Рубрика "Разбор полётов". Часть 4.
"Продолжаем разговор" (с), начатый в предыдущей статье, посвящённой Ту-134. В этот раз на острие жала Папы Урбана будет Ту-154, "Тушка", "Туполь", основной магистральный самолёт в СССР в 1980-е, 1990-е и, в значительной степени, начале 2000-х. Символ Аэрофлота и советской авиации вообще.
Основная рабочая лошадка на самых нагруженных маршрутах. Обладал уникальными характеристиками. Мог, например, летать без хвоста (по крайней мере, в фильме "Экипаж").
Выпущено более 1000 штук. Занимал ту же нишу, что сейча Boeing 737 и Airbus A320, самые массовые гражданские самолёты в мире - нишу среднемагистрального авиалайнера. Оказался ими же, в результате, вытеснен.
Среди публики распространён пагубный миф, о том, что виной всему - неэффективные движки, потребляющие слишком много топлива. Так ли это на самом деле? Действительно ли, что вся причина ухода "Туполя"
со сцены это устаревшие прожорливые двигатели?
В комментариях к вышедшему ранее разбору полётов (Ту-134) многие читатели отметились замечаниями вроде следующих:
Урбанорбита, у ту154 есть ровесник, Боинг, внешне очень похожий, и так же 3 двигателя.. Они создавались когда о расходе не особо парились.
Или:
Я согласен. Сравнивать нужно разумно.
Ту-154Б и М с Boeing -727-200,
Или вот, например, покровительственно-вальяжный комментарий от юзера Cheetaka Cheetaka:
Скажи, дружок, как ты сравниваешь летательные аппараты, созданные с разницей в 20 лет? Удиви-ка меня, мамкин эксперт, расходом топлива у прямого конкурента Ту-154 американского Boeing 727? Да даже Боингом 737-100? Покажешь разницу в расходе в 18%? Или тихо сольешься?
Ну что ж, побуду некоторое время в роли "мамкиного эксперта" и специально для "Сдвоённого Читаки" сделаю сравнение Ту-154 и Boeing 727. Но не 100, он из другой категории по вместительности, а с ближайшим аналогом Тушки - Boeing-727-200 и Boeing-727-200 Advanced.
Ну, собственно, оценка вынесена в заголовок и она не очень утешительна.
И перед тем, как погрузиться в дебри любительского анализа, хочу заметить следующее.
У меня нет цели охаять или воспеть ту или иную модель самолёта. Мною движет лишь академический интерес - разобраться в том, почему гражданская авиация России после "открытия наружу" оказалась в таком плачевном положении, действительно ли причина в отсталости двигателей и кознях империалистов. И да, я в курсе саботажа продажных либералов-западников, двойного назначения всей техники в СССР, и того, что "всё было для людей, а не так, как сейчас", "экономика была народная", "керосин дешёвый", а "деньги, в отличие от сатанистов-буржуев, не считали".
Сам я диванный любитель, авиационного образования не имею, так что если вы - специалист, увидите ошибки или неточности - милости прошу отписать в комментах.
Итак, погнали.
Генезис
К середине 1960-х в СССР созрела необходимость в универсальном среднемагистральном реактивном лайнере, который должен был прийти на смену сразу нескольким моделям - Ту-104, Ил-18 и Ан-10. Отсюда - довольно противоречивые критерии, одним из которых была нетребовательность к аэродромному покрытию. В качестве образца был выбран Боинг 727, который как раз в это время проходил сертификационные испытания. "727" был разработан как промежуточный самолёт между региональными и дальнемагистральными лайнерами. В составлении списка требования к нему приняли участие 3 крупнейших американских авиакомпании, и у каждой из них были свои собственные, специфические требования. United Airlines была нужна 4-х двигательная машина, способная к полётам на высокогорных аэропортах, в частности, в Денвере, Колорадо. American Airlines, которая уже интенсивно эксплуатировала 4-х моторные Boeing 707 и его младшего брата, среднемагистральника 720, высказала интерес в 2-х двигательном, более экономичном, варианте. Наконец, Eastern Airlines нуждалась в как минимум 3-х двигательном самолёте для полётов на Карибы. Действовавшие тогда нормы ETOPS (Extended-range Twin-engine Operations Performance Standards - не уверен, как точно перевести на русский язык - что-то вроде "Стандарты дополнительного диапазона для эксплуатации двухдвигательных (самолётов)") не разрешали двухдвигательным самолётам удаляться более чем на час полёта от резервного аэродрома.
Есть ещё народная расшифровка ETOPS - "Engines Turn Or Passengers Swim" - "двигатели включаются или пассажиры плывут" - ДВИПП!
"727" с его тремя двигателями стал компромиссом, устроившим все компании. Всего было разработано 3 варианта - 100, 200 и 200-Advanced. 100 и 200 имели близкий взлётный вес (76 и 78 тонн) и отличались длиной фюзеляжа (40.6 и 46.6 м). Соответственно, отличались вместимость, базовый операционный вес и дальность полёта. Остальные параметры - крыло, двигатели - были одинаковы. Advanced представляет собой натоптанную версию 200-го, с весом 95 тонн, и чуть более мощными двигателями. Всё остальное осталось такое же как и на "200". Из-за худшей тяговооружённости и большей нагрузке на крыло длина ВПП выросла с 2600 до 3100 м. Но зато существенно выросла и дальность полёта.
"727" с его характеристиками дальности (2700, 4200, 4700 км) идеально вписался в географию Северной Америки, связав, скажем, Нью-Йорк и Лос-Анджелес наиболее экономичным на то время способом. В результате, лайнер стал основным среднемагистральным самолётом
во многих странах, и его было выпущено более 1800 единиц.
Существовал ещё британский аналог "727" - Hawker Siddeley Trident, с такой же трёхдвигательной компоновкой. Но он был существенно меньше,
и даже самая крупная его версия - 3B - имела вес 68 тонн и дальность 2100-2200 км. То есть, это скорее был ближнемагистральный самолёт.
Муки выбора двигателя и крыла
Таким образом, у разработчиков советского среднемагистральника был перед глазами чёткий образец самолёта, на который они ориентировались. Новая машина должна была "не уступать" Боингу. Не совсем понятно, правда, по каким именно параметрам. В авиации, да и вообще в инженерии, результат достигается через компромисс. Так что, в чём именно новый самолёт должен был "не уступать" - дальности, весу, требованиям к ВПП, вместимости, тяговооружённости - непонятно.
Принятию решения предшествовал конкурс, на котором КБ Ильюшина представило свой проект - Ил-74, а КБ Туполева - Ту-154. Про Ил-74 я напишу как-нибудь отдельно, а пока поставим себя на место авиаконструкторов 1960-х.
Нужен самолёт, близкий по характеристикам к 727. 727-200 весил 78 тонн, имел крыло 150 кв.м, вмещал до ~160-170 пассажиров, летал на 2800 км в одноклассной компоновке или на 3500 (в двухклассной, на 135 паксов), был оснащён тремя двигателями Pratt & Whitney взлётной тягой 6200-6800 кгс (второго поколения, расход топлива в крейсерском режиме 780 грамм в час на килограмм тяги).
Как раз в это время идёт разработка ближнемагистрального Ту-134, оснащённого двумя двигателями Д-30 Павла Соловьёва. И надо же,
какое совпадение - их тяга как раз 6800 кг, и расход топлива 780 грамм!
Прям копия Пратт-энд-Уитни.
И, исходя из требований, логичное заключение (для меня, во всяком случае) - сделать советский среднемагистральник примерно со следующими параметрами:
- вес 72-78 тонн
- 3 двигателя ДС-30 (x 6800 кгс)
- вместимость 150-160 человек
- дальность 2600-2800
(заложим возможно худшую аэродинамику и бОльший пустой вес).
Правда, готовое крыло есть только от Ту-134 - 120 кв. метров для самолёта 47 тонн (390 кг/кв.м), и неизвестно, как оно поведёт, если его увеличить до 140-160 м. Выдержит ли нагрузку в 520-530 кг? Обеспечит ли требуемые параметры?
Есть ещё крыло от Ил-62 - 280 квадратов, для самолёта 161-167 тонн (555 кг на кв.м). Я в сопромате не копенгаген, но что-то подсказывает мне, что уменьшить крыло Ил-62 до 140-160 кв. м, по идее, было вполне реально.
51% площади крыла Ил-62, 32 метра размах, 145 кв.м
Ну, или проектировать новое крыло с нуля. А это - время.
Что делает Туполев? Масштабирует крыло Ту-134 до 200 кв.м, выбирает 3 избыточно мощных двигателя НК-8-2 тягой 9500 кг и расходом 840 г, что, natürlich, вкупе с требованиями по дальности и вместимости, приводит к первоначальной массе самолёта в 90 тонн! Которая впоследствие выросла до 98, и потом до 102 (Ту-154М). На квадратный метр крыла приходится 440 кг. Это практически соответствует уже опробованной нагрузке на "папе" Ту-134 - Ту-104. (74.5 тонн, 174 кв.м = 430 кг)
Фухх, кажись, полетит.
Результат
Итак, уважаемый читатель, подведём итоги:
Ту-154 оказался перерарезмеренным и перетяжеленным по сравнению с 727. 7 тонн разницы веса пустого самолёта обернулись в результате дополнительными 20 тоннами взлётного веса и удельным расходом топлива на 1 пассажиро-километр на 30-40% выше (по разным методиками оценки) - 36-38 грамм против 26-31 у Боинга. К уровню эффективности "727" Ту смог приблизиться только в 1982 году, после ремоторизации на Д-30-154. И то - приблизиться, но скорее всего не достичь.
Мои предположения полностью подтвердились после прочтения мемуаров Леонида Селякова (главного конструктора, в частности, Ту-204):
Как-то в разговоре с Александром Ивановичем Макаревским, в то время начальником ЦАГИ, я обратил внимание на то, что создаваемые
в ОКБ А. Н. Туполева пассажирские самолёты переразмерены - они очень большие для перевозимого ими числа пассажиров и веса полезной нагрузки и поэтому относительно очень тяжёлые (хотя конструкция планера лёгкая), что делает их нерентабельными и совершенно неконкурентоспособными.
А.И.Макаревский на это мне ответил: "Зато А.Н.Туполев их быстро строит!"
Вот в этом всё и дело. Главное - быть везде первым, везде забить "колья". Не давать организовать конкуренцию. Создать (и очень успешно) видимость нашего совершенства в технике, а что самолёты очень посредственнные - это не так уж важно.
К вышесказанному мне добавить нечего. Исчерпывающая характеристика.
А на сегодня всё. Продолжение следует. Всем - доброго дня.
Если статья вам понравилась - ставьте лайк!
Если не хотите пропустить другие мои статьи - подписывайтесь!
Не поленитесь - выскажите своё мнение в комментариях. Буду признателен!