Битва за скорость. Великая война авиамоторов

Августинович Валерий Георгиевич

Все время работы над самолетом Т-4 ЦАГИ не оставлял нас без своих ценных указаний. Назначение В.М. Мясищева начальником института стало для многих его сотрудников неожиданностью. Заняв должность, он провел структурную перестройку института, в частности создал и совершенно новую для института организацию-лабораторию перспективного проектирования летательных аппаратов, которой вначале руководил лично. Впоследствии на ее базе было организовано новое, 10-е отделение ЦАГИ. К сожалению, отсутствие в лаборатории опытных конструкторов приводило к тому, что мы получали от них малоквалифицированные предложения и рекомендации. После всего этого как не согласиться с выдающимся авиаконструктором Р.Л. Бартини, сказавшим: «ЦАГИ — храм науки, но слишком мраморный храм».

По-настоящему интерес к самолету Т-4 военные проявили только после войны между Израилем и рядом арабских стран в начале июня 1967 г., когда в течение шести дней израильская армия полностью вытеснила своих противников с определенных территорий. В конце июня в КБ приехал министр обороны А. А. Гречко. Встреча состоялась в макетном зале у макета Т-4. От нас присутствовали

только П. Сухой и я. Докладывал сам Павел Осипович. Подводя итоги, А. Гречко сказал, что этот самолет очень нужен нашим вооруженным силам, и просил начать летные испытания не позднее 1970 г. Сухой дал такое обещание, однако выполнить его не смог — самолет поднялся в воздух только в 1972 г. Это было связано с тем, что КБ и производство не располагало необходимыми мощностями для выпуска чертежей и постройки самолета. …Наземные испытания самолета, включавшие отработку двигателей и систем, рулежки проводились в июне — июле 1972 г. Наступило время первого вылета самолета Т-4 (изделие 101), который назначили на начало августа. Однако он состоялся лишь 22 августа 1972 г. Такая задержка была связана с плохими метеоусловиями. В тот год выдалось очень жаркое и сухое лето, в Подмосковье начались лесные пожары. …И все же долгожданный день наступил. Первый вылет самолета прошел успешно и тем самым подвел итог напряженному десятилетнему труду коллективов КБ и производства. А по существу, это был день, когда в воздух поднялась новая эпоха в авиации.

А дальше началось загадочное. Летные испытания были приостановлены, и работа по самолету потихоньку сошла на нет. В печати приводятся разные версии приостановки работ. Одна из версий состоит в том, что ВВС, ВПК и оборонный отдел ЦК КПСС сочли эту работу неперспективной. Другая — в том, что наше правительство «разменяло» самолет Т-4 на самолет В-70. Эта версия абсолютно абсурдна. Программу В-70 правительство США аннулировало еще в декабре 1959 г. Правда, в январе 1960 г. было принято решение возобновить работы по созданию только двух экспериментальных самолетов ХВ-70. В августе 1968 г. второй экземпляр машины погиб в результате столкновения с самолетом сопровождения F-104. Мне неизвестны истинные причины прекращения работ по самолету Т-4, Сухой мне ничего не говорил. Поэтому осмелюсь предложить свою версию происшедшего. Поскольку Тушинский машиностроительный завод не мог обеспечить постройку установочной партии самолетов для проведения летных испытаний (а это 10–12 экземпляров), было подготовлено Постановление ЦК КПСС и Совмина о запуске Т-4 в производство на Казанском авиационном заводе, где в то время серийно выпускались самолеты Ту-22. А.Н. Туполев быстро понял, что он рискует потерять серийный завод, и вышел с предложением о создании модификации самолета Ту-22 с крылом изменяемой геометрии Ту-22М в очень короткие сроки — 2–3 года. В итоге Постановление Правительства о постройке Т-4 на Казанском авиазаводе не прошло. Вопрос был решен в пользу самолета Ту-22М.

Что из этого вышло — широко известно. Бомбардировщик Ту-22М является не модификацией Ту-22, а совершенно новым самолетом. И времени на его создание ушло не 2 года, а 6 лет. Как символ туполевского лукавства сохранилось название самолета Ту-22М, хотя он по справедливости должен был бы иметь другое. Итак, у нашего КБ возникли сложности с производственной базой под Т-4. Поскольку ни ВПК, ни Госплан, ни МАП так и не смогли найти серийный завод для производства установочной партии, я думаю, что П.О. Сухой своей властью прекратил все работы по самолету, надеясь тем самым привлечь внимание к проблеме, требующей своего решения. Но «наверху» сделали вид, что ничего не произошло. Последний раз это «болото» всколыхнулось, когда по итогам пятилетки, т. е. в начале 1976 г., были подсчитаны затраты на программу, подлежавшие списанию. Разработка самолета Т-4 с учетом затрат смежников обошлась стране в 1 млрд 300 млн рублей — сумму астрономическую. Повозмущались и затихли, тем более что П.О. Сухого уже не было в живых.

Самолет Т-4 был однорежимным, рассчитанным на достижение оптимальных характеристик на большой сверхзвуковой скорости. Например, если дальность полета на скорости 3000 км/ч составляла 6000 км, то на дозвуковых скоростях — только 5000 км».

Американцы не могли смириться ни с приоритетом СССР и альянса Англия — Франция в разработке первого сверхзвукового пассажирского самолета (Ту-144 и «Конкорд»), ни с превосходством СССР в размерности реально работающих турбореактивных двигателей. Для преодоления отставания одним махом американцы решили сделать сверхзвуковой пассажирский «Боинг 2707», превосходящий по скорости полета (число Маха 2,7 против 2,2 на самолетах-конкурентах) и размеру и «Конкорд» и аналогичный ему Ту-144. Забегая вперед, отметим, что затраты на этот проект были огромны, но все равно его пришлось закрыть ввиду экономической нецелесообразности. Однако самый большой в мире турбореактивный двигатель GE4 тягой свыше 30 тонн на форсаже был- таки сделан в 1967 г. По сути, это был увеличенный примерно в 1,5 раза по линейным размерам тот же J-93, только с девятиступенчатым компрессором (степень сжатия — 12,5). Ничего инновационного, кроме, надо думать, жуткого уровня шума, производимого этим двигателем на взлете, в GE4 не было. Автору этих строк «посчастливилось» однажды находиться около взлетной полосы на заводском аэродроме в Казани, где в это время бомбардировщик Ту-22М вначале рулил по ней туда-сюда, а потом неожиданно пошел на взлет. Рев его двигателей можно сравнить, наверное, только с ревом и видом Ниагарского водопада при нахождении на нижней смотровой площадке.

Вообще, «самый большой» — это, как правило, разовый, т. е. нежизнеспособный проект. Возможности его дальнейшего применения ограниченны. Такой же огромный (тягой 680 тонн), только ракетный двигатель F-1

для лунной ракеты «Сатурн-5» тоже после закрытия программы «Аполлон» оказался не востребован. В нашей истории тоже есть примеры «голиафов»: царь-пушка и царь-колокол. Аналоги этому есть и в природе: ныне уже вымершие динозавры. Эффект размерности, видимо, связан с жизнеспособностью через адаптивность. Двигатель GE4 завершил эпоху одноконтурных турбореактивных двигателей и в США. Начиная с 1970-х гг. применение двухконтурных двигателей становится тотальным в авиации: не только на дозвуковых транспортных самолетах, где они в 1960-е гг. вначале вытеснили турбовинтовые двигатели из-за их шума и меньшей скорости полета (ограниченной по эффективности винтов), но и в военной сверхзвуковой авиации, перешедшей к этому времени от однорежимного (сверхзвукового) применения к многорежимному (дозвуковому и сверхзвуковому).

В этой «битве гигантов» (США и СССР) остальные авиационные державы в области военной авиации остались далеко позади. А вот в коммерческой, гражданской — Европа преуспела. Успех пришел не сразу, но надолго благодаря грамотно выбранной стратегии, консолидации усилий и эффективного управления. Первым совместным (англо-французским) проектом был амбициозный сверхзвуковой (М=2,2) пассажирский самолет «Конкорд» («Согласие»), совершивший первый вылет 2 марта 1969 г., спустя два месяца после первого вылета аналогичного советского самолета Ту-144. Это было «золотое» время дешевой нефти (до 1973 г. — очередной арабо-израильской войны «Судного дня») и отсутствия террористической угрозы (до Мюнхенской олимпиады 1972 г. с ее захватом и убийством израильских спортсменов).

И здесь нужно дать пояснение об оптимальной сверхзвуковой скорости полета. Почему если самолет сверхзвуковой, то его крейсерская скорость полета должна быть именно в 2,2 раза больше скорости звука. Формула Бреге, представленная нами ранее, для расчета дальности полета самолета как критерия качества авиационной системы годится и здесь. Но в явном виде трудно получить зависимость дальности от скорости полета, так как и аэродинамическое качество самолета, и кпд двигателя, входящие в формулу, сами являются функцией скорости. Аэродинамическое качество самолета резко уменьшается при переходе через звуковой барьер за счет роста волнового сопротивления, а далее хоть и уменьшается, но постепенно. Кпд двигателя с ростом скорости увеличивается, так как увеличивается степень сжатия в воздухозаборнике. В результате зависимость дальности от скорости полета имеет два почти одинаковых максимума: в дозвуковой области при М=0,8 (максимум аэродинамического качества) и в сверхзвуковой области при М=2,2 (максимум кпд). Американцы, выбрав крейсерскую скорость М=2,7 для своего В-2707, очень тщательно отработали аэродинамику самолета, что дало им возможность повысить аэродинамическое качество и «затянуть» падение эффективности на большую скорость. Европейцы подошли к проектированию «Конкорда» с меньшим риском. На этом проекте они отработали модель интеграции европейской авиационной науки и промышленности. Планер был французский, турбореактивный двухвальный двигатель «Олимп-593» был разработан британской фирмой «Бристоль-Сиддли». Далее, как известно, был создан успешный германско-французский концерн «Эйрбас», производящий весь спектр дозвуковых магистральных самолетов, включая новейший престижный А-380. Вначале на самолеты «Эйрбас» европейцы ставили американские двигатели. Но со временем научились делать и свои (CFMI-международный концерн с долями 50x50 американской «Дженерал Электрик» и французской SNECMA — «Societe National d’Etudes et Construction de Moteurs d’Aviation).

В Советском Союзе, разумеется, не могли «отстать», претендуя (тогда еще справедливо) на передовые позиции в авиастроении. Да и по смыслу применения на трассах Москва — Хабаровск, Москва — Владивосток и Москва — Петропавловск-на-Камчатке этот проект сверхзвукового самолета имел право на существование не меньше, чем «Конкорд» на трассе Лондон — Сидней. Началась гонка Ту-144 — «Конкорд». Проект Ту-144 стал самым престижным — под него ресурсы выделялись в приоритетном порядке. В результате нехватки ресурсов запоздали с заменой ближнемагистрапьного самолета Ту- 134, который планировалось заменить еще в 70-80-е гг. следующим Ту-164 с более экономичным и менее шумным двигателем. Так, Ту-134 отлетал срок амортизации в два раза больше положенного для смены поколений (40–50 лет вместо 25). Ругать его за шум и несовременность сегодня не надо — техника 1960-х не виновата, что ее эксплуатируют в 2000-х. Автор этих строк, кстати, и в американском аэропорту Сиэтла видал не так уж давно (в 1997 г.) заруливавшие на посадке весьма старые и закопченные от сажи на выхлопе DC-9 аналоги наших Ту-134.

Создание Ту-144 тем не менее стало отличной школой для конструкторских бюро, задействованных в этом проекте. К сожалению, этот проект забросили так же, как и инновационные ЗМ, Т-4, космический челнок «Буран», когда они были уже на выходе, а Ту-144 уже начал пробные грузовые рейсы на трассе Москва — Алма-Ата. Да, топливо подорожало, да, к сожалению, произошли известные катастрофы Ту-144 в Ле-Бурже, в которой сам самолет не был виноват, и в СССР, но надо же смотреть и в будущее. «Конкорд» отлетал свои 30 лет и закончил свою эксплуатацию эффектной катастрофой в парижском аэропорту Шарль де Голль при взлете в августе 2000 г., но это не должно останавливать прогресс. С учетом грядущего повышения роли Дальнего Востока, на взгляд автора, необходимо вернуться к созданию пассажирского сверхзвукового самолета вновь на новой технической базе. Учитывая, что полет его будет проходить полностью над территорией России, никаких надуманных ограничений по экологическим или другим мотивам не будет. А рентабельность проекта надо рассматривать в общей социально-экономической системе, а не в отдельной ее части. Как известно, Транссиб, построенный в начале XX века, тоже был нерентабельным с узкоэкономической точки зрения.