Форум

Дальше Выше Быстрее

Страницы: 1 23

Автор Сообщение


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 09.12.2012 17:55
Ту-16.

Проектирование. В 1949 г. я получил возможность вер­нуться к исследованиям по дальнему реактивному бомбардировщику. Задача состояла в том, чтобы найти наглядное представление возмож­ной области существования самолета с заданными характеристиками. Они изучались в координатах: взлетный вес — площадь крыла при фиксированной тяге двигателей или тяга двигателей — взлетный вес при фиксированной площади крыла и т. п. кривых постоянных значе­ний дальности полета, длины разбега и др.
Соотношение значений отражалось в графиках, которые строились для каждой из расчетных величин третьего параметра из трех основ­ных: вес, площадь крыла, тяга двигателей, пока не появилась возмож­ность выделить область, где суммарно реализуются заданные летные данные. Иногда это делалось в пространстве с помощью металличе­ских стерженьков, вырисовывающих постоянное значение интересую­щей характеристики уже в координатах всех трех главных размеров, что позволяло найти «главный оптимум».
К середине 1949 г. после кропотливого расчета большого числа ва­риантов была определена область оптимальных основных параметров самолета. Началась работа по поиску наилучшей компоновки самоле­та в пределах минимальных изменений значений этих параметров. Ее осуществляла группа конструкторов — компоновщиков под руковод­ством И. Б. Бабина. Нами же проводились сравнительные расчеты.
Главной проблемой этой задачи стало размещение двух — четы­рех двигателей с суммарной статической тягой (Н = 0; V = 0) поряд­ка 16 тонн. Конечно, начальной точкой была привычная компоновка с поршневыми двигателями (предложение С. М. Егера — самолет «86»), но к тому времени все уже поняли, что в смысле потерь тяги лучше иметь длинный воздухозаборник, чем длинную выхлопную трубу.
И двигатели «гуляли» по всей поверхности планера в самых раз­личных комбинациях, в том числе и близких к осуществленной на Бо­инге В-47, и похожих на немецкие проекты 1944—1945 гг.3 И, несмотря на веские возражения ЦАГИ, была предложена и проработана компо­новка с двумя двигателями Александра Александровича Микулина под крылом на пилонах. Мы выполнили все сравнительные расчеты.
По моему мнению, одним из крупнейших достижений компонов­ки было, предложенное А. А. Юдиным, размещение убранного шасси в гондоле за максимальной толщиной крыла, которая по испытаниям в аэродинамических трубах ЦАГИ не давала дополнительного сопро­тивления. Второй особенностью было предложение делать самолет с отрицательным поперечным V для исключения динамических ко­лебаний, прозванных «голландским шагом», почему-то особенно удо­влетворившее А. Н. Туполева.
За полгода или чуть больше до завершения этих работ к нам в бри­гаду Б. М. Кондорского весной 1949 г. после окончания института при­шел А. А. Туполев. Тогда бригаду проектов «общественность» стала на­зывать «Кондорский и сыновья»: Стерлин, Туполев, Черемухин.
Алексей Андреевич начал заниматься разработкой этого же само­лета, но меньших размеров по всем параметрам, доказывая своими рас­четами, что его вариант выполняет все заданные летные характеристи­ки. Он приходил утром и говорил Борису Михайловичу: «Мы решили делать так...», тот вскидывал плечи и отходил к другому компоновщи­ку, не смея возразить на это «Мы». В компоновке Алексея Андреевича были две главные особенности:
размещение двигателя Архипа Михайловича Люлька за крылом у фюзеляжа и воздухозаборником, проходящим через толщу крыла (как потом на Ту-16),
одностоечное главное шасси, убирающееся в фюзеляж.
На заседании всего руководства КБ по докладам И. Б. Бабина, А. А. Туполева, Г. А. Черемухина и С. М. Егера за основу был принят вариант А. А. Туполева.
Выпуск рабочих чертежей осуществлялся по результатам компоно­вок (выполненных в бригаде технических проектов С. М. Егера), аэро­динамических расчетов (сделанных на базе продувок моделей в брига­де А. Э. Стерлина). В чертежах учитывались также полученные нами основные размеры площади крыла, веса и тяги, компоновка шасси (по схеме А. А. Юдина), силовой установки (по схеме А. А. Туполева) и кабина экипажа, как в проекте С. М. Егера («86»).
А. А. Туполев вскоре ушел к С. М. Егеру, а потом в бригаду аэроди­намики к А. Э. Стерлину для продолжения работ по самолету «88» — будущему Ту-16. Мы в бригаде проектов больше этим самолетом не занимались вплоть до принятия решения делать на его базе пасса­жирский самолет Ту-104.
По просьбе А. М. Черемухина я показал весь расчетный комплекс работ по поиску основных размеров Ту-16 Евгению Ивановичу Коло­сову (ЦАГИ). Он сказал: «Это уже готовая кандидатская диссертация». Так, в работе по самолету «88» в бригаде сформировалась мето­дика проектирования. Мы пришли к следующей последовательности:
на основе задаваемых данных (скорость, «потолок», дальность полета и т.д.) по статистике, опыту и здравому смыслу выбиралась предполагаемая схема самолета;
формировались аэродинамические характеристики этой схемы самолета при вариации главных параметров: площадь крыла, суммарная тяга (число двигателей). По этим параметрам и предварительным компоновкам определялись предполагаемые весовые характеристики;
по определенным в пункте 2 параметрам и аэродинамическим расчетам находилась область возможного существования самолета по площади крыла, взлетной тяге и взлетному весу, в которой удовлет­ворялись заданные летные данные. Для наглядного представления этой области строились графики постоянных значений дальности по­лета, длины взлетно-посадочной полосы (ВПГ1), потолка, максималь­ной скорости. Для истребителей это могли быть еще: максимальная установившаяся перегрузка в маневре, время набора высоты, время барражирования, динамический потолок и т. п. Графики учитывали также постоянные значения любых других заданных характеристик, а также ограничения, например, по объему размещаемого в крыле то­плива и любые другие. Строились графики в координатах: площадь крыла — взлетный вес при постоянной взлетной тяге или взлетная тяга — взлетный вес при постоянной площади крыла. Если оказыва­лось, что такая область, где реализуются все заданные характеристики, отсутствует, то:
анализировалась причина и изменялись параметры схемы само­лета (например, стреловидность или удлинение крыла) или выбирался другой тип силовой установки;
для новой схемы и/или силовой установки повторялись ча­стично второй и полностью третий пункты;
подсказанная таким путем размерность и схема самолета под­вергались детальной компоновке и расчетам, уточняющим их параме­тры с тем, чтобы при возможных отклонениях проекта от расчетных значений выполнялись все заданные характеристики. Методика, разработанная на базе «долгожителя» Ту-16, в полном объеме расчета параметров была использована при подготовке еще одного «долгожителя» — реактивного стратегического бомбардиров­щика Ту-95.
Эта методика годится и сейчас, когда можно учесть гораздо боль­шее число параметров при выборе основных размеров, пользуясь уже не логарифмической линейкой и арифмометром, а современными ком­пьютерами.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 09.12.2012 17:57
Ну и фоток чутка

















Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 11.12.2012 19:40
Ту-95.

Практически одновременно с А. А. Туполевым в мою рас­четную группу в бригаде проектов пришел Владимир Александрович Стерлин, которого я сразу подключил к расчетам, связанным с доза­правкой самолетов в воздухе.
В конце 1949 г. мы получили задание А. Н. Туполева смотреть тя­желый самолет с реактивными двигателями и скоростью порядка 900 км/час, заменяющий по дальности самолет «85». Задача вызы­валась тем, что, по сообщению одного американского журнала, США успели построить со стороны Северного полюса три линии противо­воздушной обороны. Это потребовало создания в СССР самолета с дальностью не менее 15 ООО км и большой скоростью полета для пре­одоления указанных трехэшелонных линий ПВО.
В 1948 г. в МАИ Владимир Михайлович Мясищев уже вел раз­работку такого самолета. Одним из участников этой работы был уче­ник А. М. Черемухина, тогда еще студент, Юрий Евгеньевич Ильенко. На первых порах они получали результаты, похожие на мои выводы в дипломной работе, и у них получился самолет очень большого разме­ра для достижения нужной стратегической дальности. Развивая свои работы, они как бы повторяли наш путь, что позволило В. М. Мясищеву в 1950 г. выступить с предложением о создании реактивного стра­тегического бомбардировщика, под которое было вновь организовано КБ. В него по решению руководства «добровольно-принудительно» были переведены и работники из КБ А. Н. Туполева. Предлагали перейти и мне, но я сразу отказался.
Я полагаю, что, зная о работах В. М. Мясищева в МАИ, А. Н. Ту­полев и предложил нам начать заниматься этой темой еще в 1949 г., поэтому в бригаде номер этого проекта начинался с «49». К исследова­ниям сразу были подключены В. А. Стерлин, Т. И. Старцева, В. И. Коз­ловский, А. А. Юдин.
Мы начали с изучения модификаций самолета «85». Быстро поня­ли, что с прямым крылом скорости не получишь и перешли к исследо­ванию стреловидностей от 25° до 45° с одновременным рассмотрением различных компоновок и типов силовых установок от турбореактив­ных двигателей (ТРД) до комбинаций их с поршневыми и турбовин­товыми двигателями — ТВД. Изучение комбинаций показало, что наи­большее «сближение» заданных дальности и скорости получается при стреловидности крыла около 35°.
Предлагаемые тогда ЦАГИ профили и глубокое убеждение В. В. Струминского способствовали принятию А. Н. Туполевым реше­ния о продолжении дальнейших поисков оптимальной силовой уста­новки на компоновке со стреловидностью крыла 35°.
Надо сказать, что разработка такого крыла началась в ЦАГИ еще в 1948 г. В. В. Струминским, Я. М. Серебрийским и други­ми, а потом результаты их исследований легли в основу проектов Ту-95 и М-4 В. М. Мясищева.
С этим крылом мы исследовали около десятка вариантов, пред­лагаемых тогда конструкторами реактивных двигателей, в том чис­ле и далекую перспективу турбореактивных двухконтурных двига­телей (ТРДД) и возможности ТВД с перспективными воздушными винтами. Мы много ездили в ЦАГИ изучать перспективу по харак­теристикам винтов. Я стал работать с Д. В. Халезовым, Б. П. Бляхман и другими «винтовиками» ЦАГИ. «Добытые» в ЦАГИ данные показывали, что добавление ТВД к ТРД реальнее приближало к полной реализации заданных параметров по скорости, дальности, разбегу.
Эта тенденция заинтересовала Андрея Николаевича, и он обра­тился к Николаю Дмитриевичу Кузнецову (ТВД) и Константину Ива­новичу Жданову (воздушные винты) с целью почувствовать и твердо понять их возможности, а нам дал задание смотреть самолет с ТВД, сохранив общую компоновку планера самолета. Наконец, было показа­но, что при тех данных, в которые верил А. Н. Туполев, по ТВД и вин­ту можно получить самолет с заданными параметрами. Отмечу, что до этого А. Н. Туполев отказывался у И. В. Сталина брать это задание с ТРД, а теперь, поверив в способности Н. Д. Кузнецова и К. И. Жда­нова, Андрей Николаевич, как он сам говорил: «Пошел и сказал, что я знаю, как сделать самолет с заданными Вами характеристиками» — и взял эту тему.
Как следствие, примерно в середине или близко к концу 1951 г. данная тема «ушла» от нас в бригаду технических проектов С. М. Еге­ра. По тем временам разработанный нами проект обещал при быстрой реализации иметь самолет с самой большой в мире дальностью, доста­точной для выполнения стратегических целей.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 11.12.2012 19:41
Ту-85: гидросамолет.

Однако к концу 1950 г. самолет «95» еще был далеким «журавлем в небе», тогда как «85» был готов начать полеты, поэтому задача разработчиков состояла в том, чтобы «расширить ему жизнь». Об этом я позволю себе рассказать особо подробно, как о мало известном факте.
Судьба самолета Ту-85 зависела от возможности надежно вы­полнить стратегическую задачу поражения целей на территории США. Как упоминалось выше, на кратчайшем маршруте через Север­ный полюс в США и Канаде были построены три полосы ПВО. Для подходов с Атлантики или Тихого океана дальности Ту-85 с одной дозаправкой топливом на маршруте туда не хватало, надо было доза­правлять самолет и на обратном пути. В 1950-х гг., когда еще не было спутниковой навигации, это было невозможно из-за низкой вероят­ности своевременной встречи бомбардировщика и заправщика. По­этому родилась идея создания гидросамолета и заправки на обратном пути из подводной лодки, так как в этом случае можно было сесть на воду и подождать. Так возникла в 1950 г. работа над модификаци­ей Ту-85 в летающую лодку — проект «504» (четвертый проект в бри­гаде Б. М. Кондорского).
Основными исполнителями проекта были молодые специалисты В. А. Стерлин и я. Со стороны ЦАГИ активно участвовали А. Б. Лотов (лаборатория № 12) и И. М. Баранов (лаборатория № 2). Работу санк­ционировал и поддерживал А. Н. Туполев.
Однако большинство его соратников относились к ней с иронией. Однажды, когда я просил у А. А. Архангельского помощи, чтобы уско­рить изготовление аэродинамической модели, он мне сказал: «Эта ра­бота никому не нужна, это просто «хобби» Андрея Николаевича. Брось напирать!»
Но мы напирали и сделали большую работу по изучению влияния обводов днища лодки, высоты корпуса и формы поплавков на аэро­динамические характеристики на модели в трубе Т-102 ЦАГИ, а по­лученные рекомендации проверили на моделях в гидроканале лаборатории № 12 Московского филиала ЦАГИ на гидродинамические характеристики.
За исходный вариант компоновки днища лодки была принята двух-реданная схема самолета АНТ-44. Учитывались также формы летающих лодок в проектах фирм Саундерс-Роу и Виккерс в Англии, [И. И.] Сикорский, Мартин в США и другие. На аэродинамической модели, предусматривающей много вариантов высоты корпуса, обводов днища, поплавков были исследованы: влияние высоты корпуса лодки, формы отдельных частей днища лодки (закрывались обтекателями), включая редан, на подъемную силу (С ), сопротивление (Сх) и продольный мо­мент (mz). Из наиболее интересных выводов следует отметить:
1. практическое отсутствие влияния формы редана и его обтека­телей, позволяющих получать устойчивое глиссирование, на ве­личину Сх;
2. некоторое уменьшение Сх редана имело место при скруглении скул днища за первым реданом, как на летающей лодке Саундерс-Роу. Это скругление позволило улучшить притекание воздуха за редан при выходе на глиссирование;
3. практическое отсутствие влияния формы днища на аэродинами­ческие характеристики крыла при всех исследованных высотах корпуса;
4. максимальное сопротивление и подъемная сила днища лодки создается на его передней, скуловой, части и уменьшение отги­ба, ширины и угла атаки скул приводит к заметному снижению его сопротивления;
5. обтекание скул связано с образованием продольных (вдоль ско­рости) вихрей, которые ухудшают обтекание днища между пер­вым и вторым реданом, чему также способствовало увеличение поперечного V перед первым реданом, но улучшало мореход­ность.
По итогам этих исследований и рекомендациям лаборатории № 12 ЦАГИ были выбраны варианты формы днища самолета, сделаны модели для «протаски» в гидроканале на определение гидродинамиче­ских характеристик и модель для изучения динамических характери­стик при посадке. Формы днища были близки к рекомендациям ЦАГИ Таганрогскому КБ Г. М. Бериева для гидросамолета Р-1 и обводам про­екта реактивной летающей модели фирмы Саундерс-Роу.
В результате всех работ в бригаде проектов в 1953 г. был завер­шен технический проект летающей лодки «504», отвечавший постав­ленным стратегическим задачам. Возможность создания самолета Ту-95 и впоследствии межконтинентальных ракет сделали эту зада­чу неактуальной, как и предсказывал А. А. Архангельский, но нако­пленные опыт и знания в области разработки гидросамолета оказались полезными.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 11.12.2012 19:42
Ту-91:

палубный и фронтовой. В конце 1950 — начале 1951 г., когда в СССР еще думали о создании авианосцев, у нас возникло же­лание разработать приспособленные для них самолеты. Андрей Нико­лаевич предложил нам рассмотреть два направления для поиска таких универсальных по назначению самолетов, пригодных и для авиации ВМФ, и для ВВС, и для армии на базе двухмоторного с ТРД и одно­моторного с ТВД.
Главная трудность состояла в том, чтобы найти идею компоновки. Двухмоторным самолетом (509) занимался И. Б. Бабин, одномотор
ным с ТВД (будущим Ту-91) — А. А. Юдин. Мы, расчетчики, считали сравнительные данные вариантов компоновки.
Для двухмоторного самолета возникали трудности в компоновке эффективной механизации крыла в сочетании с его складыванием (уменьшение габаритов для размещения на авианосце). Тогда впер­вые мы начали знакомиться с идеями и путями реализации выдува на закрылок, чем наиболее детально стал заниматься В. А. Стерлин. Когда у А. Н. Туполева появилась идея сделать такой закрылок на модификации самолета Ту-124 (Ту-124 А), то ее реализацию для изучения сдува на закрылок осуществляла летающая лаборатория Ту-110. Пока мы работали, вопрос создания авианосцев стал за­тухать. ВВС принимали Ил-28, ВМФ — Ту-14. В результате проект «509» тихо сошел на нет.
Одномоторный универсальный самолет довольно долго «не компо­новался», и интерес к нему А. Н. Туполева стал пропадать. Однако тут Андрей Аполлонович Юдин предложил компоновку с экипажем перед двигателем и передачу мощности на воздушный винт удлиненным валом с переносом редуктора к винту. В бригаде увидели на чертеже (нарисованном в его свободной манере) удачную компоновку. Андрей Николаевич, посмотрев, поморщился, не сказал ни да, ни нет, и ушел. Тогда И. Б. Бабин сделал компоновочный чертеж в любимой манере А. Н. Туполева со всеми деталями, по которому он так же, как и мы, уверовал в перспективность компоновки, и в скором времени проект от нас ушел в КБ, превратившись в опытный самолет Ту-91. Его судьба подробно описана в книге В. Г. Ригманта.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 11.12.2012 19:42
Ту-96.

В конце 1951 г. А. Н. Туполев еще раз задумался о повы­шении высотности стратегических самолетов, так как истребители с меньшей нагрузкой на квадратный метр крыла и килограмм тяги и начавшие появляться ракеты «земля — воздух» имели большую, чем Ту-95, высотность. Поэтому он поставил перед нами задачу повыше­ния высотности на базе перспективных разработок Н. Д. Кузнецова (ТВ-16).
Непосредственно расчеты проводил В. А. Стерлин. Оказалось, что высотность противоречила дальности и достигалась очень дорогим путем увеличения площади крыла, веса самолета и тяги двигателей. Стало понятно, что основной путь — усиление оборонительного воору­жения, включая радиоэлектронное оборудование.
Кое-что из полученных соотношений было использовано для фор­мирования облика опытного самолета Ту-96.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 12.12.2012 20:34
Ту-108: сверхзвук.

В том же 1951 г. отечественные авиаконструк­торы усиленно думали о том, как делать сверхзвуковой стратегический самолет? Первые шаги в этом направлении были сделаны по заданию А. Н. Туполева в 1949 г.
Здесь я должен извиниться перед читателем, знакомым с авиаци­онной теорией, за отступление от основного направления в угоду «не­сведущему» читателю, чтобы понятным ему водительским опытом объяснить различия дозвукового несжимаемого) и сверхзвукового (сжимаемого) течений. Представьте себе дорогу в четыре ряда в одну сторону, по которой движется поток автомобилей с одной скоростью и вежливыми води­телями, так что расстояние между ними остается постоянным (не­сжимаемый поток). В каком-то месте произошла авария, и два ряда оказались перекрытыми. Тогда, поднимая вдвое скорости и «вежливо» не снижая ее, перестраиваясь из четырех рядов в два, на участке уско­рения они все проедут без задержки. Так же и вода, попадая из широ­кой трубы в узкую, должна соответственно увеличить скорость, что­бы сохранить расход. Так же ведет себя воздух на малых скоростях (дозвук). Теперь вернемся к автомобильному опыту. В узком месте води­тели для перестроения снижают скорость, идущие сзади собираются (сжимаются) в пробку, у которой где-то есть граница: до нее большая скорость, после нее малая, т. е. образуется скачок в скорости. В аэроди­намике он называется скачок уплотнения. За узким участком автомо­били набирают скорость, расстояние между ними увеличивается. Это напоминает сжимаемый (сверхзвуковой) поток, когда при его сужении скорость падает, а при расширении увеличивается. Теория и опыт по­казывают, что определяющим параметром сжимаемости является тече­ние со скоростью звука. Отношение скорости течения к скорости звука обозначается числом М (или числом Маха, по имени физика Э. Маха, который его ввел).
Такое кардинальное изменение течения должно быть учтено в фор­ме сверхзвуковых самолетов, которые начинают свое движение и полет с нулевой и малой скорости. Эта перестройка течения вызывает резкое изменение всех аэродинамических характеристик и, прежде всего, увеличение в несколько раз аэродинамического сопротивления на числа М > 1. Сказываться сверхзвуковая аэродинамика начинает с чисел М > 0,7—0,8.
Базируясь на нашем исследовании необходимых дальностей для достижения «объектов предполагаемого противника» при разработке проекта Ту-85, мы определили «базовые» дальности, потребные для сверхзвукового ударного самолета. В своем «Докладе о плане работ бригады проектов по самолету "108" и его практическом осуществле­нии», составленном по материалам работ, проведенных в 1951—1955 гг. для Главного конструктора А. Н. Туполева, я писал: «Для достижения самолетом всей территории США при условии полета за вероятными границами обороны на сверхзвуке и вылете с достаточно отдаленных границ СССР, маршрут должен обладать следующими практическими дальностями для возвращения на базу:
1. при полете из центральной части СССР через Северный полюс до юга США 18 600 км, из них на сверхзвуке 6000 км;
2. при полете из Анадыря по Тихому океану до середины США 21000 км, из них на сверхзвуке 7000 км;
3. при полете с севера Европейской части СССР между Англи­ей и Гренландией до середины США 22 000 км, из них на сверхзвуке 4000 км».
Преодоление этих маршрутов с шеститонной бомбой на борту и составляло отправную точку исследования.
Первый вопрос: какое применять крыло — малого удлинения или большой стреловидности. В ЦАГИ были сторонники и того, и другого направления. П. П. Красильщиков предлагал свои крылья РК (ромбо­видные крылья), напоминавшие то, что американцы через 50 лет стали применять на истребителях пятого поколения (F-22, F-35). В. В. Струминский, ставший главным аэродинамиком ЦАГИ, настаивал на кры­льях большой стреловидности.
Часть систематических материалов, привезенных в 1945—1946 гг. в ЦАГИ из Геттингена (Германия), которые нам удалось посмотреть, говорила в пользу крыла малого удлинения. Как стало известно, основную массу немецких материалов увезли к себе вместе с их созда­телями американцы.
Мы начали свои сравнительные расчеты крыльев малого удлине­ния и стреловидных. Публикуемые в периодике иностранные проекты имели по большей части треугольные крылья, поэтому мы наши кры­лья малого удлинения тоже рассматривали как треугольные с прямой задней кромкой и бесконечного сужения. Преобладающей стреловид­ностью передней кромки было 55°, как у стреловидного крыла. В начале 1950-х гг. самой большой сверхзвуковой эксперимен­тальной базой была аэродинамическая труба Т-108 с сечением рабо­чей части 1 х 1 м и несколькими сверхзвуковыми твердыми соплами. Основная особенность материалов, полученных из этой трубы, состоя­ла в том, что на числе М = 1,6—1,7 наблюдался второй, после роста при М = 1, рост сопротивления (Сх). Теоретические работы, публи­ковавшиеся в то время в иностранных материалах, показывали, что передняя и задняя кромки крыла дают рост сопротивления на числе М, когда сверхзвуковая волна становится параллельной одной из кро­мок. Поэтому для 55° треугольного крыла рост сопротивления на М = = 1,6—1,7 совпал с теорией и не вызывал у нас сомнений. Рост сопротивления на М = 1 для стреловидного 55° крыла очень убедительно объяснял В. В. Струминский так называемым срединным эффектом, ибо центральная часть стреловидного крыла обтекалась, как прямое. Все сходилось с Т-108, и мы на базе материалов из этой трубы провели сравнительные расчеты самолетов с треугольным и стрело­видным крылом, уже учитывая и вес, и особенности компоновки. По­лучили выигрыш в дальности с треугольным крылом. Пусть незначи­тельный, но, как говорил А. Н. Туполев, «положительный ноль».Второй комплекс проблем при создании сверхзвукового страте­гического самолета («С3») — расчет схемы балансировки и маневра. Сравнивались три схемы: «утка», «бесхвостка», «нормальная» — на базе экспериментальных аэродинамических материалов по моде­ли с треугольным крылом, как то подсказал предыдущий шаг иссле­дований по «С3». Материалы были взяты из различных источников. Они компилировались в надежде получить наиболее достоверные данные. Сверялись с теоретическими данными. И все же главными были материалы продувок в Т-108. Продление характеристик за вто­рым пиком Сх (М * 1,7) делалось с тем же градиентом, что имел ме­сто за первым пиком (М = 1). Уверенность в правильности выбо­ра для сравнения треугольного крыла подкреплялась сделанными за рубежом самолетами и расчетами по их же самолетам — «бесхво- сткам». Большинство из них имели треугольное крыло, включая до­звуковой «Вулкан». Единственный проект по схеме «утка» — фран­цузский «Грифон», да и некоторые самолеты нормальной схемы, хотя большинство из последних имело стреловидное крыло. Тре­угольное крыло было принято нами, несмотря на то, что проектиро­вавшиеся в этот период в КБ самолеты «98» и «105» имели стрело­видное крыло.
Сравнение проводилось для силовой установки типа ТРД. В рас­четах веса и моментов инерции учитывались схема самолета и размер­ность крыла.
Пришлось осваивать разработанные и разрабатываемые в ЦАГИ методики расчета продольного и бокового движения.
Не обошлось и без огромных таблиц цифрового интегрирования на арифмометрах в условиях отсутствия ЭВМ. Возникали трудности с выбором шага интегрирования, как и с определением аэродинами­ческих коэффициентов с учетом вращения. Пользуясь достигнутым уровнем понимания в ЦАГИ, мы с ними решили и эти вопросы. В ре­зультате всех расчетов выяснили, что лучшим вариантом является «бесхвостка», главным образом, по летным данным и продольным ха­рактеристикам, а боковые характеристики получались, что называется, «баш на баш». Преимущество продольных характеристик объяснялось, главным образом, тем, что при равном весе самолет-«бесхвостка» имел большую площадь крыла, и начало маневра происходило с меньших значений Су, и, несмотря на падение его нужного для маневра знака от отклонения элевонов, весь процесс выхода на перегрузку проис­ходил с большим аэродинамическим качеством. Влияние отклонения элевонов для маневра на Су должно было вызывать «просадку само­лета», т.е. обратную реакцию перегрузки на отклонение ручки (штур­вала). Оказалось, что мгновенный центр вращения близок к кабине, и летчик должен воспринимать это явление только как задержку. Этот вывод сочли второстепенным («положили на полку»), однако вспом­нили, когда начали работать над Ту-144, и подтвердили его, начав ис­пытания его самолета — аналога МиГ-21 И.
В упомянутом выше «Докладе...» сказано: «Нами была проведена работа по выбору основных размеров самолета «108», построенного по обычной схеме (с ГО. — Авт.) с треугольным крылом (40° и 60° стреловидности по передней кромке) и расположения двигателей по задней кромке крыла. На основании этой работы мы пришли к сле­дующим основным размерам самолета:
1. Взлетный вес 250—300 тонн.
2. Площадь крыла 350—400 м2.
3. Двигатели 4*П-4 или 4*П-6, последний хуже».
Напомню, что указанные двигатели (проекты) разрабатывались в КБ Николая Дмитриевича Кузнецова по двухконтурной схеме (ТРДД) и послужили прототипами двигателю НК-6, который должен был быть установлен на самолете Ту-106, развитии Ту-22.
Интересно вспомнить, к каким выводам по схеме самолета мы тогда приходили. В этом же «Докладе...»: «наиболее простой по компоновке является схема «бесхвостки», которая даже при наличии неизбежных потерь на балансировку, по дальности и маневренности не уступает обычной схеме. Если же в этой схеме применить дестабилизатор (вы­двигаемый на сверхзвуковых скоростях. — Авт.), убирающуюся несу­щую поверхность перед крылом (с площадью порядка 3—4 % от площа­ди крыла), то возможно улучшение качества самолета на дозвуке, когда дестабилизатор убран, а центровка подобрана так, чтобы потери на ба­лансировку сводились к минимуму и достигалось резкое улучшение взлетно-посадочных свойств с выдвинутым дестабилизатором». Через почти двадцать лет роль дестабилизатора на сверхзвуке на самолете Ту-144 выполнил наплыв, а на взлете-посадке — убираю­щееся переднее крыло (ПК). Большинство проектов сверхзвуковых пассажирских самолетов сейчас рисуется с дестабилизатором. И все же по тем временам эта двух-трехлетняя работа не показала «решающих» преимуществ схемы «бесхвостки» для «С3». Привыч­ка и мнение ЦАГИ, поддержанное А. Н. Туполевым, привели к тому, что следующий шаг на пути освоения «С3» — сравнение различных по типу силовых установок — производился для нормальной схемы самолета «108», так он уже «официально» начал именоваться. Мы делали несколько попыток доказать расчетами на базе про­дувок целесообразность применения на самолетах «98» и «105» тре­угольных крыльев, но резкое сопротивление ЦАГИ и доверие к нему А. Н. Туполева оставило от всех этих попыток практически частичную реализацию правила площадей на Ту-22. Правило площадей говори­ло, что изменение площадей поперечных сечений самолета по его про­дольной оси должно отвечать форме тела минимального сопротивле­ния при заданной площади миделевого сечения.Теоретически правило площадей было получено для снижения сопротивления в окрестности М = 1, а потом и для М > 1. Оно было выведено для тонкого тела и не давало рекомендаций, как вычитать поперечные площади крыла из площади сечений фюзеляжа. В экспе­риментальных исследованиях, относящихся к самолету «105», мы по­ставили перед собой цель ответить на два вопроса:
как проводить вычитание — равномерно по окружности, сверху- снизу или справа-слева?
вычитать всю площадь сечения крыла или какую-то часть? Рассчитали и сделали аэродинамическую модель с треугольным
крылом и серией вкладышей в фюзеляж, которые позволяли ответить на эти два вопроса. Материалы продувки модели показали, что луч­ший вариант обжатия справа-слева. Обжатие сверху-снизу эффекта снижения сопротивления не дало. Наибольший выигрыш по сопротив­лению дал вариант вычитания справа-слева половины площади сече­ния крыла. Эти выводы были переданы в отдел технических проектов для использования при компоновке Ту-22. Тогда мы впервые для себя получили коэффициент '/ «от тео­рии по идеальной жидкости». Впоследствии он был подтвержден при оптимизации деформации срединной поверхности крыла самолета Ту-144 и деформации поверхности при оптимизации выигрыша от ин­терференции. Сравнение типов силовой установки мы сделали на базе экспе­риментальных данных, полученных уже в аэродинамической трубе Т-112 без второго пика Сх. Как оказалось, это действительно было ошибкой из-за некачественного сопла и соответственно методической ошибки. В дальнейшем Т-108 была модифицирована, и этот недоста­ток устранен. Были проведены расчеты со всеми, предполагаемыми моторными КБ, вариантами силовых установок, включая их численность в поле вариаций площади крыла — взлетного веса. В принятой нами манере в этом поле были построены линии постоянных значений сверхзву­ковой и дозвуковой дальностей полета, разбегов, потолков и т. д. для всех рассмотренных типов двигателей от ТРД до предложенного КБ Н.Д. Кузнецова — первым прообразом турбовентиляторного двигате­ля — и почти все из них с и без дожигания.
Сравнение расчетных данных показало, что при прочих равных условиях:
наибольшие дозвуковые дальности получились с двухконтурны­ми двигателями КБ Кузнецова П-4 при степени двухконтурно- сти порядка двух;
наибольшие сверхзвуковые дальности обеспечиваются при уста­новке ТРД без дожигания;
дозвуковые дальности для всех вариантов силовых установок больше, чем сверхзвуковые. Последний вывод подтверждал, что боевое применение С3 рацио­нально по схеме комбинированного полета со сверхзвуковым участком в районе цели (до и после сброса нагрузки). В этом случае преимуще­ства самолетов с ТРДД становились более очевидными. Была сделана оценка удлинения треугольного крыла за счет уменьшения стреловидности передней кромки до 40° при сило­вой установке ТРДД П-6 КБ Кузнецова. Увеличение удлинения (4,8) еще больше подняло величину комбинированной дальности со сверхзвуковым участком менее половины максимальной дозву­ковой дальности.
Косой вход в воздухозаборник образовывался вдоль передней кромки с размером по размаху, соответствующим примерно ши­рине пакета двигателей, расположенных у задней кромки. Между фю­зеляжем и началом воздухозаборника образовывался слив погранич­ного слоя с фюзеляжа. В этих частях компоновка силовой установки внешне напоминала компоновку ее на самолете «Вулкан». Торможе­ние сверхзвукового потока до входа в двигатель предусматривалось по следующей схеме:
1. коническая волна от носовой части фюзеляжа;
2. коническая волна от полуконуса, устанавливаемого на фюзе­ляже так, что ее след попадал на переднюю кромку крыла за входом в воздухозаборник;
3. косой скачок на входе;
4. кривой канал за входом с косым скачком по типу воздухозабор­ника американского истребителя «Вуду»;
5. прямой скачок в канале.
Возвращаясь еще раз к упомянутому выше докладу, отмечу, что в нем был подведен итог четырехлетней работы, состоявший в том, что мы определили четыре большие проблемы:
разработка методики заправки на обратном пути (поиск, встре­ча, связь и т.п.);
получение двигателей с оптимальными для самолета «108» па­раметрами;
получение невиданно высоких в сочетании качеств (на дозвуке порядка 13—15, на сверхзвуке порядка 5,5—6,5);
получение невиданно высоких относительных запасов горюче­го, порядка 72—75 %.
Решение первых двух проблем было отнесено нами к задачам ЛИИ и мотористов, а за две последние мы готовы были взяться, считая, что они «охватывают основной круг возникших в результате первых ис­следований вопросов, которые должны дать материал отделу техни­ческих проектов для окончательного выбора схемы и размерности са­молета «108». Поэтому они должны быть решены раньше, чем отдел технических проектов приступит к окончательной компоновке «108».
В докладе объяснялось, что выполнить эту работу к указанному сроку расчетная группа бригады проектов не может из-за малой мощ­ности. Далее следовали просьбы добавить людей, срочно приобрести ЭВМ «Урал», считать наши аэродинамические модели первоочередны­ми, связать нас с разработчиком теории прочности оболочечных кон­струкций членом-корреспондентом АН СССР Василием Захаровичем Власовым и т. д.
Полученные нами объективные материалы, естественно, неодно­кратно докладывались А. Н. Туполеву, и по его указанию были пере­даны в отдел технических проектов, где уже шла работа по проекту «108». Там отказались от треугольного крыла в пользу стреловидной консоли, выкинули конус и кривизну канала из процесса торможения потока.
Несмотря на это, мы имели план работ по решению третьей и четвертой проблем и продолжали по нему работать и дальше в 1956-1958 гг.
Обе задачи, которые мы поставили себе по «108»: достижение вы­сокого аэродинамического качества и высокой весовой отдачи по то­пливу, наряду с удельным расходом топлива силовой установкой, — яв­лялись главными для достижения больших дальностей полета.
В середине 1950-х гг. мы еще не знали о крыльях с переменной стреловидностью по передней кромке и о возможном увеличении аэро­динамического качества за счет деформации срединной поверхности, т.е. формирования крыла профилями различной кривизны по вели­чине и форме. Считалось, что профили сверхзвукового крыла должны быть симметричными и как можно меньшей относительной толщины. Тогда мы «отдали предпочтение» поиску путей в области увеличения уровня относительного запаса топлива. Мы думали, что возможно дости­жение весовой отдачи по топливу (отношение веса топлива к взлетному весу) в 73—75 %, когда реально было достигнуто менее 60 %. Достижение аэродинамического качества (отношение подъемной силы к силе сопро­тивления) на сверхзвуке в 6,5 единиц казалось столь же трудным, как и 75 %-ная весовая отдача. Жизнь показала, что мы глубоко ошибались, и почти через двадцать лет мы на Ту-144 достигли аэродинамического ка­чества около 8 единиц, а весовая отдача по топливу не достигала и 50 %.
Желая получить максимум успехов в этих проблемах, мы пошли по известным путям, сулившим, как нам казалось, заметные успехи.
Поэтому в бригаде проектов мы продолжали исследования по «С3» теме в двух направлениях:
увеличение аэродинамического качества за счет ламинаризации обтекания отсосом пограничного слоя и увеличение CY тах сдувом на закрылок (сопротивление трения при ламинарном течении в пять раз меньше, чем при турбулентном);
выбор наиболее эффективной силовой схемы треугольного крыла.
Первой темой больше занимался В. А. Стерлин, практически от­дав этой теме всю свою рабочую жизнь, а самолету «С3» — до начала 1960-х гг. Второй — я по 1958 г. включительно.
По первой теме было спроектировано и изготовлено в модель­ном цехе 40° треугольное полукрыло с щелевым отсосом и сдувом на закрылок для испытаний в малотурбулентной аэродинамиче­ской трубе больших дозвуковых скоростей — Т-107 ЦАГИ, при­везенной по репарации из Германии. Требования к модели по со­хранению геометрии щелей под нагрузкой, к организации каналов отсоса и сдува были очень жесткие. Модель делали долго. Наконец, ее испытали, получили заметное увеличение площади обтекания с ламинарным пограничным слоем и также заметное увеличение коэффициента максимальной подъемной силы (Су ) при сдуве на закрылок. Ко времени получения материалов испытаний уже «С3» делать не собирались, и результаты в области ламинаризации остались невостребованными.
Результаты сдува на закрылок были использованы при компонов­ке таких закрылков на самолет Ту-124 А. Напомню, что были сделаны: большая модель Ту-124 А в аэродинамическую трубу Т-101 и летаю­щая лаборатория на базе самолета Ту-110 с модернизированными дви­гателями для отбора воздуха на сдув. Ту-110 ЛЛ прошла всесторонние испытания с весьма положительными результатами, в том числе с од­ним из четырех остановленным двигателем.
Проектировал модель в Т-107 очень талантливый конструктор, но как часто бывает, с оригинальным характером — Александр Ва­сильевич Васильев. Однажды, в обеденный перерыв, когда я ушел домой, чтобы пообедать, в нашей комнате остались двое: Таисия Ивановна Старцева тихо дремала за чертежной доской, Александр Васильевич что-то читал. В это время к нему пришел его приятель, тоже конструктор, не буду называть его имени. Он стал образно, в лицах, со всеми деталями, называя вещи своими «русскими име­нами», рассказывать о своих любовных похождениях, не замечая Таисию Ивановну. Александр Васильевич улыбался и не преры­вал приятеля. Когда тот ушел, разъяренная Старцева набросилась с упреками на Васильева. Однако он только хохотал и не нашел нужным сказать что-либо ей в утешение.
Через несколько лет «нашла коса на камень»: и, когда он в чем-то уперся, а я настоял, Александр Васильевич ушел из бригады. Это были уже шестидесятые годы. Мне было жаль с ним расставаться, но дру­гого выхода не было, а в бригаду К-6, которой я тогда руководил, уже пришли новые талантливые конструкторы: Е.Я. Пивкин, Ю. А. Мерен- ков, А. И. Макеев и другие, так что было на кого опереться.
Рождение второй темы было связано с неочевидностью того, какая силовая схема треугольного крыла окажется оптимальной.
Для изучения этой проблемы были выбраны три ключевые сило­вые схемы:
1. с лонжеронами, направленными по равным процентам хорд, ана­логично привычной силовой схеме крыльев конечного сужения (схема № 1);
2. с параллельными лонжеронами, ортогональными оси самолета, с замыкающей балкой, параллельной передней кромке. Эта схе­ма уже начала использоваться в конструкциях крылатых ракет и самолетов-истребителей (схема № 2);
3. с параллельными лонжеронами между собой и передней кромке с замыкающей балкой, параллельной задней кромке (схема № 3).
Вторая схема с самыми короткими лонжеронами и без косых сило­вых разъемов, казалась самой легкой и технологически оправданной. Первая схема представлялась самой неудачной, но была в какой-то степени преемственна с крыльями предыдущих самолетов. Третья схе­ма рассматривалась как крайняя альтернатива двум первым.
Сравнение схем на первом этапе исследований собирались прово­дить по результатам трех испытаний:
1. статических прогибов под одинаковой распределенной нагруз­кой, определяемых по рейкам и нивелиру;
форм собственных колебаний (6 тонов), определяемых фотогра­фированием с выдержкой, когда хорошо прописываются линии нулевых прогибов;
2. критических скоростей флаттера (VKpiiT) по испытаниям в Т-102.
Сейчас в литературе о летчиках и популяризующей авиацию ча­сто употребляют термины флаттер и бафтинг, не давая им объяснения. Поэтому позволю себе уделить этим понятиям несколько строк.
Крыло, оперение, фюзеляж самолета — конструкции, имеющие упругость и распределенную массу, поэтому имеют частоту собственных упруго-массовых колебаний (после придания им деформации они ко­лебательно возвращаются к исходной форме). Простейший пример — на конце заделанного металлического прутка размещен груз. Если та­кую систему отклонить и отпустить, то она, постепенно затухая, будет колебаться с ее собственной частотой. Если к прутку прикрепить вибра­тор, то при совпадении его частоты с собственной частотой системы на­ступит явление резонанса, которое может привести к резкому увеличе­нию амплитуды колебаний вплоть до разрушения системы.
Теперь представьте себе, что мы перемещаем эту систему в по­ток воздуха, а на внешнюю (от стержня) сторону груза помещаем по­воротное по углу атаки крылышко (ось поворота совпадает с осью стержня). И далее делаем так, что когда груз идет вниз, крыло повер­нуто на отрицательный угол атаки, т. е. так, чтобы аэродинамическая сила была направлена вниз по движению грузика. При его движении вверх все наоборот: крылышко поворачиваем на положительный угол с аэродинамической силой, направленной вверх. Теперь, если мы бу­дем увеличивать силу потока, то, естественно, наступит такая ско­рость, которая за счет аэродинамических сил раскачает нашу систему с частотой собственных колебаний (проявление начальных колебаний с собственной частотой всегда будет иметь место). По-существу, это будет явление флаттера, а такая скорость называется критической. Те­перь, если при одной из форм собственных колебаний или их комби­нации будут возникать аэродинамические силы, аналогичные нашему примеру, то на таком крыле возникает флаттер при соответствующей критической скорости (V ). Величина V , конечно, еще будет за­висеть от демпфирования конструкции (внутреннее трение, частично аэродинамическое демпфирование и т.п.) и только, когда раскачиваю­щие аэродинамические силы «преодолеют» демпфирование, наступает флаттер.
Аэродинамическое возбуждение колебаний одного агрегата от об­текания другого, например, периодические срывы с крыла, вызываю­щие колебания горизонтального оперения, называются бафтинг.
Желание получить V в Т-102 определило размер и общую жесткость моделей. Для усиления влияния направления лонжеронов модели были сделаны из плоского дюралевого листа с наклепанными на него уголками по направлению оси лонжеронов и замыкающей бал­ки. Размер сечения уголков подбирали так, чтобы величины момен­тов инерций сечений, параллельных оси самолета, по размаху для всех моделей были одинаковыми, высота в первых вариантах (назывались
2, 3) была практически одинаковой, а для соответствующих им ва­риантов 4, 5, 6 соответствовала высоте профиля. Общие плавные обво­ды моделей обеспечивались наклеенным пенопластом, обработанным под заданную поверхность, образуемую профилями с тупым носиком и наибольшей высотой на 40 % хорды. После наклейки пенопласта жесткость моделей существенно возросла примерно в 3 раза по изги­бу и еще больше по кручению, особенно у модели по первой схеме. Поэтому перед испытаниями на флаттер пенопласт, на нижней сторо­не, где гладкий лист, был разрезан на квадратные столбики 20 х 20 мм. На верхней поверхности, где наклепаны стрингера — лонжероны, раз­резы были сделаны над лонжеронами (стрингерами) по их направле­нию. При таком разрезе пенопласта изгибная жесткость, в сравнении с неоклеенным крылом, возросла для крыла первой схемы на 33 %, второй — на 55 % и третьей — 71%. При этом максимальные крутки для первой схемы уменьшились в 7 раз, для второй — 3,3 раза, для тре­тьей — в 2,2 раза. Вот в таком состоянии модели были переданы на ис­пытания по определению критической скорости в аэродинамической трубе ЦАГИ Т-102.
В проектировании и испытании моделей нам большую по­мощь оказала бригада вибраций КБ и, в частности, конструктор- экспериментатор Александр Евгеньевич Штепин.
Испытания на деформацию и собственные частоты проводились в полутораэтажном зале лаборатории статических испытаний (Ф. Г. Ла- летин, А. П. Потрахова) на четвертом этаже здания КОСОСа10, где по-
еле постройки Лаборатории испытания конструкций (ЛИК) была от­крыта столовая. Испытания моделей проводились до их оклейки пено­пластом, после оклейки и с разрезанным пенопластом для флаттерных испытаний.
Общее наблюдение за этой работой проводил А. М. Черемухин, с которым мы вместе докладывали текущие результаты А. И. Туполеву.
Измерение статических прогибов под одинаково распределенной нагрузкой показало, что: модель по второй схеме прогибается с моно­тонным, но с прогрессивным уменьшением углу атаки к концу крыла (отрицательная крутка); модель по первой схеме прогибается меньше и имеет неравномерную производную роста положительной крутки к концу крыла и меньшей, чем у третьей модели; модель по третьей схеме прогибается больше модели второй схемы, но имеет положи­тельную крутку и также монотонную.
По статическим прогибам можно было предположить, что с учетом обшивки, воспринимающей кручение, все схемы сближаются по форме деформации (без учета изгиба фюзеляжа). При всех типах испытаний жесткость корневой хорды (фюзеляжа) по сравнению с жесткостями модели была бесконечной.
К сожалению, сейчас, когда я пишу эти воспоминания, нет возмож­ности найти результаты испытаний на формы колебаний этих моделей. При образовании ОАО «Туполев» и бесчисленных переездах из одного здания в другое многие материалы «потерялись» или оказались в со­вершенно неизвестных мне местах. Поэтому, не приводя документов, скажу, что практически все тона (6) собственных частот колебаний первой схемы имели форму, способствующую развитию автоколеба­ний в потоке. Для второй схемы нечетные тона также способствовали автоколебаниям. Для третьей схемы практически все тона способство­вали демпфированию автоколебаний.
На стреловидном крыле прямой стреловидности чистый изгиб приводит к уменьшению угла атаки концевых сечений (представьте себе крыло, изогнутое до вертикального положения концевого сече­ния). Иначе говоря, с одной стороны, аэродинамические силы вместе с упругими при распрямлении крыла будут «разгонять» крыло и после прогиба вниз будут «разгонять» его вверх, т. е. будут приближать V . С другой стороны, такая закрутка перераспределяет аэродинамическую загрузку от конца к корню крыла и позволяет сделать его более легким.
На крыле обратной стреловидности (концы вперед) все происхо­дит наоборот: аэродинамические силы растут в противофазе с ускоре­ниями от упругих сил и демпфируют колебания, но его закрутка пере­распределяет аэродинамическую нагрузку к концам крыла и требует увеличения его веса.
В этих смыслах крыло второго типа ближе к крылу прямой стре­ловидности, а третьего типа — к обратной стреловидности, что, на пер­вый взгляд, кажется парадоксом.
Эти выводы подтвердились при испытании моделей в Т-102. Для модели первой схемы была получена критическая скорость около 30 м/сек, для второй чуть больше 40 м/сек, а для третьей схемы Укрит оказалась больше максимальной скорости (55 м/сек) потока в трубе.
Мы понимали, что с обшивкой, воспринимающей кручение, раз­личие схем по критической скорости значительно уменьшится, так как влияние обшивки будет сильней, чем влияние пенопласта, но серьез­ные подозрения в целесообразности третьей схемы при учете затрат материала на обеспечение критической скорости для сверхзвуковых самолетов оставались. Через несколько лет (5—7) после этих работ в одном из исследований, проведенных в Куйбышевском авиационном институте, было показано, что оптимальное по весу направление па­раллельных лонжеронов 60° треугольного крыла должно составлять 38° назад по потоку от нормали к оси самолета.
Модели второго и третьего вариантов более крупного масштаба и самолетной конструкции были сделаны, частично прошли испыта­ния на статические изгибы, показав качественную сходимость с пер­выми схематичными моделями, но мой переход в отдел «К» на аэро­динамические задачи и смерть А. М. Черемухина приостановили эту работу. Работы по самолету «108» полностью перешли в отдел техни­ческих проектов к С. М. Егеру.
В дальнейшем, когда мы занимались Ту-144 и, особенно, его серий­ным вариантом, я искренне пожалел, что не нашел сил, вернее, желания довести эту работу до логического конца, чтобы иметь право сказать: крыло малого удлинения надо делать по такой-то конструктивной схеме.
Дело в том, что при второй схеме, как на Ту-144, из-за низкой кри­тической скорости флаттера пришлось на наборе поднять высоту пере­хода скорости звука, увеличив при этом значительно расход топлива из-за уменьшения избытка тяги — замедления набора скорости. При этом еще без какого-либо выигрыша в силе начального звукового уда­ра на земле, ибо высота поднималась «до того». Максимальное значе­ние звукового удара достигается при полете с М = 1,2 н-1,3, тогда как сопротивление возросло на М = 0,98 -г-1,15.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 16.12.2012 20:12
Атомная экзотика.

Во второй половине 1950-х гг. авиационный мир «заболел» разработкой самолетов с ядерной силовой установкой. Всем казалось, что вот, наконец, ограничения по дальности не будет.
Н. Туполев не мог отстать от жизни и тоже приступил к этой рабо­те, включив меня в число тех, кто должен был этой темой заниматься. Я это оценил как особое доверие к моим возможностям. Меня соответ­ствующим образом оформили для допуска к этой работе.
Начал А. Н. Туполев как всегда с ознакомления и обучения осно­вам этой новой для нас темы. Он договорился с академиком Анато­лием Петровичем Александровым об организации у нас курса лекций по основам атомной энергетики. Лекции проводились в Дубовом зале здания КОСОСа с демонстрацией плакатов. Слушали их А. Н. Ту­полев, С. М. Егер, А. М. Черемухин, Г. А. Озеров, К. В. Минкнер, М. Буль, В. П. Сахаров, Б. М. Кондорский, А. Р. Бонин и еще человек пять, в том числе и я.
Нас ознакомили с принципами работы реакторов разных схем, с их регулированием и, главным образом, с организацией защиты, основ­ными положениями ее расчетов и т.д., т.е. со всем комплексом вопро­сов, связанных с установкой и работой реактора на самолете. Наиболее активным слушателем был Андрей Николаевич. Он своими вопросами действительно помогал нам понять то, что, на первый взгляд, только казалось понятным.
Потом мы слушали и обсуждали две возможные схемы ядерных авиационных силовых установок, так называемые, открытую и закры­тую, которые нам в бригаде проектов по заданию А. Н. Туполева пред­стояло оценить и сравнить в самолетной компоновке.
«Открытая» схема (главный конструктор Архип Михайлович Люлька) в первом приближении — это замена камер сгорания в тур­бореактивном двигателе на атомный реактор, подогревающий сжатый компрессором воздух перед подачей его на турбину. В этом случае все, куда попадает воздух, прошедший нагрев в реакторе, включая окру­жающую среду, оказывается на какое-то время зараженным и требует дезактивации.
«Закрытая» схема (главный конструктор Николай Дмитриевич Кузнецов) напоминает схему любой транспортной силовой установ­ки, только носителем тепла, нагревающим сжатый воздух за компрес­сором до высоких температур, служит жидкий натрий, как наименее активный элемент после облучения, а не вода. В этом случае горячий жидкий натрий при остановке силовой установки надо сливать, пока он не застыл и как-то наливать в систему для запуска силовой уста­новки так, чтобы его не «прихватило» или силовую установку не оста­навливать, держа температуру натрия заведомо выше температуры плавления.
Сравнением схем силовой установки мы занимались вдвоем с Бо­рисом Михайловичем Кондорским: я считал, он рисовал компоновки. Все проблемы мы с ним охватить не могли, поэтому наземные пробле­мы в основном отбросили, иногда на них оглядываясь. Решали мы во­прос, как должен был быть скомпонован самолет с той и другой схемой силовой установки, для минимизации веса защиты экипажа от радиа­ции и веса всего самолета. Начали мы с того, что при «открытой» схеме лучше всего самолет компонуется по типу Ту-16. В этом случае излуча­ющие элементы силовой установки размещались компактно, и вес ра­диационной защиты минимизировался. При «закрытой» схеме можно было создающие тягу элементы силовой установки разнести по крылу, облегчая его разгрузкой, но утяжеляя вес теплоизоляции.
Я не буду вспоминать всех деталей работы по той простой причи­не, что я их плохо помню, а выдумывать не хочу. Скажу только, что по­сле изучения ряда вариантов компоновок, мы пришли к тому, что обе схемы сошлись на компоновке самолета типа «бесхвостки» с единым блоком силовой установки, который, что очень серьезно, мог после по­садки самолета целиком отделяться и «упрятываться» в хранилище, где все текущие работы производились бы манипуляторами. Перед взлетом блок должен был быть опять «прицеплен» к планеру самолета.
Эта экзотика и значительный вес самолета, много больше тех, которые уже летали, и трудности эксплуатации, слава Богу, закрыли наши ис­следования...
Однако оставалось еще очень много вопросов, связанных с уста­новкой реактора на самолете и, в первую очередь, с защитой экипажа и оборудования от отраженного от атмосферы радиационного излуче­ния на больших высотах. Поэтому было принято решение построить летающую лабораторию на базе самолета Ту-95. Техническое руко­водство этой работой А. Н. Туполев поручил Георгию Александровичу Озерову.
Лаборатория была спроектирована и построена под руководством Иосифа Фомича Незваля. В начале 1970-х гг. в ней была сделана серия экспериментальных полетов с работающим реактором. Я в этой работе уже не участвовал, но должен отметить, что наши конструкторы су­мели так скомпоновать защиту от радиации, что она оказалась много легче, чем то, что предполагали атомщики, а также тех весов, которые Б. М. Кондорский и я закладывали в своих исследованиях.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 16.12.2012 20:13
Глава 3. Аэродинамик

Год 1958 вошел в мою жизнь как рубежный.
В 1958 г. умер мой отец — Алексей Михайлович Черемухин, и все свои личные решения я должен был начать принимать сам, без советов отца.
До 1958 г. я работал главным образом по заданиям и под руко­водством Генерального конструктора Андрея Николаевича Туполева. С 1958 г. я стал работать под руководством будущего Генерального конструктора Алексея Андреевича Туполева.
В 1958 г. — и это главное — по служебным обязанностям я из про­ектировщика опять стал аэродинамиком и из рядового инженера начал шагать по лестнице начальников.
В мае 1958 г. Алексей Андреевич Туполев предложил мне перейти к нему в отдел «К» и, организовав бригаду, начать работать над гиперзвуковыми летательными аппаратами, и, в частности, над планирующей ракетой «Д», с разгоном ее ракетным ускорителем и планированием до цели в верхних слоях атмосферы. Возможно по типу проекта немец­кого ученого Зенгера с использованием «прыгающей» траектории. Я с радостью согласился, потому что работа без руководителя была очень неопределенной, а Борис Михайлович Кондорский не мог руко­водить моей работой. Я ее направления выбирал сам (задания Андрея Николаевича занимали меньше половины времени), и мне надоело са­мому себе придумывать загрузку.
Из того, что говорил Андрей Николаевич при обсуждении са­молета «108», было ясно видно его понимание невозможности до­стижения целей на территории «предполагаемого противника» самолетом-бомбардировщиком. Для этого нужна беспилотная техни­ка с возможно большей скоростью полета, запускаемая с земли или самолета-носителя. Естественно, что эта перспективная тема привлек­ла мое внимание.
На следующий день после встречи с Алексеем Андреевичем меня встретил в коридоре Андрей Николаевич и спросил:
Ты согласен работать с Алексеем?
Я ответил:
Конечно. Очень хочу уйти от Бориса Михайловича.
Он, подумав, сказал:
Извини, что я тебя попридержал.
Еще подумав:
Ты теперь ко мне без Алексея не приходи.
И пошел к себе в кабинет.
Года через четыре ко мне так же в коридоре подошел Борис Со­колов:
Ты в партию не подавай, пока нас с Алексеем не приняли.
В то время инженеров принимали «по счету»: рабочая партия оставалась без рабочих. Видимо, они все трое тогда считали меня кон­курентом Алексея в карьере, а мне бы интересную и нужную работу с инженерными задачами, да чтобы не знать как их и решать... Меня вполне устраивало руководство Алексея Андреевича.
В 1994 г. Валентин Тихонович Климов — Генеральный директор АНТК им. А. Н. Туполева — спросил меня, как я отношусь к назначе­нию Игоря Степановича Калыгина Главным конструктором Ту-334. Я обстоятельно высказал свое мнение. Быстрый В. Т. Климов сказал: «Были бы Вы моложе, я бы Вас назначил Главным». У меня промель­кнуло: «Это было бы глупо». Это, наверное, первый случай, когда я был доволен, что старею: мне было 73 года. В то время Климов бы­стро рос и стремился в кабинет А. А. Туполева, и уже сидел в бывшем кабинете А. И. Кандалова, переехав из здания КОСОСа в корпус № 9.
Отдел «К», который возглавлял Алексей Андреевич, был создан в 1956 г. Он должен был заниматься беспилотной техникой — ракета­ми «С» и «Д». Первыми начались работы по крылатой ударной раке­те «С» (Ту-121). Отдел организовался по принципам КБ с бригадами, дублирующими «большое КБ», кроме моторного направления, так что все вопросы силовой установки остались за моторным отделом Курта Владимировича Минкнера. Кроме того, наземное — пусковое оборудо­вание — было поручено проектировать отделу вооружения, которым командовал Александр Васильевич Надашкевич.
К 1958 г. были уже образованы бригады от К-0 до К-5 и от К-7 до К-10. «Пропущенную» бригаду К-6 я должен был организовать и возглавить для развертывания работ по гиперзвуковой тематике и, в частности, по планирующей ракете «Д». По первому приказу Андрея Николаевича об организации бригады К-6 и моего ею руководства были переведены из бригады проектов: Александр Васильевич Васи­льев — конструктор, Таисия Ивановна Старцева — инженер-расчетчик и Тоня — техник. В скором времени пришли еще два техника Мила и Галя, а также конструктор Юрий Александрович Меренков. Вскоре к нам присоединился кончивший моторный факультет МАИ и рабо­тающий на заводе топливных агрегатов Михаил Яковлевич Блинчев- ский. Я переговорил с ним, понял, что он талантливый инженер с фан­тазией. Как раз то, что мне нужно, чтобы заниматься новым делом. Очень быстро М. Я. Блинчевский практически стал моим первым по­мощником в освоении гиперзвуковых задач, переваривая в себе многие совершенно новые для него вопросы аэродинамики.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 16.12.2012 20:13
Ту-130: беспилотный аппарат.

Полгода или чуть больше мы юти­лись в маленькой комнате бригады проектов, но успели понять, что в нашем деле надо шагать еще мельче, чем, как уже показывала прак­тика работы по «С». И наметили создание промежуточного до «Д» из­делия — планирующего аппарата, с предполагаемыми обводами «Д», но на меньшие скорости и соответственно меньший нагрев. С этим сразу согласились оба Туполева. Этому изделию первого шага был присвоен номер «130». Под этим номером и был выполнен основной объем работы.
В первоначальный период до «130» мы старались понять наибо­лее выгодную форму планирующего аппарата с начальной скоростью
близкой к двадцати скоростям звука (« 6 км/сек) и конечной скоро­стью над целью порядка двух-трех скоростей звука (0,6—1,0 км/сек). Максимальное среднее интегральное значение аэродинамического ка­чества за полет по расчетам в этом диапазоне скорости получилось при стреловидности крыла с тупой передней кромкой 70—75°, что и было принято.
Первоначально была принята симметричная компоновка со сред­ним расположением крыла, вертикальным оперением сверху и сни­зу, тупым в задней части фюзеляжа. По мере возрастания понимания тепловых проблем, схема превратилась в низкопланную, подфюзеляжный киль уменьшился. В надежде на обеспечение балансировки с неотклоненными элевонами (рулями высоты) носовую часть фюзе­ляжа отклонили вверх, как бы создав «утку», чтобы получить нужный положительный продольный момент.
В 1958 г. еще не было экспериментальных установок, позволяющих получить аэродинамические характеристики при испытании моделей в нужном нам диапазоне чисел М. Разработанных расчетных инже­нерно приемлемых методик, годных к расчету на ЭВМ типа «Урал-4», «Весна» и т. п., тоже еще не было.
Поэтому мы, разрабатывая свои методики, пригодные для расче­тов на имевшихся у нас ЭВМ, должны были опираться на разработки ученых ЦАГИ (В. В. Сычев, К. К. Костюк, К. П. Петров и др.), НИИ-1 (В. С. Авдуевский и др.), МГУ (Г. Г. Черный), оглядываясь в некото­рых случаях на теорию Ньютона и публикации в иностранных жур­налах.
В группе М. Я. Блинчевского была изобретательно реализована расчетная методика — «прототип панельного метода», в котором вся поверхность летательного аппарата заменялась плоскими панелями. Опираясь на свойство сверхзвукового потока (возмущения не рас­пространяются вперед по потоку), в группе считали передние панели по набегающему потоку, а последующие — по потоку за предыдущими панелями, пренебрегая боковыми влияниями (потом стали учитывать и их). Интегрируя силы по панелям, получали все, нужные нам (счи­тая поверхностное течение турбулентным) общие характеристики. По параметрам обтекания каждой панели получали тепловые потоки и таким образом обеспечивали себе решение как траекторных задач, так и тепловых нагрузок для разработки идеи конструкции.
При формировании законов управления автоматической системы управления ракетой «С» (Ту-121) для стабилизации ее на заданной траектории, аэродинамики бригады К-10 (Веселовский, В. А. Ковалев­ский, К. Н. Бабурин) столкнулись с необходимостью достоверного зна­ния нестационарных аэродинамических характеристик (при наличии угловых скоростей вращения). Однако по методическим и другим при­чинам указанные данные трудно получить в аэродинамических тру­бах, несмотря на то, что этой проблемой в ЦАГИ энергично занимался Г. И. Столяров. Поэтому они связались с подразделением НИИ-2 (ру­ководитель Ю. Л. Карпов), в котором разрабатывался метод определе­ния аэродинамически стационарных и нестационарных характеристик на свободнолетящей модели, выстреленной из пушки, что позволяло достичь больших сверхзвуковых скоростей полета модели.
В двух словах суть метода состояла в том, что свободнолетящая модель пробивала бумажные мишени, а по форме и месту оставленных отверстий определялось угловое положение и смещение модели от оси ствола. По времени пробивания мишени определялась скорость поле­та модели. Эти данные позволили определить силы и моменты, дей­ствующие на модель в каждый момент полета. Используя серию поле­тов моделей с разным положением начальных углов установки рулей и центра тяжести, можно было определить стационарную и нестацио­нарную составляющую аэродинамических сил и моментов. Поэтому для каждой отстреливаемой модели тщательно определялось положе­ние центра тяжести и моменты инерции по трем ортогональным осям. Для отстрела модель размещалась в разрезном поддоне, раскрываю­щемся при выходе из ствола и пускавшего модель в свободный полет. В таком эксперименте, при собственных недостатках, отсутствовало влияние стенок и подвески модели, свойственное аэродинамической трубе. Влияние вязкости воздуха в этом эксперименте было не больше, чем в аэродинамической трубе. Обтекание тупого заднего среза ракеты «Д» и изделия «130» сильно искажались на модели в аэродинамиче­ской трубе из-за ее подвески.
Метод «стрельб» предполагал возможность более быстрого уве­личения числа М эксперимента, чем строящиеся (планируемые к по­стройке) аэродинамические трубы. По этим двум причинам мы с на­шими проблемами также обратились к этому эксперименту. Главными нашими «соратниками» из НИИ-2 были Николай Львович Гертман и Михаил Иванович Васильев.
Эксперименты сначала над «симметричным» вариантом ракеты «Д» (потом «130») проводились на полигоне «Фаустово» на однои­менной стации Рязанской ж/д (начальник полигона Ф. М. Федорен­ко). По инициативе А. А. Туполева для массового изготовления мо­делей и поддонов на Московском филиале завода была организована мастерская при цехе № 19 (потом цех № 21), которую возглавил Вла­димир Григорьевич Филиппов.
Все модели были одноразовые — на один отстрел, поэтому их надо было много. Каждая модель заканчивала свой полет в песчаном валу и «уничтожалась», о чем на каждую партию моделей полигоном со­ставлялся специальный акт, так как все модели были секретные. Хотя я не исключаю, что некоторые модели в своем «безумном движении» улетали в лес, минуя песочный вал.
Проектирование моделей и поддонов велось конструкторами бри­гады К-6 под руководством Е.Я. Пивкина.
Тогда этот метод вполне оправдал наши надежды на получение нужных аэродинамических характеристик. Были созданы водородная пушка, позволившая получить в эксперименте заметно более четырех скоростей звука, и фотометрическая трасса, исключающая влияние усилий от пробивания мишеней на движение моделей.
В это же время в комплексе внешних измерений ЛИИ (под ру­ководством и по инициативе его начальника Виктора Васильевича Уткина), была начата работа по созданию одно-, двух-, трехступенча­тых твердотопливных ракет, сбрасываемых с самолета-носителя и по­зволяющих разгонять модели до больших чисел М. Естественно, что мы «зацепились» и за эту идею для испытания моделей изделия «130» до чисел М, стремящихся к 6. Модели имели телеметрию и управляе­мые по программе рули, поэтому в каждом их полете, близком к баллистическому, можно было получить большой объем данных, позволяю­щих вычислить многие аэродинамические характеристики. При этом модель была почти на порядок больше моделей, которые мы отстре­ливали в Фаустово, что сулило получение более достоверных, более близких к натуре данных.
Каркасы моделей изготавливали мы, а вся начинка: телеметрия, датчики, управление, спасательная парашютная система и разгонные ракеты собирались ЛИИ. Спасаемость (многоразовость) моделей позволила произвести довольно много пусков и получить аэродина­мические характеристики до чисел М, близких к 6. Однако точность эксперимента была такова, что авторы, сравнивая полученные ими ре­зультаты с результатами испытаний в аэродинамических трубах, гово­рили: «Вот видите, наши данные с трубой сходятся».
И надо было понимать, что значит они правильные. Поэтому, по­сле того, как были построены ЦАГИ аэродинамические трубы со ско­ростью потока в шесть и более скоростей звука, мы полностью по­теряли интерес к подобным очень дорогим испытаниям как в ЛИИ, так и в Фаустово. Стоимость изготовления моделей и их испытаний в аэродинамических трубах была заметно меньше, хотя объем дан­ных был тоже меньше, но главные характеристики мы получали бо­лее точно.
Это направление аэродинамических испытаний развилось в ЛИИ до создания серии моделей аэрокосмических аппаратов, названных «Бор», и, как я понимаю, легло в одну из научных основ создания аэро­космического корабля «Буран».
Лично для меня эта работа с ЛИИ тоже стала одним из моих «уни­верситетов» по баллистике, аэродинамике, внешнетраекторным систе­мам измерения, радиотелеметрии, по пониманию точности измерений и т. п.
Результатами решения этих проблем ЦАГИ нас не баловало: ма­териалы, выдаваемые из института, никогда не содержали указаний на их точность, на диапазон отклонений. В ЛИИ вопросы точности измерений всегда рассматривались и обсуждались. Дух ученых ЛИИ, направленный на поиск физических причин возникновения вихрей, срывов потока по причине смещения точки перехода пограничного слоя и т. п. всегда был мне близок, и поэтому работа с ЛИИ-евцами до­ставляла мне удовольствие.
Я познакомился с мудрым, внимательным, вдумчивым, хорошо понимающим обстановку, в которой он живет и работает, Виктором Васильевичем Уткиным. Мы много с ним работали. Я часто к нему обращался с обсуждением интересующих меня проблем и не получал отказа, наоборот — понимание. Конечно, я не забываю, что работать с «чужим начальником легче, чем со своим».
Я познакомился с глубоким знатоком измерений — Алисой Мои­сеевной Знаменской — рано поседевшей, что тем не менее украшало ее молодое лицо. Ее доброжелательность при твердых убеждениях делала ее хорошим учителем для таких, как я.
Мы много и плодотворно работали с Е. Д. Ямпольским, Ю. А. Ви­нокуром, Ю.Н. Шогиным и многими другими.
В общем, эта работа по моделям ввела меня в ЛИИ и сделала его поклонником. Во время работы по Ту-4 я еще этого не почувствовал.
Кроме проблемы достоверного определения аэродинамических ха­рактеристик, мы параллельно решали два главных вопроса: на каком типе конструкции следует остановиться — на горячей или охлаждае­мой? как и кому делать разгонный ускоритель?
В начале полета конструкция ракеты «Д» без охлаждения (за­щиты) должна была разогреваться до яркого свечения и, казалось, ее можно делать только из вольфрама или графита. Поэтому мы со всей серьезностью задумывались над охлаждаемой силовой конструкцией. В 1959 г. много работали в этом направлении, прикидывая различные схемы. Считали их вес вместе с весом охлаждающего вещества. Напри­мер, воды, охлаждающей за счет теплоты испарения, в том числе рас­плавляемые и испаряющиеся металлы и др.
Изобретательный М. Я. Блинчевский много сделал для упрощения расчетов, их «проглатывания» логарифмической линейкой и имеющи­мися в нашем пользовании ЭВМ.
В конце концов все наши проработки показали, что вес любой охлаждающей системы чрезвычайно велик и делает неприемлемо тя­желой всю систему. Так что мы пришли к твердому выводу: конструк­цию надо делать горячей с элементами теплозащиты, эффективно работающей на начальном участке траектории, снижая воздействие теплового удара на несущие свойства конструкции.
С минимальными тепловыми напряжениями работала бы статиче­ски определимая конструкция, но любое разрушение одного из ее эле­ментов приводило бы к общему разрушению. Поэтому конструкция должна была быть статически неопределимой и подверженной дефор­мации от теплового удара. Этой частью проблемы занималась служба прочности под руководством Альфреда Мартиросовича Давтяна.
В первую очередь, выводы о применении горячей конструк­ции неоднократно докладывались А. Н. Туполеву. Он далеко не сразу нам поверил. Отправил нас консультироваться в НИИ-1 к Мстиславу Всеволодовичу Келдышу. Последний свел нас со спе­циалистами института, которые и сами приходили к такому же, как и мы, выводу.
Конечно, формирование этого важного для дальнейшей работы вывода было сделано совместно в работе с общими видами (В. И. Близнюк, А. Л. Пухов), тепловиками (В. А. Андреев, Г. Т. Кувшинова), кондиционерщиками (А. С. Кочергин, Г. А. Стерлин), уже упомянутыми прочнистами и конструкторами (Н.Т. Козлов).
Это решение, естественно, было распространено на изделие «130», которое стали разрабатывать конструктивно из нержавеющей стали без теплоизоляции с графитовыми носками. Охлаждению подверглось только оборудование. Впервые был использован принцип «динамики», когда воздух из капсулы оборудования подавался к нагретой обшивке, а также, когда это было рационально, — испарительное охлаждение во­дой (изобретение наших тепловиков).
И тот, и другой принципы были реализованы на последующих са­молетах и, в частности, на Ту-144, что позволило сделать систему их охлаждения более легкой и эффективной, чем на «Конкорде». По из­делиям «Д» и «130» А. А. Туполев привлекал меня к обсуждению и ре­шению практически всех проблем, возникавших при их разработке.
Следующей важнейшей проблемой, начиная с 1959 г., стал выбор ускорителя для разгона изделия «130». Предварительно было решено (оба Туполева), что ускоритель для «Д» мы делаем и отрабатываем сами. Для ускорения работ по «130» и окончательного выбора его размеров решили использовать какую-либо из штатных баллистических ракет.
В бригаде К-6, а потом в бригаде К-13, как ее начальник, эту про­блему вел энергичный, очень коммуникабельный, всех знающий Ген­надий Васильевич Полежаев. Пользуясь его связями, знаниями, про­ведя серию расчетов, мы, что называется, «положили глаз» на ракету Р-5 конструкции С. П. Королева. Она позволяла разогнать изделие «130» приемлемых размеров для размещения оборудования и спаса­тельной парашютной системы, а также осуществить испытательные полеты на полигоне в Средней Азии, достигнув нужных скоростей.
Доложили об этом А. Н. Туполеву. Он согласился и связал нас с С. П. Королевым. А. А. Туполев, взяв с собой меня и, если я правильно помню, В. И. Близнюка, поехал к Сергею Павловичу в Мытищи. Нас пропустили достаточно просто, без сложной процедуры обычного по­сещения. Принял Королев нас очень приветливо, с улыбкой вспомнил Омск, позвал своего первого зама — Василия Павловича Мишина — и специалистов-траекторщиков. Обсудили нашу задачу, признали воз­можность ее выполнения при использовании Р-5, договорились о про­ведении эскизных работ по определению объема доработок Р-5 под разгон «130». Мы переслали им все необходимые данные по «130» и начальным параметрам ее траектории. Началась кропотливая работа расчетов и согласований. Я пару раз ездил в КБ Королева (КБ-1). Про­пускали меня с более тщательной проверкой, но проще «стандарта». Встречал сопровождающий, проводил в кабинет С. П. Королева, где мы работали только в его отсутствие. От КБ-1 работу проводили очень тщательно Павел Ильич Ермолаев, Яков Петрович Коляко и еще ряд специалистов, имен которых я не помню.
Месяца через два были закончены предварительные работы по определению доработок по Р-5 под наше задание: в системе и орга-
нах управления ракетой, по усилению корпуса ракеты под значитель­но большие траекторные нагрузки, чем в исходном варианте, на конус перехода от «130» к корпусу ракеты с системой отделения и т.д. Все эти материалы в КБ-1 показали В. П. Мишину, потом самому Сергею Павловичу. Как мне сказали по телефону, Сергей Павлович принял наши совместные предложения.
Через два-три дня раздается звонок:
Георгий Алексеевич?
-Да.
Секретарь Сергея Павловича Королева. Я Вас соединяю с Сер­геем Павловичем.
Слушай, можешь заехать ко мне? (называется дата и время).
Могу, конечно.
Передаю трубку секретарю, скажи ей номер паспорта и машины. Поедешь к зеленым воротам со звездами. Там пропустят.
Когда я подъехал к зеленым воротам и не успел еще дать гудок, из двери домика у ворот вышел офицер охраны, посмотрел на номер машины, сел со мной, мельком взглянул на паспорт, ворота открылись, и мы мимо ряда строений подъехали к корпусу с широкой входной лестницей, где работал С. П. Королев. Другой сопровождающий про­вел меня на второй этаж мимо вахтера, через приемную в кабинет Сер­гея Павловича.
Он встал, поздоровался. Его первый зам. В. П. Мишин ушел. Сер­гей Павлович проводил меня в комнату отдыха. Мы сели в кресла, и он сказал:
У меня большие трудности с доставкой ракет к месту базиро­вания. Дорог нет. Можно только самолетом, но аэродромов тоже нет, только грунт.
Далее рассказал некоторые детали о том, что они реально делают, и продолжал:
Я хочу попросить сделать проект грузового самолета, позволяю­щего решать мои задачи.
Я что-то начал говорить насчет Андрея Николаевича, но он пере­бил:
Нет, я прошу тебя это сделать. Если получится, что надо мне, тогда будем говорить с ним. Согласен?
Мои колебания длились доли секунды:
Согласен.
Я обратным путем выехал через зеленые ворота. Там стоял инспек­тор, остановивший движение и пропустивший меня в сторону Москвы. Я поехал, озадаченный собственным согласием.
Делать было нечего, надо было выполнять поставленную задачу. Еще в комнате бригады проектов я, Блинчевский, Васильев, Старце­ва и Галя принялись ее решать. По потребной нагрузке размерность самолета получалась близкой к Ту-95, поэтому мы взяли его четыре силовых установки с двигателями НК-12 и ее винтами. По жестким требованиям длины грунтовой ВПП крыло надо было делать прямым и применять многоколесные шасси. По габаритам груза диаметр фю­зеляжа получался порядка 6 м. Из-за заданной мягкости грунта колес главного шасси надо было иметь много. Рассматривали разные схе­мы: многоколесные трехточечной схемы с уборкой в мотогондолу, как на Ту-95 — получалось еще два фюзеляжа; гусеничные шасси, которые по этому типу уже разрабатывались под руководством Я. А. Ливши­ца — из-за больших потерь на вращение всей системы не получался разбег. Было много вопросов, связанных со скоростью. Наконец, по­смотрели многостоечные шасси вдоль фюзеляжа. Вроде с ним все получилось. На нем и остановились. Трудности вызывала передняя нога — надо было, чтобы она не утопала в грунте и не теряла своих управляющих способностей. Рассматривали от двух до шести (или восьми) колес на одной оси. По памяти остановились на четырех, при строгом регламенте центровки...
Нарисовали пару закрытых плакатов с общим видом и компо­новкой. Потом, почти через семь лет очень похожий самолет создал О. К. Антонов — Ан-22 «Антей», произведший фурор на Парижском салоне 1965 г.
Когда через месяц-полтора мы оформили эти плакаты, я позвонил секретарю Сергея Павловича и просил передать ему, что его просьба выполнена.
Через некоторое время с ним соединили:
Ну, что получается?
У нас вроде выходит — ответил я.
Ладно, я договорюсь с Андреем Николаевичем.
Прошло сколько-то дней. Вызывает меня А. А. Туполев:
Завтра к Андрею Николаевичу приезжает Королев, ты подбери наши материалы (подразумевая, конечно, ускоритель).
На следующий день меня послали встречать Королева.
Сергей Павлович должен был подъехать к известному ему по ЦКБ-29 входу в здание КОСОСа, который, по старой памяти, назывался «вход в поликлинику». (После нашего возвращения в Москву из Омска, на первом этаже у этого прямого входа с набережной в КБ и к кабинету Андрея Николаевича находилась заводская — общая с ЦАГИ и ВИАМ — медсанчасть № 3, где потом размещался вычислительный центр).
Пока мы поднимались от машины к лифту и на два этажа на нем я «в двух словах» рассказал Сергею Павловичу, что примерно полу­чилось:
Ладно.
Плакаты остались в комнате Веры Петровны Крашенинниковой — секретаря Туполева.
Приветствия: Как у тебя, как у Вас?
Наша просьба у тебя выходит? — спросил Андрей Николаевич — Мои ребята тебе все дали?
Да, они хорошо поработали. Мне все показали. Доработок мно­го, но можно сделать. У меня к Вам просьба... — и объясняет подробно со всеми деталями, какой и зачем ему нужен грузовой самолет. У меня душа уже на этаж ниже кабинета, но думаю: «При Королеве не всы­плет, а потом держись...»
Андрей Николаевич слушал, наклонив голову, чесал затылок, но пока молчал.
Я вот просил Черемухина сделать проработку. Мне пока не по­казывал, но вроде можно сделать — закончил Сергей Павлович.
Алексей Андреевич улыбался своей смущенной, то ли растерянной улыбкой. Я как в столбняке.
Ну, чего таишь, показывай, что там у тебя, — спокойно сказал Андрей Николаевич.
Посмотрел он наши плакаты, похмыкал, что-то спросил, поднял голову на Королева.
Ты понимаешь, сколько тут работы?
Я сделаю постановление.
Я от них и так задыхаюсь. Не могу.
Сколько-то времени дискутировали и на твердое «нет» Туполева Королев тоже ответил «нет».
Меня никто из Туполевых не попрекнул, но «130» осталась без ускорителя. Если посмотреть на проблему, то мы были отброшены на­зад не менее чем на год.
После еще некоторых раздумий решили обратиться к Михаилу Кузьмичу Янгелю (кстати, ученику Алексея Михайловича Черемухи­на по Академии авиационной промышленности) на предмет приспосо­бления его ракеты Р-12, она была несколько мощнее Р-5. А. А. Туполев переговорил с М. К. Янгелем в Москве.
Пошлите своих специалистов ко мне в Днепропетровск, я дам команду посмотреть, что можно сделать.
Поехали мы к ним в Днепропетровск с Полежаевым. Приняли нас там очень хорошо. Поняли, что корпус ракеты и ее систему управления надо существенно доработать. Составили примерный перечень дора­боток. Не сказали нам ни да, ни нет. Показали корпус окончательной сборки ракеты. Огромные залы, степенно и почти сонно двигающиеся люди в белоснежных халатах, с любопытством разглядывающие при­шельцев, отрываясь от работы.
Потом нам показали «цех ширпотреба», где на конвейере соби­рали небольшие трактора. Низкие потолки, шум, кругом работают станки, периодически перемещается конвейер и надо успевать вы­полнить свою работу. Невольно вспомнили Чаплиновские «Новые времена». Рабочие либо вообще не оглядываются, либо бросают злоб­ный взгляд — «чего приперлись». Шофер садится в конце конвейера на оранжевый трактор и выводит его самоходом во двор (метров 50), возвращается и садится за следующий. Наша совесть заставила нас бы­стро убраться из этого интенсивно работающего цеха.
Из гостиницы мы выписались, а улететь нам в Москву почему-то, не помню почему, не удалось. Одна из стюардесс предполагаемого рей­са предложила нам переночевать у нее. Мы с ней в ресторане поужина­ли, взяли такси и поехали к ней. Там в кресле и на диване вздремнули. Утром стало ясно, что опять не улетим. Поехали на вокзал. Билеты можно было купить только «входные» в поезд. Подумали и купили. Около трети дороги ехали, стоя в тамбуре. Потом, благодаря умению Геннадия Васильевича общаться с людьми, главный проводник пустил нас в резервное двухместное купе купейного вагона, в котором мы и доехали до Москвы.
Янгель не заставил себя долго ждать и сказал Алексею Андреевичу, что ракету он даст, но дорабатывать у него нет возможности (там, где работают «сонные мухи»): «Окончательно закон управления мы Вам подправим, все доработки проверим и разрешим пуски, но дорабаты­вайте сами».
К этому времени Томилинский филиал полностью развернул изго­товление десяти планеров «130», были заказаны графитовые носки кры­ла и фюзеляжа, бортовое оборудование, теплоизоляционные материалы, тормозная и спасательная парашютные системы. Стало ясно, что доработ­ка ускорителей существенно сдвинет сроки начала летных испытаний.
Первые наземные испытания носовой части корпуса «130» на те­пловой удар показали, что, несмотря на все усилия конструкторов и те­пловиков, изделие «130» может в начале свободного полета (если еще не до отделения) покоробиться с заметным влиянием на его аэродина­мические характеристики и на нарушение траектории полета. Чтобы обеспечить малый географический разброс точки начала торможения и срабатывания парашютных систем спасения, в бригаде М. Я. Блин- невского разработали закон одноразовой коррекции передаточных чи­сел систем управления, по начальным осевым и угловым ускорениям в момент отделения изделия «130» от ускорителя.
Таким образом, проект и само изделие «130» были близки к завер­шению в металле.
В это время В. М. Челомей решил «завоевать место под космиче­ским солнцем» и убедил Н. С. Хрущева поручить ему что-то похожее на «130», что позволило бы ему сделать баллистический ускоритель, считай, ракету. Хрущев его поддержал. Челомей сделал ракету, сын Хрущева получил степень доктора технических наук и звание «Героя Социалистического Труда». А для нас эту тему полностью прикрыли в 1963 г.
Когда Л. И. Брежнева в 1960 г. избрали Председателем Президиу­ма Верховного Совета СССР, поддержка наших работ по гиперзву­ку в ЦК КПСС пропала, но до 1963 г. мы сделали еще ряд проектов в развитие темы «Д». В том числе пилотируемый ракетоплан «136», который по своему существу был прообразом американских «Шатлов» и советского «Бурана».
Для меня этот период характерен активным творчеством по раз­работке различных проектов постановлений ЦК КПСС и Совета Ми­нистров, направленных на создание разных вариантов (по названиям) ракетопланов. Это было время, когда я ездил по Министерствам, ин­ститутам и КБ, согласовывая различные пункты проектов постановле­ний. В этой работе опять моим ближайшим помощником был Г. В. По­лежаев.
По технике мы на базе работ по «130» поняли бесперспективность идеи Зенгера об осуществлении энергетически выгодного рикошети­рующего полета ракетоплана, потому что каждое его погружение в ат­мосферу вызывало тепловой удар с большими тепловыми напряже­ниями и потерей ресурса.
(Замечу, что воздействие, выталкивающее ракетоплан в космос до следующего погружения, подобно прыжкам плоского камня, бро­шенного вдоль поверхности воды.)
Однако погружения использовались при создании аэродинамиче­ских сил для бокового маневра. Конечно, каждый из проектов содер­жал и проект, которыми уже начинала заниматься группа (потом бри­гада) Полежаева. Траекторные расчеты выполнялись группой (потом бригадой) Блинчевского. Они же занимались и определением аэроди­намических коэффициентов сил и моментов. Когда тему закрыли, мы полностью перешли к разработке Ту-144.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 17.12.2012 19:34
Ту-123 («Ястреб»).

Когда Веселовский ушел с должности на­чальника бригады К-10 (занимавшейся комплексом аэродинамиче­ских, траекторных и подобных расчетов по Ту-121 и Ту-123), А. А. Ту­полев назначил по совместительству начальником бригады К-10 меня, к большому неудовольствию Валентина Алексеевича Ковалевского, считавшего, что, выдворив Веселовского, он должен стать началь­ником. Начался мой трудный период работы с Валентином Алек­сеевичем, так и не признавшим эту несправедливость и желавшим сохранить свою независимость. Но дела и задачи заставляли меня участвовать в создании, испытаниях и доводке изделий «123», «139» и «143», к которым меня привлекали А. А. Туполев, В. П. Сахаров, Г. М. Гофбауер и некоторые начальники бригад.
Ковалевский, благодаря своей дотошности или боязни сделать ошибку, очень скрупулезно руководил траекторными расчетами и моделированием траектории полетов изделий «123» («Ястреб»), «139» («Ястреб-2»), «143» («Рейс»), так что во многом благода­ря ему число доводочных полетов было сокращено до минимума, а моя роль в этих работах сводилась к роли «английского короля». Но многие вопросы, возникшие при испытаниях, решались мною много быстрее, чем им. Поэтому первый зам. А. А. Туполева, веду­щий испытания (Виктор Пантелеймонович Сахаров), сначала обра­щался ко мне, как и другие начальники бригад. Вероятнее всего, это было вызвано трудным и скандальным характером Ковалевского. Он всех начальников разных рангов в отделе «К», кроме А. А. Туполева, считал или недостаточно умными на своем месте, или недостаточно добросовестными и в нелицеприятных выражениях «учил их жить и работать». Среди подчиненных ему сотрудников он некоторых выделял особенно, все время их ставил в пример, держа остальных «в черном теле».
Из таких вопросов по изделию «123», которые решались без Кова­левского, стоит отметить три: неожиданные колебания рулей, зацепку стропы тормозного парашюта носовой сбрасываемой части и сохранение постоянным коэффициента аэродинамического сопротивления тормоз­ного парашюта всего изделия (Схо) при прохождении скорости звука.
Первое нашло объяснение в вынужденных колебаниях стенки шпангоута, на котором были установлены датчики угловых скоростей.
Для решения второй задачи была проведена серия сбросов в ЛИИ с вертолета динамически подобных моделей изделия «123» с отделяе­мой и спасаемой носовой частью. Были найдены условия порядка выпуска тормозного парашюта носовой части, исключающие его сближе­ние (в момент отцепки носовой части) с неустойчивой, забрасываемой по кабрированию (на большой угол атаки) основной, погибающей ча­сти изделия. Движения фиксировались кинокамерами с земли и уста­новленными на модели.
Для решения третьей задачи была установлена теплозащищен­ная кинокамера в контейнере тормозного парашюта изделия, автома­тически включавшаяся в момент выпуска парашюта. Анализ пленок показал, что в момент перехода через скорость звука парашют увели­чивает диаметр раскрытия. Учет изменения диаметра (площади рас­крытия) показал, что Сх ведет себя в полном соответствии с должным поведением для плохообтекаемого тела. В дальнейшем этот вывод был подтвержден испытаниями на баллистической установке полигона в Фаустове, проведенными ведущим сотрудником НИИ-2 М. И. Васильевым. На этих работах он защитил свою кандидатскую диссертацию.
В связи с этим «парашютными работами» я познакомился с зам. начальника НИИ ПДС (парашютно-десантных систем) — Николаем Александровичем Лобановым. Человеком, оставившим у меня уди­вительно теплые воспоминания о совместных обсуждениях, от его быстрого понимания физической сути процессов и умения «дураку понятно» необычайно ясно объяснить свою точку зрения и свое по­нимание. Он мне чем-то напоминал А. С. Иванова. Там же я встретился со своим однокашником, Олегом Волковым, который занимался раз­работкой тормозных парашютных систем для космической техники. Интересны и памятны импульсивные и эмоциональные обсуждения парашютных проблем с Юрием Георгиевичем Лимонадом в ЦАГИ, од­ним из ведущих специалистов ЦАГИ по силовым установкам, а потом самым главным специалистом по парашютным делам, участником раз­работки парашютных систем спасения космических аппаратов.
Все, упомянутые выше модели, проектировались конструкторами под руководством Е.Я. Пивкина, а вся подготовка и снаряжение бор­товой киноаппаратуры выполнялись им лично.
Я, как бывший кинолюбитель, не могу пройти мимо и не ска­зать несколько слов о работе Е. Я. Пивкина. Он проявил массу энергии, доставая в ЛИИ еще оставшиеся кинокамеры от кино-фото-пулеметов (АКС), использующие 16 мм кинопленку. Так же приспосабливал к ра­боте ширпотребную кинокамеру «Экран», работающую на 8 мм кино­пленке. В установке камер на изделие и их питание (АКС) или спуска пружины («Экран») помогали нам сотрудники экспериментального оборудования К-9: Борис Васильевич Сахаров, начальник бригады и удивительно талантливый инженер, Антонина Ивановна Зубаре­ва, дотошный разработчик схем, не делающий ошибок, отзывчивый и всегда готовый помочь Василий Васильевич Писарев и др. Эта же бригада помогала нам подбирать и устанавливать телеметрические станции на наши летающие модели.
Евгений Яковлевич Пивкин сам считал и устанавливал экспози­цию на кинокамерах, стараясь сделать так, чтобы в неизвестных усло­виях: есть солнце или нет, время дня, светит солнце в объектив или нет и т. д. — мы получали бы нужные нам киноматериалы. Надо добавить, что всю обработку отснятой пленки по обратимому процессу он тоже вел сам.
Уже тогда конструкторами моделей под руководством Пивкина было создано много уникальных моделей. Одной из таких была мо­дель Ту-123 «Ястреба» с моделированием протока от воздухозаборни­ка до сопла практически без изменения внешних обводов при подвеске на хвостовой державке в аэродинамической трубе ЦАГИ Т-109. Я по­лагаю, что больше такой уникальной модели в ЦАГИ не видели. Пря­мым ее автором был конструктор А. Макеев — талантливый человек, но тоже «не сахар» в своих отношениях с сослуживцами.
Эта модель позволила получить уникальные аэродинамические ха­рактеристики, требующие минимального пересчета на натуры.
Я не буду вдаваться в подробности структурных преобразований. Скажу только, что в бригаде К-6 росли и квалифицировались кадры различных направлений. Первой выделилась бригада К-13 (Поле­жаева), начавшая решать задачи ускорителей для всех беспилотных изделий. Второй — бригада К-16 (Блинчевского), решавшая задачи аэродинамических и траекторных расчетов. Когда формировались вы­числительный центр и отделение систем управления, часть работни­ков подразделения, которым руководил Борис Николаевич Соколов, перешла в отделение «К». Бригада К-17 во главе с Геннадием Федо­ровичем Набойщиковым вошла в руководимый мною отдел динами­ки (отдел «Д»). Последней из бригады К-6 выделилась бригада К-18 (А. Рафаэлянц), решавшая вопросы аэродинамической компоновки и всех ее аэродинамических характеристик (коэффициентов), а брига­да К-6 стала чисто конструкторской под руководством Е.Я. Пивкина. С такой структурой мы пришли к созданию самолета Ту-144.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 17.12.2012 19:35
Ту-123











Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 19.12.2012 19:30
Ту-144: от замысла до завершения работ

Идея создания сверхзвукового пассажирского самолета вылилась в эпопею, охватившую все стороны существования человеческого об­щества, от всех областей науки и техники до медицины и искусства. Волновались многие умы мира. Было рождено и реализовано такое число новых идей, которые можно назвать этапом развития всего че­ловечества.
Для меня это был самый значительный, самый радостный и груст­ный этап моей жизни. Радостный — потому что удалось решить многие новые технические задачи, а некоторые даже лучше, чем наши «сопер­ники» англо-французы. Грустный — потому что благодаря нерадиво­сти и недальновидности нашего правительства труд сотен тысяч энту­зиастов в значительной степени пропал даром. Грустный — потому что наш собственный руководитель — А. А. Туполев — собственноручно прекратил эксплуатацию Ту-144, лишив мир источника доказательства рациональности сверхзвукового полета над сушей и закрыв тем самым эру СПС. Почти тридцатилетнюю эксплуатацию СПС «Конкорд» [“Concorde”] по одной трассе нельзя рассматривать как эру СПС. Это был опыт одного самолета и одной трассы.
Я не в силах рассказать «обо всем», этого мы, коллектив авторов, не смогли сделать и на 335 страницах справочника воспоминаний «Правда о сверхзвуковых пассажирских самолетах» (Близнюк В. И. и др.), изданного в 2000 г.
Объем одних только отчетов, представленных американской NASA о работе американских фирм по проектам СПС, составляет несколько тысяч страниц о расчетах, экспериментах, испытаниях образцов, маке­тах самолетов.
Комитеты и рабочие группы ИКАО, входящей в Организацию Объединенных Наций (ООН), оставили, наверное, около десятка ты­сяч страниц, а может и больше, материалов и отчетов, относящихся к регламенту применения и воздействия СПС на внешнюю среду.
Если к этому добавить объем: документации, представлен­ной советским и европейским службам сертификации; письмен­ной эксплуатационной и технической документации по самолетам Ту-144 и «Конкорд»; научных, экспериментальных, наземных и летных исследований — то, если у меня хватило фантазии, это составило мил­лион страниц на русском, английском, французском, японском и дру­гих языках.
В итоге в реальной жизни врагов СПС оказалось в решающее чис­ло раз больше сторонников, так что эру сверхзвуковой транспортной системы пока пришлось на какое-то время отодвинуть.
Я буду говорить о самом важном (по моему выбору), к чему имел отношение, чем занимался и за что отвечал. Я буду использовать уже опубликованные источники, но, видит Бог, только то из них, что изна­чально написано моей рукой или то, на что я получил благословение других авторов, многие из которых уже успели уйти из жизни.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 19.12.2012 19:30
Ту-144. Идеи и пути их реализации.

Почему-то всем миром при­нято считать, что мы, русские, всегда кого-нибудь и что-нибудь ко­пируем. Проект Ту-144 мы начинали с «чистого листа» и работали
своим умом, но в мире Ту-144 называют «Конкордским», подразуме­вая, что мы просто скопировали, но, по серости, испортили «Кон­корд».
Я не буду оправдываться, но постараюсь наиболее объективно по­казать, как рождался этот самолет в той части, которая касалась моих обязанностей.
Еще до окончания Второй мировой войны немецкие конструкторы активно разрабатывали проекты истребителей и бомбардировщиков на околозвуковую скорость полета. Поражает количество идей, реа­лизованных в проектах, макетах и самолетах в 1944 — начале 1945 гг., когда Германия была уже на грани полного разгрома2. К сожалению, мы в своей стране не сразу смогли реализовать эти идеи, считая, что «сами с усами».
Немецкие конструкторы, вывезенные в СССР, работали несколь­ко лет практически безрезультатно. Пожалуй, только Н. Д. Кузне­цов сумел использовать опыт немецких мотористов при создании двигателей НК3.
Идеи немецких ученых и конструкторов по применению крыла малого удлинения, стреловидного крыла изменяемой геометрии и об­ратной стреловидности начинали реализовываться у нас через десят­ки лет после немецких предложений и реализаций и то только вслед за американцами. Почему-то мы уверены, что американцев надо до­гонять, а других — нет. Даже мой любимый начальник А. А. Туполев на новые предложения говорил:
А американцы так делают?
Нет, не делают.
Ну, куда ты лезешь.
Я предостерегаю читателя от мысли, что А. А. Туполев не понимал преимуществ нового. Он, кроме того, понимал и два других обстоя­тельства, которые часто оказывались сильнее:
первопроходчество всегда длиннее и дороже, чем копирование;
на этом пути много влиятельных лиц, сомневающихся в положи­тельности результатов.
При копировании всем все ясно: сделать можно. Вспомните сло­ва И. В. Сталина, сказанные А. Н. Туполеву в оправдание копирования В-29, а не создания Ту-64.
Человечество, отдав многих своих лучших сынов на подходе к до­стижению самолетом скорости полета, равной скорости звука (М = 1), и достигнув ее, быстро устремилось к скоростям в 2—3 раза превы­шающим скорость звука. Однако оно уперлось в «тепловой барьер», т. е. необходимость применения новых жаропрочных и теплоизоли­рующих материалов, новых систем охлаждения и т.п., того, что уже намечалось нами к детальной проработке по изделию «130» и его даль­нейшему развитию.
В 1950-е гг. в мире летали в основном экспериментальные само­леты и самолеты-истребители, преодолевшие «звуковой барьер» и достигшие двух и более скоростей звука. У нас в стране это были МиГ-17, МиГ-19, Ла-17, Су-7, Су-9 и др., за границей — истребители F-102, F-104, F-106, Мираж-III и многие другие серийные и экспери­ментальные самолеты. Эти самолеты имели крылья широкого диа­пазона форм: стреловидные, треугольные, прямые и большей частью в схеме с горизонтальным хвостовым оперением — стабилизатором (ГО) и в схеме «бесхвостки». Единственный американский тяжелый самолет (В-70) был сделан в схеме «утка», т.е. с ГО, расположенным перед крылом.
Рождение инициативы КБ по созданию СПС следует отнести к кон­цу 1961 — началу 1962 г. Напомню, что еще на рубеже 1949—1950 гг. в бригаде проектов по указанию А. Н. Туполева была начата работа, направленная на понимание облика дальнего сверхзвукового боевого самолета. Поставленная им задача охватывала все аспекты проблемы: аэродинамики, прочности, силовой установки, оборудования... К 1962 г. уже были созданы и испытаны в воздухе сверхзвуковые Ту-22, Ту-128, Ту-123 [(«Ястреб»)]; отделом С. М. Егера были проведены большие ра­боты по осмысливанию компоновки тяжелого дальнего сверхзвукового самолета Ту-135 и его пассажирского варианта Ту-135 П.
Весь этот большой опыт определил уверенность А. Н. Туполева в том, что не только англичане и французы могут создать СПС (све­дения об их работах пару лет, как появились в печати), но и мы можем совершить скачок в воздушной транспортной системе, аналогичный сделанному самолетом Ту-104. Тогда еще никто не предполагал, что звуковой удар и шум на местности могут стать поводом для перекры­тия дороги развитию СПС.
Реализация беспилотного самолета Ту-123 и его модификации (по проблемам аэродинамики, теплозащиты, силовой установки, прочности) была наиболее близка к проблемам создания Ту-144. Это определило решение А. Н. Туполева поручить разработку Ту-144 кол­лективу подразделения «К», возглавляемому А. А. Туполевым, а зна­чит и отделу «Д» и его коллективу — молодому, полному энтузиазма и благодарности за поручение такого ответственного задания, так же, как и всему коллективу отдела «К».
К сожалению, вскоре с нами уже не было весьма талантливого ор­ганизатора решения технических вопросов, заместителя А. А. Туполева по подразделению «К» — Виктора Пантелеймоновича Сахарова, ко­торого перевели руководить отделением «Обслуживания» в помощь Г. А. Озерову, а потом после уже начальником отделения «Оборудова­ния». Большинство думает, что это связано с уходом со своего поста Леонида Львовича Кербера. Я знаю, что это не главное. У меня были доверительные отношения с Алексеем Андреевичем, и я как-то встречал его на своей машине в Шереметьево. Он возвращался из недельной (или
двухнедельной) поездки в Ленинград. Заводское начальство (С. Д. Шу­милов, И. Б. Иосилович) встретить младшего Туполева машину не дали. Они в своих планах опирались на ту мысль, что преемником А. Н. Тупо­лева, конечно, будет С. М. Егер, и всячески старались стать его друзьями.
Когда мы ехали из Шереметьева, Туполев спросил у меня: «Как дела?» Я ответил подробно и рассказал, что во Владимировке, где мы испытывали «Ястреб», случилось происшествие с подготовкой к испы­таниям, и надо было принимать срочно техническое решение, которое Виктор Пантелеймонович и принял.
К моему удивлению Алексей Андреевич, я не преувеличиваю, вы­шел из себя: «Какое он имел право принимать решение без меня?! Му...?»
Когда мы приехали в КБ, Сахаров получил «взбучку», их отноше­ния приняли характер несовместимости, и Виктор Пантелеймонович был отстранен от дел. У меня возникло чувство вины по отношению к Сахарову и отчуждения от Туполева. Так начали пропадать наши до­верительные отношения. Он переставал делиться со мной своими орга­низационными мыслями, а, по возможности, и своими техническими.
Думаю, что Туполеву-старшему эта история далась не просто — он очень уважал работоспособность, добросовестность, целеустремлен­ность и техническую грамотность Виктора Пантелеймоновича.
Да и нам доверие было оказано не сразу. Сначала, вызвав меня к себе без Алексея Андреевича, Андрей Николаевич дал мне указание:
Ты без Стерлина6 ничего не решай, советуйся с ним, у него за плечами много самолетов.
Потом, я не знаю по чьей инициативе, девять ответственных ру­ководителей без меня предписали в Протоколе своего совещания от 12 февраля 1964 г., что отдел «Д» подразделения «К» при работе по Ту-144 вводится в состав отдела «А» и подчиняется при выполне­нии расчетных и экспериментальных исследований Александру Эмма­нуиловичу Стерлину.
На совещании было установлено, что отдел должен решить задачи:
определение внешних аэродинамических нагрузок на изделие «144» с учетом упругих деформаций;
Б) исследования по применению системы управления погранич­ным слоем;
исследование изделия по схеме «утка».
А. Э. Стерлина назначали общим руководителем комплекса работ по аэродинамике изделия «144», ему поручали внешнее представи­тельство КБ в институтах, а меня рекомендовали привлекать «ко всем техническим совещаниям отдела аэродинамики по координации ра­боты двух отделов и для проведения общей технической политики в цехах и отделах организации, а также во внешних сферах». Так было записано в протоколе совещания, который подписали А. А. Архангель­ский (как заместитель руководителя КБ) и А. Акиньшин (секретарь Парткома).
Должен сознаться, что я был еще молод, строптив, уверен, что знаю аэродинамику, особенно сверхзвуковую, лучше работников отдела «А», но в течение года себя переломил и стал в порядке глу­бокого уважения регулярно информировать Александра Эммануи­ловича о задачах и их решении (пути решения). Основные «бата­лии» между нами были на заседаниях по составлению плана работ модельного цеха (№ 19). Я требовал делать много моделей, а Стер- лин все старался сократить количество моделей: «пусть ЦАГИ дает рекомендации, как делать». А мне нужно было получить не чью-то рекомендацию, а физическое понимание правильности принимае­мого решения, кто бы его ни предложил. Иногда нас «мирил» Геор­гий Александрович Озеров.


Торбин Александр Валерьевич

Сейчас: офлайн
Был(а) на сайте: 09.01.2013 в 22:59
Сообщений: 1338
Регистрация: 03.02.2011

facebook
  (0)  
Добавлено: 19.12.2012 19:31
* * *

Все, кто мечтал, делал, эксплуатировал, все истинные аэрофлотовцы, летавшие на Ту-144, скажут: «Самолет — сказка». И рождался он, как сказка: все стремились что-то придумать, чего не было, иногда решения казались невероятной и нереально выдумкой. Я постараюсь рассказать, как аэродинамики и компоновщики в 1960-х гг. быстро создавали облик первого опытного самолета и его серийного брата, которому американцы даже в конце XX в. кричали «Браво!» (пусть не на все 100 % искренне).
При разработке аэродинамической компоновки опытного Ту-144 мы постарались использовать весь наш опыт, накопленный при создании Ту-123, Ту-139, Ту-22, Ту-128, при разработке проектов «108», «135», опубликованный зарубежный опыт, научно-практический задел ЦАГИ и других институтов. Опыт создания сверхзвуковых самолетов других КБ из-за засекречивания передавался нам косвенно через рекомендации и советы ученых ЦАГИ, включая большой проектный задел КБ Мяси- щева. Из-за той же «секретности» и стремления ЦАГИ проектировать все самолеты продувочные модели — основной источник знаний — от­личались друг от друга многими параметрами, затрудняя ученым и нам делать обобщения и видеть перспективу. Но в этих условиях умные го­ловы из ЦАГИ во многих вопросах шли впереди, осмысливая увиденное и давая рекомендации. К сожалению, материалы КБ В. М. Мясищева, в большом объеме переданные С. М. Егеру (в 1961 г.) их основным раз­работчиком Леонидом Леонидовичем Селяковым, в отдел «К» и «Д» так и не попали. Кое-что мы узнали у Селякова, пока он надеялся на свое участие в проекте Ту-144, но Алексей Андреевич [Туполев], в отличие от Андрея Николаевича [Туполева], не захотел работать с таким «кон­курентом».
Еще мальчишками мы предпочитали складывать из бумаги стрело­видные стрелки «голубей» с прямым крылом, генетически считая, что: «чем острее — тем быстрее...» Эта интуиция передалась и взрослым, и только богатые американцы ринулись покорять сверхзвук с прямым крылом. Может быть, поэтому у нас появилось общее молчаливое со­глашение: база для создания Ту-144 — треугольное крыло.
Следующий шаг — выбор схемы самолета по способу баланси­ровки: уравновешивание по продольному моменту на заданном ре­жиме полета. (Продольные характеристики — это характеристика устойчивости-управляемости в плоскости изменения угла атаки, т. е. угла между направлением полета и плоскостью крыла. Поэтому про­дольный момент, действующий на самолет в плоскости изменения угла атаки, связан с изменением подъемной силы.) В этом смысле схе­ма самолета, как и по изделию «108», может быть с горизонтальным оперением в хвостовой части (нормальная), с горизонтальным опе­рением в носовой части («утка»), либо «бесхвостка». В этом выборе были использованы расчеты и продувки моделей этих схем в аэроди­намических трубах ЦАГИ при сверхзвуковых и дозвуковых скоростях, сделанные нами в КБ еще в начале 50-х гг., которые вывели на первое место бесхвостую схему.
В начале работы над Ту-144 главным аргументом поставили выбор наиболее простой схемы самолета. Наличие ГО в хвосте приводило к увеличению веса и увеличению сопротивления на крейсерском ре­жиме полета; установка носового ГО приводила (помимо аналогич­ных с хвостовым ГО недостатков) еще и к дополнительным сомнени­ям — необходимости исследований по взаимодействию воздушных потоков от ГО на крыло и учета их в выборе формы самолета.
Мы не забыли и просмотрели все работы инженера отдела аэроди­намики Володи Ротина по «плавающему оперению» для схемы «утка», но видели в его реализации больше трудностей, чем преимуществ. «Плавающее оперение» (ПО) поворачивалось вокруг оси, проходящей через его центр давления (равнодействующую аэродинамических сил) под действием набегающего потока. При изменении угла атаки само­лета угол атаки ПО оставался постоянным и, следовательно, создавае­мый на нем коэффициент подъемной силы был постоянным и не зави­сел от угла атаки крыла. Это идея первого приближения.
Чтобы создать на ПО разную по величине силу (угла атаки ПО) и необходимого перемещения центра давления, ПО имело руль. Он был кинематически связан с неподвижной точкой (например, на фю­зеляже). Выбирая передаточное число кинематической связи руля и основной части ПО, можно (при изменении угла атаки самолета) по­ворачивать ПО так, чтобы увеличивать или уменьшать степень устой­чивости самолета. Сложная динамика ПО, включая автоколебания при изменении высоты, скорости полета и маневре самолета, требова­ли применения своей автоматики работы ПО.
Сравнения реализованных схем самолетов (F-106, МиГ-21, Мираж III и IV, АВРО-707, SAAB «ДРАКОН»), публикаций по «Конкорду» и американским проектам СПС), своих проектов («108», «123», «128», «135») и некоторых сведений по проектам КБ Мясищева («52», «56») еще раз подсказали целесообразность выбора бесхвостой схемы само­лета, несмотря на сомнения ЦАГИ.
Основным соображением ЦАГИ против применения для тяжелого самолета схемы «бесхвостки» была так называемая просадка. «Про­садкой» называется временная потеря высоты, когда отклонение вверх элевонов (аэродинамических рулей, расположенных по задней кром­ке летающего крыла) сначала вызывает уменьшение подъемной силы, а потом с ростом угла атаки уменьшается и траектория полета самоле­та, которая не сразу искривляется вверх, а сначала искривляется вниз, т.е. самолет теряет высоту полета. Проявление «просадки» особенно опасно при приземлении. Предполагаемое сильное влияние земли на увеличение подъемной силы крыла при неизменном угле атаки сво­дило эффект «просадки» к минимуму, что было подтверждено всеми последующими летными испытаниями. Тем более, как показал опыт, мгновенный центр вращения в маневре «просадка» совпадает с местом летчика, и он ее не замечает.
«Бесхвостка». Трудное это было решение. Никогда КБ такого са­молета не делало, и на «123» было ГО. Андрей Николаевич много раз обсуждал эту тему. Время шло — решать надо было быстро. Собрал он всех своих замов — соратников. С. М. Егер с иронией спрашивает, что если откажет бустер (без гидравлического бустера силой летчика повернуть элевон нельзя)? А «маленький руль» на оперении можно. Остальные смотрят понимающе. Алексей Андреевич загадочно улы­бается. Андрей Николаевич мучительно думает. Сколько раз он сту­чал карандашом, чесал затылок, посылал нас еще думать. Сколько мы искали аргументов. Наконец, решились: приняли четырехканальную гидравлическую систему: вдруг откажут насосы или трубопроводы или бустера заклинит... А все это вес на мою — аэродинамика — шею. Но сомнения еще терзали. Маленькое ГО (СПС фирмы «Боинг» [«Boeing»]) вызывало недоумение: зачем такое слабосильное устрой­ство при мощной задней кромке крыла? (Вероятно, осталось от про­екта В-2707 с крылом изменяемой стреловидности). Эта «загадка» тоже испортила нам много крови. Теперь все (и «Боинг» [“Boeing”], и «Аэрбас Индастри» [«Airbus Industries»]) ищут пути, как лучше сде­лать СПС второго поколения, и смотрят схемы от «бесхвостки» только в сторону «утки». Трудное решение — «бесхвостка» — все еще будора­жит умы после эксплуатации «Конкорда» в течение многих лет.
Анализ эксплуатации ряда самолетов также приводил к выво­ду о реальных преимуществах бесхвостовой схемы самолета: само­лет F-106 с успехом участвовал в боевых действиях во Вьетнаме; Мираж-Ш успешно действовал против МиГ-21 в Израильско- Египетской войне. (Впоследствии тот же результат был получен при учебных боях МиГ-21 и МиГ-21 И — аналоге Ту-144). Демонстриро­вали удивительные маневры при больших углах атаки «бесхвостки» SAAB «ДРАКОН» и особенно НР-115 в 1965 г. на авиасалоне в Ле Бур­же, которые наблюдали, в частности, и специалисты нашей фирмы.
В результате всех рассуждений, споров, расчетов и экспериментов, обсуждений А. Н. Туполева с ЦАГИ выбор был остановлен на «бес- хвостке» с 4-мя двигателями, расположенными в виде пакета в цен­тральной части самолета. (О пакете ниже).
И все-таки у этой схемы оставалось еще много сильных противни­ков.
Рассказывая о том, как мы решали проблему «бесхвостки», по­зволю себе прервать «плавное» изложение процесса создания Ту-144 и коснусь ситуации, сложившейся с его аналогом — МиГ-21 И.

Страницы: 1 23

Пользователи

Сейчас на форуме 48 посетителей: зарегистрированных 2, гостей 46

федоров юрий борисович  Бишкекец Игорь  

Недавно были

изо бредатель 38 минут назад 39264 ртс 1 час назад
max9283 max9283 1 час назад Skvater S 2 часа назад
Журавлик * 5 часов назад Журавлев Василий 7 часов назад
Горбунов Вадим Николаевич7 часов назад Николаев Владимир Павлович8 часов назад
Сообщить об ошибке
Поддержка сайта - Яркие решения