Вторая половина 1940-х годов стала для советского авиастроения периодом стратегического переосмысления. Перед отраслью стояли две ключевые задачи: внедрение в эксплуатацию боевых машин с турбореактивными двигателями и создание дальнего стратегического носителя ядерного оружия, способного гарантированно поражать цели на европейском и азиатском театрах военных действий. В долгосрочной перспективе требовался бомбардировщик, способный с баз на территории СССР достигать территории главного геополитического оппонента — Соединённых Штатов.
Двигаясь по этому логичному пути, ОКБ А.Н. Туполева сначала разработало и передало на испытания опытный дальний бомбардировщик Ту-80 — глубокую модернизацию Ту-4, чья расчётная дальность превышала показатели предшественника на 25–30%. Следующим шагом стал проект межконтинентального стратегического бомбардировщика Ту-85. К 1951 году были построены два опытных экземпляра, успешно прошедших заводские испытания. Планировалось развернуть серийное производство, однако в начале 1950-х приоритеты сместились в сторону машин с турбовинтовыми и турбореактивными двигателями — в СССР это были Ту-95 и М-4, в США — B-52.
Концепция и цели разработки летающей лодки
В процессе работы над самолётом «85» в ОКБ Туполева прорабатывались различные варианты развития базовой конструкции, включая целевые модификации, существенно отличавшиеся от исходного проекта. Одним из последних таких направлений стал проект «504» — межконтинентальная летающая лодка-бомбардировщик.
Поисковые исследования по теме велись с 1950 по 1953 год силами Бригады проектов ОКБ завода № 156 совместно с ЦАГИ. Руководил работами начальник бригады Б.М. Кондорский; непосредственным исполнением занимались В.А. Стерлин и Г.А. Черемухин, впоследствии ставшие ведущими аэродинамиками фирмы «Туполев». Цифровое обозначение «504» было внутренним кодом ОКБ и означало четвёртый проект 1950 года по тематике Бригады проектов.
Основная причина обращения к концепции летающей лодки заключалась в ограниченной дальности стратегических бомбардировщиков того периода. Даже Ту-85 с боевым радиусом 5000–6000 км не мог гарантировать нанесение удара по территории США с учётом противодействия ПВО, необходимости маневрирования на маршруте и других тактических факторов.
Решение виделось в организации дозаправки в воздухе. Однако технические и тактические сложности того времени — трудности точного сведения бомбардировщика и танкера в заданной точке, усталость экипажей после длительного боевого вылета, отсутствие развитой навигационной аппаратуры — подтолкнули специалистов к альтернативной идее: использовать в качестве плавучих заправочных пунктов подводные лодки-танкеры, заранее развёрнутые в акваториях Тихого и Атлантического океанов. В такой системе ударным звеном должна была стать специализированная летающая лодка, спроектированная на базе агрегатов межконтинентального бомбардировщика «85».
Техническое задание и предварительные расчёты
В июле 1950 года Бригада проектов ОКБ получила от А.Н. Туполева конкретное задание проработать проект летающей лодки на базе самолёта «85» со следующими лётно-техническими характеристиками:
- Взлётная масса: 90 000 кг
- Силовая установка: 4 двигателя по 4500 л.с.
- Бомбовая нагрузка: 6000 кг
- Экипаж: 12 человек
- Стрелково-пушечное вооружение: 10 пушек НР-23 калибра 23 мм
- Максимальная скорость на высоте 10 000 м: 645 км/ч
- Дальность полёта с 6000 кг бомб: 8200 км
Предварительный анализ показал, что из сухопутных машин ближе всего к этим параметрам подходил самолёт «85» с двигателями АШ-2К, который и был выбран в качестве базовой платформы. Расчёты, опирающиеся на данные гидродинамических испытаний моделей АНТ-44 и зарубежный опыт проектирования летающих лодок 1930–1940-х годов, подтвердили возможность достижения требуемых показателей по массе, дальности и полезной нагрузке. Однако обеспечить заданную крейсерскую скорость оказалось проблематично: даже «сухопутный» Ту-85 с более совершенной аэродинамикой лишь с трудом выходил на целевые значения. Реалистичный предел для гидросамолёта оценивался в 580 км/ч над целью.
При использовании двигателей АШ-2К и существующего крыла предельная взлётная масса могла достичь 104 000 кг. Длина разбега при массе 90 000 кг составляла бы около 2300 м, при 100 000 кг — уже 4000 м, зато дальность полёта потенциально могла быть доведена до 10 000 км.
Прорабатывались два варианта размещения крыльевых поплавков:
- Стационарные поплавки, повторяющие конфигурацию АНТ-44, устанавливались на консолях крыла и не убирались в полёте.
- Поворотные поплавки, которые в полёте разворачивались вдоль размаха крыла и занимали положение на его законцовках, снижая аэродинамическое сопротивление.
Первый вариант, ориентированный на двигатели АШ-2К (АШ-4), на основе сохранившейся тактической модели, имел ориентировочные габариты:
- Размах крыла: 56 м
- Длина фюзеляжа: 44 м
- Высота: 12 м
Аэродинамические и гидродинамические исследования
К началу 1950-х годов в ОКБ Туполева накопился значительный перерыв в практике разработки летающих лодок: последней крупной работой в этой области был АНТ-44 (МТБ-2), созданный за 15 лет до этого. Прежде чем приступать к полноценному проектированию, требовалось ликвидировать образовавшийся научно-технический пробел.
В Бригаде проектов и ЦАГИ началось тщательное изучение зарубежного опыта создания тяжёлых гидросамолётов, дополненное анализом отечественных наработок. Для корректной оценки аэродинамических характеристик в аэродинамической трубе Т-102 ЦАГИ были проведены испытания моделей, позволившие установить ключевые зависимости между геометрией корпуса летающей лодки и её лётными качествами.
Были получены важные выводы:
- Несущая способность днища лодки (за счёт скул) вдвое превышает аналогичный показатель обычного фюзеляжа.
- Интерференция крыла и днища практически не зависит от расстояния между ними.
- Сопротивление редана не зависит от угла атаки.
- Форма редана в плане не влияет на аэродинамическое сопротивление.
- Сглаживание скул за реданами существенно снижает общее сопротивление.
Эти данные, совместно с требованиями гидродинамики, позволили разработать оптимальную форму корпуса, удовлетворяющую как аэродинамическим, так и гидродинамическим критериям. Полученные наработки впоследствии были использованы ЦАГИ при проектировании реактивных летающих лодок Бе-10 и Бе-12.
Варианты силовых установок и конструктивные решения
В ходе развития проекта «504» рассматривались различные варианты силовых установок. Первоначально планировалось использовать поршневые двигатели АШ-2К, однако параллельно прорабатывались схемы с турбовинтовыми двигателями ТВД-1, а затем — ТВ-12. При этом сохранялась исходная компоновка многомоторного самолёта с прямым крылом, аналогичная базовому проекту «85».
За основу был принят вариант с прямым крылом от Ту-85, но с четырьмя турбовинтовыми двигателями ТВ-12 — под которые как раз строился второй опытный экземпляр самолёта «95/2». При такой конфигурации максимальная проектная взлётная масса достигала 130 тонн, существенно возрастали как скорость, так и дальность полёта.
Летом 1953 года Бригада проектов подготовила серию итоговых отчётов по теме «504», обобщивших трёхлетний опыт работы над этим нестандартным проектом. В документах приводились не только результаты масштабных теоретических и лабораторных исследований, но и авторские взгляды на перспективы развития тяжёлых летающих лодок.
«Сухопутная авиация, получив реактивные и турбовинтовые двигатели, за последнее время удвоила скорость полёта — как за счёт роста мощности, так и благодаря увеличению нагрузок на крыло, применению стреловидных профилей и другим инновациям. Гидроавиация, естественно, стремится сократить этот разрыв, особенно учитывая, что надёжность современных двигателей позволяет сухопутным машинам совершать длительные полёты над водными пространствами. Однако рост скорости неизбежно ведёт к увеличению посадочной скорости и необходимости уменьшения миделевого сечения. Увеличение скорости гидросамолёта исключительно за счёт мощности двигателей приводит к резкой потере дальности из-за роста массы конструкции».
Авторы отмечали, что одним из эффективных путей снижения сопротивления является увеличение удлинения корпуса лодки. Это позволяет при неизменном объёме уменьшить площадь миделя, повысить относительную высоту корпуса (снижая коэффициент лобового сопротивления), а также сузить лодку, что уменьшает перегрузки при посадке — критически важный параметр, поскольку с ростом посадочной скорости вода ведёт себя как всё более «твёрдая» поверхность.
На основе исследований в гидроканале и аэродинамических трубах ЦАГИ, проведённых в 1951–1953 годах, были сформулированы рекомендации по оптимальному выбору параметров корпуса с учётом баланса требований аэродинамики и гидродинамики. В заключение оценивались общие направления совершенствования аэрогидродинамических характеристик крупных летающих лодок и их дальнейшие перспективы.
Итоги работ и историческое значение проекта
Работы по проекту «504» были завершены в 1953 году. К этому времени уже велись испытания опытных самолётов «95» (будущего Ту-95), чья дальность полёта с запасом покрывала требования по достижению территории США без необходимости использования плавучих заправочных баз.
К теме летающих лодок в ОКБ Туполева возвращались ещё дважды: во второй половине 1950-х годов — в контексте разработки сверхзвуковой ударной летающей лодки, и спустя полтора-два десятилетия — в рамках концепции гигантской транспортной или стратегической гидромашины. Однако достоверных документальных свидетельств по этим поздним инициативам, помимо отрывочных воспоминаний участников, пока обнаружить не удалось.
Проект «504» остался нереализованным, но внес ценный вклад в развитие отечественной гидроавиации. Полученные в ходе его проработки аэродинамические и гидродинамические данные, методики расчёта и конструктивные решения впоследствии нашли применение в реальных проектах, включая реактивные летающие лодки Бериева.
Официальная группа сайта Альтернативная История ВКонтакте
Телеграмм канал Альтернативная История
Читайте также:
👉 Подписывайтесь на канал Альтернативная история ! Каждый день — много интересного из истории реальной и той которой не было! 😉