Дальний межконтинентальный высотный стратегический бомбардировщик, опытный
Модель самолета "96"
Еще на этапе эскизного проектирования и рассмотрения вариантов самолета Ту-95 прорабатывалась его высотная модификация, рассчитанная на рабочий потолки 16000-17000 м. Работа по КБ получила обозначение самолет "96". По своей схеме самолет должен был полностью соответствовать базовой машине и отличаться от нее высотными двигателями и крылом значительно большей площади.
29 марта 1952 года вышло Постановление Совета Министров СССР №1551-544, по которому КБ-156 поручалось спроектировать и построить на базе строящегося Ту-95 высотный дальний бомбардировщик с четырьмя высотными ТВД типа ТВ-16. Высота полета над целью оговаривалась 17000 м, максимальная техническая дальностью полета на этой высоте 9000-10000 км, со скоростью полета 800-850 км/ч при бомбовой нагрузке 5000 кг. Высотный двигатель ТВ-16 представлял собой развитие ТВ-12 и должен был иметь максимальную взлетную мощность 12500 э.л.с. и максимальную мощность на высоте 14000 м при скорости полета 850 км/ч - 12000 э.л.с.
Эскизный проект самолета "96" был готов в марте 1953 года. Началась подготовка к его производству. Однако после катастрофы самолета "95/1" и возникших сложностей с доводкой ТВ-12, вся программа Ту-95 оказалась под угрозой. Все внимание КБ А.Н. Туполева и КБ Н.Д. Кузнецова сосредоточилось на "дублере" "95-ой" машины и на ТВ-12, в результате все работы по самолету "96" были приторможены до решения дальнейшей судьбы базовой машины. После передачи "дублера" на заводские испытания, работы по самолету "96" были продолжены, в 1955 года самолет был построен, но тут начались проблемы с ТВ-16. Опытный ТВ-16, более напряженный, чем ТВ-12, еще на стендовых испытаниях показал свой нрав. Из-за большого количества отказов КБ Н.Д. Кузнецова так и не смогло довести его до летного состояния, и он не попал на самолет "96". Пришлось комплектовать самолет "96" имевшимися ТВ-12, с которыми он начал проходить заводские испытания летом 1956 года.
Самолет "96" на испытаниях
К этому периоду изменились взгляды ВВС на концепцию стратегического высотного бомбардировщика. ВВС отказались от попыток получить на вооружение неуязвимый дозвуковой высотный бомбардировщик, понимая, что появление в системе ПВО вероятного противника высотных истребителей-перехватчиков со сверхзвуковой скоростью полета и ЗУPC оставляет мало шансов на выживание такого самолета даже при полетах на больших высотах. Внимание ВВС переключается на стратегические самолеты-носители ракет класса "воздух-поверхность", дававшие возможность самолету-носителю не входить в зону действия ПВО. Поэтому еще в марте 1956 года было принято решение прекратить работы по самолету "96", аналогичная судьба постигла высотный вариант бомбардировщика М-4 самолет 2М (ВМ-28), который проектировало КБ В.М. Мясищева. Построенный самолет "96" в дальнейшем использовался для различных экспериментальных и опытных работ и в этом качестве летал до конца 50-х годов. На базе самолета "96" в КБ прорабатывались варианты с четырьмя ТРД ВД-7 и шестью АЛ-7 (самолет "99"), а также носитель подвесного ударного самолета "100".
Основные данные самолета "96" с двигателями ТВ-12 и ТВ-16 (в скобках):
- длина самолета, м 46,2
- размах крыла, м 51,4
- высота самолета, м 12,35
- площадь крыла, м2 345,5
- нормальная взлетная масса, кг 155000
- максимальная скорость, км/ч 880 (902) на высоте, м 6400
- практический потолок, м 12400 (16800)
- практическая дальность, км 15000 (16800)
- оборонительное вооружение 6 х AM-23
- экипаж 8 чел.
Дальний трансзвуковой бомбардировщик, проект
В начале 50-х годов в КБ А.Н. Туполева начались работы по созданию тяжелых реактивных самолетов, способных летать с большими трансзвуковыми и сверхзвуковыми скоростями. Первой такой попыткой стали проекты модернизации самолета Ту-16 в трансзвуковые бомбардировщики (проекты "97" и "103").
С целью дальнейшего улучшения летных данных самолета Ту-16, в КБ рассматривался вариант установки на самолет двигателей ВД-5 с максимальной тягой 13000 кг, вместо 8750 кг у АМ-3. Установка более мощного и экономичного двигателя позволяла значительно увеличить максимальную скорость полета Ту-16, при сохранении или даже увеличении дальности полета, по сравнению с исходным Ту-16 2АМ-3. Для того, чтобы полностью реализовать появившиеся избытки тяги, для нового проекта, получившего по КБ обозначение самолет "97", было предложено новое крыло с углом стреловидности по 1/4 хорд 45 градусов. Новые двигатели и крыло должны были позволить выйти самолету "97" на трансзвуковые скорости полета.
Работы по самолету "97" не вышли из стадии технического предложения и были развиты в дальнейшем в проектах "103" и "105".
Фронтовой сверхзвуковой бомбардировщик, опытный
Первый самолет КБ, превысивший в полете скорость звука
Модель самолета "98"
Начиная с конца 1949 года КБ совместно с ЦАГИ проводило целую серию работ теоретического и прикладного характера направленных на обоснование и выбор основных параметров будущего тяжелого самолета, рассчитанного на достижение высоких трансзвуковых и сверхзвуковых скоростей полета. С начала 50-х годов результаты этих исследований нашли практическое применение при проектировании первых самолетов КБ, предназначавшихся для достижения сверхзвуковых скоростей полета. Первым самолетом в этом ряду стал сверхзвуковой фронтовой бомбардировщик, получивший по КБ обозначение самолет "98".
К предварительному проектированию самолета "98" Отдел Технических проектов, возглавлявшийся С.М. Егером, приступил январе 1953 года. 12 апреля 1954 года вышло Постановление Совета Министров СССР №683-301, согласно которому КБ поручалось спроектировать и построить скоростной фронтовой бомбардировщик с двумя ТРД типа АЛ-7Ф (максимальная тяга 6500 кг, на форсаже - 9500 кг). Предусматривалась замена АЛ-7Ф на АМ-15 (спарка из двух АМ-11) с тягой по 11400 кг или на ВК-9 с тягой по 12000 кг. Максимальная скорость с АЛ-7Ф оговаривалась 1300-1400 км/ч.
Опытный самолет "98" на заводских испытаниях
Рабочее проектирование и производство опытного самолета началось в ноябре 1954 года. В июле 1955 года проектирование было полностью закончено, а производство удалось завершить на 70%, так как не были готовы двигатели АЛ-7Ф. В феврале 1956 года строительство опытного самолета "98" было полностью закончено. Ведущим конструктором по теме "98" был назначен Д.С. Марков, за опытное производство самолета отвечал А.И. Залесский.
Самолет "98" представлял собой цельнометаллический среднеплан с двумя двигателями с форсажными камерами, установленными в хвостовой части фюзеляжа, со стреловидным крылом и оперением большой стреловидности и трехколесным шасси с носовым колесом. К особенностям компоновки и конструкции самолета "98" можно отнести: сопряжение крыла и фюзеляжа в соответствии с "правилом площадей"; аэродинамически чистое крыло большой стреловидности (55 градусов) сравнительно большого удлинения, в конструкции которого были применены прессованные панели; использование в каналах управления самолетом необратимых бустеров и пружинных загружателей; удлиненные воздушные каналы для подачи воздуха к ТРД; применение лобовых воздухозаборников с системой слива пограничного слоя и обеспечение нормальных температурных режимов при включении форсажной камеры ТРД. В отличие от предыдущих машин КБ шасси имело небольшую колею, основные стойки шасси крепились к бимсам бомбоотсека и убирались вместе с четырехколесными тележками назад в специальные фюзеляжные ниши под двигатели, при этом тележка поворачивалась на 90 градусов и занимала вместе со стойкой горизонтальное положение. Специально для самолета "98" КБ И.И.Торопова в сотрудничестве с отделом вооружения КБ, руководившимся А.В. Надашкевичем разработали дистанционную стрелково-пушечную установку из двух пушек АМ-23, наведение которых на цель осуществлялось из герметической кабины экипажа штурманом-оператором с помощью радиолокационного прицела ПРС-1 "Аргон", смонтированного на вершине киля. Штурман, находившийся в передней остекленной кабине, осуществлял прицеливание при бомбометании с помощью бомбардировочной системы на основе РЛС "Инициатива", специально спроектированной для сверхзвуковых фронтовых бомбардировщиков.
До июля 1956 года самолет "98" проходил наземные испытания и доводки. 7 июля 1956 года начались заводские летные испытания, самолет испытывал летный экипаж в составе летчика-испытателя В.Ф. Ковалева и штурмана-испытателя К.И. Малхасяна. (ведущий инженер Грибакин). 7 сентября 1956 года был выполнен первый полет. Самолет проходил испытания до 1959 года. В ходе испытаний в 1957 году самолет достиг сверхзвуковой скорости (1238 км/ч на высоте 12000 м). На самолете были проведены обширные исследования по программе создания сверхзвуковых тяжелых самолетов, особое внимание уделили системе управления и работе силовой установки.
На государственные испытания и в серию самолет "98" не передавался, так как во второй половине 50-х годов решено было перевооружить фронтовую авиацию на сверхзвуковые истребители-бомбардировщики типа Су-7Б, и как тип фронтовой бомбардировщик для ВВС СССР не разрабатывался до 60-х годов, когда начались работы по самолету Су-24 КБ П.О. Сухого.
Модель одного из вариантов самолета "98"
Помимо самолета "98" на его базе в КБ было подготовлено несколько проектов фронтовых сверхзвуковых бомбардировщиков, развивавших это направление:
- самолет "98А" (Ту-24) - фронтовой бомбардировщик-ракетоносец с двигателями АЛ-7Ф-1, рассчитанный на скорость 1800-2000 км/ч и вооруженный 1-3 ракетами типа П-15, с уменьшенной массой и улучшенной аэродинамикой (более ярко выраженное применение "правила площадей");
- самолет "98Б" - дальнейшее развитие самолета "98" с более мощными силовыми установками на базе ТРД АЛ-7Ф-2 или ВД-15, или АЛ-9, увеличенной площадью крыла и измененной схемой уборки шасси;
- самолет "122" - значительно измененный проект, новые элементы компоновки и конструкции которого были использованы при работах по перехватчику Ту-128.
Постановление СМ СССР по прекращению работ по "98"-ой машине вышло в феврале 1958 года. Все работы по дальнейшему развитию бомбардировочных вариантов самолета "98" были свернуты, но как тип машина получила дальнейшее развитие при проектировании дальнего барражирующего сверхзвукового истребителя-перехватчика Ту-128, который был задан к разработке в том же 1958 году. Для отработки бортовой прицельной РЛС РП-7 "Смерч" Ту-128, опытный самолет "98" был оборудован этой станцией, которая была установлена в обтекателе вместо носовой кабины штурмана. Летающая лаборатория на базе самолета "98" получила обозначение "98ЛЛ". Работами по созданию этой специализированной лаборатории руководил А.И. Путилов. Были проекты переоборудования самолета "98" в высотную летающую лабораторию "98В-ЛЛ", служащую для испытаний и доводок высотного оборудования и отработки техники полетов на больших высотах. Предполагалось оснастить самолет дополнительным ЖРД.
Основные данные опытного самолета "98" 2АЛ-7Ф:
- длина самолета - 32,055 м;
- размах крыла - 17,274 м;
- высота самолета - 8,063 м;
- площадь крыла - 87,5 м2;
- взлетная масса - 39000 кг;
- максимальная скорость на высоте 11000 м - 1365 км/ч;
- практический потолок - 12750 м;
- дальность полета - 2440 км;
- оборонительное вооружение - 1 х АМ-23 вперед, 2 х АМ-23 назад;
- экипаж 3 чел.
Дальний межконтинентальный бомбардировщик, проект
Модель самолета "99"
После катастрофы в мае 1953 года первого опытного самолета "95/1", в КБ начались поиски возможных альтернатив двигателям КБ Н.Д. Кузнецова (2ТВ-2Ф и ТВ-12). Рассматривалась возможность перехода на ТВД типа Д-19, проектированием которого занималось КБ П.А. Соловьева и который имел такую же мощность как и ТВ-12. Одновременно шла проработка установки на самолетах "95" и "96" новых мощных и более экономичных ТРД КБ В.А. Добрынина и А.М. Люлька.
Был предложен вариант установки на самолет "96" четырех двигателей ВД-7 с максимальной тягой по 11000 кг. Прорабатывался вариант с шестью АЛ-7 с тягой по 6500 кг. Предполагалось устанавливать двигатели на пилонах под крылом, по типу как это было сделано на американском бомбардировщике В-47. Были и другие проработки. Все эти варианты проектов установки нового типа силовых установок на самолеты "95" и "96" проходили по КБ под обозначением самолет "99".
Успехи КБ Н.Д. Кузнецова по доводке ТВ-12 и повышению его надежности, сняли с повестки дня вопрос об альтернативной силовой установке для самолета "95".
Несколько позже для Ту-95 и Ту-96 предлагался вариант установки принципиально новых реактивно-винтовых двигателей П-8, проектировавшихся в начале 50-х годов КБ Н.Д. Кузнецова, но эти работы не вышли из стадии предварительных проработок. Ту-95 летали и продолжают летать с двигателями типа НК-12.
Подвесной бомбардировщик, проект
В 1953 году в КБ начались работы по подвесному бомбардировщику - носителю ядерной бомбы. Самолет должен был подвешиваться под самолеты Ту-95, Tу-96 и Tу-108 и стать составной частью стратегической ударной авиационной системы. В составе авиационных систем подвесной самолет должен был совершать совместный полет на дальность 6000 - 6500 км, далее производилась отцепка и он самостоятельно летел до цели 800-1000 км на скорости 1500 км/ч и 200-500 км обратно от цели. Затем на скорости 1000 км/ч подвесной самолет возвращался на ближайшую базу. Суммарный радиус действия системы должен был приближаться к 7000 км. Рассматривался беспилотный вариант использования: отцепка и полет к цели на расстояние 1000 км на скорости 1500 км/ч. Работы по подвесному самолету получили по КБ обозначение самолет "100".
К марту 1954 года в КБ были проведены предварительные работы по выбору оптимальных параметров самолета "100" под два двигателя АМ-11Ф. Исследования показали возможность создания подобного самолета, как элемента ударной системы.
30 июля 1954 года вышло Постановление Совета Министров СССР №1606-727, согласно которому КБ поручалось спроектировать и построить подвесной самолет "100" (Ту-100), входящий в проектируемую дальнюю стратегическую систему Ту-108. Радиус действия системы оговаривался в 7000 км. Силовая установка самолета "100" определялась из двух двигателей АМ-11М с максимальной тягой 5500-6000 кг каждый. Экипаж - два человека, масса ядерного боеприпаса 1250-1500 кг. Для испытаний и отработки самолета "100" в полете должна была быть создана специальная летающая лаборатория на базе серийного Ту-95.
В ходе проектирование было подготовлено несколько вариантов компоновок самолета: с ромбовидным крылом, с треугольным крылом нормальной схемы и по схеме бесхвостка.
В одном из последних вариантов самолет выполнялся по схеме среднеплана с крылом стреловидностью 45° и стреловидным хвостовым оперением. Фюзеляж полумонококовой конструкции имел в носовой части герметическую кабину, в которой размещался экипаж из двух человек: летчика и штурмана-бомбардира. Всю центральную и хвостовую части фюзеляжа занимали топливные баки. Два ТРД АМ-11М с форсажными камерами располагались в задней части фюзеляжа. Нерегулируемые воздухозаборники располагались под кабиной экипажа. В средней части фюзеляжа в районе центроплана располагался относительно большой бомбовый отсек, приспособленный для ядерных бомб. Самолет осуществлял посадку на двухточечное шасси, состоявшее из носовой стойки и посадочной лыжи. Самолет оборудовался прицельной системой на основе РЛС "Инициатива". Рабочие места летчика и штурмана оборудовались катапультируемыми креслами.
В процессе работ проект ударной системы неоднократно перерабатывался.
Изменения коснулись и подвесного самолета. В 1955 году его силовая установка была переведена на новые турбовентиляторные двигатели Д-20 с максимальной тягой 6000 кг и с меньшими удельными расходами топлива чем у АМ-11, при этом максимальная расчетная скорость самолета увеличилась до 1800 км/ч.
Проектирование системы и самолета "100" в различных вариантах продолжалось до середины 1958 года, после чего все работы по теме были закрыты.
Основные проектные данные самолета "100" 2 AM-11М:
- длина самолета - 23,7 м;
- размах крыла - 12,5 м;
- высота самолета- 2,0 м;
- площадь крыла - 46 м2;
- стартовая масса - 31000 кг;
- бомбовая нагрузка - 1250 кг;
- максимальная скорость полета - 1500 км/ч;
- максимальная дальность полета - 6000-7000 км;
- экипаж - 2 чел.
Десантно-транспортный самолет, проект
В 1952 году КБ начало работы по проектированию десантно-транспортного самолета с двумя ТВД типа ТВ-2Ф, предназначенного для выполнения десантных и транспортных операций в интересах ВДВ и ВВС. Проект получает по КБ обозначение самолет "101". ВВС выдвинули следующие требования к самолету:
- десантно-транспортная нагрузка - 5000 - 8000 кг;
- дальность полета - 3000 - 4000 км;
- максимальная скорость на высоте 4000 м - 600 км/ч;
- длина разбега - 450 м;
- длина пробега с использованием реверса винтов - 250-300 м;
- оборонительное вооружение - 2 х НР-23;
- экипаж - 5 человек.
В ходе аэродинамической компоновки и предварительных расчетов была предложена нормальная схема двухдвигательного низкоплана с двигателями на крыле и трехколесным шасси с носовым колесом. В ходе проектирования удалось получить максимальное аэродинамическое качество самолета 17, что было подтверждено затем продувками модели самолета "101" в ЦАГИ. Два двигателя ТВ-2Ф с взлетной мощностью по 6000 э.л.с. (предполагалось в дальнейшем довести мощность до 7000 э.л.с. - ТВ-2М) располагались в мотогондолах над крылом. Продолжением мотогондол были обтекатели основных стоек шасси. Выхлоп ТВД осуществлялся в верхней части гондолы. Винты - четырехлопастные флюгерно-реверсивные. Основной запас топлива располагался в кессоне крыла и частично в пространстве под грузовой кабиной. Шасси было рассчитано на эксплуатацию с грунтовых аэродромов.
Была проработана компоновка фюзеляжа и выбрано специальное загрузочно-погрузочное оборудование. Фюзеляж конструктивно-технологически был разделен на четыре части - переднюю, среднюю, заднюю и хвостовую:
- в передней герметической части располагались кабина экипажа, отсек для размещения боевых расчетов перевозимой техники, в кабине экипажа находились штурман, два летчика и борттехник, в отсеке могли находиться до 10 вооруженных солдат. В носовой чаете снизу находилась в обтекателе антенна РЛС;
- в средней части находилась негерметическая грузовая кабина с усиленным полом, рассчитанным на перевозку тяжелой техники и грузов, массой 5000 - 8000 кг (один из вариантов загрузки состоял из одной пушки ЗИС-3 или Д-85 и тягача ГАЗ-63);
- в задней части размещались погрузочно-разгрузочные устройства и приспособления - опускающийся трап - аппарель для загрузки техники на земле. При десантировании техники и людей в полете трап подтягивался к потолочной части фюзеляжа, открывая большой проем для десантирования (предполагалось, в частности, применять метод десантирования техники с малых высот с помощью вытяжного парашюта). В полете трап закрывал проем, образуя характерный срез задней части фюзеляжа плоскостью под углом к оси самолета;
- в хвостовой части находилась кормовая пушечная установка с двумя пушками НР-23 и задняя герметическая кабина со стрелком - радистом.
В июле 1953 года ОКБ закончило предварительные исследования по "самолету 101" 2ТВ-2Ф, и по варианту с ТВ-2М. Полученные расчетные данные удовлетворяли или превосходили требования ВВС. С двигателями ТВ-2М данные были выше, особенно улучшились взлетно-посадочные характеристики.
Работы по самолету продолжались до 1955 года, начальный проект был значительно переработан. Вместо двигателей ТВ-2Ф решено было использовать более перспективные ТВД НК-4 или НК-20. Были изменены форма крыла в плане и вертикального оперения, укорочен фюзеляж несколько изменилось размещение оборудования и экипажа.
Практически одновременно с КБ А.Н. Туполева аналогичные задания получили КБ В.М. Мясищева и КБ O.K. Антонова. Из трех проектов ВВС выбрало проект Антонова, который в дальнейшем стал серийным военно-транспортным самолетом Ан-8.
Основные проектные данные самолета "101" 2ТВ-2Ф
- длина самолета - 40,0 м
- размах крыла - 40,0/36,0 м;
- площадь крыла - 140/120 м2;
- диаметр фюзеляжа - 3,8 м;
- нормальная взлетная масса - 37500 кг;
- масса перевозимых грузов - 4000-8000 кг;
- максимальная скорость на высоте 8000 м - 650-700 км/ч;
- практический потолок - 11000-12000 м;
- максимальная дальность полета при взлетной массе 34500 кг и нагрузке 4000 кг - 4000 км
при 5000 кг - 2650 км;
- длина разбега - 550-600 м;
- длина пробега с использованием реверса винтов - 350-400 м;
- оборонительное вооружение - 2 х НР-23;
- экипаж - 4-5 чел.
\Пассажирский самолет, проект
Одновременно с работами по военно-транспортному самолету "101" в КБ проектирование пассажирского самолета шло "102", рассчитанного на перевозку 40 пассажиров на дальность 2000 - 3000 км. Оба самолета были полностью унифицированы между собой по конструкции крыла, хвостового оперения, силовой установке, шасси и отличались между собой только конструкцией фюзеляжа, при практически полном сохранении геометрических размеров и обводов планера.
Руководство ГВФ выставило следующие основные требования к новому самолету:
- количество пассажиров - 40 чел.;
- экипаж - 7 чел.;
- дальность полета на высоте 8000 м с коммерческой нагрузкой 6500-7500 кг и при 75% мощности ТВ-2Ф - 2500 км;
- крейсерская скорость на высоте 8000 м и при 75% мощности ТВ-2Ф - 550 км/ч;
- длина разбега на двух двигателях - 500 м;
- взлетная дистанция - 1600 м;
- посадочная дистанция - 1600 м;
- посадочная скорость - 130-140 км/ч.
В ходе проектирования был полностью перекомпонован фюзеляж исходного самолета "101": передняя, средняя и задние части фюзеляжа были герметизированы и представляли единую гермокабину для пассажиров и экипажа. Как и по самолету "101" было проработано несколько вариантов самолета под различные типы двигателей. Как и по военно-транспортному варианту работы по пассажирской версии закончились этапом эскизного проектирования.
Основные проектные данные самолета "102" 2ТВ-2Ф:
- геометрические размеры - по самолету "101";
- нормальная взлетная масса - 36000 кг;
- коммерческая нагрузка - 4000-6500 кг;
- максимальная скорость на высоте 8000 м - 650-700 км/ч;
- практическая дальность полета - 3400-4000 км;
- длина разбега - 550-600 м;
- длина пробега - 600-750 м;
- количество пассажиров - 40 чел;
- экипаж - 7 чел.
Дальний трансзвуковой бомбардировщик, проект
В плане развития проекта "97" в КБ прорабатывался его вариант - самолет "103", представлявший модификацию Ту-16 с четырьмя двигателями ВД-7 (максимальная тяга 11000 кг) или с четырьмя AM-13 (каждый AM-13 представлял спарку из двух ТРД типа АМ-11). Двигатели попарно должны были размещаться в увеличенных гондолах у фюзеляжа, как и на Ту-16. Крыло стреловидное - 45°, фюзеляж по типу Ту-16. Проект самолета "103" дальнейшего развития, не получил, как и предыдущий проект "97".