Гиперзвуковые «Ту»
Пятидесятые годы прошлого века остались в истории не только периодом бурного развития ракетной техники, плавно перетекающего в настоящую ракетоманию. В это время прогресс сулил настолько прекрасные перспективы во всех областях науки и техники, что стало появляться огромное количество идей, которые всего пару лет назад казались лишь научной фантастикой. Среди них были и проекты летательных аппаратов, которые должны были летать и в воздухе, и за пределами земной атмосферы. В первые годы бурного развития ракетной техники именно гибрид самолета и ракеты выглядел одним из самых перспективных путей развития средств доставки атомного оружия. Именно из этой идеи «вырос» ряд интересных проектов гиперзвуковых и орбитальных самолетов.
«ДП»
В 1958 году ОКБ А.Н. Туполева получило задание на проведение исследовательских работ по теме «ДП» – Дальний Планирующий. Согласно первоначальной задумке заказчика, самолет «ДП» должен был использоваться в качестве последней ступени авиационно-ракетной ударной системы. Ракета-носитель (на эту роль предлагались почти все тогдашние ракеты средней и большой дальности) выводила самолет в заатмосферное пространство, где он отстыковывался и в беспилотном режиме самостоятельно отправлялся к цели. По результатам исследования конструкторы-туполевцы пришли к выводу, что оптимальной высотой расцепки являются 80-100 километров, в зависимости от расстояния до цели. Любопытной была конструкция проектировавшегося «ДП». По причине высокой скорости аппарата после его отделения от ракеты решили окончательно отказаться от какого-либо маршевого двигателя (отсюда «планирующий» в индексе), а для обеспечения работоспособности систем самолет предполагалось оснащать набором электрических аккумуляторов и баллонов для сжатого газа.
Боевая нагрузка «ДП» изначально прорабатывалась в двух вариантах. Согласно первому, в нужный момент на большой высоте происходил сброс ядерного заряда и самолет, выходя из пикирования, уходил «домой». Однако обеспечить приемлемую точность попадания в цель в таком случае было, мягко говоря, непросто. Кроме того, самолет вряд ли выдержал бы перегрузку, возникающую на выходе из пикирования. Поэтому от первого варианта отказались и стали работать над вторым. Согласно ему, боезаряд был частью конструкции самолета. Подрыв боеголовки, конечно, уничтожит самолет, но при этом возможно создать гораздо более точную систему доставки.
Проект «ДП» для своего времени выглядел более чем перспективным. Во-первых, военных подкупала точность попадания. Она была значительно выше, чем у тогдашних баллистических ракет. Во-вторых, уже тогда было ясно, что вскоре все ведущие страны начнут создавать средства противоракетной обороны, а предполагаемый профиль полета «ДП» выглядел подобно противозенитному маневру бомбардировщика. Соответственно, используя для доставки ядерных зарядов самолет «ДП», можно было бы в течение нескольких лет или даже десятилетий не беспокоиться на предмет ПРО противника.
Исследовательские и предварительные конструкторские работы по теме «ДП» заняли три с лишним года. Помимо ОКБ Туполева в них были заняты ЦАГИ, ВИАМ, ЛИИ и множество других организаций. Оно и понятно, помимо непосредственно конструкционных вопросов нужно было решить ряд сопутствующих. Так, высокие скорости полета на конечном участке траектории требовали термостойких материалов обшивки и силового набора, а обводы фюзеляжа и крыла должны были обеспечивать приемлемую аэродинамику, но при этом не усиливать нагрев конструкции. Наконец, нужно было провести анализ всех возможных траекторий полета и выбрать из них наиболее подходящую по целому ряду параметров. В ходе этих работ, кроме прочего, было построено несколько экспериментальных аппаратов, на которых проверялись те или иные технологии и идеи.
«130»
Все экспериментальные самолеты делались в рамках проекта «130» (Ту-130). По ряду причин было принято решение вывести эксперименты по гиперзвуковой баллистической тематике в отдельный проект. Уже в ходе работ над проектом «130» прежде всего в очередной раз проверили аэродинамическую схему будущего экспериментального аппарата. Рассматривалась классическая схема с крылом и хвостовым оперением, «утка», бесхвостка, летающее крыло и т.д. Интересен тот факт, что в ЦАГИ в то время еще не было гиперзвуковых аэродинамических труб. Поэтому испытания пришлось проводить в специально созданной установке, в которой разгон модели происходил при помощи особой пушки. В результате продувок оптимальной признали схему бесхвостка с неким подобием того, что сейчас именуется несущим фюзеляжем. В хвостовой части разместили стабилизаторы. Выбрав основное направление работ, конструкторы-туполевцы создали несколько моделей самолета «130» в разных конфигурациях. Их оснастили твердотопливными ракетными двигателями и измерительной аппаратурой. Запуски этих моделей производились с летающей лаборатории Ту-16ЛЛ. В нескольких полетах удалось разогнать экспериментальный макет до скорости, почти в шесть раз превышающей скорость звука.
Этот самолет не должен был выходить на орбиту – ему просто не хватило бы топлива и тяги двигателей – но это и не было его предназначением. Ту-2000 был призван стать летающей лабораторией для отработки пилотируемого полета на высотах свыше 25-30 километров и скоростях порядка М=6. Для разгона до гиперзвуковых скоростей снова были предложены прямоточные двигатели на жидком водороде в комбинации с турбореактивными.
Второй вариант нового проекта с индексом Ту-2000Б имел в два с половиной раза больший взлетный вес и большие габариты. Именно на основе этого проекта в будущем планировалось сделать боевую и пассажирскую машины. К примеру, шесть прямоточных двигателей на скорости в М=6 и высоте 30 км обеспечивали расчетную дальность не менее 10 тыс. километров. Полезная нагрузка Ту-2000Б в обоих вариантах достигала 10-12 тонн.
Для будущего Ту-2000А были изготовлены кессон крыла, некоторые элементы фюзеляжа и ряд узлов топливной системы. Однако в 1992 году из-за отсутствия финансирования проект пришлось заморозить. К сожалению, еще в девяностых экономическая ситуация в стране привела к закрытию обеих версий Ту-2000 и проекта ООС. Как говорилось выше, строительство последнего было возможно к середине 90-х. Для Ту-2000 примерный срок первого полета определялся в 13-15 лет после начала работ. Иными словами, Ту-2000А должен был отправиться на летные испытания еще в первой половине двухтысячных. Но до сих пор этого так и не случилось. Более того, есть все основания сомневаться, что проекты ООС и Ту-2000А вообще будут когда-либо возобновлены.
Никаких перспектив...
Из-за ряда не самых приятных событий почти полувековой опыт и наработки конструкторского бюро им. А.Н. Туполева в области гиперзвуковых летательных аппаратов различного назначения оказался невостребованным. И, что не добавляет оптимизма, закрытие проектов «ДП», «130», ООС и Ту-2000 плохо сказалось не только на будущем российской аэрокосмической отрасли. В настоящее время ввиду вывода из эксплуатации американских шаттлов вопрос многоразового космического «грузовика» встал особенно остро. По всему миру разные конструкторские бюро бьются над этой проблемой, но до сих пор особых успехов не видно. Предлагаются достойные конструкции, однако, к большому сожалению, они пока не имеют тех характеристик, которые были у работяг-шаттлов или у так и не полетевшего советского Ту-2000Б.
По материалам сайтов:
http://alternathistory.org.ua/
http://vadimvswar.narod.ru/
http://airbase.ru/
http://airwar.ru/
http://www.sergib.agava.ru
«ДП»
В 1958 году ОКБ А.Н. Туполева получило задание на проведение исследовательских работ по теме «ДП» – Дальний Планирующий. Согласно первоначальной задумке заказчика, самолет «ДП» должен был использоваться в качестве последней ступени авиационно-ракетной ударной системы. Ракета-носитель (на эту роль предлагались почти все тогдашние ракеты средней и большой дальности) выводила самолет в заатмосферное пространство, где он отстыковывался и в беспилотном режиме самостоятельно отправлялся к цели. По результатам исследования конструкторы-туполевцы пришли к выводу, что оптимальной высотой расцепки являются 80-100 километров, в зависимости от расстояния до цели. Любопытной была конструкция проектировавшегося «ДП». По причине высокой скорости аппарата после его отделения от ракеты решили окончательно отказаться от какого-либо маршевого двигателя (отсюда «планирующий» в индексе), а для обеспечения работоспособности систем самолет предполагалось оснащать набором электрических аккумуляторов и баллонов для сжатого газа.
Боевая нагрузка «ДП» изначально прорабатывалась в двух вариантах. Согласно первому, в нужный момент на большой высоте происходил сброс ядерного заряда и самолет, выходя из пикирования, уходил «домой». Однако обеспечить приемлемую точность попадания в цель в таком случае было, мягко говоря, непросто. Кроме того, самолет вряд ли выдержал бы перегрузку, возникающую на выходе из пикирования. Поэтому от первого варианта отказались и стали работать над вторым. Согласно ему, боезаряд был частью конструкции самолета. Подрыв боеголовки, конечно, уничтожит самолет, но при этом возможно создать гораздо более точную систему доставки.
Проект «ДП» для своего времени выглядел более чем перспективным. Во-первых, военных подкупала точность попадания. Она была значительно выше, чем у тогдашних баллистических ракет. Во-вторых, уже тогда было ясно, что вскоре все ведущие страны начнут создавать средства противоракетной обороны, а предполагаемый профиль полета «ДП» выглядел подобно противозенитному маневру бомбардировщика. Соответственно, используя для доставки ядерных зарядов самолет «ДП», можно было бы в течение нескольких лет или даже десятилетий не беспокоиться на предмет ПРО противника.
Исследовательские и предварительные конструкторские работы по теме «ДП» заняли три с лишним года. Помимо ОКБ Туполева в них были заняты ЦАГИ, ВИАМ, ЛИИ и множество других организаций. Оно и понятно, помимо непосредственно конструкционных вопросов нужно было решить ряд сопутствующих. Так, высокие скорости полета на конечном участке траектории требовали термостойких материалов обшивки и силового набора, а обводы фюзеляжа и крыла должны были обеспечивать приемлемую аэродинамику, но при этом не усиливать нагрев конструкции. Наконец, нужно было провести анализ всех возможных траекторий полета и выбрать из них наиболее подходящую по целому ряду параметров. В ходе этих работ, кроме прочего, было построено несколько экспериментальных аппаратов, на которых проверялись те или иные технологии и идеи.
«130»
Все экспериментальные самолеты делались в рамках проекта «130» (Ту-130). По ряду причин было принято решение вывести эксперименты по гиперзвуковой баллистической тематике в отдельный проект. Уже в ходе работ над проектом «130» прежде всего в очередной раз проверили аэродинамическую схему будущего экспериментального аппарата. Рассматривалась классическая схема с крылом и хвостовым оперением, «утка», бесхвостка, летающее крыло и т.д. Интересен тот факт, что в ЦАГИ в то время еще не было гиперзвуковых аэродинамических труб. Поэтому испытания пришлось проводить в специально созданной установке, в которой разгон модели происходил при помощи особой пушки. В результате продувок оптимальной признали схему бесхвостка с неким подобием того, что сейчас именуется несущим фюзеляжем. В хвостовой части разместили стабилизаторы. Выбрав основное направление работ, конструкторы-туполевцы создали несколько моделей самолета «130» в разных конфигурациях. Их оснастили твердотопливными ракетными двигателями и измерительной аппаратурой. Запуски этих моделей производились с летающей лаборатории Ту-16ЛЛ. В нескольких полетах удалось разогнать экспериментальный макет до скорости, почти в шесть раз превышающей скорость звука.
Этот самолет не должен был выходить на орбиту – ему просто не хватило бы топлива и тяги двигателей – но это и не было его предназначением. Ту-2000 был призван стать летающей лабораторией для отработки пилотируемого полета на высотах свыше 25-30 километров и скоростях порядка М=6. Для разгона до гиперзвуковых скоростей снова были предложены прямоточные двигатели на жидком водороде в комбинации с турбореактивными.
Второй вариант нового проекта с индексом Ту-2000Б имел в два с половиной раза больший взлетный вес и большие габариты. Именно на основе этого проекта в будущем планировалось сделать боевую и пассажирскую машины. К примеру, шесть прямоточных двигателей на скорости в М=6 и высоте 30 км обеспечивали расчетную дальность не менее 10 тыс. километров. Полезная нагрузка Ту-2000Б в обоих вариантах достигала 10-12 тонн.
Для будущего Ту-2000А были изготовлены кессон крыла, некоторые элементы фюзеляжа и ряд узлов топливной системы. Однако в 1992 году из-за отсутствия финансирования проект пришлось заморозить. К сожалению, еще в девяностых экономическая ситуация в стране привела к закрытию обеих версий Ту-2000 и проекта ООС. Как говорилось выше, строительство последнего было возможно к середине 90-х. Для Ту-2000 примерный срок первого полета определялся в 13-15 лет после начала работ. Иными словами, Ту-2000А должен был отправиться на летные испытания еще в первой половине двухтысячных. Но до сих пор этого так и не случилось. Более того, есть все основания сомневаться, что проекты ООС и Ту-2000А вообще будут когда-либо возобновлены.
Никаких перспектив...
Из-за ряда не самых приятных событий почти полувековой опыт и наработки конструкторского бюро им. А.Н. Туполева в области гиперзвуковых летательных аппаратов различного назначения оказался невостребованным. И, что не добавляет оптимизма, закрытие проектов «ДП», «130», ООС и Ту-2000 плохо сказалось не только на будущем российской аэрокосмической отрасли. В настоящее время ввиду вывода из эксплуатации американских шаттлов вопрос многоразового космического «грузовика» встал особенно остро. По всему миру разные конструкторские бюро бьются над этой проблемой, но до сих пор особых успехов не видно. Предлагаются достойные конструкции, однако, к большому сожалению, они пока не имеют тех характеристик, которые были у работяг-шаттлов или у так и не полетевшего советского Ту-2000Б.
По материалам сайтов:
http://alternathistory.org.ua/
http://vadimvswar.narod.ru/
http://airbase.ru/
http://airwar.ru/
http://www.sergib.agava.ru
Автор: Glenn Witcher