серия ракетоносцев Ту-16К-10 была развернута на авиазаводе №1, а в 1961 году, из-за перепрофилирования куйбышевского завода на производство ракетной техники, серия ракетоносцев была восстановлена на заводе №22. Последние экземпляры Ту-16К-10 были изготовлены заводом накануне 1964 года.
С мая 1961 года в СССР начали выпуск новой модификации двигателя — РД-ЗМ-500 с увеличенным ресурсом. Был введен чрезвычайный режим работы двигателя с тягой 10600 кгс, который предназначался на тот случай, если произойдет отказ одного из моторов самолета на взлете. Время работы ТРД на этом режиме было ограничено двумя минутами, которые позволяли преодолеть критическую ситуацию, однако РД-ЗМ-500 после этого требовал капитального ремонта. Гарантийный ресурс двигателей РД-ЗМ-500 вначале составлял 500 часов, а затем был доведен до 2000 часов.
19 сентября вышло Постановление Совмина СССР, а 25 сентября 1953 года — соответствующий приказ Министерства авиапрома о расширении серийного производства «шестнадцатых», в которых, указывалось начало серийного производства на авиазаводе №1 в городе Куйбышеве (ныне Самара). В июле 1954 года этот завод изготовил первый Ту-16. Всего в 1955 году в Куйбышеве выпустили 130 самолетов, в 1956-ом — 131, в 1957-ом — 150, в 1958-ом — 50, в 1959-ом — 30, в 1960 году — 42 самолета. С 1961-го по 1962-ой завод №1 вел серийное производство ракетоносцев Ту-16К-10. Последние экземпляры «Шестнадцатого» авиазавода №1 были сданы в июне 1959 года. Всего за 5 лет было выпущено 40 серий Ту-16 разнообразных модификаций.
Что касается стоимости Ту-16, то она зависела от исполнения, и комплектации машин различалась у заводов-производителей. Поэтому проще ориентироваться на стоимость экспортных машин. В 1967 году самолет Ту-16Р из числа поставлявшихся Египту оценивался в 800.508 инвалютных рублей, что было сопоставимо со стоимостью истребителя МиГ-21.
Помимо основного производства самолетов Ту-16, все указанные серийные заводы активно участвовали в проводимых программах по модификации и модернизации самолета Ту-16, производя переоборудование серийных машин в новые варианты разнообразного назначения, или производя комплектующие узлы и агрегаты для проведения доработки в эксплуатирующих и ремонтных частях ВВС. Стоит отметить, что, помимо 11 производившихся серийных вариантов, насчитывалось около 50 модификаций «шестнадцатого», которые были получены путем доработок в строю.
Зимой 1954 года первые экземпляры Ту-16 начали поступать в Дальнюю авиацию, и авиацию ВМФ. На тот момент по своим основным характеристикам самолет соответствовал уровню лучших мировых бомбардировщиков. Он имел современное оборудование, а кроме того выделялся среди однотипных машин исключительно мощным и рационально размещенным оборонительным вооружением. Аналогичные американские и английские машины располагали, в лучшем случае, одной кормовой установкой. «Шестнадцатый» же имел оборонительное вооружение с тремя пушечными установками: верхней ДТ-В7, нижней ДТ-Н7 и кормовой ДК-7. Каждая из установок была вооружена парой пушек ТКБ-495А (АМ-23) разработанными в ЦКБ-14. Авторство орудий принадлежало оружейникам тульского ЦКБ-14 Н.М. Афанасьеву и Н.Ф. Макарову (известному создателю пистолета ПМ). Замена пушек диктовалась их существенными преимуществами перед, ранее предусмотренными НР-23, скорострельность новых орудий и секундный залп были выше в полтора раза. Скорость разворота установок была не менее 45 градусов в секунду, что позволяло вести огонь по скоростным, высокоманевренным целям. Орудия имели укороченный ствол, для обеспечения требуемой подвижности в условиях скоростного воздушного потока. В то же время пушка, в неподвижной носовой установке ПУ-88, имела удлиненный полутораметровый ствол. Боекомплект верхней установки составлял 500 патронов, нижней — 700, и кормовой — 1000 патронов. Для стрельбы использовался радиолокационный прицел «Аргон».
Публичное представление Ту-16 состоялось 1 мая 1954 года, в ходе авиационной составляющей парада над Красной площадью. Над Москвой в плотном строю прошло 9 бомбардировщиков 203-го тяжелобомбардировочного полка. За показом наблюдали и присутствовавшие на параде военные атташе многих стран мира. Интересно привести оценку «шестнадцатого» зарубежными экспертами: бомбовая нагрузка называлась равной 9000 кг и оценивалась достаточно точно, как и взлетная масса бомбардировщика, от 70000 до 80000 кг. Дальность определяли равной всего 4800 км, а двигатели, по их мнению, развивали максимальную тягу по 6800 кг каждый. Даже при этом, советские ТРД называли самыми мощными в мире на тот момент. Западные специалисты даже представить себе не могли, насколько мы смогли шагнуть вперед планеты в создании мощных ТРД, занижая верные цифры, без малого в полтора раза. Еще более занимательным было утверждение западных авиационных экспертов о том, что «некоторое количество самолетов этого типа используется в качестве истребителей ПВО для защиты наиболее важных объектов».
Оперативное внедрение «шестнадцатого» в серию шло параллельно с доводкой его конструкции, обеспечением надежной эксплуатации машины и доведением его ресурсных показателей до требуемых значений. Все это было результатом постоянного напряженного труда сотрудников ОКБ, возглавлявших главным конструктором Ту-16 Д.С. Марковым.
Полувековая успешная эксплуатация огромного семейства Ту-16 в разнообразных, сложных условиях стала прекрасной проверкой качества различных отечественных авиационных материалов; от легких высокопрочных сплавов до пластмасс и электроизоляционных материалов, используемых в электросистеме. «Ту-шестнадцатый» стал для советской авиационной науки настоящим первопроходцем в классе тяжелых реактивных самолетов. В ходе его испытаний и дальнейшей эксплуатации был вскрыт ряд теоретических проблем, которые были своевременно и успешно решены, открыв путь дальнейшему развитию отечественной авиации. Успешная массовая эксплуатация Ту-16 дало возможность прочно войти в советское самолетостроение стреловидной схемы крыла, для тяжелых скоростных машин самых разнообразных классов и дало бесценную практическую информацию для создания последующих тяжелых машин, которые проектировались и строились в ОКБ А.Н. Туполева.
Для наших ВВС Ту-16 стал первой машиной Дальней авиации, на которой отечественные строевые летчики смогли выйти на околозвуковые скорости. Летчики Дальней авиации и авиации ВМФ, в пятидесятые годы могли честно утверждать, что служат на одном из самых передовых боевых самолетов в мире. В советских Воздушных Силах Ту-16 стал первым, по-настоящему массовым, дальним носителем атомного оружия, а кроме того и первым дальним высокоскоростным самолетом-ракетоносцем. На этих машинах, впервые в массовом порядке, советские летчики освоили и использовали систему дозаправки в полете. Эксплуатация «шестнадцатого» в частях ВВС дала возможность подготовить высоко квалифицированные кадры летного и наземного персонала, обеспечившего безболезненный переход на скоростные тяжелые боевые машины следующих поколений, таких как Ту-22, Ту-22М и Ту-160. Также именно экипажи Ту-16 без труда пересели на первые пассажирские реактивные Ту-104, во многом решив проблемы с кадрами в отечественном ГВФ, в период внедрения новой реактивной техники.
Ту-16 активно летали до конца восьмидесятых годов, встав в один ряд по времени эксплуатации с такими известными машинами, как заокеанский В-52 и наш Ту-95, однако в отличие от других долгожителей «шестнадцатые» обошлись минимумом крупных конструктивных доработок.
В ходе производства было освоено более 50 вариантов Ту-16 разнообразного назначения. Ниже приводится лишь основная часть модификаций.
Ту-1бА (1954 год) Носитель ядерного оружия. Бомбоотсек самолета был оборудован системой обогрева. Произведено 453 самолета.
Ту-16КС (1954) Ракетоносец, вооруженный двумя противокорабельными ракетами КС-1, которые были разработаны в ОКБ-155 А.И. Микояна. КС-1 имела стартовый вес в 2766 кг. Дальность пуска составляла 80 км. В первую очередь система предназначалась для борьбы с авианосцами противника.
Ту-16З (1955) Самолет-заправщик для воздушной дозаправки бомбардировщиков Ту-16 иных модификаций. Всего в них было переоборудовано более 100 серийных машин.
Ту-16СПС (1955) Постановщик помех.
Ту-16Р (1956) Фоторазведчик. На самолете были установлены семь аэрофотоаппаратов, станция активных помех и аппаратура для проведения радиотехнической разведки СРС-3, размещенная в подкрыльевых подвесных контейнерах.
Ту-16Б (1957) Это был опытный самолет, на котором проходили испытания ТРД РД-16 с максимальной тягой 11 000 кгс. Характеристики самолета заметно возросли. Проектом предусматривались достижение дальность полета в 7200 км и скорости до 1050 км/ч. Серийно машина не производилась.
Ту-16П (1957) Постановщик помех. В бомбоотсеке машины монтировалось четыре станции для постановки активных помех.
Ту-16 «Елка» (1957) Постановщик пассивных помех, в самолете размещались автоматы для нарезки и выброса дипольных отражателей.
Ту-16Т (1957) Самолет-торпедоносец. Машина имела возможность нести торпеды, глубинные бомбы авиационные мины. В конце шестидесятых годов почти все Ту-16Т были переоборудованы в противолодочные Ту-16ПЛ.
Ту-16К-10 (1961 г.) Ракетоносец, вооруженный одной противокорабельной ракетой К-10С, способной нести ядерную боевую часть.
Ту-16К-16 (1962 г.) Ракетоносец с двумя противокорабельными ракетами КСР-2.
(В целом семейство самолетов-ракетоносцев и специализированных машин, созданных на базе Ту-16, заслуживает отдельной большой статьи, которая будет подготовлена несколько позже.)
Появление бомбардировщика в Советском Союзе, нового дальнего бомбардировщика в самом скором времени вызвало интерес у зарубежных заказчиков. Практически все они относились к странам, переживавшим революционные перемены, которыми была так насыщена политическая жизнь пятидесятых годов. Общим было и то, что все эти страны остро нуждались в пополнении и обновлении своих арсеналов — как для реализации собственных амбиций и наличия конфликтов с соседними государствами, так и для «защиты революции» от «носителей демократии». Поэтому незаурядный по своим характеристикам и боевым возможностям бомбардировщик оказался весьма привлекательным для целого ряда государств, ориентированных на нашу страну. И именно за рубежом Ту-16 довелось «понюхать пороху», но об этом в следующей части.
Продолжение следует…
Источники:
Ригмант В. Как создавался Ту-16. О предшественниках великого самолета // Крылья Родины. 2002. №5. С. 18-25.
Марковский В., Приходченко И. Ракетоносец Ту-16. Триумф советского авиапрома. М.: Яуза, 2015. С.174-191.
Ригмант В. Ту-16. Рождение долгожителя // Авиация и космонавтика. 2002. №5. С. 20-28.
Гордон Е., Кудрявцев В., Ригмант В. Легендарный Ту-16 // Авиация и время. 2001. №1. С.4-24.
Гордон Е., Кудрявцев В., Ригмант В. Легендарный Ту-16 // Авиация и время. 2001. №2. С.4-22.
Якубович Н., Артемьев А. Туполев Ту-16. Дальний бомбардировщик и ракетоносец. М.: АСТ, 2001. С.12-34, 48-97, 111-122.
- Инженер-технарь
- Реактивный шедевр С.В. Ильюшина.
Непростая судьба Ту-14.
Ту-95. Из истории «Русского медведя».
Информация