мы
«Все гениальное просто!»
можем
Машины и Механизмы
(научно-популярный журнал)
Все записи
текст

Полвека Ту

"ММ" №6/105 2014, с. 38

В 1963 году, окончив Московский авиационный институт, я по распределению поступил на работу в ОКБ Туполева, в Отдел технических проектов. Мне довелось быть непосредственным участником проектирования самолета Ту-154, и я хотелось бы рассказать о том, как он создавался, и о тех, кто его создавал.

 

В то время отделы были основными конструкторскими единицами бюро, в которых работало по 100-200 человек. Возглавлял наш отдел замечательный конструктор Сергей Михайлович Егер, который позже стал доктором технических наук, Героем Социалистического труда,  заведующим кафедрой проектирования самолетов МАИ и членом-корреспондентом Академии наук. Фактически, он создал науку проектирования самолетов.

В  отдел Технических проектов входило несколько конструкторских бригад, а они уже состояли из конструкторских групп численностью в 5-20 человек. Я попал в группу аэродинамической компоновки, в которой занимались разработкой общего вида, предварительными расчетами аэродинамических и летно-технических характеристик самолета, его центровки, предварительной внутренней компоновки и многими другими вопросами. Руководил этой группой Глеб Васильевич Махоткин. Что меня потрясло, когда я начал работать, так это то, что он, несмотря на огромную занятость,  каждый месяц старался поговорить с каждым работником, особенно с молодыми: приходил в группу, по очереди присаживался за стол к каждому, и вел неспешный, доброжелательный разговор о выполняемой работе.

 


После моего прихода в группу Сергей Михайлович и Глеб Васильевич взялись за мое дальнейшее образование. Чтобы я быстрее вошел в процесс проектирования,  мне на  2-3 недели давали задание нарисовать общий вид самолета, рассчитать его характеристики,  центровку, подобрать двигатели и т.д. Самолет мог быть любым из существующих – пассажирским или транспортным,  истребителем или  бомбардировщиком, вертикально взлетающим или с укороченными взлетом-посадкой... Над моими первыми общими видами руководители откровенно хохотали или закрывали лицо руками, но постепенно, к концу первого года, уже что-то начало получаться. Наконец, однажды меня с Валентином Селяковым, тоже пришедшим в группу после МАИ, вызвал Егер и предложил заняться проектом самолета,  который заменил бы эксплуатирующиеся в то время Ту-104, Ан-10 и Ил-18. Задача усложнялась тем,  что эти машины имели различные характеристики. Ту-104 обладал большой скоростью, Ил-18 – большой дальностью, а Ан-10 – прекрасными взлетно-посадочными характеристиками. Все это требовалось соединить в одном самолете. В ОКБ Туполева было принято,  что, начиная с Ту-104, все последующие пассажирские самолеты должны были иметь порядковые номера, оканчивающиеся на 4: Ту-104, Ту-114, Ту-124 и т.д.

 

До создания Ту-154 при проектировании пассажирских самолетов почти не обращали внимания на экономическую эффективность. Например, в случае с Ту-104 целью ставилось создание первого российского реактивного пассажирского самолета на основе агрегатов и технических решений дальнего бомбардировщика Ту-16.

Ту-124 – ближнемагистральный  самолет,  уменьшенная копия Ту-104, с менее мощными и более экономичными двигателями.

Ту-134 был создан  по личной просьбе Хрущева после его поездки во Францию, где он совершил несколько полетов на французской пассажирcкой «Каравелле». У этого самолета  реактивные двигатели расположены снаружи хвостовой части, за счет чего их почти не слышно в салоне. Учитывая легкость обслуживания двигателей, эта схема на несколько лет стала доминирующей. В тоже время было понятно, что она усложняет процесс центровки самолета (т. е. расположения центра тяжести  относительно точки приложения суммарной подъемной силы при различных вариантах загрузки). Учитывая доминирующее положение этой схемы, мы тоже расположили два двигателя снаружи хвоста, а третий – внутри. После расчетов стало понятно, что при существующем уровне аэродинамических характеристик создать самолет, который бы заменил Ту-104, Ил-18 и Ан-10, невозможно. Тогда подошли с другой стороны – подумали, что требуется для реализации проекта. Оказалось, нужно, чтобы на крейсерском режиме полета аэродинамическое качество, т. е. отношение подъемной силы к силе сопротивления самолета, должно быть не менее 14-14,5 – вместо существующего 11. Должна быть мощная механизация крыла, двигатели должны быть двухконтурными с реверсом тяги, и еще много чего было нужно.

Министерство авиационной промышленности объявило конкурс на создание такого самолета, в котором, кроме нашего ОКБ, участвовали ОКБ Яковлева, Ильюшина и Антонова. Из представленных проектов был выбран проект нашего ОКБ. После этого началось трудное и главное – получить заявленные характеристики. Ведущим конструктором по новому среднемагистральному самолету, получившему наименование Ту-154, был назначен заместитель генерального конструктора Дмитрий Сергеевич Марков, а ответственным за создание проекта – Сергей Михайлович Егер.      

                                   

Нас, работников ОКБ, часто обвиняют, что Ту-154 мы скопировали с Боинга-727, а Ту-144 с англо-французского «Конкорда». В таких случаях мне вспоминается эпизод из замечательной детской книжки «Старик Хоттабыч», в котором Волька просит Хоттабыча сделать ему телефон. Тот вырывает из бороды волосок, произносит заклинания, и тут же на столе появляется телефон. Волька хлопает от радости в ладоши, но оказывается, что телефон похож на настоящий, но не работает, поскольку у него нет необходимых внутренностей. Вот так же происходит и с самолетом. Чтобы состояться, он должен обладать определенными характеристиками, обеспечить которые ох как сложно! И их нигде не скопируешь. В одной статье не расскажешь, как решались все стоящие перед нами проблемы, поэтому остановлюсь только на решении некоторых.

 

В первую очередь, необходимо было создать крыло, которое обеспечивало бы получение потребного аэродинамического качества.

Поскольку ставилась задача обеспечить экономическую крейсерскую скорость 850-900 км/час, с самого начала за основу выбрали сравнительно тонкое крыло умеренного удлинения, со стреловидностью 35 градусов по линии четверти хорд. В аэродинамических трубах ЦАГИ было продуто 16 моделей самолета с одинаковыми крыльями в плане, но отличающихся набором профилей, т.е. формой сечений  вдоль размаха крыла.

Одновременно шли параметрические исследования по выбору количества и расположения двигателей, диаметра фюзеляжа, площади крыла, схемы шасси и т.д. Для эксплуатации Ту-154 с аэродромов, принимающих Ил-18 и Ан-10, крыло пришлось снабдить мощной механизацией – откатными трехщелевыми закрылками переменной хорды, предкрылками и интерцепторами.

Помимо этих нововведений, в конструкции впервые было применено многократное резервирование основных систем, гидроусилители управления элеронами, рулями направления и высоты, а также трехосные тележки основных опор шасси, что позволило уменьшить приведенную нагрузку на аэродромное покрытие – приблизительно на 30%, по сравнению с зарубежными аналогами.

Много споров было по поводу уборки основных опор шасси: внутрь фюзеляжа или в гондолу, расположенную на задней кромке крыла. Схема уборки в гондолу шасси получалась более простой, а конструкция шасси более легкой, но конструкторы боялись, что это снизит аэродинамическое качество. Испытания в аэродинамических трубах показали, что, подобрав форму гондолы шасси, можно не только не уменьшить аэродинамическое качество самолета, но и увеличить его. Поэтому выбрали схему уборки основных опор шасси в гондолу.

Впервые опытный Ту-154 с бортовым номером 85000 взлетел 3 октября 1968 г. Результаты первых полетов оказались столь многообещающими, что решено было, не дожидаясь окончания летных испытаний, начать подготовку к серийному производству машины на Куйбышевском авиационном заводе (ныне это ОАО «Авиакор – авиационный завод») – там как раз завершалось производство последних Ту-114.

 

Несмотря на великолепные летные данные Ту-154, в процессе эксплуатации выявились некоторые недостатки, которые потребовали доработки конструкции. Так появилась модификация Ту-154А. Однако оказалось, что ее узкие места – ресурс и автоматическая посадка. Вторую проблему решили разработкой навигационно-пилотажного комплекса НПК-154 – все понимали, что без автоматического захода на посадку по нормам  ИКАО перспектив у самолета нет. А для обеспечения заданного ресурса – 15000 полетов – потребовалось значительное изменение конструкции планера, срочные ресурсные испытания и внедрение измененной конструкции в серийное производство.

Новая модификация получила шифр Ту-154Б; впоследствии все самолеты Ту-154 и Ту-154А были доработаны в этот вариант. Его появление на международном рынке значительно усилило интерес к нашей новой машине: эти самолеты были приобретены Болгарией, Венгрией, Румынией, КНДР, Кубой и Йеменом. Потом в связи с увеличением  пассажиропотоков и решением о повышении эффективности авиаперевозок был разработан 160-местный  вариант самолета – Ту-154Б-1. Но увеличение мест базирования  и пассажиропотоков потребовало перекомпоновки базового 160-местного варианта в 180-местный – без буфета-кухни, зато с возможностью переоборудования самолета из одного варианта в другой силами авиационно-технической базы. Эта модификация получила название Ту-154Б-2.

А в конце 1960-х начался бурный рост не только пассажирских, но и грузовых перевозок. Встал вопрос о создании грузового самолета на базе все того же Ту-154Б. Новый самолет получил название Ту-154С. На левом борту он имел грузовую дверь размером 2800 х 1870 мм и мог перевозить 9 платформ размером 2235 х 2743 мм с грузом 20 т.

 

Несмотря на то, что Ту-154Б в середине 70-х годов стал самым массовым и прибыльным самолетом «Аэрофлота», его главный конструктор Александр Сергеевич Шенгардт разработал программу по повышению производительности перевозок и экономии топлива на самолетах типа Ту-154. Одним из основных пунктов этой программы было создание самолетов с двигателями Д-30КУ. Самолет получил сначала шифр Ту-160, а затем Ту-154М. Он обладал существенно меньшими расходами топлива по сравнению с Ту-154Б:  при полетах на дальность меньше 3000 км они снижались на 16-20%, при дальности 3500-4000 км – на  35-40%.  Таким образом, каждый третий «далекий» полет происходил на бесплатном топливе – по сравнению с Ту-154Б.

 

Серийный выпуск самолетов Ту-154М начался в Куйбышеве в 1984 г. Из первых 20 на экспорт было поставлено 16. Ту-154М эксплуатировался в авиакомпаниях Болгарии,

Сирии, Китая, Кубы, Польши, Афганистана, Чехословакии, Германии, Никарагуа, Йемена, Чехии, Словакии, Гайаны, Египта… Всего за границу мы поставили 166 самолетов различных модификаций, из них Ту-154М – 98 штук. С переходом к этой модификации появился также большой интерес к вариантам «салон». Были выпущены самолеты для Михаила Горбачева и Гейдара Алиева, глав правительств Болгарии, ГДР, Чехии, Словакии, Польши.

А еще на базе серийного Ту-154 был создан самолет Ту-155, на котором впервые в мировой практике установили двигатель Кузнецова, работающий на криогенном топливе.

 

В последние 20 лет в гражданской авиации выросли требования к техническому оснащению самолетов, выполняющих полеты в Европу, а также Индию, Китай, Израиль и др. В основном это связано с увеличением частоты полетов и загруженностью воздушных трасс, из-за чего стала снижаться безопасность. В связи с этим все самолеты, летающие в эти регионы, обязали оборудовать:

– аварийной кислородной системой с выпадающими масками для пассажиров и бортпроводников, которая применяется в случае аварийной разгермитизации на высоте более 4000 м;

– системой зональной навигации (B-RNAV), обеспечивающей выполнение полетов с точностью ±5 морских миль (важный плюс этой системы – снижение расходов топлива за счет оптимизации полета);

– системой RVS, обеспечивающей сокращенный минимум эшелонирования (создания интервалов между самолетами) через 1000 футов (300 м);

– системой предотвращения столкновения самолетов в воздухе (СПС);

– системой раннего предупреждения приближения земли (СРППЗ);

– УКВ-радиостанциями с сеткой частот 8,33 кГц (это позволяет втрое увеличить пропускную способность каналов УКВ-связи);

– аварийными радиомаяками.

 

Поскольку после развала Союза бюджетное финансирование темы Ту-154 прекратилось, нам пришлось напрямую договариваться с авиакомпаниями о финансировании документации на установку всего этого «добра», о выделении самолетов для летных испытаний. Подавляющую часть парка доработали. Кроме того, на многих машинах Ту-154М информацию СПС, СРППЗ, навигационно-вычислительной системы и метеорадиолокатора вывели на два дисплея, а также установили цветной метеорадиолокатор с индикацией сдвига ветра и систему управления полетом на базе навигационно-вычислительной системы UNS-1F (со встроенной платой GPS/GLONAS),  которая в Европе полеты в системе точной зональной навигации (P-RNAV) с точностью до ±1 морской мили.

 

В этом году исполняется 50 лет с начала проектирования Ту-154. Последний, 930-й самолет этого типа, был выпущен в 2013-м.  В обсуждениях ухода этой легендарной машины сейчас часто звучит глагол «устарел», что не совсем верно с учетом непрерывного совершенствования, в котором она находилась полвека. А времена действительно изменились, предъявляя молодым конструкторам и их детищам новые требования.



Перейти на статью в онлайн версии журнала "ММ":

http://www.21mm.ru/?mag=105#038


Всего 0 комментариев
Комментарии
OK OK OK OK OK OK OK
Яндекс.Метрика