Опытный бомбардировщик Т-4

Характеристики нового стратегического бомбардировщика, разрабатываемого в СССР на конкурсной основе в начале 60-х годов, были определены Научно-исследовательским институтом авиационных систем в Москве на основании анализа задач, для выполнения которых предназначался такой самолет. Принципиальной особенностью последних стал акцент на уничтожении направленных против СССР нестратегических ударных средств, прежде всего - американскихавианосцев. Атака на авианосец должна была выполняться без захода в зону его ПВО. Исходя из такого задания, дальность бомбардировщика была определена в 4000 км, а радиус действия - в 2000 км плюс 1500 км дальности пуска ракет «воздух-корабль». Ввиду необходимости минимизации времени реакции от поступления команды до нанесения удара максимальная скорость самолета задавалась величиной М=3, а крейсерская - М=2,8. Вместе с тем к самолету было предъявлено требование базироваться не только на бетонных, но и на грунтовых ВПП.

В объявленном конкурсе принялиучас-хгие три конструкторских бюро: ОКБ-156 А.Н.Туполева, ОКБ-51 П.О.Сухого и ОКБ-115 А.С.Яковлева. Туполев представил проект «135». Яковлев предложил проект самолета Як-33, представлявшего собой высокоплан с треугольным крылом, классическим оперением и двигателями, располагавшимися под крыльями. Основным конструкционным материалом предполагалась жаропрочная сталь. Одновременно два моторостроительных ОКБ предложили свои двигатели: С. Туманс-кий - Р-15 (разрабатываемый в тот период для МиГ-25) и П. Колесов - РД-36-41 (этот двигатель и получил предпочтение) Управляемую противокорабельную ракету Х-45 создавал коллектив А. Березняка.

В ОКБ П.О. Сухого первые общие виды самолета, обозначенного Т-4, в декабре 1961 г. выполнил Александр Поляков. Вскоре ведущим конструктором проекта назначили Олега Самойловича, а весной 1962г. координацию работ по этой тематике возложили на главного конструктора Наума Чернякова. Шифр Т-4 был секретным, и для официальной переписки приняли название «изделие 100». Эта цифра появилась потому, что ориентировочная масса первого варианта Т-4 составляла около 100 т.

Весной 1962 г. состоялось первое заседание комиссии по оценке проектов «135», Як-33, Т-4 и хода работ по созданию двигателей и вооружения самолета. Первым свой проект представляло ОКБ Туполева, докладчиком выступал Сергей Егер. Как и предполагалось в министерстве, данный проект не удовлетворял всем требованиям. Егер доказывал, что выигрыш во времени реакции самолета со скоростью М=3 не принципиален по сравнению с М=2 (у проекта «135»), а стоимость «трехмахового» бомбардировщика окажется непомерно большой. Далее, анализируя все функции, которые такой самолет должен выполнять, и рассматривая состав его оборудования, Егер делал вывод, что машина не может получиться легче 200 т.

Спустя несколько недель, уже в ходе заключительных заседаний, убедившись, что проект «135» не вызывает энтузиазма заказчика, Туполев предложил новый проект - двухдвигательный самолет «125» с предполагаемой скоростью М=3, дальностью 6000 км и взлетной массой 130 т. Однако после выступлений представителей ЦАГИ и ряда военных НИИ комиссия приняла решение отклонить проекты Туполева и Яковлева с тем, чтобы сосредоточить усилия на проекте Т-4.

В действительности же, как отмечалось выше, реально создавать Т-4 никто не собирался. Министр авиационной промышленности П.В.Дементьев вызвал П.О.Сухого и сказал буквально следующее: «Мавр сделал свое дело, Мавр может уходить». Однако Сухой занял иную позицию: имея заключение конкурсной комиссии, он не собирался сдаваться и настоятельно требовал выделения средств на постройку самолета. Так как в то время его ОКБ было перегружено работами над перехватчиками Су-11 (Т-47) и Су-15 (Т-58), модификациями истребителя-бомбардировщика Су-7Б и разворачивало

работы над Су-24, то для создания Т-4 Павел Осипович предлагал включить в состав своего коллектива ОКБ С.А.Лавочкина. В конечном итоге этого не случилось - фирма Лавочкина полностью переориентировалась на создание ракетной техники и была подчинена ОКБ-52 В.Н. Челомея. Но выделения завода для постройки Т-4 (авиазавод № 82 в Тушино) и необходимых средств Сухой все же сумел добиться.

Начался процесс уточнения облика самолета. Первый вариант Т-4 имел аэро-, динамическую компоновку «утка» с треугольными крылом и оперением. Четыре двигателя размещались в пакетах по два под крыльями. Однако ввиду большого лобового сопротивления этот вариант отклонили. Весьма многообещающим казалось интегральное сочленение крыла и фюзеляжа. Работы в этом направлении продвинулисьтакдалеко.чтовиюле 1962г. был построен полномасштабный макет самолета. Этот вариант также имел аэродинамическую компоновку «утка», но крыло имело переменную стреловидность (большую у корня). Против такого варианта выступил ЦАГИ, т.к. возникли сомнения в устойчивой работе воздухозаборников при полетах на больших скоростях (воздухозаборники по конфигурации очень напоминали таковые на американском F-105, но располагались не горизонтально, а вертикально). Форма крыла «изделия 100» отрабатывалась на переделанном истребителе Су-9, обозначенном «100Л». В период 1967-69 гг. испытано восемь конфигураций крыла (соответственно варианты Су-9 от «100Л-1» до «100Л-8»),

Наибольшие усилия исследователей были направлены на уменьшение чрезмерно большого балансировочного сопротивления самолета при полете со сверхзвуковой скоростью. В результате на дозвуковых скоростях был принят нулевой запас продольной статической устойчивости, не превышающий 5% - при числе М=3. Однако в момент перехода на Окончание. Начало в «АХ» №3'94 сверхзвуковую скорость запас продольной устойчивости возрастал до 12-14%. Решение пытались найти, разработав различные способы управления передним горизонтальным оперением (ПГО), но безуспешно.

Когда разработчики пришли к выводу, что схема «утка» не может в полной мере удовлетворить требованиям, их взгляды обратились к «бесхвостке». Серьезным недостатком такой аэродинамической компоновки является необходимость для увеличения угла атаки крыла на взлете элевоны отклонять вверх, что приводит к потере части подъемной силы. Для разрешения этой проблемы одно время даже намеревались установить сразу за кабиной пилотов два подъемных двигателя РД-36-35.

Приблизительно в это же время в зарубежной периодике появились первые изображения общих видов американского бомбардировщика ХВ-70 «Валькирия». Он также имел аэродинамическую схему «бесхвостка», хотя был оснащен ПГО, работавшим только на взлетно-посадочных режимах - в крейсерском полете рули высоты фиксировались. Т-4 также стал «уткой» на взлете-посадке и «бесхвосткой» в крейсерском полете.От ХВ-70 он отличался в этом плане лишь цельноповоротным ПГО.

Но даже определившись с аэродинамической схемой, разработчики не смогли решить проблему чрезмерного запаса статической устойчивости. Не удалось ее уменьшить и с помощью изменения при переходе на сверхзвук положения центра тяжести самолета путем перекачки топлива между группами фюзеляжных баков.

Новым словом в авиастроении стала кабина без обзора в крейсерском полете - пилотирование осуществлялось только по приборам. Для обеспечения обзора на взлете и посадке носовая часть фюзеляжа отклонялась вниз. Здесь уместно вспомнить, что на Ту-144, имевшем подобную систему, все же обеспечивался минимальный обзор по курсу в полете.

В декабре 1965 г. был утвержден окончательный, 33-й по счету вариант самолета, и тогда же появилось Постановление правительства по постройке машины. Для этого отводился пятилетний срок. Это не так много, как может показаться вначале, ибо Т-4 был конструкцией «стопроцентного риска». Не существовало ни одной системы или комплекса которые бы не пришлось создавать «с нуля».

Крейсерская скорость Полета с числом М=3 и сопутствующий ей высокотемпературный нагрев конструкции планера вынудили использовать в качестве основного конструкционного материала титан. Это потребовало разработки наиболее передовых на то время технологий автоматической обработки титановых сплавов. Потребовались специальные конструкционные материалы вплоть до новых сортов резины. Даже топливо (РГ-1) было термостабильным. Но наибольшее количество инноваций применили при проектировании системы управления самолетом.

Испытания моделей показали, что при небольшой жесткости фюзеляжа (длиной 44 м и удлинением 22) традиционная механическая система не позволила бы обеспечить линейные законы управления. Вначале механическую проводку пытались сохранить, создав целый комплекс тросов с демпферами, обеспечивающими их натяжение при различных деформациях фюзеляжа, но эта система оказалась слишком сложной для принятия в качестве основной. После долгих споров Сухой предложил использовать впервые в мире для вновь разрабатываемого самолета* электродистанционную систему управления посредством передачи управляющих сигналов на механизмы управления по проводам. Впоследствии на Западе она получила наименование «fly-by-wire». На Т-4 система управления имела четырехкратное резервирование, а на первом прототипе как аварийная ставилась и механическая проводка.

Система управления двигателями также была электродистанционной. Интересной особенностью Т-4 стало применение автомата изменения тяги двигателей. Это было вызвано применением крыла с очень малым удлинением, равным 2, которое на больших углах атаки, характерных для взлетно-посадочных режимов, имело повышенное индуктивное сопротивление. В результате при заходе на посадку тягу надо было не уменьшать, а увеличивать. Автомат позволял разрешить эту проблему -при посадке пилот мог привычно для себя перемещать секторы газа назад, но тяга двигателей при этом возрастала.

На «изделии 100» устанавливался наиболее передовой на то время комплекс оборудования и вооружения. Самолет имел астрои-нерциал ьную навигационную систему с выводом текущего положения бомбардировщика на карту, проецируемую на экран в кабине пилотов. Вооружение Т-4 состояло из двух ракет Х-45 с дальностью пуска в 1500 км. Они оснащались активной в конечной фазе полета системой наведения. На начальном участке полета к цели ракета наводилась с помощью мощного радиолокатора в носовой части бомбардировщика, а для ведения разведки имелись РЛС бокового обзора, инфракрасные датчики и фотоаппаратура. Благодаря высокой автоматизации процессов управления самолетом экипаж бомбардировщика состоял всего из двух человек.

* До этого с ней летали только экспериментальные машины, переделанные из серийных самолетов: F-4 и F-8 в США и модификация Су-7УБ, названная «100ЛДУ», в СССР.