М-50. Устремленный в будущее
История М-50 началась в 1950-е годы, когда понятие сверхзвуковой самолет не укладывалось в сознание обывателя, а пилотов таких машин относили к категории героев. Журналисты и писатели "рисовали" в своих воспаленных воображением головах фантастические картины будущего, и лишь инженеры, почувствовав перспективу, осознавали всю сложность сверхзвукового полета. Задача создания дальнего сверхзвукового самолета, безусловно, была труднейшая, но когда-то и кому-то ее предстояло решить. Неудивительно, что буквально через несколько лет после организации ОКБ-23, пожалуй, самой молодой организации МАПа не только по срокам своего существования, но и по возрасту ее сотрудников, родилась идея подобной боевой машины. Но время летательных аппаратов, похожих на современные Ту-144 или Ту-160, еще не пришло, и неудивительно, что конструкторы сначала пошли по более сложному пути - созданию двухступенчатого летательного аппарата.
Помните, в фильме "Барьер неизвестности", мотив которого был навеян событиями и взглядами начала 1950-х, маленький гипотетический самолет, подвешенный под казавшийся гигантом Ту-16, стартовал на большой высоте и преодолевал невидимые препятствия. Эта идея и была положена в первый вариант проекта "50". Предложение по созданию подобной машины, одобренное в Госкомитете по авиационной технике и заказчиком, не залежалось и в правительстве. В июле 1954-го вышло постановление Совмина, позволившее развернуть широкомасштабные работы по "Разъемному дальнему бомбардировщику", состоявшему из ударного самолета и носителя с четырьмя ТРД. Справедливости ради отмечу, что подобная идея среди советских авиационных специалистов была столь популярна, что ее разработкой занимались и другие ОКБ.
Согласно заданию, "50-й" должен был развивать скорость до 1800 км/ч при крейсерской -1500-1600 км/ч на высотах 14-15 км. Практическая дальность системы с бомбовой нагрузкой 5000 кг оценивалась в 13000 км. Около года ушло на подготовку эскизного проекта, но летом 1955-го направление работ по теме "50" резко изменилось. Теперь требовался "чистый" дальний бомбардировщик с повышенной крейсерской скоростью, рассчитанный под четыре двухконтурных двигателя НК-6 или ТРД ВД-9. Мартовским 1956-го постановлением правительства предусматривалась уже установка ТРД М16-17. ОКБ-23 прилагало все усилия для выбора оптимальной аэродинамической компоновки самолета. В аэродинамических трубах ЦАГИ испытали 39 различных моделей, и чаша весов схемы "утка" явно перевешивала. Пользуясь случаем, хочу объяснить, что такое "утка". Иной читатель может при этом усмехнуться, но наберитесь терпения.
Сегодня "уткой" называют все самолеты подряд, едва обнаружив на них переднее горизонтальное оперение, однако это не так. Исторически сложилось, что под этим термином скрывается летательный аппарат с передним горизонтальным оперением, оснащенным рулем высоты. К сожалению, об этом забывают разъяснять студентам авиационных вузов. В результате не только в периодике, но и специальных документах появляются "газетные утки" - самолеты, у которых переднее горизонтальное оперение служит либо для улучшения взлетно-посадочных характеристик, либо для балансировки аппарата. При этом управлением в канале тангажа осуществляется с помощью элевонов.
Схема "утка" у аэродинамиков считается одной из самых сложных, и поэтому на ее предварительную отработку ОКБ-23 затратило около года. Это огромный период споров, изготовления моделей, очередей в аэродинамические трубы и, наконец, анализа полученных материалов. Казалось, окончательный облик машины созрел, но конструкторы остановились на классической схеме с треугольным в плане крылом относительной толщиной 3,5 %. Причина здесь не в каких-то традициях или инерционности мышления, а в нежелании руководства ЦАГИ заниматься этой проблемой. Это не моя придумка, об этом свидетельствуют документы. По предложению В.А.Федотова, одно время возглавлявшего фирму, и Ю.Е.Ильенко два двигателя разместили на пилонах под крылом, а два - на концах крыла.
При создании новой машины всегда встает много вопросов, для ответа на которые необходимо проведение научно-исследовательских работ. Создатели М-50, не имея аналогов, пытались совместить, казалось бы, несовместимое. При высоких удельных расходах турбореактивных двигателей тех лет требовалось обеспечить не только высокую сверхзвуковую скорость, но и огромную дальность. Чтобы замыслы стали реальностью, конструкторы приняли решение сократить экипаж до двух человек, оставив летчика и штурмана, размещавшихся в кабине с бронезащитой. Рабочие места экипажа находились друг за другом, по схеме тандем, причем посадка и катапультирование (по моде тех лет) осуществлялись через люки в нижней части фюзеляжа.
Для решения всех задач, возникавших в полете, необходимо было полностью автоматизировать самолет и его управление, возложив, фактически, на двух человек контроль за полетом. В качестве резервного использовалось гидромеханическое управление, в котором поступательные перемещения штурвальной колонки и педалей превращались во вращательные и передавались через высокооборотные валы, приводившиеся в действие от гидромотора к исполнительным механизмам рулей и элеронов. В случае необходимости предусматривался переход на ручное управление на любом этапе или режиме полета. Для управления двигателями, видимо, впервые в мире использовалась электродистанционная система с трехкратным резервированием. Сделать ставку на автоматику означало, что при существовавшей элементной базе все выгоды от нее сведутся на нет массой оборудования и источников электропитания. Чтобы выбраться из заколдованного круга, перед радиоэлектронной промышленностью поставили задачу ускорить работы по миниатюризации оборудования. Самолетчики в свою очередь предложили применить на летательном аппарате вместо традиционных источников постоянного тока генераторы переменного трехфазного тока.
На самолете появился, выражаясь современным языком, пилотажно-навигационный комплекс. В состав оборудования входили три радиостанции: связная "Планета", командная РСИУ-3М и аварийная "Кедр-С". Кроме этого на борту имелись: переговорное устройство СПУ-6, радиовысотомеры больших и малых высот РВ-5 и РВ-25, запросчик-ответчик СРЗО-2, станция защиты хвоста "Сирена-2" и многое другое.
Будущий М-50 рассчитывался для полетов в диапазоне скоростей от посадочной 270 км/ч до 2000 км/ч на высотах до 16000 м на дальность (с дозаправкой в полете) до 15000 км. Максимальный взлетный вес самолета при старте с ускорителями достигал 253 т, из которых на долю горючего приходилось 170 т. В полете могло выполняться не менее двух дозаправок, первая из которых планировалась на удалении 2000 км от аэродрома вылета. При этом на всех режимах требовалось обеспечить устойчивый и управляемый полет. В результате появилось цельноповоротное хвостовое оперение.
Кто знаком с аэродинамикой, тот знает, что при переходе от дозвуковых скоростей к сверхзвуковым центр давления аэродинамических сил крыла смещается в сторону хвоста. Этот эффект, нередко приводивший к катастрофам первых реактивных самолетов, заставил искать новые пути сохранения требуемого запаса продольной устойчивости. Так появилось предложение изменять, в зависимости от режима полета, положение центра тяжести самолета путем перекачки топлива из одной группы баков в другую. Это техническое решение, примененное впервые на М-50, впоследствии нашло широкое применение на сверхзвуковых машинах, в том числе на Ту-144 и "Конкорде".
"Работая над проектом М-50, - рассказывал Л.Л.Селяков, - решая сложные задачи создания полностью автоматических систем управления полетом на практически "нейтральном" самолете, я настаивал на несовместимости больших, громоздких рычагов управления, какой является ставшая традиционной штурвальная колонка с полностью автоматической системой. Я предлагал создать управляющий блок с рукояткой по типу уже существующей "строевой" ручки автопилота, при помощи которой штурман доворачивает самолет к цели. Требования же ЦАГИ о необходимости строгого соблюдения нормативов по усилиям и ходам на единицу перегрузки при создании автоматических систем управления совершенно не нужны и вредны. К сожалению, ЦАГИ взял верх, Мясищев и Роднянский меня не поддержали, и систему АБСу-50 выполнили с классическими рычагами и требуемыми усилиями...
На М-50 впервые в СССР использовалась автоматическая система регулирования положения центра тяжести в полете путем перекачки топлива между фюзеляжными и крыльевыми группами кессон-баков. Необходимость в этом возникла потому, что при переходе на сверхзвуковую скорость изменяется характер обтекания крыла, и его центр давления (условная точка приложения результирующей подъемной силы) смещается назад, приводя к появлению пикирующего момента. Без перекачки топлива компенсация пикирующего момента потребовала бы увеличения размеров горизонтального оперения и, соответственно, привела бы к росту массы самолета и аэродинамического сопротивления. Автором решения стал Л.Минкин. Также впервые в отечественной практике на М-50 за счет использования достижений радиоэлектроники экипаж тяжелого бомбардировщика удалось сократить до двух человек. Пилот и штурман сидели один за другим в носовой части фюзеляжа. Новшества позволили сэкономить несколько тонн взлетной массы самолета, ограничив ее 210000 кг.
Отсутствие практического опыта пилотирования самолетов с треугольным крылом привело к созданию аналогового тренажера, на котором летчики-испытатели знакомились с управлением будущей машины, одновременно обучаясь полетам на ней.
Создание первой в СССР автоматической бортовой системы управления, включающей устройство выдерживания заданного запаса продольной устойчивости путем отслеживания за смещением аэродинамического фокуса положения центра тяжести (система перекачки топлива, предложенная Л.З.Минкиным) с учетом мгновенного изменения центровки (при сбросе спецгрузов), деформации планера, изменения скорости и высоты полета, оказалась сложнейшим делом. Первоначально предполагалось, что площадь управляемого стабилизатора не превысит 5% от площади крыла. Считалось, что, раз запас устойчивости мал, то и потребные управляющие моменты будут малы. Всё надеялись на систему перекачки топлива в полете.
Однако вскоре выяснилось, что в случае отказа устройства искусственной центровки самолет на ряде режимов попадает в область неустойчивости. Посадка "пятидесятки" в этом случае явилась определяющей, и площадь горизонтального оперения увеличили в два раза. Использование цельноповоротного киля способствовало уменьшению его площади, веса, аэродинамического сопротивления и улучшения поведения машины на взлетно-посадочных режимах с боковым ветром". Несмотря на все меры, принятые для снижения массы планера, производственники не уложились в заданные лимиты, что привело к росту веса конструкции на 18 т. Немного помогло применение впервые в отечественной практике цельнотянутых, с последующим фрезерованием, панелей обшивки. Технология изготовления многих элементов только осваивалась и неудивительно, что некоторые из них весом четыре тонны приходилось изготавливать из заготовок весом 40 т. Все эти издержки утяжеляли машину.
На М-50 отказались от вкладных баков и топливо заливалось в герметизированные отсеки фюзеляжа и крыла. Использовались и проверенные ранее технические решения. Это - велосипедное шасси со вздыбливающейся передней тележкой, позволявшей выполнять отрыв на углах атаки больших, чем в начале разбега, щелевые закрылки и многое другое, ранее опробованное на М-4 и 3М. Для сокращения пробега после посадки предусмотрели тормозные лыжи. Первоначально самолет создавался, как средство доставки авиационных бомб, но уже в ходе проектирования на нем пытались подвесить крылатые ракеты, в частности, разрабатывавшуюся в ОКБ планирующую ракету "45Б". В 1958-м А.Д.Надирадзе предложил запускать с М-50 баллистические ракеты. Особое внимание уделялось двигателям. Ведь от них в значительной степени зависело, достигнет ли самолет заданной скорости и проектной дальности. Очень важно было, чтобы удельный расход горючего на крейсерском режиме не превышал 1,12 кг/кгс.ч. Только в этом случае удавалось получить заданную дальность.
М-50 первоначально рассчитывался под четыре турбовентиляторных НК-6 или ТРД ВД-9А, а затем очередным постановлением Совмина их заменили на двигатели П.Ф.Зубца М16-17 (РД16-17). К началу 1961-го НК-6 был самым мощным советским ТРДДФ. При сухом весе 3500 кг он первоначально рассчитывался на форсажную тягу 22000 кгс. Высоким характеристикам в немалой степени способствовало повышение температуры газов перед турбиной до 1130¦К. В ноябре 1960-го на стенде получили тягу 22400 кгс при удельном расходе топлива на форсаже 1,72 кг/кгс.ч. Однако вскоре выяснилось, что для обеспечения 50-часового ресурса необходимо снизить форсажную тягу до 19000 кг, а максимальную - до 13000 кг.
В декабре 1955-го заказчику предъявили эскизный проект машины, а к маю следующего года построили макет. Почти месяц работала макетная комиссия. Ее председателем был маршал авиации В.А.Судец. Результаты работы комиссии оказались для конструкторов неожиданны. В своем заключении она отмечала, в частности: "...получение заданной (...) дальности 11000-12000 км на крейсерской скорости 1700-1800 км/ ч без дозаправки топливом в полете не обеспечено. Заданная максимальная практическая дальность (...) с двумя дозаправками топливом в воздухе обеспечивается в пределах 14000-14500км, при этом выполнение дозаправки на дозвуковой скорости и наличие на самолете подвесных баков приводит к необходимости выполнять полет на начальной дистанции 3000 км не только на относительно малой скорости, но и на высотах, не превосходящих 8000 м, что является неприемлемым, так как в этих условиях самолет может быть относительно легко перехвачен средствами ПВО противника... Заданная постановлением Совмина СССР длина разбега самолета 3000 м без применения стартовых ускорителей не выполняется... Для эксплуатации самолета с существующих аэродромов необходимо обеспечить длину разбега со стартовыми ускорителями не более 2500 м. Предлагаемые ОКБ-23 МАП другие способы взлета самолета: точечный старт, взлет с гидротележки - представляют интерес для ВВС, как более экономичные и обеспечивающие лучшее боевое рассредоточение самолетов стратегической авиации. Указанные новые способы взлета требуют детальной конструктивной проработки и проверки летными испытаниями. Требования ВВС по обороне самолета ОКБ-23 МАП не выполнены... Таким образом (...) макет самолета "50" не может быть одобрен".
В связи с этим в МАПе состоялось совещание с участием специалистов различных НИИ. По его результатам в феврале 1956-го П.В.Дементьев писал Главкому ВВС П.Ф.Жигареву: "В результате обмена мнениями МАП не может согласиться с отклонением эскизного проекта и макета этого самолета, так как создание дальнего сверхзвукового бомбардировщика с крейсерской скоростью 1700-1800 км/ч является новой необычайной задачей... С этой точки зрения и следует подходить к рассмотрению основных требований к самолету "50". Технически совершенно ясно, что задача получения большой дальности на сверхзвуковых скоростях бомбардировщика весом 265 т решается за счет увеличения длины разбега. Поэтому при установлении взлетной дистанции 3000 м для этого самолета имелось в виду обязательное применение ускорителей. Мы считаем, что для М-50 принцип обороны должен быть коренным образом изменен, так как установка обычного вооружения приводит только к увеличению веса самолета, ухудшению его аэродинамики, а следовательно, уменьшению дальности полета, поэтому оборонительная система самолета должна состоять из радиопротиводействия для отражения атак истребителей и ракет... Расчетная дальность самолета "50" без дозаправки топливом (..) действительно ниже заданной (...), но общая - при двух заправках обеспечивает заданные 14000-15000 км... Прошу Вас пересмотреть заключение ВВС по эскизному проекту (...), так как иных путей создания такого самолета в эти сроки МАП не находит".
Осенью макет все-таки утвердили, однако двигатели так и не появились. Чтобы не терять времени на опытный экземпляр, получивший индекс М-50А, установили пока ТРД ВД-7 тягой по 11000 кгс. "Гонка" двигателей и наземная отработка всех систем самолета началась летом 1959-го на заводском аэродроме, а осенью М-50А перевезли на доводочную базу ОКБ.
В 1958-м принимается решение об освобождении ОКБ-23 от предъявления М-50 на госиспытания и об использовании двух строящихся М-50 с двигателями ВД-7 и М16-17 для отработки будущего М-52. Примерно в это же время предлагается проект "танкера" на базе "пятидесятки", предназначенного для дозаправки топливом в полете боевой машины на сверхзвуковой скорости и высотах не менее 10000 м. На базе М-50 разрабатывались летающая лаборатория М-50ЛЛ для исследований ТРД, создававшегося на базе ТВД НК-12 и турбостартера ТС-12М, и беспилотный носитель М-51 для доставки ядерного боеприпаса. В мае 1959-го начались рулежки бомбардировщика.
27 октября 1959 г. пилотируемый Николаем Иосифовичем Горяйновым прототип М-50А поднялся в воздух с аэродрома Летно-исследовательского института имени М.М.Громова. Так как на момент начала испытаний двигатели конструкции Зубца еще не были доведены, то на прототип установили четыре менее мощных мотора ВД-7 (по 9750 кгс) конструкции Добрынина. Для увеличения тяги до 14000 кгс два подкрыльевых двигателя оборудовали форсажными камерами. Однако это не помогло: М-50 так и не преодолел скорость звука, Lупершись¦ в М=0,99. Кроме этой неудачи и одной мелкой аварии, прочие испытания самолета, проводимые Н. Горяйновым и А Липко, проходили гладко. Была выявлена несколько избыточная эффективность цельно-поворотного вертикального оперения.
В ходе летных испытаний взлетный вес машины, видимо, не превышал 115 т, что объясняется незначительной тягой двигателей. М-50А совершил восемнадцать испытательных полетов, когда в 1960-м приняли решение о прекращении работ по нему и по построенному к этому времени М-52, являвшемуся, фактически, модификацией своего предшественника. Причин здесь несколько, но главными являются несоответствие характеристик самолета, заданным постановлением Совмина, и, разумеется, политика, направленная, фактически, на принижение роли ВВС в современной войне. На испытаниях самолета не обошлось и без неприятностей. Во время одной из "гонок" двигателей, М-50А сорвался с тормозов, и врезался в стоящий напротив 3МЕ, унеся жизнь радиста Кручинина. Известен случай, когда в полете лопнул топливный трубопровод. Керосин хлынул мощным потоком на горячие узлы двигателя и лишь по счастливой случайности не возник пожар. Вообще, по мнению ветерана ОКБ-23 С.А.Широкопояса, полеты на М-50А требовали от экипажа мобилизации всех своих человеческих возможностей и граничили с подвигом.
В конце мая 1961-го, уже после ликвидации ОКБ-23, принимается решение о демонстрации М-50 на воздушном параде в Тушине. Самолет, простоявший на земле почти год, к показательному полету подготовила бригада под руководством Я.Б.Нодельмана. Летчики Н.И.Горяйнов и А.С.Липко, после четырех тренировочных полетов, 9 июля продемонстрировали общественности машину, поставив точку не только в ее истории, но и в деятельности ОКБ-23. В ходе испытаний самолет имел бортовой номер L023¦, однако перед первой публичной демонстрацией номер изменили на L12¦. Над аэродромом Тушино М-50, пилотируемый Н Горяйновым, в сопровождении двух МиГ-21 выполнил эффектный пролет. На Западе самолет произвел впечатление, ему присвоили код НАТО Bounder и даже поговаривали о серийном производстве. Но в это время, осенью 1960г , В М Мясищева назначили начальником ЦАГИ, а ОКБ-23 расформировали. Коллектив переподчинили В.Н.Челомею, создававшему космическую технику, а М-50 впоследствии передали в музей в Монино Распад фирмы не позволил довести построенные самолеты и доработать проекты. Повсеместное увлечение баллистическими ракетами, казалось, поставило точку на стратегической авиации.
Но до расформирования ОКБ работы по бомбардировщикам шли полным ходом. Сразу же после М-50 началось проектирование его модификации М-52, на которой подкрыльевые мотогондолы устанавливались под значительным углом к плоскости крыла, а внешние имели несколько иные пилоны На М-52 установили дополнительное горизонтальное оперение на вершине киля, провели внутренние доработки Предполагалось установить систему дозаправки топливом в воздухе. Вооружение состояло из четырех ракет класса Lвоздух-земля¦. Первый экземпляр М-52, оснащенный двигателями L16-17¦, был построен, однако не испытывался и пошел на слом.
Лишь на бумаге и в моделях существовал проект М-54. От М-50 он отличался крылом с небольшой стреловидностью по задней кромке На нем также анализировались различные варианты расположения мотогондол.
В 1960 г окончилось проектирование стратегического бомбардировщика М-56, с крейсерской скоростью в пределах М=2,5 -3,25, дальностью до 10000 км и взлетным весом около 250 т. Он имел аэродинамическую компоновку Lутка¦ с двумя вертикальными оперениями. Но это не была привычная Lутка¦. На дозвуковых скоростях переднее горизонтальное оперение было свободноориентируемым и не влияло на характеристики устойчивости. В такой конфигурации самолет фактически имел аэродинамическую схему Lбесхвостка¦. При переходе на сверхзвуковую скорость горизонтальное оперение фиксировалось. Тем самым обеспечивалась продольная устойчивость машины при изменении распределения аэродинамических сил на крыле. Это решение позволило отказаться от сложной системы перекачки топлива.
В начале М-56 имел много общего со своими предшественниками: треугольное крыло и четыре двигателя в отдельных мотогондолах. Однако вскоре он получил развитые наплывы между крылом и фюзеляжем, а шесть двигателей размещались в едином пакете под крылом. Построили полноразмерный макет М-56. Параллельно с работами по самолету в ОКБ В.Я. Климова велись работы над двигателем ВК-15.
На базе М-56 прорабатывался его пассажирский вариант М-55, в подвариантах М-55А, М-55Б и М-55В, отличавшихся габаритами и числом двигателей. Первый из них был рассчитан на 40 пассажиров, второй на -85, а третий на-120. М-55А имел два двигателя, М-55Б - четыре, а М-55В - шесть.
В конце 50-х гг. в авиационной прессе (например, в Aviation Week от 1 декабря 1958г.) появились гипотетические рисунки Lсоветского бомбардировщика с ядерной силовой установкой¦, внешне весьма схожего с М-50. Вероятнее всего, западные эксперты сопоставляли информацию о М-50 с модной в то время темой о ядерных авиадвигателях. Тем временем в ОКБ Мясищева под шифром М-60 действительно разрабатывался, самолет с ядерной силовой установкой, которую проектировало ОКБ AM. Люльки. Эта машина не вышла за стадию проекта.
Существовал еще один почти невероятный проект - стратегический бомбардировщик-летающая лодка М-70. Этот самолет, приводнившись в заданной точке океана, мог пополнить запас топлива от всплывшей подводной лодки и продолжить путь. Весьма напоминая М-50, он, однако, имел фюзеляж-лодку и расположение четырех двигателей, исключавшее попадание в них брызг.
В середине 60-х гг. руководство ВВС осознало, что спешка со свертыванием авиапрограмм была преждевременной. Стратегические бомбардировщики показали себя более гибким видом оружия,чем межконтинентальные ракеты. Самолет, оснащенный крылатыми ракетами, патрулирующий у самых границ противника, обеспечивает поражение цели за гораздо меньшее время и с большей вероятностью, чем баллистическая ракета, которой надо преодолеть почти полтора десятка тысяч километров в условиях все более совершенной противоракетной обороны. В конце концов даже в локальных конфликтах можно использовать мощь стратегической авиации, когда шахтные ракеты просто бесполезны. Во второй половине 60-х гг. вопрос о замене Ту-95, М-4 и ЗМ встал с новой остротой, и это привело к очередному возрождению ОКБ Мясищева.
В 1967 г. военные выдвинули следующие тактико-технические требования: дальность 11000 - 13000 км при полете с дозвуковой скоростью на малой высоте; та же дальность при полете со скоростью 3200 - 3500 км/ч на высоте свыше 18000 м; дальность 16000 -18000 км при полете со скоростью 800 - 900 км/ч на высоте 10000 м.
В ответ в 1967-68 гг. появился проект М-20. Существовало несколько его вариантов: один - по схеме Lутка¦ с треугольным крылом, второй - Lутка¦ с крылом изменяемой геометрии, третий внешне походил на Ту-160, были и иные варианты Все они создавались под двигатели с переменной степенью двухконтурности, разрабатывавшиеся в ОКБ Кузнецова. Основным конкурентом М-20 стал Т-4МС разработки ОКБ П.О. Сухого (о нем ? во второй части статьи). В ходе конкурса выяснилось, что удовлетворить всем тактико-техническим требованиям невозможно. Думаю, что и сегодня они недостижимы. ВВС пересмотрели их и на новом этапе борьба разгорелась между мясищевским М-18 и туполевским Ту-160, а ОКБ Сухого свернуло работы по стратегической авиации. Исход этого конкурса известен точно: Ту-160 построен, испытан и принят на вооружение, а М-18 так и остался на бумаге...
Помните, в фильме "Барьер неизвестности", мотив которого был навеян событиями и взглядами начала 1950-х, маленький гипотетический самолет, подвешенный под казавшийся гигантом Ту-16, стартовал на большой высоте и преодолевал невидимые препятствия. Эта идея и была положена в первый вариант проекта "50". Предложение по созданию подобной машины, одобренное в Госкомитете по авиационной технике и заказчиком, не залежалось и в правительстве. В июле 1954-го вышло постановление Совмина, позволившее развернуть широкомасштабные работы по "Разъемному дальнему бомбардировщику", состоявшему из ударного самолета и носителя с четырьмя ТРД. Справедливости ради отмечу, что подобная идея среди советских авиационных специалистов была столь популярна, что ее разработкой занимались и другие ОКБ.
Согласно заданию, "50-й" должен был развивать скорость до 1800 км/ч при крейсерской -1500-1600 км/ч на высотах 14-15 км. Практическая дальность системы с бомбовой нагрузкой 5000 кг оценивалась в 13000 км. Около года ушло на подготовку эскизного проекта, но летом 1955-го направление работ по теме "50" резко изменилось. Теперь требовался "чистый" дальний бомбардировщик с повышенной крейсерской скоростью, рассчитанный под четыре двухконтурных двигателя НК-6 или ТРД ВД-9. Мартовским 1956-го постановлением правительства предусматривалась уже установка ТРД М16-17. ОКБ-23 прилагало все усилия для выбора оптимальной аэродинамической компоновки самолета. В аэродинамических трубах ЦАГИ испытали 39 различных моделей, и чаша весов схемы "утка" явно перевешивала. Пользуясь случаем, хочу объяснить, что такое "утка". Иной читатель может при этом усмехнуться, но наберитесь терпения.
Сегодня "уткой" называют все самолеты подряд, едва обнаружив на них переднее горизонтальное оперение, однако это не так. Исторически сложилось, что под этим термином скрывается летательный аппарат с передним горизонтальным оперением, оснащенным рулем высоты. К сожалению, об этом забывают разъяснять студентам авиационных вузов. В результате не только в периодике, но и специальных документах появляются "газетные утки" - самолеты, у которых переднее горизонтальное оперение служит либо для улучшения взлетно-посадочных характеристик, либо для балансировки аппарата. При этом управлением в канале тангажа осуществляется с помощью элевонов.
Схема "утка" у аэродинамиков считается одной из самых сложных, и поэтому на ее предварительную отработку ОКБ-23 затратило около года. Это огромный период споров, изготовления моделей, очередей в аэродинамические трубы и, наконец, анализа полученных материалов. Казалось, окончательный облик машины созрел, но конструкторы остановились на классической схеме с треугольным в плане крылом относительной толщиной 3,5 %. Причина здесь не в каких-то традициях или инерционности мышления, а в нежелании руководства ЦАГИ заниматься этой проблемой. Это не моя придумка, об этом свидетельствуют документы. По предложению В.А.Федотова, одно время возглавлявшего фирму, и Ю.Е.Ильенко два двигателя разместили на пилонах под крылом, а два - на концах крыла.
При создании новой машины всегда встает много вопросов, для ответа на которые необходимо проведение научно-исследовательских работ. Создатели М-50, не имея аналогов, пытались совместить, казалось бы, несовместимое. При высоких удельных расходах турбореактивных двигателей тех лет требовалось обеспечить не только высокую сверхзвуковую скорость, но и огромную дальность. Чтобы замыслы стали реальностью, конструкторы приняли решение сократить экипаж до двух человек, оставив летчика и штурмана, размещавшихся в кабине с бронезащитой. Рабочие места экипажа находились друг за другом, по схеме тандем, причем посадка и катапультирование (по моде тех лет) осуществлялись через люки в нижней части фюзеляжа.
Для решения всех задач, возникавших в полете, необходимо было полностью автоматизировать самолет и его управление, возложив, фактически, на двух человек контроль за полетом. В качестве резервного использовалось гидромеханическое управление, в котором поступательные перемещения штурвальной колонки и педалей превращались во вращательные и передавались через высокооборотные валы, приводившиеся в действие от гидромотора к исполнительным механизмам рулей и элеронов. В случае необходимости предусматривался переход на ручное управление на любом этапе или режиме полета. Для управления двигателями, видимо, впервые в мире использовалась электродистанционная система с трехкратным резервированием. Сделать ставку на автоматику означало, что при существовавшей элементной базе все выгоды от нее сведутся на нет массой оборудования и источников электропитания. Чтобы выбраться из заколдованного круга, перед радиоэлектронной промышленностью поставили задачу ускорить работы по миниатюризации оборудования. Самолетчики в свою очередь предложили применить на летательном аппарате вместо традиционных источников постоянного тока генераторы переменного трехфазного тока.
На самолете появился, выражаясь современным языком, пилотажно-навигационный комплекс. В состав оборудования входили три радиостанции: связная "Планета", командная РСИУ-3М и аварийная "Кедр-С". Кроме этого на борту имелись: переговорное устройство СПУ-6, радиовысотомеры больших и малых высот РВ-5 и РВ-25, запросчик-ответчик СРЗО-2, станция защиты хвоста "Сирена-2" и многое другое.
Будущий М-50 рассчитывался для полетов в диапазоне скоростей от посадочной 270 км/ч до 2000 км/ч на высотах до 16000 м на дальность (с дозаправкой в полете) до 15000 км. Максимальный взлетный вес самолета при старте с ускорителями достигал 253 т, из которых на долю горючего приходилось 170 т. В полете могло выполняться не менее двух дозаправок, первая из которых планировалась на удалении 2000 км от аэродрома вылета. При этом на всех режимах требовалось обеспечить устойчивый и управляемый полет. В результате появилось цельноповоротное хвостовое оперение.
Кто знаком с аэродинамикой, тот знает, что при переходе от дозвуковых скоростей к сверхзвуковым центр давления аэродинамических сил крыла смещается в сторону хвоста. Этот эффект, нередко приводивший к катастрофам первых реактивных самолетов, заставил искать новые пути сохранения требуемого запаса продольной устойчивости. Так появилось предложение изменять, в зависимости от режима полета, положение центра тяжести самолета путем перекачки топлива из одной группы баков в другую. Это техническое решение, примененное впервые на М-50, впоследствии нашло широкое применение на сверхзвуковых машинах, в том числе на Ту-144 и "Конкорде".
"Работая над проектом М-50, - рассказывал Л.Л.Селяков, - решая сложные задачи создания полностью автоматических систем управления полетом на практически "нейтральном" самолете, я настаивал на несовместимости больших, громоздких рычагов управления, какой является ставшая традиционной штурвальная колонка с полностью автоматической системой. Я предлагал создать управляющий блок с рукояткой по типу уже существующей "строевой" ручки автопилота, при помощи которой штурман доворачивает самолет к цели. Требования же ЦАГИ о необходимости строгого соблюдения нормативов по усилиям и ходам на единицу перегрузки при создании автоматических систем управления совершенно не нужны и вредны. К сожалению, ЦАГИ взял верх, Мясищев и Роднянский меня не поддержали, и систему АБСу-50 выполнили с классическими рычагами и требуемыми усилиями...
На М-50 впервые в СССР использовалась автоматическая система регулирования положения центра тяжести в полете путем перекачки топлива между фюзеляжными и крыльевыми группами кессон-баков. Необходимость в этом возникла потому, что при переходе на сверхзвуковую скорость изменяется характер обтекания крыла, и его центр давления (условная точка приложения результирующей подъемной силы) смещается назад, приводя к появлению пикирующего момента. Без перекачки топлива компенсация пикирующего момента потребовала бы увеличения размеров горизонтального оперения и, соответственно, привела бы к росту массы самолета и аэродинамического сопротивления. Автором решения стал Л.Минкин. Также впервые в отечественной практике на М-50 за счет использования достижений радиоэлектроники экипаж тяжелого бомбардировщика удалось сократить до двух человек. Пилот и штурман сидели один за другим в носовой части фюзеляжа. Новшества позволили сэкономить несколько тонн взлетной массы самолета, ограничив ее 210000 кг.
Отсутствие практического опыта пилотирования самолетов с треугольным крылом привело к созданию аналогового тренажера, на котором летчики-испытатели знакомились с управлением будущей машины, одновременно обучаясь полетам на ней.
Создание первой в СССР автоматической бортовой системы управления, включающей устройство выдерживания заданного запаса продольной устойчивости путем отслеживания за смещением аэродинамического фокуса положения центра тяжести (система перекачки топлива, предложенная Л.З.Минкиным) с учетом мгновенного изменения центровки (при сбросе спецгрузов), деформации планера, изменения скорости и высоты полета, оказалась сложнейшим делом. Первоначально предполагалось, что площадь управляемого стабилизатора не превысит 5% от площади крыла. Считалось, что, раз запас устойчивости мал, то и потребные управляющие моменты будут малы. Всё надеялись на систему перекачки топлива в полете.
Однако вскоре выяснилось, что в случае отказа устройства искусственной центровки самолет на ряде режимов попадает в область неустойчивости. Посадка "пятидесятки" в этом случае явилась определяющей, и площадь горизонтального оперения увеличили в два раза. Использование цельноповоротного киля способствовало уменьшению его площади, веса, аэродинамического сопротивления и улучшения поведения машины на взлетно-посадочных режимах с боковым ветром". Несмотря на все меры, принятые для снижения массы планера, производственники не уложились в заданные лимиты, что привело к росту веса конструкции на 18 т. Немного помогло применение впервые в отечественной практике цельнотянутых, с последующим фрезерованием, панелей обшивки. Технология изготовления многих элементов только осваивалась и неудивительно, что некоторые из них весом четыре тонны приходилось изготавливать из заготовок весом 40 т. Все эти издержки утяжеляли машину.
На М-50 отказались от вкладных баков и топливо заливалось в герметизированные отсеки фюзеляжа и крыла. Использовались и проверенные ранее технические решения. Это - велосипедное шасси со вздыбливающейся передней тележкой, позволявшей выполнять отрыв на углах атаки больших, чем в начале разбега, щелевые закрылки и многое другое, ранее опробованное на М-4 и 3М. Для сокращения пробега после посадки предусмотрели тормозные лыжи. Первоначально самолет создавался, как средство доставки авиационных бомб, но уже в ходе проектирования на нем пытались подвесить крылатые ракеты, в частности, разрабатывавшуюся в ОКБ планирующую ракету "45Б". В 1958-м А.Д.Надирадзе предложил запускать с М-50 баллистические ракеты. Особое внимание уделялось двигателям. Ведь от них в значительной степени зависело, достигнет ли самолет заданной скорости и проектной дальности. Очень важно было, чтобы удельный расход горючего на крейсерском режиме не превышал 1,12 кг/кгс.ч. Только в этом случае удавалось получить заданную дальность.
М-50 первоначально рассчитывался под четыре турбовентиляторных НК-6 или ТРД ВД-9А, а затем очередным постановлением Совмина их заменили на двигатели П.Ф.Зубца М16-17 (РД16-17). К началу 1961-го НК-6 был самым мощным советским ТРДДФ. При сухом весе 3500 кг он первоначально рассчитывался на форсажную тягу 22000 кгс. Высоким характеристикам в немалой степени способствовало повышение температуры газов перед турбиной до 1130¦К. В ноябре 1960-го на стенде получили тягу 22400 кгс при удельном расходе топлива на форсаже 1,72 кг/кгс.ч. Однако вскоре выяснилось, что для обеспечения 50-часового ресурса необходимо снизить форсажную тягу до 19000 кг, а максимальную - до 13000 кг.
В декабре 1955-го заказчику предъявили эскизный проект машины, а к маю следующего года построили макет. Почти месяц работала макетная комиссия. Ее председателем был маршал авиации В.А.Судец. Результаты работы комиссии оказались для конструкторов неожиданны. В своем заключении она отмечала, в частности: "...получение заданной (...) дальности 11000-12000 км на крейсерской скорости 1700-1800 км/ ч без дозаправки топливом в полете не обеспечено. Заданная максимальная практическая дальность (...) с двумя дозаправками топливом в воздухе обеспечивается в пределах 14000-14500км, при этом выполнение дозаправки на дозвуковой скорости и наличие на самолете подвесных баков приводит к необходимости выполнять полет на начальной дистанции 3000 км не только на относительно малой скорости, но и на высотах, не превосходящих 8000 м, что является неприемлемым, так как в этих условиях самолет может быть относительно легко перехвачен средствами ПВО противника... Заданная постановлением Совмина СССР длина разбега самолета 3000 м без применения стартовых ускорителей не выполняется... Для эксплуатации самолета с существующих аэродромов необходимо обеспечить длину разбега со стартовыми ускорителями не более 2500 м. Предлагаемые ОКБ-23 МАП другие способы взлета самолета: точечный старт, взлет с гидротележки - представляют интерес для ВВС, как более экономичные и обеспечивающие лучшее боевое рассредоточение самолетов стратегической авиации. Указанные новые способы взлета требуют детальной конструктивной проработки и проверки летными испытаниями. Требования ВВС по обороне самолета ОКБ-23 МАП не выполнены... Таким образом (...) макет самолета "50" не может быть одобрен".
В связи с этим в МАПе состоялось совещание с участием специалистов различных НИИ. По его результатам в феврале 1956-го П.В.Дементьев писал Главкому ВВС П.Ф.Жигареву: "В результате обмена мнениями МАП не может согласиться с отклонением эскизного проекта и макета этого самолета, так как создание дальнего сверхзвукового бомбардировщика с крейсерской скоростью 1700-1800 км/ч является новой необычайной задачей... С этой точки зрения и следует подходить к рассмотрению основных требований к самолету "50". Технически совершенно ясно, что задача получения большой дальности на сверхзвуковых скоростях бомбардировщика весом 265 т решается за счет увеличения длины разбега. Поэтому при установлении взлетной дистанции 3000 м для этого самолета имелось в виду обязательное применение ускорителей. Мы считаем, что для М-50 принцип обороны должен быть коренным образом изменен, так как установка обычного вооружения приводит только к увеличению веса самолета, ухудшению его аэродинамики, а следовательно, уменьшению дальности полета, поэтому оборонительная система самолета должна состоять из радиопротиводействия для отражения атак истребителей и ракет... Расчетная дальность самолета "50" без дозаправки топливом (..) действительно ниже заданной (...), но общая - при двух заправках обеспечивает заданные 14000-15000 км... Прошу Вас пересмотреть заключение ВВС по эскизному проекту (...), так как иных путей создания такого самолета в эти сроки МАП не находит".
Осенью макет все-таки утвердили, однако двигатели так и не появились. Чтобы не терять времени на опытный экземпляр, получивший индекс М-50А, установили пока ТРД ВД-7 тягой по 11000 кгс. "Гонка" двигателей и наземная отработка всех систем самолета началась летом 1959-го на заводском аэродроме, а осенью М-50А перевезли на доводочную базу ОКБ.
В 1958-м принимается решение об освобождении ОКБ-23 от предъявления М-50 на госиспытания и об использовании двух строящихся М-50 с двигателями ВД-7 и М16-17 для отработки будущего М-52. Примерно в это же время предлагается проект "танкера" на базе "пятидесятки", предназначенного для дозаправки топливом в полете боевой машины на сверхзвуковой скорости и высотах не менее 10000 м. На базе М-50 разрабатывались летающая лаборатория М-50ЛЛ для исследований ТРД, создававшегося на базе ТВД НК-12 и турбостартера ТС-12М, и беспилотный носитель М-51 для доставки ядерного боеприпаса. В мае 1959-го начались рулежки бомбардировщика.
27 октября 1959 г. пилотируемый Николаем Иосифовичем Горяйновым прототип М-50А поднялся в воздух с аэродрома Летно-исследовательского института имени М.М.Громова. Так как на момент начала испытаний двигатели конструкции Зубца еще не были доведены, то на прототип установили четыре менее мощных мотора ВД-7 (по 9750 кгс) конструкции Добрынина. Для увеличения тяги до 14000 кгс два подкрыльевых двигателя оборудовали форсажными камерами. Однако это не помогло: М-50 так и не преодолел скорость звука, Lупершись¦ в М=0,99. Кроме этой неудачи и одной мелкой аварии, прочие испытания самолета, проводимые Н. Горяйновым и А Липко, проходили гладко. Была выявлена несколько избыточная эффективность цельно-поворотного вертикального оперения.
В ходе летных испытаний взлетный вес машины, видимо, не превышал 115 т, что объясняется незначительной тягой двигателей. М-50А совершил восемнадцать испытательных полетов, когда в 1960-м приняли решение о прекращении работ по нему и по построенному к этому времени М-52, являвшемуся, фактически, модификацией своего предшественника. Причин здесь несколько, но главными являются несоответствие характеристик самолета, заданным постановлением Совмина, и, разумеется, политика, направленная, фактически, на принижение роли ВВС в современной войне. На испытаниях самолета не обошлось и без неприятностей. Во время одной из "гонок" двигателей, М-50А сорвался с тормозов, и врезался в стоящий напротив 3МЕ, унеся жизнь радиста Кручинина. Известен случай, когда в полете лопнул топливный трубопровод. Керосин хлынул мощным потоком на горячие узлы двигателя и лишь по счастливой случайности не возник пожар. Вообще, по мнению ветерана ОКБ-23 С.А.Широкопояса, полеты на М-50А требовали от экипажа мобилизации всех своих человеческих возможностей и граничили с подвигом.
В конце мая 1961-го, уже после ликвидации ОКБ-23, принимается решение о демонстрации М-50 на воздушном параде в Тушине. Самолет, простоявший на земле почти год, к показательному полету подготовила бригада под руководством Я.Б.Нодельмана. Летчики Н.И.Горяйнов и А.С.Липко, после четырех тренировочных полетов, 9 июля продемонстрировали общественности машину, поставив точку не только в ее истории, но и в деятельности ОКБ-23. В ходе испытаний самолет имел бортовой номер L023¦, однако перед первой публичной демонстрацией номер изменили на L12¦. Над аэродромом Тушино М-50, пилотируемый Н Горяйновым, в сопровождении двух МиГ-21 выполнил эффектный пролет. На Западе самолет произвел впечатление, ему присвоили код НАТО Bounder и даже поговаривали о серийном производстве. Но в это время, осенью 1960г , В М Мясищева назначили начальником ЦАГИ, а ОКБ-23 расформировали. Коллектив переподчинили В.Н.Челомею, создававшему космическую технику, а М-50 впоследствии передали в музей в Монино Распад фирмы не позволил довести построенные самолеты и доработать проекты. Повсеместное увлечение баллистическими ракетами, казалось, поставило точку на стратегической авиации.
Но до расформирования ОКБ работы по бомбардировщикам шли полным ходом. Сразу же после М-50 началось проектирование его модификации М-52, на которой подкрыльевые мотогондолы устанавливались под значительным углом к плоскости крыла, а внешние имели несколько иные пилоны На М-52 установили дополнительное горизонтальное оперение на вершине киля, провели внутренние доработки Предполагалось установить систему дозаправки топливом в воздухе. Вооружение состояло из четырех ракет класса Lвоздух-земля¦. Первый экземпляр М-52, оснащенный двигателями L16-17¦, был построен, однако не испытывался и пошел на слом.
Лишь на бумаге и в моделях существовал проект М-54. От М-50 он отличался крылом с небольшой стреловидностью по задней кромке На нем также анализировались различные варианты расположения мотогондол.
В 1960 г окончилось проектирование стратегического бомбардировщика М-56, с крейсерской скоростью в пределах М=2,5 -3,25, дальностью до 10000 км и взлетным весом около 250 т. Он имел аэродинамическую компоновку Lутка¦ с двумя вертикальными оперениями. Но это не была привычная Lутка¦. На дозвуковых скоростях переднее горизонтальное оперение было свободноориентируемым и не влияло на характеристики устойчивости. В такой конфигурации самолет фактически имел аэродинамическую схему Lбесхвостка¦. При переходе на сверхзвуковую скорость горизонтальное оперение фиксировалось. Тем самым обеспечивалась продольная устойчивость машины при изменении распределения аэродинамических сил на крыле. Это решение позволило отказаться от сложной системы перекачки топлива.
В начале М-56 имел много общего со своими предшественниками: треугольное крыло и четыре двигателя в отдельных мотогондолах. Однако вскоре он получил развитые наплывы между крылом и фюзеляжем, а шесть двигателей размещались в едином пакете под крылом. Построили полноразмерный макет М-56. Параллельно с работами по самолету в ОКБ В.Я. Климова велись работы над двигателем ВК-15.
На базе М-56 прорабатывался его пассажирский вариант М-55, в подвариантах М-55А, М-55Б и М-55В, отличавшихся габаритами и числом двигателей. Первый из них был рассчитан на 40 пассажиров, второй на -85, а третий на-120. М-55А имел два двигателя, М-55Б - четыре, а М-55В - шесть.
В конце 50-х гг. в авиационной прессе (например, в Aviation Week от 1 декабря 1958г.) появились гипотетические рисунки Lсоветского бомбардировщика с ядерной силовой установкой¦, внешне весьма схожего с М-50. Вероятнее всего, западные эксперты сопоставляли информацию о М-50 с модной в то время темой о ядерных авиадвигателях. Тем временем в ОКБ Мясищева под шифром М-60 действительно разрабатывался, самолет с ядерной силовой установкой, которую проектировало ОКБ AM. Люльки. Эта машина не вышла за стадию проекта.
Существовал еще один почти невероятный проект - стратегический бомбардировщик-летающая лодка М-70. Этот самолет, приводнившись в заданной точке океана, мог пополнить запас топлива от всплывшей подводной лодки и продолжить путь. Весьма напоминая М-50, он, однако, имел фюзеляж-лодку и расположение четырех двигателей, исключавшее попадание в них брызг.
В середине 60-х гг. руководство ВВС осознало, что спешка со свертыванием авиапрограмм была преждевременной. Стратегические бомбардировщики показали себя более гибким видом оружия,чем межконтинентальные ракеты. Самолет, оснащенный крылатыми ракетами, патрулирующий у самых границ противника, обеспечивает поражение цели за гораздо меньшее время и с большей вероятностью, чем баллистическая ракета, которой надо преодолеть почти полтора десятка тысяч километров в условиях все более совершенной противоракетной обороны. В конце концов даже в локальных конфликтах можно использовать мощь стратегической авиации, когда шахтные ракеты просто бесполезны. Во второй половине 60-х гг. вопрос о замене Ту-95, М-4 и ЗМ встал с новой остротой, и это привело к очередному возрождению ОКБ Мясищева.
В 1967 г. военные выдвинули следующие тактико-технические требования: дальность 11000 - 13000 км при полете с дозвуковой скоростью на малой высоте; та же дальность при полете со скоростью 3200 - 3500 км/ч на высоте свыше 18000 м; дальность 16000 -18000 км при полете со скоростью 800 - 900 км/ч на высоте 10000 м.
В ответ в 1967-68 гг. появился проект М-20. Существовало несколько его вариантов: один - по схеме Lутка¦ с треугольным крылом, второй - Lутка¦ с крылом изменяемой геометрии, третий внешне походил на Ту-160, были и иные варианты Все они создавались под двигатели с переменной степенью двухконтурности, разрабатывавшиеся в ОКБ Кузнецова. Основным конкурентом М-20 стал Т-4МС разработки ОКБ П.О. Сухого (о нем ? во второй части статьи). В ходе конкурса выяснилось, что удовлетворить всем тактико-техническим требованиям невозможно. Думаю, что и сегодня они недостижимы. ВВС пересмотрели их и на новом этапе борьба разгорелась между мясищевским М-18 и туполевским Ту-160, а ОКБ Сухого свернуло работы по стратегической авиации. Исход этого конкурса известен точно: Ту-160 построен, испытан и принят на вооружение, а М-18 так и остался на бумаге...
Информация