Продувочные модели самолета «130» с ракетоносителями различных типов
Весь комплекс проблем создания системы «ДП» представлял собой клубок совершенно новых для нашего авиастроения задач по гиперзвуковой аэродинамике, теплозащите, технологии теплостойких металлических и неметаллических материалов, проектирование и расчет неравномерно теплонагруженных силовых конструкций, в том числе выдерживающих тепловой удар. Требовалось начать работы по созданию высокоточных навигационных систем, автономной системы охлаждения и т.д. Все это делало задачу прямой реализации проекта «ДП» крайне сложной.
Поэтому в качестве первоначального реального шага по осуществлению теоретических и практических наработок по проекту решено было построить несколько экспериментальных летательных аппаратов, на которых должны были быть проверены основные идеи, заложенные в проект «ДП». Программа исследовательских работ по созданию прототипа «ДП» получила обозначение по ОКБ самолет «130» (Ту-130).
В ходе проектирования самолета «130» и поиска его оптимальной аэродинамической компоновки были исследованы различные аэродинамические схемы самолета: «симметричная» и «несимметричная», «бесхвостка», «утка» и т.д. На основании этих расчетных исследований была построена целая серия моделей, которые были испытаны на баллистических трассах, где первоначальная скорость создавалась отстрелом моделей из специальных артиллерийских орудий. По движению моделей с различным отклонением рулей и положением центра тяжести определялись их аэродинамические характеристики. Этот метод был использован из-за того, что в ЦАГИ в то время еще отсутствовали аэродинамические трубы с гиперзвуковыми скоростями.
В ЛИИ были проведены натурные летные испытания со сбросом летающих моделей самолета «130» с твердотопливными ускорителями с Ту-16ЛЛ. Модели были оборудованы датчиками и аппаратурой, позволявшими получать информацию о поведении аппарата и его аэродинамических характеристиках на различных режимах полета. Эти работы дали информацию о поведении аппарата до скоростей, близких к М=6. В дальнейшем, с появлением в ЦАГИ гиперзвуковых установок, испытания проводились там.
После проведения большого объема теоретических и экспериментальных работ по теме в 1959 г. в ОКБ приступили к рабочему проектированию самолета «130». Согласно окончательному проекту самолет «130» представлял из себя сравнительно небольшой летательный аппарат: длина — 8,8 м, размах крыла — 2,8 м и высота — 2,2 м. Для самолета «130» была выбрана «несимметричная» аэродинамическая схема «самолета-бесхвостки». Однако серия испытаний аэродинамических моделей показала необходимость установки на верхнем киле небольшого горизонтального оперения. Самолет «130» имел клинообразный фюзеляж полуэллиптического поперечного сечения с тупой носовой частью (одна из оптимальных форм для гиперзвукового ЛА). Низкорасположенное треугольное крыло небольшой площади с углом стреловидности по передней кромке 75° имело по всему размаху элевоны. Вертикальное оперение самолета состояло из двух килей: верхнего и нижнего, расположенных в задней части фюзеляжа. На обеих половинах киля имелись тормозные щитки, открывавшиеся по схеме «ножниц», с приводом от автономной электрогидравлической системы с питанием от химических бортовых источников тока. Профили крыла и органов управления выполнялись клинообразными. По условиям аэродинамического нагрева носовая часть фюзеляжа и передние кромки крыла и килей выполнялись из графита. Конструкция планера выполнялась из жаропрочной нержавеющей стали по «горячей» схеме.
Система управления включала в себя систему начальной коррекции траектории. После отделения от ракетоносителя производилась одноразовая коррекция траектории, и далее отделившийся аппарат летел по планирующей траектории, определявшейся его аэродинамическим качеством и его скоростью в момент отделения на данной высоте. Самолет «130», проходя плотные слои атмосферы, летел на расстояние до 4000 км с начальной скоростью, соответствующей М=10. Посадка самолета «130» должна была осуществляться по команде от программного блока системы управления, спуск на землю осуществлялся на парашюте с большой поверхностью купола, контейнер которого находился в его хвостовой части. Предварительно скорость гасилась за счет открытых тормозных щитков. В носовой части располагались агрегаты системы охлаждения элементов системы управления. Средняя часть планера была занята блоками КЗА системы управления.
В опытном производстве была заложена серия из пяти экспериментальных самолетов «130», предназначенных для проведения различных испытаний. В ходе постройки натурные фрагменты планера, наиболее нагруженные в тепловом отношении подвергались термическим испытаниям в специальных тепловых камерах, с учетом расчетных тепловых нагрузок.
