История Ту‑144: первый сверхзвуковой пассажирский самолёт СССР

Рождение идеи сверхзвукового пассажирского самолёта

В 1950‑е годы успехи в создании сверхзвуковых боевых самолётов, в том числе тяжёлого класса, открыли путь к разработке сверхзвукового пассажирского самолёта (СПС). Первые проекты появились ещё в послевоенные годы в США и Великобритании, но они были далеки от практической реализации.

Во второй половине 1950‑х годов на обеих сторонах «железного занавеса» начали появляться опытные и серийные сверхзвуковые тяжёлые военные самолёты. На их базе ведущие авиационные фирмы стали разрабатывать проекты СПС с разными аэродинамическими и компоновочными схемами.

Однако быстро стало ясно: создать эффективный СПС путём простой модификации военного прототипа крайне сложно. В отличие от первых реактивных пассажирских самолётов, созданных на базе дозвуковых боевых машин, сверхзвуковые пассажирские лайнеры требовали:

• длительного крейсерского полёта на скоростях не менее М=2;
• повышенной надёжности всех элементов конструкции;
• интенсивной эксплуатации с учётом длительных сверхзвуковых режимов.

Постепенно авиационные специалисты в СССР и на Западе пришли к выводу: экономически эффективный СПС нужно проектировать как принципиально новый тип летательного аппарата.

Первые шаги в СССР: проекты ОКБ Туполева и Мясищева

В ОКБ А. Н. Туполева к решению задачи приступили в начале 1960‑х годов. Первые предложения базировались на проектах дальних бомбардировщиков семейства Ту‑22 («105А» и «106А»), а также на проекте стратегического ударного самолёта «135».

Когда начались работы по Ту‑144, С. М. Егер предложил предварительный проект с двигателями НК‑144. Его компоновочные решения повторяли проект Ту‑135П.

Параллельно предварительной проработкой по теме СПС в СССР занималось ОКБ‑23 В. М. Мясищева. В конце 1950‑х годов там подготовили предложения по нескольким оригинальным проектам СПС (М‑53, М‑55А, М‑55Б и М‑55В) на основе технических решений по стратегическим самолётам‑носителям М‑50/М‑52 и М‑56/М‑57.

Мировая гонка: «Конкорд» и американские проекты

Начало 1960‑х ознаменовалось развёртыванием практических работ над англо‑французским СПС «Конкорд». Исследования по теме начались в 1955–1956 годах. Характеристики «Конкорда»:

• крейсерская сверхзвуковая скорость — более М=2;
• дальность полёта — 6000–6500 км;
• пассажировместимость — 120–140 человек.

Одновременно основные авиационные фирмы США приступили к проектированию более крупного СПС:

• пассажировместимость — 250–300 человек;
• крейсерская скорость — до М=3;
• дальность — 7000–8000 км.

Проекты разрабатывали фирмы «Боинг», «Локхид», «Дуглас».

Ключевые технические вызовы

Анализ условий существования будущего СПС в СССР показал, что наиболее предпочтительным является путь создания отечественного лайнера, близкого по характеристикам к «Конкорду». Перед авиационной наукой и промышленностью встали сложные научно‑технические задачи:

1. Аэродинамика. Необходимо было увеличить аэродинамическое качество на крейсерских режимах до 7,5–8,0 (для сравнения: у Ту‑22 расчётное значение Кмакс​ для М=2 составляло 4,4).
2. Устойчивость и управляемость. Требовалось решить вопросы балансировки тяжёлого самолёта в дозвуковой, трансзвуковой и сверхзвуковой областях.
3. Прочность и материалы. Длительный полёт на скорости М=2 требовал исследований прочности конструкции при температурах до 100–120 °C. Нужно было создать теплостойкие материалы, смазки, герметики.
4. Силовая установка. Необходимо разработать мощные и экономичные двигатели, устойчиво работающие на сверхзвуке, а также решить проблемы регулирования воздухозаборников.
5. Системы жизнеобеспечения. Требовались новые системы кондиционирования воздуха для обеспечения комфорта пассажиров и экипажа на больших высотах (до 20 км).
6. Автоматизация. Нужно было создать устройства для автоматического управления полётом, точной навигации и автоматической посадки.
7. Экология. Возникла необходимость изучения влияния выбросов на озоновый слой, шума и звукового удара на окружающую среду.

Начало работ над Ту‑144

Официальным стартом работ по отечественному СПС первого поколения (СПС‑1), получившему обозначение Ту‑144, стало:

• Постановление Совета Министров СССР № 798‑271 от 16 июля 1963 года;
• Приказ МАП № 276 от 26 июля того же года.

ОКБ А. Н. Туполева поручили спроектировать и построить СПС с характеристиками:

• крейсерская скорость — 2300–2700 км/ч;
• практическая дальность на сверхзвуке (80–100 пассажиров) — 4000–4500 км;
• в перегрузочном варианте (30–50 пассажиров, дополнительные топливные баки) — 6000–6500 км;
• эксплуатация с аэродромов первого класса при нормальной взлётной массе 120–130 тонн.

Работы решили вести в два этапа: сначала достичь дальности 4000–4500 км, затем — 6500 км. Двигатели для Ту‑144 выбрали двухконтурные турбовентиляторные с форсажными камерами — НК‑144 с взлётной тягой 20 000 кгс и удельным расходом топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме 1,35–1,45 кг/кгс·ч.

Проектирование и испытания

Проектирование Ту‑144 поручили Отделению «К», имевшему опыт в области длительного полёта со скоростями, превышающими М=2. Главным конструктором назначили А. А. Туполева. Позже, после смерти А. Н. Туполева, работами руководили Ю. Н. Попов и Б. А. Ганцевский.

Аэродинамический облик Ту‑144 определялся необходимостью получить большую дальность на крейсерском сверхзвуковом режиме при требуемых характеристиках устойчивости и управляемости. В результате выбрали схему низкоплана-«бесхвостки» с составным треугольным крылом оживальной формы.

Постройка первого опытного самолёта («044») началась в 1965 году. В 1967 году завершили сборку основных элементов, а в конце 1968 года опытный «044» (бортовой № 68001) был готов к первому полёту. Экипаж состоял из:

• командира — заслуженного лётчика‑испытателя Э. В. Еляна;
• второго пилота — заслуженного лётчика‑испытателя М. В. Козлова;
• ведущего инженера‑испытателя В. Н. Бендерова;
• бортинженера Ю. Т. Селиверстова.

Первый полёт состоялся 31 декабря 1968 года и продолжался 37 минут. Это был первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолёт. «Конкорд» поднялся в воздух только 2 марта 1969 года.

Испытания и модернизация

В ходе испытаний опытная машина неоднократно летала за пределы СССР. В мае–июне 1971 года «044» приняла участие в салоне в Ле‑Бурже, где впервые «встретилась» с англо‑французским «Конкордом».

Работы по развитию базовой конструкции шли в двух направлениях:

1. Создание нового экономичного бесфорсажного ТРД типа РД‑36‑51.
2. Значительное улучшение аэродинамики и конструкции Ту‑144.

Строительство предсерийного модернизированного самолёта Ту‑144 («004») началось в 1968 году. Первый полёт предсерийной машины (№ 01‑1, бортовой № 77101) состоялся 1 июня 1971 года. По программе заводских испытаний машина выполнила 231 полёт общей продолжительностью 338 часов, из них 55 часов — на сверхзвуке.

Катастрофа в Ле‑Бурже и завершение программы

3 июня 1973 года первая серийная машина потерпела катастрофу во время демонстрационного полёта в Ле‑Бурже. Погиб экипаж во главе с лётчиком‑испытателем М. В. Козловым.

Производство Ту‑144 с НК‑144А продолжалось в Воронеже до начала 1977 года. На этих машинах провели большой объём лётных испытаний и начали полёты с пассажирами.

Дальнейшая судьба Ту‑144: от регулярных рейсов до музея

Несмотря на трагедию в Ле‑Бурже, работы над Ту‑144 продолжились. В 1972 году началось серийное производство самолёта на Воронежском авиазаводе. Всего было построено 16 машин.

Начало коммерческой эксплуатации

29 октября 1977 года Ту‑144 получил сертификат лётной годности — впервые в СССР. 1 ноября 1977 года состоялся первый пассажирский рейс по маршруту Москва — Алма‑Ата. Билет стоил 84 рубля — дороже, чем на обычный рейс, но пассажиры шли не только в пункт назначения, а ради самого сверхзвукового полёта: на высоте 17–20 км самолёт разгонялся до 2300–2500 км/ч.

На борту пассажиров встречали по-особому: предлагали икру и другие деликатесы. Полёты выполнялись лётчиками‑испытателями КБ Туполева в качестве командиров воздушного судна, а пилоты «Аэрофлота» выступали вторыми пилотами.

Ограничения и проблемы

Однако эксплуатация Ту‑144 оказалась сложной и дорогой:

• Экономическая неэффективность. Высокий расход топлива (удельный расход НК‑144А составлял около 1,91 кг/кгс·ч) делал рейсы убыточными.
• Ограниченная дальность. С полной загрузкой самолёт не мог преодолеть 4000–4500 км без дозаправки, что не позволяло использовать его на дальних маршрутах, например, Москва — Хабаровск (6250 км).
• Технические неполадки. В ходе эксплуатации выявлялись проблемы с вибрацией, нагревом хвостовой части фюзеляжа, надёжностью двигателей.
• Высокая стоимость обслуживания. Требовались особые условия для эксплуатации и ремонта, что увеличивало затраты.

Завершение пассажирских перевозок

1 июня 1978 года «Аэрофлот» принял решение об отмене пассажирских рейсов Ту‑144. Формальным поводом стала авария 23 мая 1978 года во время испытательного полёта Ту‑144Д: на борту возник пожар двигателя. Хотя экипаж сумел посадить машину, доверие к проекту было подорвано.

Факторы, повлиявшие на закрытие программы:

• высокая стоимость эксплуатации;
• ограниченная география полётов;
• конкуренция с более экономичными дозвуковыми лайнерами;
• отсутствие спроса на сверхзвуковые перевозки в СССР;
• политические и экономические решения руководства страны.

Наследие Ту‑144

Хотя пассажирские перевозки на Ту‑144 прекратились, самолёт продолжил служить науке и технике:

• Испытательная платформа. До середины 1990‑х годов Ту‑144 использовали для различных лётных экспериментов.
• Ту‑144ЛЛ для НАСА. В 1995–1999 годах модифицированный Ту‑144Д (№ 77114) под названием «Летающая лаборатория» участвовал в исследованиях НАСА. Цель — изучить возможности создания нового поколения сверхзвуковых пассажирских самолётов.
• Рекорды. В июле 1983 года на модификации Ту‑144Д установили 13 мировых авиационных рекордов.
• Музейные экспонаты. Несколько Ту‑144 стали музейными экспонатами:
  музей ВВС в Монино;
  музей гражданской авиации в Ульяновске;
  авиазаводы в Воронеже, Казани и Самаре;
  частный музей техники в Зинсхайме (Германия).

Сравнение с «Конкордом»

Ту‑144 и «Конкорд» внешне похожи: длинный фюзеляж, опускающаяся носовая часть, схема «бесхвостка». Но есть и различия:

• Двигатели. На Ту‑144 четыре двигателя размещены под фюзеляжем, на «Конкорде» — попарно под крылом.
• Технологии. Советские инженеры применили переднее многосекционное оперение‑дестабилизатор («усы») для улучшения управляемости на взлёте и посадке.
• Эксплуатация. «Конкорд» летал до 2003 года, выполняя трансатлантические рейсы Лондон — Нью‑Йорк. Ту‑144 прекратил пассажирские перевозки уже в 1978‑м.

Ту-144 и Конкорд

Значение проекта Ту‑144

Создание Ту‑144 стало крупнейшей программой в истории советского самолётостроения. Несмотря на короткий срок эксплуатации, проект дал огромный опыт:

• разработаны новые материалы и технологии для сверхзвуковых полётов;
• отработаны системы управления и навигации;
• получены данные о влиянии сверхзвуковых полётов на окружающую среду;
• накоплен опыт проектирования и испытаний сложных авиационных систем.

Ту‑144 доказал, что СССР способен создавать технику мирового уровня. Он стал символом инженерной мысли эпохи, хотя и не смог стать массовым пассажирским лайнером. Сегодня он остаётся частью истории авиации, напоминая о смелых попытках покорить сверхзвук в гражданской авиации.

Хотите видеть качественный контент про авиацию? Тогда рекомендую подписаться на канал Авиатехник в Telegram (подпишитесь! Там публикуются интересные материалы без лишней воды)