В 4-й части замечательных «Записок...» командира Ми-6 Александра Шевчука есть такие строки:
"Я, конечно, понимаю, что появлению новых модификаций Ми-8 способствовали не пожелания экипажей, а то, что когда Советский Союз вляпался в Афганскую войну, стало ясно: в условиях гор, высоких температур, простой «восьмёрке» – делать нечего, погубятся ребята. Вот и пришлось в срочном порядке усовершенствовать вертолёт.
Я неплохо рисую. Тысячи эскизов я сделал, набрасывая линии на бумаге. В этом, нарисованном мною вертолёте, всегда угадывалась всё та же «шестёрка». Я назвал его Ми-6М. У него была другая кабина, с хорошим остеклением, обеспечивающим отличный обзор экипажу, новые, более мощные, экономичные двигатели, хороший обогрев кабины, другое направление вращения рулевого винта, расширенные топливные баки. Когда мои коллеги видели эту картинку, они смотрели и говорили: «Что это за машина? Вроде «шестёрка», но какая-то другая, чем-то похожая и непохожая на старую машину?!» Я им объяснял, откуда взялся такой облик вертолёта. Ребята добродушно посмеивались: «Фантазёр!»"
Увы, Советский союз не повёл Ми-6 этим путём... Как не повёл и многие другие машины. А как поступили американцы со своим Боингом 737?
Взяли 737-200, известный как Оригинал, заменили древние двигатели JT8D на куда более мощные и экономичные CFM56 – и получилась «трëхсотка», она же Классик. Потом заменили авионику, сделав кабину «стеклянной», доработали систему управления – получилась «восьмисотка», NG.
А в 2016 году свет увидел 737 МАХ – с новыми системой управления и двигателями. Как видим, всё делалось поэтапно, новая модификация брала значительную долю систем и агрегатов от старой. В итоге детскими болезнями страдала лишь часть самолёта и «травма всей бабушки» не приводила к постоянным простоям всего парка. А как мы поступили с Ту-134?
Почти 20 лет он выпускался практически без изменений – разве что в самом начале поставили вспомогательную силовую установку ТА-8, сменив электрозапуск пневмозапуском, установили реверс на двигатели да под конец создали Ту-134Б без штурманской кабины и с работающими в полёте интерцепторами. Многие конструктивные решения и системы Ту-134 тянул ещё с Ту-124, что наглядно показано в серии статей о Ту-124:
То есть по сути «умноженный на 0,8 Ту-104» выпускался с 1960 по 1984 всего с парой серьёзных изменений – двигатели Д-20П были заменены более мощными Д-30, переехали на хвост, получили реверс да младшую сестру – ВСУ ТА-8. Естественно, к середине 80-х машина чудовищно устарела почти по всем пунктам – неэкономичный околозвуковой планер, двигатели, авионика, система управления... А по соседству выпускались и работали более современный Ту-154 и ещё более современные Як-42 и Ан-72/74, последний существует в пассажирских модификациях и лёг в основу Ан-148. Технические решения этих машин просились на Ту-134 – но КБ Туполева решило сделать «замену тела всей бабушки», параллельно с принципиально новым Ту-204 взвалив на себя и бремя разработки Ту-334.
Естественно, в условиях дикого перехода к рыночной экономике качественно спроектировать и поднять машину, в которой ни одного проверенного агрегата от предшественника не было, не вышло. А в это время всё по тому же соседству по-прежнему шёл мелкосерийный выпуск Ту-154, Як-42 и других машин, которые хоть и были устаревшими – за рубежом уже летал А320, но ещё худо-бедно вписывались в новые реалии. Что можно было сделать, чтобы сохранить за собой рынок лайнеров на 70 – 80 человек? Всё, что написано ниже – мнение моë как инженера по техобслуживанию воздушных судов, не обязательно правильное.
Главные беды Ту-134 – двигатели и крыло стреловидностью 35°, приспособленное для чрезмерных по сегодняшним меркам крейсерских скоростей и снабжённое слабой механизацией. Отсюда – нездоровый расход топлива, не вписывающийся ни в какие нормы шум, бешеная скорость взлёта и посадки (далеко за 250 км/ч, больше, чем у более тяжёлого Ту-154). Отсюда же – сложности в пилотировании и слишком длинные для регионального самолёта дистанции разбега – пробега по полосе. Раздельно крыло и двигатели не заменить: поставишь экономичные Д-36 – выйдет из крейсерского режима крыло, поскольку на скорости 800 – 900 км/ч Д-36 ходить не умеет, он проектировался под крейсерские скорости 600 – 700 км/ч.
А 35-градусное крыло на скоростях 600 – 700 будет висеть парусом на больших углах атаки. Значит, надо менять всё и сразу – но к этому не готовы самолётные системы: управления, гидравлическая, электроснабжения. Кроме того, нельзя забывать об авионике. Всё это можно было поменять в первую очередь, практически не перестраивая производство планера – в основном лишь наклепав другие кронштейны под электрические и гидравлические линии.
Первое – гидросистема. У Ту-134 она древней схемы, почти без изменений пришедшая с Ту-16 и Ту-95: основная с приводными насосами на двигателях, тормозная с насосной станцией постоянного тока (которая знатно завывает в кабине на рулении, уснуть не даёт) и автономная.
Никаких пожарных кранов в гидросистеме нет – при разрушении одного из двигателей основная система отдаёт швартовые полностью, жидкость уходит в очаг пожара и энергонезависимых насосов на самолёте не остаётся – лишь электрическая насосная и ручной насос у кресла второго пилота.
А у шасси туполевской схемы с выпуском всех трёх опор против скоростного напора есть одна препротивная особенность – без гидросистемы опоры не выпустить. У большинства самолётов шасси спроектировано так, что опоры выпадают сами и дожимаются скоростным напором. А на Ту-134 в самом худшем случае надо качать ручным насосом, согласно руководству время выпуска составляет 15 – 20 минут. Поэтому – две равноправных основных системы, по одному приводному насосу в каждой, и третья аварийная.
В аварийной – НС постоянного тока, ручной насос и связь с 1-й системой через гидротрансформатор. Через такой агрегат связаны гидросистемы тех же Ан-124 и А320, но на иномарке он называется PTU – power transfer unit. Это две гидромашины, сидящих на одном валу: одна, в которой давление больше, вращает другую, работающую в этот момент насосом. Так энергия передаётся без смешивания и перетекания жидкости. Во второй системе – насосная переменного тока и тоже связь через гидротрансформатор с первой системой. Так сохраняется давление в обеих основных системах при отказе одного двигателя и есть возможность предполётной проверки всех трёх систем от одной мощной НС переменного тока.
Естественно, баки и прочие аппараты всех трёх систем (агрегаты наддува, фильтры, краны) – в разных местах: 1 ГС – в хвостовом отсеке, 2 ГС – в подполе у центроплана, 3 ГС – по старинке в кабине. Что аппаратов в гидросистеме немало – показано в 32-й статье о Ту-154:
Второе – система управления. Один из недостатков СУ Ту-134 – невозможность балансировки по тангажу в крейсерском полёте с помощью стабилизатора, на всё про всё – только руль высоты с триммером. Второй – одинарная механическая проводка во всех каналах управления, обрыв одной тяги либо срез одного болта означает потерю управления креном, тангажом либо рысканьем. Три других недостатка, вытекающие один из другого:
- малоэффективная механизация;
- интерцепторы, работающие на Ту-134А лишь на земле, а на Ту-134Б в воздухе лишь в режиме тормозов;
- управление по крену лишь элеронами огромной площади, на больших числах М склонных к обратной реакции.
На Ту-154 со стабилизатором та же беда, а вот на Як-42, Ил-86 он уже в полёте активно участвует в управлении. Реально ли было это сделать на Ту-134 без пересчëта и переделки подъёмника стабилизатора, а то и узлов киля – вопрос... Второй недостаток по каналу крена исправляется достаточно просто: от каждого штурвала по своему борту прокладывается проводка к одному элерону, на центроплане ставится электрический механизм рассоединения по типу Ил-76. При обрыве проводки от одного штурвала до центроплана управление идёт от исправного, при заклинивании проводки одного борта механизм рассоединения расцепляет борта и управление идёт исправными штурвалом и элероном.
Третий недостаток – отсутствие предкрылков и малоэффективные закрылки – не исправить без переделки крыла, самой сложной части планера. Для первого этапа модернизации это слишком сложно. Разве что просится замена электрического привода закрылков МПЗ-18 на гидравлический РП-71 от Як-42, с питанием от 2-й и 3-й гидросистем. Гидропривод легче привода постоянного тока, особенно с учётом обвязки, и требует на порядок меньше обслуживания.
Четвёртый недостаток – бесполезные в воздухе интерцепторы – на Ту-134Б частично исправлен, осталось лишь развить тему, разделив каждый интерцептор надвое (в оригинале с каждой стороны лишь один интерцептор) и сделав управление следящим электродистанционным по типу отработанного к тому времени на Ту-22М.
Это позволяет добыть сразу нескольких зайцев: исключить механическую проводку от рукоятки управления интерцепторами до рулевых приводов и без проблем включить интерцепторы в управление креном. Для управления креном они должны выпускаться поочерёдно: сперва внешняя секция, с запаздыванием внутренняя. В то же время от РУИ (ручки управления интерцепторами) они должны выпускаться симметрично – сперва внутренние, потом внешние. А если уже от РУИ вывалены полностью – то убираться со стороны элерона, пошедшего вниз. Электричеством это всё обеспечить куда проще, а по заднему лонжерону и так идут трансмиссия закрылков и тяга элеронов, и оборвись вал закрылков – он может намотать на себя сразу всё. Электропроводка и гидролинии питания, как правило, более живучи при механических повреждениях – при перекосе, зажиме, замятии нередко продолжают работать.
А раз изрядная доля кренящего момента создаётся интерцепторами – то можно уменьшить размах элерона и убрать его от законцовки крыла, сняв внешние отсеки и зашив места их установки. Это и уменьшит и усилия в проводке, и скручивание крыла (из-за которого возникает та самая обратная реакция по крену, она же реверс элеронов), особенно к этому уязвимое именно в самом тонком месте – перед законцовкой.
Третье – система электроснабжения. С 1960-х годов, с Ил-62 и Ту-154, начала марш первичная СЭС переменного тока стабильной частоты. А на Ту-134 тяжким наследием первых модификаций остались 4 генератора-стартëра постоянного тока ГС-18, по два на двигатель – там ими запускались двигатели, пока «туполëнок» не получил ТА-8 и воздушные стартëры. Машина послабее, 12-киловаттный ГС-12, стоит на ТА-8. А весь переменный ток на борту выдают электромашинные преобразователи – коллекторные гонные двигатели с синхронными генераторами.
Естественно, КПД, вибрации, необслуживаемость этой системы никуда не годятся: ГС-18 снимаются с самолёта по фактическому износу щёток, преобразователи – по «пробегу», на тяжёлой периодической форме обслуживания (если не ошибаюсь – каждые 300 часов, что для пащущей день и ночь машины – месяца полтора).
А на стабилизаторе Ту-134 применена электрическая противообледенительная система постоянного тока. На кухне – шкафы электродуховые (ШЭД) тоже постоянного тока. Питание всех этих нагрузок общей мощностью в десятки киловатт напряжением 27 вольт требует токов в сотни ампер. А это провода в большой палец толщиной, масса, потери. Поэтому – доработка и двигателей Д-30 III серии, и вспомогательного ТА-8: новые коробки приводов, с одним генератором-приводом ГП-21 на каждом Д-30 и генератором ГТ16ПЧ8 на турбоагрегате. В роли источников постоянного тока – два выпрямительных ВУ-6Б. В общем, почти полная унификация по системе электроснабжения с Яком сорок вторым и Ан-72/74.
Это же имеет смысл и в авионике – пилотажно-навигационный комплекс, радиосвязное и радионавигационное оборудование поставить аналогичное Яку или Ану. А в топливную систему просятся насосы переменного тока: у Ту-134 крыло жутко древнее по конструкции, делится аж на пять частей (центроплан, две средних части крыла – СЧК, две отъёмных – ОЧК), из-за этого в топливной системе аж 6 баков, в каждом из которых свои насосы. При доработке – в каждый бак по одному насосу переменного тока, остальные оставить «родные».
Пока бак заполнен хотя бы на треть и насос переменного тока работает – то включëн лишь он, а когда бак пустеет (и создаётся опасность оголения насоса), либо отказал насос переменного тока, либо пропало питание от генераторов – тогда включаются насосы постоянного тока. Так колоссально сэкономится их ресурс и уменьшится объём обслуживания. Поставить на перекачку только насосы переменного тока, не оставив других возможностей перекачки – ошибка проектирования Ту-154, итоги мы знаем: Ижма, Максатиха...
А делать "другие возможности перекачки" вроде обратных клапанов в крыле – это влезать в конструкцию силовых элементов и пересчитывать многое другое. А это уже за рамками этой модернизации первого этапа, которая опоздала на полвека и уже никогда не будет сделана. Её цель – лишь подготовить системы под более сложный и масштабный второй этап: замену двигателей и крыла, заодно облегчив самолёт на полтонны минимум. Об этом – уже в новом году, со второго прихода наката вдохновения.
Всех дочитавших с наступающим!
—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—
