А.Н. Туполев – человек и его самолеты, стр. 71
Самолетные требования по весу, энергопотреблению и безопасности не позволили конструкторам использовать промышленные образцы, по всем направлениям были выполнены очень интересные конструкторские разработки.
Одновременно решалась самая сложная часть этой задачи – создание наземной инфраструктуры, способной обеспечить массовое применение альтернативного топлива.
В Жуковском под руководством В. Климова и В. Борисова была создан опытный заправочный комплекс. Комплекс включал систему заправки, системы аварийного слива, системы безопасности и системы управления из специального бункера. Топливо доставлялось заправщиками. На первом этапе работ из- за их высокой опасности было предусмотрено управление самолетными системами из бункера.
Самолет Ту-155 внешне незначительно отличался от серийного самолета Ту-154.
На верхней части стабилизатора был установлен вертикальный пилон для размещения системы дренажа. Заметно отличался внешне двигатель НК-88, на котором были размещены коробка агрегатов и система перевода жидкого продукта в газообразный. По правому борту был размещен трубопровод аварийного слива альтернативного топлива.
К марту 1998 года производством Жуковской базы (руководитель работ В. Антамохин) самолет был построен. Начались сложные наземные отработки. При этом по многим причинам было принято решение первый этап испытаний проводить на жидком водороде.
18 апреля 1988 самолет Ту-155 выполняет свой первый полет с двигателем НК-88, работающим на жидком водороде. Самолет пилотировал экипаж в составе В. Севанькаева (командир), А. Талалакина (второй пилот), А. Криулина (бортинженер штатных систем), Ю. Кремлева (бортинженер опытных систем), В. Архипова (ведущего инженера по экспериментам). В дальнейшем в короткий период была выполнена программа первого этапа, состоящая из пяти полетов, в процессе которых самолет, двигатель и все системы были проверены в основных и аварийных режимах в пределах разрешенной области полетов до скоростей 900 км/час. В процессе испытаний была определена область устойчивого запуска двигателя в воздухе, проверен аварийный слив, многократно имитировались отказы.
К сентябрю 1988 года АНТК им. Туполева выполнил очень важную работу и согласовал с «Газпромом» стандарт на новое авиационное топливо в России – сжиженный природный газ, и испытатели приступили ко второму этапу работ.
Природный газ широко применяется и подается по трубопроводам из районов добычи во многие города и аэропорты. Значительная часть необходимой инфраструктуры для промышленного и бытового применения, а также для использования на транспорте уже существует. В конце 80-х годов советские ученые считали, что известные запасы природного газа составляли более 610 миллионов тонн, что на порядок больше разведанных запасов углеводородных топлив. Половина запасов газа находилось на территории Советского Союза. Даже если считать, что запасы природного газа не бесконечны, это вид топлива может служить на 100 лет больше широко применяемых сейчас углеводородных топлив.
Опыт работы с жидким водородом существенно облегчил испытания на сжиженном природном газе. Оказалось, что доработки двигателя для работы на газе незначительны. Пришлось установить новые и дополнительные насосы для подкачки топлива. Одновременно удалось значительно упростить технологию заправок и подготовки самолета к вылету. Были демонтированы гелиевые системы, существенно упрощены системы безопасности. Теперь все работы по управлению системами выполнялись только из кабины экипажа самолета Ту-155.
После первого вылета самолета Ту-155 на водороде. Слева направо: Главный конструктор В. Андреев, главный конструктор двигателя В. Орлов, члены экипажа: А. Криулин, В. Кремлев, В. Архипов, начальник Жуковской летно-испытательной базы В. Климов, командир корабля В. Севанькаев
18 января 1989 года состоялся первый в мире полет самолета с использованием сжиженного природного газа в качестве топлива. В дальнейшем по программе было выполнено более 80 полетов. Поведение самолета, двигателей и всех систем проверено на высотах до 13 000 метров и до скоростей полета 950 км/час .
Отработанные приемы эксплуатации позволили продемонстрировать самолет на трех аэрокосмических выставках: в Ницце в октябре 1989 года, Ганновере (июнь 1990 года) и Берлине (июль 1991 года). При этом для заправок использовались стандартные западные заправщики.
На всех выставках самолет привлекал огромное внимание как специалистов, так и публики.
В 1993 году на базе накопленного опыта были начаты работы по созданию серийного самолета Ту-156, способного использовать и криогенное топливо и керосин.
До 1996 года были разработаны чертежи и переданы на самарский завод «Авиакор».
Однако, учитывая колоссальные политические и финансовые трудности, которые выпали на долю России в эти годы, трудно сейчас сказать, получит эта программа продолжение или нет.
Ту-160 Сверхзвуковой стратегический бомбардировщик «Blackjack»
Создание компанией «Рокуэлл» бомбардировщика В-1 для военно-воздушных сил США подтолкнуло советское руководство к решению объявить конкурс на разработку сверхзвукового стратегического бомбардировщика, способного заменить самолет Ту-95 «Бээр» и частично заменить и дополнить бомбардировщик среднего радиуса действия Ту-22М «Бэкфайер».
Работы начались в начале 70-х годов. Свои предложения представили несколько конструкторских бюро. Насколько известно, самое лучшее предложение поступило от КБ Мясищева, но командование ВВС посчитало, что этому конструкторскому бюро запустить в производство свою конструкцию будет сложно, поэтому пальма первенства в конкурсе была отдана хорошо подготовленному ОКБ Туполева. Одним из факторов, который учли, принимая такое решение, был опыт работы по Ту-144, сверхзвуковому пассажирскому самолету.
Алексей Туполев к этому времени уже стал преемником отца и работал генеральным конструктором ОКБ, названного именем А.Н.Туполева. Это назначение для советской промышленности было довольно необычно. По сути, это единственный случай в практике авиационного конструкторского бюро, когда сын становится преемником своего отца. Алексей Андреевич назначает главным конструктором программы, получившей название Ту-160, Валентина Близнюка.
С самого начала предлагалось применить крыло с изменяемой в полете стреловидностью, хотя для создания крыла нужного размера еще не было ни материалов, ни технологий. Особенно большее внимание было уделено общей компоновке самолета, оптимизации силовой установки. Рассматривались различные варианты размещения воздухозаборников и двигателей, в том числе экзотические. (Например, на одном из этапов работы рассматривался вариант вертикальной «спарки», когда двигатели предлагали установить один над другим.) Анализ безопасности схемы и очевидные недостатки (возможность попадания керосина из верхней гондолы в нижнюю, возможность единовременного помнажа двух двигателей по одной причине) заставили отказаться от необычных вариантов. Конструкторы вернулись к достаточно традиционной схеме и сосредоточили силы на повышении характеристик самолета как носителя крылатых ракет, повышения общих характеристик авиационнотранспортной системы. В реализации этой программы участвовали многие специалисты ведущих научно-исследовательских институтов и даже инженеры других конструкторских бюро, а также работники других отраслей промышленности. Впервые в Советском Союзе была разработана собственная технология, аналогичная т.н. технологии «стел » с малым уровнем демаскирующих признаков, что позволяло уменьшить возможность обнаружения нового самолета радиолокационными станциями противника.
Моторостроительное конструкторское бюро, возглавляемое Николаем Кузнецовым, разработало для программы газотурбинный двухконтурный двигатель с форсажной камерой НК-32. Когда в 1980 году он был построен, для проведения оценочных испытаний двигатель установили на испытательной летающей лаборатории Ту-95ЛЛ. Каждый двигатель НК-32 развивал с форсажной камерой тягу 25 000 кг. Многие системы, уже использованные в конструкции самолета Ту-22МЗ, были адаптированы для Ту-160. В то же время от электронных версий искусственного горизонта, гирополукомпаса и указателя крена пришлось отказаться как от не в полной мере удовлетворяющих заданным требованиям. На самолете широко применяется титан, составляющий 20 процентов массы корпуса. Подверженные сильному нагреву передние кромки крыла, а также коробчатый лонжерон центроплана длиной 12,4 м и шириной 2,1 м с боковыми приливами из сплавов алюминия изготовлены из титановых сплавов. Лонжерон центроплана используется для размещения топливных баков. Широко применены композиционные материалы из углеродного волокна и стекловолокно. Топливные баки, оформленные в виде кессонных конструкций, размещаются и в отъемных частях крыла, которые изготовлены из алюминиевых и титановых сплавов. К центроплану отъемные части крепятся на шарнирах, таким образом, угол стреловидности можно изменять в пределах от 20 до 65 градусов.