Страница:
Наряду с конструкторской деятельностью Алексей Андреевич ведет большую научно-исследовательскую работу. Окончив в 1953 г. аспирантуру, он успешно защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук. В 1963 г. за научные работы по новым летательным аппаратам ему присуждена ученая степень доктора технических наук.
А. А. Туполев развивает ряд перспективных научных направлений. Им сформулированы принципы авиационной эргономики, позволяющие повысить безопасность полета за счет рационального распределения функций между экипажем и бортовой автоматикой и за счет создания приборного оборудования, обеспечивающего оптимальное выполнение экипажем полетного задания. Он вносит существенный вклад в становление системного подхода к проектированию летательных аппаратов, когда каждая часть, подсистема и агрегат самолета проектируется исходя из наилучшего выполнения летательным аппаратом в целом поставленных ему задач.
Профессор А. А. Туполев с 1964 г, ведет педагогическую деятельность в Московском авиационном институте, с 1978 г. возглавляет кафедру аэродинамики и конструкции летательных аппаратов.
В последние 15 лет ОКБ им. А. Н. Туполева продолжает создание военных и гражданских самолетов. Один из таких сверхзвуковых военных самолетов Ту-160 был продемонстрирован в 1988 г. министру обороны США на аэродроме Кубинка.
Коллектив авиастроителей-туполевцев традиционно совершенствовал свои самолеты, создавая их новые модификации, так произошло и с массовым магистральным самолетом Аэрофлота Ту-154, который после модернизации и установки новых двигателей Д-30КУ конструкции П. А. Соловьева, получив марку Ту-154М, обладает лучшими летно-техническими и эксплуатационными характеристиками и создает больший комфорт для пассажиров. Напомним, что самолеты Ту-154 использовались для различных целей, в том числе для отработки системы автоматической посадки космического корабля "Буран".
Новый самолет Ту-204 А. А. Туполева спроектирован и построен на научно-техническом уровне, соответствующем мировым стандартам. Этот самолет рассчитан на перевозку 214 пассажиров на расстояние до 3500 км. В конструкции лайнера заложены высокие летно-технические и эксплуатационные характеристики, надежность, безопасность и повышенный уровень комфорта для пассажиров. Самолет обладает почти в два раза лучшей топливной экономичностью, чем эксплуатируемые в настоящее время, что достигается улучшенной аэродинамикой планера и малым удельным расходом топлива новых двигателей ПС-90А конструкции П. А. Соловьева.
На Ту-204 применена автоматическая система управления, состоящая из трижды резервированного по соображениям обеспечения безопасности полета унифицированного комплекса и аналогового резервного контура. Управление самолетом осуществляется не с помощью традиционного штурвала, а ручки, действующей от малых усилий руки пилота. Новый пилотажно-навигационный комплекс передает информацию экипажу на экраны электронно-лучевых трубок.
В самом начале 1989 г. экипаж во главе с ведущим летчиком-испытателем А. Талалакиным поднял Ту-204 в воздух.
Одновременно с созданием среднего магистрального самолета Ту-204 конструкторское бюро начало работы по самолету меньшей пассажировместимости Ту-334, предназначенному для замены своего предшественника - самолета Ту-134. Самолет Ту-334, по мнению его генерального конструктора, принадлежит к классу так называемых 100-местных самолетов, предназначенных для линий средней протяженности (рассчитана на дальность до 2000 км). Указывается при этом, что на Ту-134, имеющем на четверть меньшую вместимость салона, перевезено с начала эксплуатации по маршрутам протяженностью с такой дальностью более 350 млн. человек.
Новая пассажирская машина максимально унифицирована с уже созданным Ту-204 - от пилотской кабины и системы управления до колес шасси и кресел в салонах. Для Ту-334 и решено использовать турбовентиляторные двигатели с расходом топлива вдвое меньшим, чем у его предшественника Ту-134. В перспективе Ту-334 может иметь еще более экономичные винтовентиляторные малошумные двигатели, которые позволят при том же запасе топлива на борту (10 т) и той же скорости (около 800 км/ч) перевозить на 24 пассажира больше при увеличенной дальности полета.
Новаторство Алексея Андреевича Туполева проявилось в разработке самолетов, использующих двигатели, работающие на так называемых альтернативных топливах - водороде и сжиженном природном газе.
Водород обладает удельной теплотворной способностью, втрое превосходящей этот показатель для традиционного авиационного углеводородного топлива при экологической чистоте продуктов сгорания, в связи с этим он перспективен для авиации. Однако по весовым и габаритным соображениям для авиации возможно его использование только в криогенном жидком кипящем состоянии. Это порождает массу технических проблем, начиная с обеспечения безопасности эксплуатации
Компоновка такого самолета имеет много особенностей, так как традиционное размещение топливных баков в крыле практически невозможно вследствие существенно большего, почти в 4 раза, объема водородного резервуара по сравнению с баком для авиационного керосина.
Кроме того, для эксплуатации самолетов на водородном топливе необходимо создание аэродромного комплекса для хранения и заправки.
Около десяти лет назад в американском журнале появились расчетные оценки, совпадающие с нашими расчетами, по которым самолет на жидком водороде может быть легче на 26 и дешевле на 30%, чем самолет, работающий на керосиновом топливе.
К началу 1988 г. в ОКБ А. А. Туполева был создан экспериментальный самолет Ту-155, для которого ОКБ Н. Д. Кузнецова разработало водородный двигатель НК-88, и 15 апреля 1988 г. этот самолет совершил успешный испытательный полет. На VII Всемирной конференции по водородной энергетике этот успех был определен так - "Советский Союз опередил рывком другие страны".
За большие заслуги в развитии отечественной авиации академику Алексею Андреевичу Туполеву присвоено звание Героя Социалистического Труда.
Артем Иванович Микоян, Ростислав Аполлосович Беляев
Артем Иванович Микоян родился в 1905 г. в небольшой армянской деревне Санаин. Работал токарем на машиностроительном заводе в Ростове-на-Дону. После призыва в армию поступил учиться в Военно-воздушную инженерную академию им. Н. Е. Жуковского. В академии помимо обычных учебных проектов он сконструировал и построил с другими слушателями очень легкий самолет, который имел оригинальные для того времени средства механизации крыла предкрылки и закрылки.
Как и у многих авиационных конструкторов, деятельность Артема Ивановича началась с создания планеров и авиеток. В 1936 г. он представил на конкурс Осоавиахима проект авиетки "Октябренок", которая создавалась перед выполнением А. И. Микояном в академии дипломного проекта, тема которого в то время определялась в основном по желанию слушателя. Артем Иванович выбрал летающее крыло, которое, как ему казалось, давало преимущество перед другими схемами летательных аппаратов.
Полетная масса авиетки составляла 250 кг, максимальная скорость - 130 км/ч. Этот миниатюрный спортивный самолет сконструировали и построили три слушателя - выпускники Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского Микоян, Самарин и Павлов. В 1937 г. на "Октябренке" был совершен полет и авиетка получила положительную оценку Центрального аэроклуба.
Назначение А. II. Микояна на должность военного представителя в ОКБ такого известного конструктора, как Н. Н. Поликарпов, помогло молодому инженеру быстро разобраться в сложной системе передового конструкторского бюро. Однако будущий конструктор, принимая уже выполненные самолеты, стремился к созданию собственных летательных аппаратов. Первые шаги пришлось делать в сложной обстановке, так как этот период был связан с рядом неудач в проектировании последних конструкций самолетов-истребителей. На одном из них погиб известный всей стране летчик-испытатель Валерий Павлович Чкалов. По указанию партии и правительства к проектированию самолетов-истребителей были привлечены новые творческие коллективы и среди них группа А. И. Микояна, которую поддержали П. А. Воронин и П. В. Дементьев (директор и главный инженер авиационного завода). 2Ь декабря 1939 г. было создано конструкторское бюро А. И. Микояна.
В этот же период решением правительства был объявлен конкурс на создание одноместного истребителя. В задании указывалось, что самолет должен обладать оптимальными характеристиками на высотах более 6000 м. Наряду с конструкторскими бюро А. С. Яковлева и С. А. Лавочкина в этом конкурсе приняли участие молодые инженеры под руководством А. И. Микояна и М. И. Гуревича. Группа спроектировала небольшой консольный моноплан с низкорасположенным крылом. Основной набор фюзеляжа, крыла и оперения машины был выполнен из дельта-древесины с обшивкой из фанеры. Самолет обладал хорошими аэродинамическими характеристиками при повышенной нагрузке на крыло, имел усовершенствованные системы охлаждения и выхлопа. На нем был установлен довольно мощный по тому времени двигатель А. А. Никулина АМ-35А. Все это обеспечивало самолету, получившему наименование МиГ-1, максимальную скорость полета 628 км/ч. Таким образом, конструкторам Микояну и Гуревичу удалось решить одну из важнейших задач, стоявших в то время перед отечественной истребительной авиацией. - резко повысить скорость горизонтального полета.
Первый вылет вновь созданного самолета - всегда волнующее событие для всех причастных к нему людей, а особенно для главного конструктора. Вылет МиГ-1 состоялся 5 апреля 1940 г. К радости всех присутствующих, один из старейших летчиков-испытателей А. Н. Екатов благополучно выполнил полет, Однако за первой неудачей последовала пора трудностей, поисков и тревог. В одном из испытательных полетов МиГ-1 на самолете начался пожар. Летчик А. Н. Екатов с риском для жизни посадил горящую машину. Благодаря этому удалось выявить я устранить конструктивные и производственные недостатки. И уже 1 Мая 1940 г. пилотируемый тем же летчиком МиГ-1 пролетел над Красной площадью. Несколько позже на этом самолете на высоте около 7000 м впервые в нашей стране была достигнута скорость 652 км/ч.
Одновременно с испытаниями МиГ-1 создавалась его модификация - МиГ-3. В отличие от предшественника он имел автоматические предкрылки, что обеспечивало лучшие пилотажные характеристики при маневре, увеличение запаса топлива позволило увеличить дальность полета, была также введена система заполнения топливных баков нейтральным газом, в результате чего повысилась пожаробезопасность. Самолет имел убирающееся шасси с пневматическим приводом и закрывающуюся в полете кабину летчика. Максимальная скорость его достигала 640 км/ч, дальность полета- 1250 км. Вооружение истребителя составляли пулемет калибра 12,7 мм и два пулемета калибра 7,6 мм. Все это обеспечивало повышенную живучесть самолета в бою. Во второй половине 1940 г. МиГ-3 поступил в производство, заменив МиГ-1, и направлялся в основном на перевооружение истребительных авиационных полков приграничных округов и авиации Северного и Черноморского флотов, а также в дивизии ПВО Москвы и других важных центров нашей страны.
По предложению летчика-испытателя С. П. Супруна, проводившего государственные испытания самолета МиГ-3, из личного состава летчиков-испытателей Государственного научно-испытательного института ВВС, заводов и военной приемки в конце июня 1941 г. были сформированы два истребительных авиационных полка особого назначения. Под командованием С. П. Супруна 27 июня 1941 г. на Западный фронт, под Смоленск, вылетел 401 иап особого назначения, оснащенный самолетами МиГ-3. После гибели Супруна, вступившего в неравный бой с шестью немецкими истребителями, командование 401 иап принял летчик-испытатель К. К. Коккинаки. В эти же дни на Северо-Западный фронт вылетел 402 иап особого назначения, также оснащенный самолетами МиГ-3, под командованием П. М. Стефановского.
Советские летчики, воевавшие на самолетах МиГ-3, самых скоростных и высотных истребителях своего времени, с успехом громили врага. А. Н. Катрич, генерал-полковник авиации, первый заместитель министра гражданской авиации, вспоминает такой эпизод. В сентябре 1941 г. 34-й истребительный полк вел бой в районе Солнечногорска. В одном из вылетов Катрич на высоте 9800 м встретился с немецким бомбардировщиком. Для противника, надеявшегося на большую высотность своего самолета, это явилось полной неожиданностью. Катрич атаковал немецкий самолет и обезвредил вражеского стрелка, но в этот момент у Катрича отказало оружие. Летчик ударом винта своего самолета отбил один, а затем и другой киль бомбардировщика противника. Вражеский самолет упал, а советский летчик благополучно посадил МиГ-3, у которого оказался погнутым винт, на свой аэродром.
На берегу реки Оки, недалеко от Москвы, стоит в граните и бронзе истребитель МиГ-3 - отважный защитник столицы. Установлен памятник и одному из первых командиров полка этих самолетов - дважды Герою Советского Союза С. П. Супруну.
Продолжая работы над созданием истребителей высотного типа, конструкторское бюро А. И. Микояна в 1943 г. выпустило самолет И-222 (3А). Он имел двигатель конструкции А. А. Микулина мощностью 1400 л. с. и два турбокомпрессора, работавшие от выхлопных газов для сохранения мощности двигателя на высоте. Особенностью силовой установки этого самолета было также наличие воздухо-воздушного радиатора для охлаждения воздуха, поступающего в карбюратор. Это позволяло сохранить плотность, а следовательно, и необходимое количество воздуха для смеси с бензином и способствовало сохранению мощности двигателя на высоте. Истребитель уже имел герметическую кабину, что позволяло выполнять полет на больших высотах без специальных приборов и костюмов. Потолок самолета достигал 14 500 м наибольшая высота для истребителей того времени, дальность - около 1000 км. Вооружение его состояло из двух пушек калибра 20 мм. Назначение И-222 истребитель ПВО.
На базе этого самолета в 1944 г. был построен И-224 с форсированным двигателем также конструкции А. А. Микулина. Мощность двигателя у земли составляла 1800 л. с. При испытаниях самолет достиг высоты 14 100 м. Его максимальная скорость на 90 км/ч превышала скорость МиГ-3. Благодаря большой высотности самолета, превышавшей 14 км, создатели вели дальнейшую отработку герметической кабины, принцип компоновки и оборудования которой сохранялся на всех созданных впоследствии самолетах этого конструкторского бюро. В этот же период создается самолет с двигателем АМ-42 и турбокомпрессором. Конструкция его была аналогична конструкции И-224, но благодаря большей мощности двигателя и применению четырехлопастного винта машина достигала скорости 720 км/ч, близкой к максимальной для силовой установки данного типа, т. е. поршневого двигателя, снабженного турбокомпрессором.
Государственные интересы и развитие техники предопределили переход к новым силовым установкам в авиации, особенно истребительной. Одним из самолетов переходного периода явился истребитель И-250 выпуска 1945 г. Машина представляла собой цельнометаллический аппарат с прямым крылом, на котором был установлен поршневой двигатель конструкции В. Я. Климова с трехлопастным винтом. Мощность двигателя частично использовалась для привода осевого компрессора воздушно-реактивного двигателя, расположенного за кабиной. Поток газов выводился через сопло в хвостовой части фюзеляжа, что создавало дополнительную тягу. Вместе с тем комбинированная силовая установка, резко увеличив максимальную скорость (825 км/ч), не снизила взлетных данных и дальности полета, характерных для самолетов этого класса. Мощность силовой установки составляла 2800 л. с., в том числе мощность двигателя ВК-107А - 1450 л. с., мощность ВРДК - 1350 л. с. Вооружение истребителя состояло из трех пушек калибра 20 мм.
Первый полет на И-250 был совершен в марте 1945 г. Вскоре промышленность выпустила опытную партию таких самолетов. Одновременно продолжались поиски и проектирование машины с еще большей скоростью полета.
Созданный в 1946 г. экспериментальный истребитель-перехватчик И-270 (Ж), также цельнометаллической конструкции, имел двухкамерный жидкостный реактивный двигатель конструкции Л. С. Душкина с тягой 1550 кгс. Для работы двигателя использовался не атмосферный воздух, а кислота, находящаяся в одном из баков, что позволило увеличить вертикальные скорости и потолок. Для уменьшения лобового аэродинамического сопротивления крыла на самолете было впервые применено прямое крыло с тонким профилем, а также Т-образная схема расположения горизонтального оперения (наверху вертикального оперения), которая широко применяется на современных самолетах, особенно пассажирских. Максимальная скорость истребителя достигала 1000 км/ч, потолок - 18 000 м. Полетная масса превышала 4000 кг, что объяснялось необходимостью иметь на борту не только горючее, но и окислитель для его сжигания, а также большим расходом горючего (характерный факт для силовой установки с жидкостно-ракетным двигателем). Форма самого перехватчика была несколько необычной из-за отсутствия воздушного винта, что и позволило сделать переднюю часть фюзеляжа более удобообтекаемой.
Исключительно высокие темпы развития авиации, увеличение потолка самолетов, в частности истребителей, а также скоростей полета (использование новых аэродинамических: схем свободнонесущего моноплана, крыла с меньшей площадью и меньшей толщиной, убирающегося в полете шасси и тщательная отделка поверхности машины давали некоторый прирост скорости) требовали повышения энерговооруженности самолета. Силовые установки также совершенствовались (высотные двигатели, многорядные и звездообразные двигатели с винтами изменяемого в полете шага и др.), однако этого было недостаточно. Поршневые двигатели исчерпали свои возможности и вытеснялись реактивными, обеспечившими существенное (по сравнению о поршневыми) уменьшение удельной массы двигателей и их габаритов при приемлемой экономичности, особенно на больших скоростях полета.
Послевоенные годы развития отечественной авиации характеризуются использованием новейших достижений науки и техники, и в первую очередь воздушно-реактивных двигателей, а также достижениями в области аэродинамики и созданием новых форм летательных аппаратов. Наступила эра реактивной авиации.
Сергей Константинович Туманский, конструктор авиационных двигателей, справедливо заметил, что А. И. Микоян по праву может считаться первым, кто оценил будущее реактивной авиации, и во многом благодаря его предвидению страна имеет на вооружении первоклассную сверхзвуковую авиационную технику.
Первым реактивным истребителем, созданным в ОКБ А. И. Микояна, стал самолет МиГ-9, который в отличие от истребителей, разработанных в других конструкторских бюро, в качестве силовой установки имел два турбореактивных двигателя с тягой примерно 800 кгс каждый. Впервые была применена компоновка двух реактивных двигателей рядом, в фюзеляже, с выходом газов под хвостовую часть самолета, с единым воздухозаборником. Главный конструктор вначале остановился на классической схеме самолета с реактивными двигателями, расположенными под крылом, однако после обдумывания и критических замечаний принял решение установить оба двигателя в фюзеляже самолета. И во всех последующих истребителях с реактивными двигателями их устанавливали в фюзеляже. Это обеспечило хорошее аэродинамическое качество и безопасность полета в случае отказа одного из двигателей, так как они располагались вблизи центра тяжести машины.
В связи с новой установкой двигателей внизу фюзеляжа располагались два выхлопных сопла двигателей, выбрасывавшие реактивные струи с температурой до 800°С. Потребовалась установка экрана из огнеупорной стали. А между тем время не ждало, "подгоняли" и соседи из ОКБ А. С. Яковлева и С. А. Лавочкина, которые также активно занимались разработкой реактивного истребителя. 24 апреля 1946 г. летчик-инженер А. II. Гринчик совершил первый успешный вылет на новом реактивном самолете МиГ-9. Однако, как это часто бывает при создании новой техники, вскоре начались трудности. Надо было устранить вибрацию экрана, вызываемую реактивной струей, и другие дефекты. После исправления обнаруженных недостатков самолет прошел государственные испытания, был принят на вооружение ВВС Советской Армии и производился серийно. Максимальная скорость истребителя достигала 910 км/ч. Мощное вооружение состояло из трех пушек: одной - калибра 37 мм и двух - калибра 23 мм.
Значительные затруднения в период испытаний и доводки машины вызвала необходимость отвода пороховых газов от пушек, расположенных в носовой части. Дело в том, что ни в крыле с тонким профилем, ни в фюзеляже, занятом двумя двигателями, не нашлось места для пушек и боеприпасов. При стрельбе из пушек горячие струи пороховых газов создавали тепловую и гидравлическую неравномерности перед компрессором двигателя, что приводило к выключению, а иногда и поломке лопаток компрессора. Для устранения этого явления на фюзеляже самолета была установлена крылатая поверхность, предназначенная для рассекания струи пороховых газов и отвода ее от всасывающего канала двигателей. Месторасположение этой поверхности, или, как ее называли, "бабочки", менялось несколько раз, пока, наконец, не было найдено наиболее удачное место, что дало возможность успешно проводить стрельбу из пушек.
Большие знания, смелость и упорство проявил при испытаниях и доводке этого самолета заслуженный летчик-испытатель Герой Советского Союза В. Г. Иванов, много лет "учивший летать" машины этого конструкторского бюро.
Одной из модификаций МиГ-9 явился МиГ-9мод, который в качестве силовой установки имел два двигателя с тягой 1000 кгс каждый. Самолет МиГ-9мод был оборудован герметической кабиной с катапультируемым сиденьем, имел максимальную скорость 965 км/ч, время подъема его на высоту 5000 м составляло 2,7 мин (вместо 4,3 мин на МиГ-9).
С появлением реактивных самолетов для переучивания летного состава строевых частей ВВС на базе МиГ-9 был построен УТИ МиГ-9. На нем проводились также (впервые в Советском Союзе) испытания по катапультированию экипажа с помощью катапультных кресел,
Истребители МиГ-9 в течение нескольких лет представляли нашу реактивную истребительную авиацию на парадах, пролетая над Красной площадью, я воздушных праздниках в Тушино. Вспоминается, как во время Парижской авиационной выставки 1947 г, наши летчики-испытатели во главе с полковником Полуниным, окруженные всеобщим вниманием, делились впечатлениями с авиаторами других стран, для которых полеты в строю на реактивных самолетах с выполнением фигур высшего пилотажа были еще большой новинкой. Как известно, МиГ-9 взлетел в один и тот же день (24 апреля 1946 г.) с самолетом Як-15, а на параде 7 ноября 1946 г. самолеты этих типов уже группами должны были лететь над Красной площадью, и только погодные условия помешали этой демонстрации.
Необходимость накопления опыта и знаний в освоении новых схем самолета требовала создания экспериментальной машины. Такой экспериментальный летательный аппарат схемы "утка" был спроектирован и построен еще в 1945 г. Это был самолет цельнодеревянной конструкции, с толкающим винтом, трехколесным шасси и стреловидным крылом. Предназначался он для отработки схемы трехколесного шасси, а также для исследования устойчивости и управляемости на малых скоростях самолета со стреловидным крылом и хвостовым оперением, не находящимся в тени крыла.
Скорости и высоты полетов реактивных самолетов повышались, а значит, увеличивались и нагрузки на органы управления. Возникла необходимость в буферных устройствах - гидравлических системах, разгружающих летчика и оставляющих на его долю лишь небольшую часть нагрузки. С увеличением скорости полета резко увеличивалось аэродинамическое сопротивление. На дозвуковых и небольших сверхзвуковых скоростях основным источником волнового сопротивления является крыло. При малых скоростях полета сжимаемость воздуха проявляется незначительно и воздух можно считать несжимаемым газом. При больших скоростях полета, соизмеримых со скоростью распространения звука, значительно изменяются аэродинамические характеристики тел и влияние сжимаемости воздуха приходится учитывать. В связи с этим напрашивается вывод о том, что большие коэффициенты сопротивления возникают лишь тогда, когда самолет летит со скоростью, превышающей скорость распространения звука. Но это неверно. Как показал опыт, коэффициенты сопротивления резко увеличиваются на скоростях полета, несколько меньших скорости распространения звука. Это явление получило наименование "звуковой барьер".
А. А. Туполев развивает ряд перспективных научных направлений. Им сформулированы принципы авиационной эргономики, позволяющие повысить безопасность полета за счет рационального распределения функций между экипажем и бортовой автоматикой и за счет создания приборного оборудования, обеспечивающего оптимальное выполнение экипажем полетного задания. Он вносит существенный вклад в становление системного подхода к проектированию летательных аппаратов, когда каждая часть, подсистема и агрегат самолета проектируется исходя из наилучшего выполнения летательным аппаратом в целом поставленных ему задач.
Профессор А. А. Туполев с 1964 г, ведет педагогическую деятельность в Московском авиационном институте, с 1978 г. возглавляет кафедру аэродинамики и конструкции летательных аппаратов.
В последние 15 лет ОКБ им. А. Н. Туполева продолжает создание военных и гражданских самолетов. Один из таких сверхзвуковых военных самолетов Ту-160 был продемонстрирован в 1988 г. министру обороны США на аэродроме Кубинка.
Коллектив авиастроителей-туполевцев традиционно совершенствовал свои самолеты, создавая их новые модификации, так произошло и с массовым магистральным самолетом Аэрофлота Ту-154, который после модернизации и установки новых двигателей Д-30КУ конструкции П. А. Соловьева, получив марку Ту-154М, обладает лучшими летно-техническими и эксплуатационными характеристиками и создает больший комфорт для пассажиров. Напомним, что самолеты Ту-154 использовались для различных целей, в том числе для отработки системы автоматической посадки космического корабля "Буран".
Новый самолет Ту-204 А. А. Туполева спроектирован и построен на научно-техническом уровне, соответствующем мировым стандартам. Этот самолет рассчитан на перевозку 214 пассажиров на расстояние до 3500 км. В конструкции лайнера заложены высокие летно-технические и эксплуатационные характеристики, надежность, безопасность и повышенный уровень комфорта для пассажиров. Самолет обладает почти в два раза лучшей топливной экономичностью, чем эксплуатируемые в настоящее время, что достигается улучшенной аэродинамикой планера и малым удельным расходом топлива новых двигателей ПС-90А конструкции П. А. Соловьева.
На Ту-204 применена автоматическая система управления, состоящая из трижды резервированного по соображениям обеспечения безопасности полета унифицированного комплекса и аналогового резервного контура. Управление самолетом осуществляется не с помощью традиционного штурвала, а ручки, действующей от малых усилий руки пилота. Новый пилотажно-навигационный комплекс передает информацию экипажу на экраны электронно-лучевых трубок.
В самом начале 1989 г. экипаж во главе с ведущим летчиком-испытателем А. Талалакиным поднял Ту-204 в воздух.
Одновременно с созданием среднего магистрального самолета Ту-204 конструкторское бюро начало работы по самолету меньшей пассажировместимости Ту-334, предназначенному для замены своего предшественника - самолета Ту-134. Самолет Ту-334, по мнению его генерального конструктора, принадлежит к классу так называемых 100-местных самолетов, предназначенных для линий средней протяженности (рассчитана на дальность до 2000 км). Указывается при этом, что на Ту-134, имеющем на четверть меньшую вместимость салона, перевезено с начала эксплуатации по маршрутам протяженностью с такой дальностью более 350 млн. человек.
Новая пассажирская машина максимально унифицирована с уже созданным Ту-204 - от пилотской кабины и системы управления до колес шасси и кресел в салонах. Для Ту-334 и решено использовать турбовентиляторные двигатели с расходом топлива вдвое меньшим, чем у его предшественника Ту-134. В перспективе Ту-334 может иметь еще более экономичные винтовентиляторные малошумные двигатели, которые позволят при том же запасе топлива на борту (10 т) и той же скорости (около 800 км/ч) перевозить на 24 пассажира больше при увеличенной дальности полета.
Новаторство Алексея Андреевича Туполева проявилось в разработке самолетов, использующих двигатели, работающие на так называемых альтернативных топливах - водороде и сжиженном природном газе.
Водород обладает удельной теплотворной способностью, втрое превосходящей этот показатель для традиционного авиационного углеводородного топлива при экологической чистоте продуктов сгорания, в связи с этим он перспективен для авиации. Однако по весовым и габаритным соображениям для авиации возможно его использование только в криогенном жидком кипящем состоянии. Это порождает массу технических проблем, начиная с обеспечения безопасности эксплуатации
Компоновка такого самолета имеет много особенностей, так как традиционное размещение топливных баков в крыле практически невозможно вследствие существенно большего, почти в 4 раза, объема водородного резервуара по сравнению с баком для авиационного керосина.
Кроме того, для эксплуатации самолетов на водородном топливе необходимо создание аэродромного комплекса для хранения и заправки.
Около десяти лет назад в американском журнале появились расчетные оценки, совпадающие с нашими расчетами, по которым самолет на жидком водороде может быть легче на 26 и дешевле на 30%, чем самолет, работающий на керосиновом топливе.
К началу 1988 г. в ОКБ А. А. Туполева был создан экспериментальный самолет Ту-155, для которого ОКБ Н. Д. Кузнецова разработало водородный двигатель НК-88, и 15 апреля 1988 г. этот самолет совершил успешный испытательный полет. На VII Всемирной конференции по водородной энергетике этот успех был определен так - "Советский Союз опередил рывком другие страны".
За большие заслуги в развитии отечественной авиации академику Алексею Андреевичу Туполеву присвоено звание Героя Социалистического Труда.
Артем Иванович Микоян, Ростислав Аполлосович Беляев
Артем Иванович Микоян родился в 1905 г. в небольшой армянской деревне Санаин. Работал токарем на машиностроительном заводе в Ростове-на-Дону. После призыва в армию поступил учиться в Военно-воздушную инженерную академию им. Н. Е. Жуковского. В академии помимо обычных учебных проектов он сконструировал и построил с другими слушателями очень легкий самолет, который имел оригинальные для того времени средства механизации крыла предкрылки и закрылки.
Как и у многих авиационных конструкторов, деятельность Артема Ивановича началась с создания планеров и авиеток. В 1936 г. он представил на конкурс Осоавиахима проект авиетки "Октябренок", которая создавалась перед выполнением А. И. Микояном в академии дипломного проекта, тема которого в то время определялась в основном по желанию слушателя. Артем Иванович выбрал летающее крыло, которое, как ему казалось, давало преимущество перед другими схемами летательных аппаратов.
Полетная масса авиетки составляла 250 кг, максимальная скорость - 130 км/ч. Этот миниатюрный спортивный самолет сконструировали и построили три слушателя - выпускники Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского Микоян, Самарин и Павлов. В 1937 г. на "Октябренке" был совершен полет и авиетка получила положительную оценку Центрального аэроклуба.
Назначение А. II. Микояна на должность военного представителя в ОКБ такого известного конструктора, как Н. Н. Поликарпов, помогло молодому инженеру быстро разобраться в сложной системе передового конструкторского бюро. Однако будущий конструктор, принимая уже выполненные самолеты, стремился к созданию собственных летательных аппаратов. Первые шаги пришлось делать в сложной обстановке, так как этот период был связан с рядом неудач в проектировании последних конструкций самолетов-истребителей. На одном из них погиб известный всей стране летчик-испытатель Валерий Павлович Чкалов. По указанию партии и правительства к проектированию самолетов-истребителей были привлечены новые творческие коллективы и среди них группа А. И. Микояна, которую поддержали П. А. Воронин и П. В. Дементьев (директор и главный инженер авиационного завода). 2Ь декабря 1939 г. было создано конструкторское бюро А. И. Микояна.
В этот же период решением правительства был объявлен конкурс на создание одноместного истребителя. В задании указывалось, что самолет должен обладать оптимальными характеристиками на высотах более 6000 м. Наряду с конструкторскими бюро А. С. Яковлева и С. А. Лавочкина в этом конкурсе приняли участие молодые инженеры под руководством А. И. Микояна и М. И. Гуревича. Группа спроектировала небольшой консольный моноплан с низкорасположенным крылом. Основной набор фюзеляжа, крыла и оперения машины был выполнен из дельта-древесины с обшивкой из фанеры. Самолет обладал хорошими аэродинамическими характеристиками при повышенной нагрузке на крыло, имел усовершенствованные системы охлаждения и выхлопа. На нем был установлен довольно мощный по тому времени двигатель А. А. Никулина АМ-35А. Все это обеспечивало самолету, получившему наименование МиГ-1, максимальную скорость полета 628 км/ч. Таким образом, конструкторам Микояну и Гуревичу удалось решить одну из важнейших задач, стоявших в то время перед отечественной истребительной авиацией. - резко повысить скорость горизонтального полета.
Первый вылет вновь созданного самолета - всегда волнующее событие для всех причастных к нему людей, а особенно для главного конструктора. Вылет МиГ-1 состоялся 5 апреля 1940 г. К радости всех присутствующих, один из старейших летчиков-испытателей А. Н. Екатов благополучно выполнил полет, Однако за первой неудачей последовала пора трудностей, поисков и тревог. В одном из испытательных полетов МиГ-1 на самолете начался пожар. Летчик А. Н. Екатов с риском для жизни посадил горящую машину. Благодаря этому удалось выявить я устранить конструктивные и производственные недостатки. И уже 1 Мая 1940 г. пилотируемый тем же летчиком МиГ-1 пролетел над Красной площадью. Несколько позже на этом самолете на высоте около 7000 м впервые в нашей стране была достигнута скорость 652 км/ч.
Одновременно с испытаниями МиГ-1 создавалась его модификация - МиГ-3. В отличие от предшественника он имел автоматические предкрылки, что обеспечивало лучшие пилотажные характеристики при маневре, увеличение запаса топлива позволило увеличить дальность полета, была также введена система заполнения топливных баков нейтральным газом, в результате чего повысилась пожаробезопасность. Самолет имел убирающееся шасси с пневматическим приводом и закрывающуюся в полете кабину летчика. Максимальная скорость его достигала 640 км/ч, дальность полета- 1250 км. Вооружение истребителя составляли пулемет калибра 12,7 мм и два пулемета калибра 7,6 мм. Все это обеспечивало повышенную живучесть самолета в бою. Во второй половине 1940 г. МиГ-3 поступил в производство, заменив МиГ-1, и направлялся в основном на перевооружение истребительных авиационных полков приграничных округов и авиации Северного и Черноморского флотов, а также в дивизии ПВО Москвы и других важных центров нашей страны.
По предложению летчика-испытателя С. П. Супруна, проводившего государственные испытания самолета МиГ-3, из личного состава летчиков-испытателей Государственного научно-испытательного института ВВС, заводов и военной приемки в конце июня 1941 г. были сформированы два истребительных авиационных полка особого назначения. Под командованием С. П. Супруна 27 июня 1941 г. на Западный фронт, под Смоленск, вылетел 401 иап особого назначения, оснащенный самолетами МиГ-3. После гибели Супруна, вступившего в неравный бой с шестью немецкими истребителями, командование 401 иап принял летчик-испытатель К. К. Коккинаки. В эти же дни на Северо-Западный фронт вылетел 402 иап особого назначения, также оснащенный самолетами МиГ-3, под командованием П. М. Стефановского.
Советские летчики, воевавшие на самолетах МиГ-3, самых скоростных и высотных истребителях своего времени, с успехом громили врага. А. Н. Катрич, генерал-полковник авиации, первый заместитель министра гражданской авиации, вспоминает такой эпизод. В сентябре 1941 г. 34-й истребительный полк вел бой в районе Солнечногорска. В одном из вылетов Катрич на высоте 9800 м встретился с немецким бомбардировщиком. Для противника, надеявшегося на большую высотность своего самолета, это явилось полной неожиданностью. Катрич атаковал немецкий самолет и обезвредил вражеского стрелка, но в этот момент у Катрича отказало оружие. Летчик ударом винта своего самолета отбил один, а затем и другой киль бомбардировщика противника. Вражеский самолет упал, а советский летчик благополучно посадил МиГ-3, у которого оказался погнутым винт, на свой аэродром.
На берегу реки Оки, недалеко от Москвы, стоит в граните и бронзе истребитель МиГ-3 - отважный защитник столицы. Установлен памятник и одному из первых командиров полка этих самолетов - дважды Герою Советского Союза С. П. Супруну.
Продолжая работы над созданием истребителей высотного типа, конструкторское бюро А. И. Микояна в 1943 г. выпустило самолет И-222 (3А). Он имел двигатель конструкции А. А. Микулина мощностью 1400 л. с. и два турбокомпрессора, работавшие от выхлопных газов для сохранения мощности двигателя на высоте. Особенностью силовой установки этого самолета было также наличие воздухо-воздушного радиатора для охлаждения воздуха, поступающего в карбюратор. Это позволяло сохранить плотность, а следовательно, и необходимое количество воздуха для смеси с бензином и способствовало сохранению мощности двигателя на высоте. Истребитель уже имел герметическую кабину, что позволяло выполнять полет на больших высотах без специальных приборов и костюмов. Потолок самолета достигал 14 500 м наибольшая высота для истребителей того времени, дальность - около 1000 км. Вооружение его состояло из двух пушек калибра 20 мм. Назначение И-222 истребитель ПВО.
На базе этого самолета в 1944 г. был построен И-224 с форсированным двигателем также конструкции А. А. Микулина. Мощность двигателя у земли составляла 1800 л. с. При испытаниях самолет достиг высоты 14 100 м. Его максимальная скорость на 90 км/ч превышала скорость МиГ-3. Благодаря большой высотности самолета, превышавшей 14 км, создатели вели дальнейшую отработку герметической кабины, принцип компоновки и оборудования которой сохранялся на всех созданных впоследствии самолетах этого конструкторского бюро. В этот же период создается самолет с двигателем АМ-42 и турбокомпрессором. Конструкция его была аналогична конструкции И-224, но благодаря большей мощности двигателя и применению четырехлопастного винта машина достигала скорости 720 км/ч, близкой к максимальной для силовой установки данного типа, т. е. поршневого двигателя, снабженного турбокомпрессором.
Государственные интересы и развитие техники предопределили переход к новым силовым установкам в авиации, особенно истребительной. Одним из самолетов переходного периода явился истребитель И-250 выпуска 1945 г. Машина представляла собой цельнометаллический аппарат с прямым крылом, на котором был установлен поршневой двигатель конструкции В. Я. Климова с трехлопастным винтом. Мощность двигателя частично использовалась для привода осевого компрессора воздушно-реактивного двигателя, расположенного за кабиной. Поток газов выводился через сопло в хвостовой части фюзеляжа, что создавало дополнительную тягу. Вместе с тем комбинированная силовая установка, резко увеличив максимальную скорость (825 км/ч), не снизила взлетных данных и дальности полета, характерных для самолетов этого класса. Мощность силовой установки составляла 2800 л. с., в том числе мощность двигателя ВК-107А - 1450 л. с., мощность ВРДК - 1350 л. с. Вооружение истребителя состояло из трех пушек калибра 20 мм.
Первый полет на И-250 был совершен в марте 1945 г. Вскоре промышленность выпустила опытную партию таких самолетов. Одновременно продолжались поиски и проектирование машины с еще большей скоростью полета.
Созданный в 1946 г. экспериментальный истребитель-перехватчик И-270 (Ж), также цельнометаллической конструкции, имел двухкамерный жидкостный реактивный двигатель конструкции Л. С. Душкина с тягой 1550 кгс. Для работы двигателя использовался не атмосферный воздух, а кислота, находящаяся в одном из баков, что позволило увеличить вертикальные скорости и потолок. Для уменьшения лобового аэродинамического сопротивления крыла на самолете было впервые применено прямое крыло с тонким профилем, а также Т-образная схема расположения горизонтального оперения (наверху вертикального оперения), которая широко применяется на современных самолетах, особенно пассажирских. Максимальная скорость истребителя достигала 1000 км/ч, потолок - 18 000 м. Полетная масса превышала 4000 кг, что объяснялось необходимостью иметь на борту не только горючее, но и окислитель для его сжигания, а также большим расходом горючего (характерный факт для силовой установки с жидкостно-ракетным двигателем). Форма самого перехватчика была несколько необычной из-за отсутствия воздушного винта, что и позволило сделать переднюю часть фюзеляжа более удобообтекаемой.
Исключительно высокие темпы развития авиации, увеличение потолка самолетов, в частности истребителей, а также скоростей полета (использование новых аэродинамических: схем свободнонесущего моноплана, крыла с меньшей площадью и меньшей толщиной, убирающегося в полете шасси и тщательная отделка поверхности машины давали некоторый прирост скорости) требовали повышения энерговооруженности самолета. Силовые установки также совершенствовались (высотные двигатели, многорядные и звездообразные двигатели с винтами изменяемого в полете шага и др.), однако этого было недостаточно. Поршневые двигатели исчерпали свои возможности и вытеснялись реактивными, обеспечившими существенное (по сравнению о поршневыми) уменьшение удельной массы двигателей и их габаритов при приемлемой экономичности, особенно на больших скоростях полета.
Послевоенные годы развития отечественной авиации характеризуются использованием новейших достижений науки и техники, и в первую очередь воздушно-реактивных двигателей, а также достижениями в области аэродинамики и созданием новых форм летательных аппаратов. Наступила эра реактивной авиации.
Сергей Константинович Туманский, конструктор авиационных двигателей, справедливо заметил, что А. И. Микоян по праву может считаться первым, кто оценил будущее реактивной авиации, и во многом благодаря его предвидению страна имеет на вооружении первоклассную сверхзвуковую авиационную технику.
Первым реактивным истребителем, созданным в ОКБ А. И. Микояна, стал самолет МиГ-9, который в отличие от истребителей, разработанных в других конструкторских бюро, в качестве силовой установки имел два турбореактивных двигателя с тягой примерно 800 кгс каждый. Впервые была применена компоновка двух реактивных двигателей рядом, в фюзеляже, с выходом газов под хвостовую часть самолета, с единым воздухозаборником. Главный конструктор вначале остановился на классической схеме самолета с реактивными двигателями, расположенными под крылом, однако после обдумывания и критических замечаний принял решение установить оба двигателя в фюзеляже самолета. И во всех последующих истребителях с реактивными двигателями их устанавливали в фюзеляже. Это обеспечило хорошее аэродинамическое качество и безопасность полета в случае отказа одного из двигателей, так как они располагались вблизи центра тяжести машины.
В связи с новой установкой двигателей внизу фюзеляжа располагались два выхлопных сопла двигателей, выбрасывавшие реактивные струи с температурой до 800°С. Потребовалась установка экрана из огнеупорной стали. А между тем время не ждало, "подгоняли" и соседи из ОКБ А. С. Яковлева и С. А. Лавочкина, которые также активно занимались разработкой реактивного истребителя. 24 апреля 1946 г. летчик-инженер А. II. Гринчик совершил первый успешный вылет на новом реактивном самолете МиГ-9. Однако, как это часто бывает при создании новой техники, вскоре начались трудности. Надо было устранить вибрацию экрана, вызываемую реактивной струей, и другие дефекты. После исправления обнаруженных недостатков самолет прошел государственные испытания, был принят на вооружение ВВС Советской Армии и производился серийно. Максимальная скорость истребителя достигала 910 км/ч. Мощное вооружение состояло из трех пушек: одной - калибра 37 мм и двух - калибра 23 мм.
Значительные затруднения в период испытаний и доводки машины вызвала необходимость отвода пороховых газов от пушек, расположенных в носовой части. Дело в том, что ни в крыле с тонким профилем, ни в фюзеляже, занятом двумя двигателями, не нашлось места для пушек и боеприпасов. При стрельбе из пушек горячие струи пороховых газов создавали тепловую и гидравлическую неравномерности перед компрессором двигателя, что приводило к выключению, а иногда и поломке лопаток компрессора. Для устранения этого явления на фюзеляже самолета была установлена крылатая поверхность, предназначенная для рассекания струи пороховых газов и отвода ее от всасывающего канала двигателей. Месторасположение этой поверхности, или, как ее называли, "бабочки", менялось несколько раз, пока, наконец, не было найдено наиболее удачное место, что дало возможность успешно проводить стрельбу из пушек.
Большие знания, смелость и упорство проявил при испытаниях и доводке этого самолета заслуженный летчик-испытатель Герой Советского Союза В. Г. Иванов, много лет "учивший летать" машины этого конструкторского бюро.
Одной из модификаций МиГ-9 явился МиГ-9мод, который в качестве силовой установки имел два двигателя с тягой 1000 кгс каждый. Самолет МиГ-9мод был оборудован герметической кабиной с катапультируемым сиденьем, имел максимальную скорость 965 км/ч, время подъема его на высоту 5000 м составляло 2,7 мин (вместо 4,3 мин на МиГ-9).
С появлением реактивных самолетов для переучивания летного состава строевых частей ВВС на базе МиГ-9 был построен УТИ МиГ-9. На нем проводились также (впервые в Советском Союзе) испытания по катапультированию экипажа с помощью катапультных кресел,
Истребители МиГ-9 в течение нескольких лет представляли нашу реактивную истребительную авиацию на парадах, пролетая над Красной площадью, я воздушных праздниках в Тушино. Вспоминается, как во время Парижской авиационной выставки 1947 г, наши летчики-испытатели во главе с полковником Полуниным, окруженные всеобщим вниманием, делились впечатлениями с авиаторами других стран, для которых полеты в строю на реактивных самолетах с выполнением фигур высшего пилотажа были еще большой новинкой. Как известно, МиГ-9 взлетел в один и тот же день (24 апреля 1946 г.) с самолетом Як-15, а на параде 7 ноября 1946 г. самолеты этих типов уже группами должны были лететь над Красной площадью, и только погодные условия помешали этой демонстрации.
Необходимость накопления опыта и знаний в освоении новых схем самолета требовала создания экспериментальной машины. Такой экспериментальный летательный аппарат схемы "утка" был спроектирован и построен еще в 1945 г. Это был самолет цельнодеревянной конструкции, с толкающим винтом, трехколесным шасси и стреловидным крылом. Предназначался он для отработки схемы трехколесного шасси, а также для исследования устойчивости и управляемости на малых скоростях самолета со стреловидным крылом и хвостовым оперением, не находящимся в тени крыла.
Скорости и высоты полетов реактивных самолетов повышались, а значит, увеличивались и нагрузки на органы управления. Возникла необходимость в буферных устройствах - гидравлических системах, разгружающих летчика и оставляющих на его долю лишь небольшую часть нагрузки. С увеличением скорости полета резко увеличивалось аэродинамическое сопротивление. На дозвуковых и небольших сверхзвуковых скоростях основным источником волнового сопротивления является крыло. При малых скоростях полета сжимаемость воздуха проявляется незначительно и воздух можно считать несжимаемым газом. При больших скоростях полета, соизмеримых со скоростью распространения звука, значительно изменяются аэродинамические характеристики тел и влияние сжимаемости воздуха приходится учитывать. В связи с этим напрашивается вывод о том, что большие коэффициенты сопротивления возникают лишь тогда, когда самолет летит со скоростью, превышающей скорость распространения звука. Но это неверно. Как показал опыт, коэффициенты сопротивления резко увеличиваются на скоростях полета, несколько меньших скорости распространения звука. Это явление получило наименование "звуковой барьер".