Ту-16: самолёт-эпоха. Часть II. От рождения до серии
nter]
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.
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.