В 1960-1970-х годах была реализована самая сложная и дорогостоящая программа в истории советского авиастроения. Однако, созданный в результате самолёт строился в единичных экземплярах, а по прямому назначению использовали лишь два из них, да и то ‒ меньше года.
Давайте перечислим обстоятельства, из-за которых создание советского сверхзвукового пассажирского самолёта стало таким долгим, сложным и затратным.
Как известно, многие свои самолёты А.Н. Туполев создавал, используя задел по предыдущим военным и гражданским машинам. В качестве примеров можно привести цепочки Ту-16 ‒> Ту-104 ‒> Ту-124 ‒> Ту-134 или Ту-95 ‒> Ту-114 ‒> Ту-126. Однако, проработка первых предложенных проектов на базе сверхзвуковых бомбардировщиков показало, что исполнить старый трюк с переделкой военного самолёта в гражданский на этот раз не получится. Первые сверхзвуковые бомбардировщики были не способны на длительный крейсерский полет на сверхзвуке. Самолёт пришлось создавать практически с нуля.
Чтобы обеспечить выработанное требование полета на двух Махах на дальность до 6500 км со 100-120 пассажирами, требовалось увеличить аэродинамическое качество (отношение подъёмной силы к лобовому сопротивлению) до 7.5-8.0 единиц, что значительно превышало значения для отечественных тяжелых сверхзвуковых боевых самолетов того периода. Самое высокое на тот момент аэродинамическое качество было у самолёта М-50 и оно составляло 5.5.
Кроме чисто конструкторских, возник целый сонм технических и организационных вопросов.
Самолёт нужно было безболезненно интегрировать в существующую транспортную систему, учесть особенности советской и зарубежных систем воздушных перевозок, существующих аэропортов и управления воздушным движением.
Так как пассажирский самолёт должен выполнять рейсы над густонаселёнными районами страны, возникла необходимость изучения воздействия шума и звукового удара на людей, животных и строения. По этим причинам полёт должен был проходить на высоте до 20 км. Поэтому необходимо было нивелировать воздействие на людей солнечной радиации, активной на этих высотах.
Длительный полет на сверхзвуке сопряжён с работой планера и агрегатов самолёта при повышенных температурах (близких к 100-120 °С), для чего потребовалось создать теплостойкие конструкционные материалы, смазки, герметики и т.д.
Чтобы обеспечить комфортные климатические условия на борту, ставилась задача разработки принципиально новых систем кондиционирования, автоматической регулировки температуры, давления и расхода воздуха. В отделке пассажирского салона использовались новейшие на тот момент материалы.
Необходимо было создать ряд новых устройств и систем, обеспечивающих автоматическое управление полетом, точную навигацию в условиях длительного сверхзвукового полета и автоматическую посадку. Пилотажно-навигационное оборудование Ту-144 являлось прорывом для отечественной авиации: новейший автопилот и бортовая ЭВМ, проекционный индикатор навигационной обстановки, система автоматического захода на посадку в любое время суток при сложных погодных условиях и т.д.
В конструкции планера в основном использовались традиционные алюминиевые сплавы, но центральная часть крыла и элевоны изготовлялись из дорогостоящих и трудоёмких в производстве титановых сплавов.
Небольшая высота крыла потребовала уменьшения размера колес, в результате в основных стойках шасси использовалась многоколёсная тележка с колесами, не унифицированными с другими типами самолётов.
Учитывая техническую сложность получения высокой дальности полёта, было решено создавать самолёт в два этапа: сначала достичь дальности 4000-4500 км, на втором этапе ‒ достичь дальности 6500 км. Понятно, что это ещё больше удорожало и затягивало создание самолёта.
Необходимо было создать мощные и экономичные двигатели, устойчиво работающие в условиях сверхзвукового полета. ОКБ Н.Д. Кузнецова на основе газогенератора двигателя НК-8 создало двухконтурный турбореактивный двигатель с форсажными камерами НК-144 со взлётной тягой 20000 кгс. Двигатель работал на форсаже в крейсерском полёте, что делало его более надёжным и менее дорогим. Успехи и неудачи проекта Ту-144 в огромной степени зависели от результатов работы двигателестроителей.
В 1968 году был построен первый прототип самолёта, на который даже установили четыре катапультируемых кресла экипажа, что, конечно, внесло дополнительные усложнения в конструкцию. Одновременно на базе истребителя МиГ-21 создан самолёт-аналог А-144 с аэродинамически подобным крылом.
На второй и последующей машинах увеличили длину фюзеляжа, изменили форму крыла, носовой части, расположение двигателей. Из-за новой компоновки мотогондол изменили шасси, на основной тележке вместо 12 колёс стало 8. Поменялось расположение и схема уборки носовой стойки шасси. Но самым заметным отличием было внедрение переднего убирающегося крылышка-дестабилизатора, помогавшего балансировке самолета на взлёте и посадке. В результате доработок и увеличения запаса топлива взлётная масса увеличилась на 45 тонн. Можно сказать, что со вторым прототипом Ту-144 был создан новый самолёт.
На первом прототипе стояли опытные двигатели НК-144 с удельным расходом топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме 2.23 кг/кгс*час, что не позволило ему улететь на сверхзвуке дальше 3000 км. Благодаря установке оптимизированного двигателя НК-144А с минимальным расходом топлива порядка 1.8 кг/кгс*час, удалось достичь максимальной дальности с коммерческой нагрузкой в 3600 км, что всё равно сильно не дотягивало до изначальных требований даже для первого этапа.
Ещё за 4 года до полёта первого прототипа начались работы по созданию самолёта второго этапа ‒ Ту-144Д (Доработанный), с двигателями ОКБ П.А. Колесова РД-36-51, способными осуществлять длительный сверхзвуковой полёт без использования форсажной камеры. В 1976 году первый самолёт с РД-36-51А выполнил полёт на 6200 км с нагрузкой 5 тонн, чем подтвердил перспективность продолжения работ по Ту-144Д. В 1978 году на испытания вышел первый серийный Ту-144Д, но 23 мая 1978 года он потерпел катастрофу из-за разрушения топливопровода в двигательном отсеке. Погибли двое инженеров-испытателей.
В первый пассажирский рейс Москва — Алма-Ата самолёты Ту-144 с двигателями НК-144А отправились 1 ноября 1977 года. Пассажирские рейсы выполнялись раз в неделю, билет стоил сначала 68 рублей, затем ‒ 83 руб. 70 коп., против 48 и 62 рублей на дозвуковом самолёте по тому же маршруту. Однако, сразу после катастрофы первого серийного Ту-144Д в мае 1978 года пассажирские перевозки прекратились и не были возобновлены. Было выполнено всего лишь 55 рейсов, перевезено 3284 пассажира.
В начале 1980-х годов наконец закончились государственные испытания, самолёт получил сертификат летной годности. Ту-144 и Ту-144Д были рекомендованы для эксплуатации с пассажирами, но постепенно программа была свёрнута. Всего, с учётом прототипов, успели построить 16 самолётов.
Что же привело к свёртыванию программы Ту-144, на которую были потрачены колоссальнейшие ресурсы советской экономики?
- катастрофа 1978 года и как минимум две аварии, связанные с разрушением двигателя РД-36-51А, произошедшие в 1980-81 годах;
- резкий рост цен на нефть и топливо после арабо-израильского конфликта в 1973 году;
- отсутствие в СССР запроса на быстрые, комфортные, но дорогостоящие перелёты;
- заведомая убыточность эксплуатации Ту-144 в «Аэрофлоте»;
- отсутствие у «Аэрофлота» желания осваивать сложнейший в эксплуатации самолёт;
- высокий начальный энтузиазм руководства страны, сменившийся безразличием по мере затягивания программы;
- надвигавшийся в начале 1980-х годов экономический кризис, вынудивший свернуть работу по многим сложным и дорогостоящим гражданским проектам.
Создание и доводка Ту-144 стала крупнейшей, сложнейшей и, без сомнения, самой дорогостоящей программой в истории советского самолетостроения. Гуляет байка, как председателя совета министров СССР Алексея Косыгина спросили: «Сколько стоит Ту-144?», на что тот ответил: «Это знаю только я, но никому не скажу».
Разумеется, такая мощная программа дала ощутимый толчок развитию советского авиастроения, и не только гражданского. На основе двигателей НК-144 разработаны НК-25 для самолётов Ту-22М. Многие аэродинамические и компоновочные решения, подходы к проектированию агрегатов и систем были применены в Ту-22М и Ту-160. К сожалению, задел был реализован не полностью вследствие распада страны.
Фото мои: Ульяновск, Монино, Жуковский. Источник текста: Уголок неба