Ударно-разведывательный самолет Т-4
Шрифт:
Лауреаты Государственной премии Совета Министров СССР, принимавшие участие в разработке центробежных и струйных насосов: В верхнем ряду слева-направо: И.В. Емельянов, А. В. Иосифов, В.Д. Борисов, В.Д. Московский, А.А. Патюков, Ю.П. Яковлев, В. В. Калачев, Ю.И. Пичугин, Л. И. Заславский: в нижнем ряду: слева-направо: А.В. Евстафьев, А.А. Попов. А.Л. Доброскоков, А.Ю. Полиновский, В.В. Малышев, В.А. Тверецкий. (Из архива Игоря Емельянова)
Одной из серьезнейших задач при создании самолета Т-4 явилась разработка силовой установки, в том числе топливной системы, надежно функционирующей при высоких температурах нагрева окружающего воздуха, возникающего при полете на скорости 3000 км/ч. Проведенные
После проведения серии исследований по аэродинамическому нагреву конструкции самолета было принято решение по использованию отсеков самолета для топлива без теплоизоляции. При этом встала задача по созданию агрегатов топливной системы, работоспособных при высоких температурах, а также обеспечение взрывобезопасности самого топлива. Разработка топливной системы была поручена специалистам ОКБ Сухого и выполнялась бригадой, руководимой И.В.
Емельяновым, а система взрыво-пожаро-безопасности создавалась бригадой А.А. Крылова. Руководство испытательным комплексом по отработке топливной системы и ее агрегатов было поручено Л.И. Заславскому.
В результате проведенных работ был решен ряд технических проблем, которые впоследствии нашли широкое применение на ряде самолетов поздней разработки.
В качестве примеров можно рассмотреть систему аварийного слива топлива с борта самолета для его облегчения до допустимого посадочного веса в случае аварийной посадки. Такая система, разработанная для Т-4, в настоящее время обязательна для применения на всех боевых самолетах.
Другой проблемой, решенной для самолета Т-4, являлась задача создания надежных насосных агрегатов, связанных в единую систему перекачки и подачи топлива к двигателям, поскольку резко возросли расходы топлива, что привело к увеличению мощности насосов, диаметра трубопроводов, массы насосов, и повысилась температура топлива, при которой должны функционировать агрегаты топливных систем.. В результате были созданы новые центробежные насосы с приводом от гидравлических турбин - ГТН-ЗА и ДЦН-66А и струйные насосы СН-6 и СН-7, которые имели малые размеры и высокую степень надежности. Разработчиком новых насосов стало ОКБ "Кристалл" совместно с МВТУ им. Н.Э. Баумана. Эта работа была высоко оценена Государственной премией Совета Министров СССР.
В условиях эксплуатации самолета на скоростях, соответствующих М=3 вследствие разогрева некоторых частей планера до 300°С, а также с целью обеспечения длительного ресурса эксплуатации с одновременным снижением веса, на Т-4 потребовались материалы и конструкции исключающие снижение прочности и обеспечивающие компенсацию температурных напряжений, вызванных неравномерным нагревом конструкции. Кроме того, вследствие нагрева обшивки планера требовалось разработать такие теплоизоляционные материалы, которые создавали бы нормальные температурные условия для экипажа. С учетом высоты полета и нагрева нужны были новые герметики для топливной и воздушной герметизации. Не менее сложным был вопрос разработки новых радиотехнических материалов. Это привело к созданию в широком масштабе новых нержавеющих сталей, сплавов титана, жаропрочных сталей и целой группы новых неметаллических материалов, а также лаков и клеев.
Балка из титанового сплава ВТ-22. (ОАО "ВИАМ")
Крепеж из титанового сплава ВТ-16. (ОАО "ВИАМ")
Начало работ по выбору материалов для изделия "100" следует отнести к середине 1966 г. На заседании
В этот период наша металлургическая промышленность располагала разработанными в ВИАМе высокопластичными титановыми сплавами ОТ4-1 и 0Т4, жаропрочным конструкционным титановым сплавом ВТ20 с гарантированным уровнем прочности 900-950 МПа. Эти сплавы для ряда деталей не могли полностью заменить алюминиевые сплавы по своей весовой эффективности. Необходим был титановый сплав с более высокой прочностью. В ВИАМе был разработан титановый сплав ВТ22 нового класса (переходного) с прокаливаемостью в сечениях до 200 мм, обеспечивающий предел прочности 1100-1300 МПа.
Наряду с выбором и разработкой сплавов для самолета, где определяющими факторами были: характеристики прочности, жаропрочности, усталости, трещиностойкости большую роль играла технологичность нового материала - свариваемость, возможность применения химической обработки, пластичность при горячей и холодной деформации и многие другие технологические показатели.
Важнейшей проблемой являлась возможность изготовления различных полуфабрикатов из титановых сплавов в отечественной металлургической промышленности. Так, для изготовления переднего лонжерона крыла из титанового сплава ВТ22 потребовался слиток массой 4000 кг (вместо изготавливаемых в то время слитков массой 2000 кг). Прокатка заготовки для главного лонжерона могла быть осуществлена только на оборудовании черной металлургии. Более лёгкие лонжероны крыла делались сборными из профилей сплава ВТ22 с законцовкой. Технология получения таких полуфабрикатов была освоена впервые в отечественной практике с участием сотрудников ВИАМ и ВИЛС.
Мотогондола самолёта была выполнена из титанового сплава ВТ20 с использованием сварки плавлением и контактной сварки. Предполагалось, что для сплава не потребуется обязательный отжиг сварной конструкции для снятия остаточных напряжений. Такая технология в значительной мере оправдалась при создании изделия "100", что позволило существенно снизить трудоёмкость изготовления сварных конструкций.
Были закончены работы по изысканию технологии сварки титановых сплавов ВТ-22 в сочетании с ВТ-20 и ОТ-4 при участии ВИАМа и предварительные изыскания по исследованию коррозии титановых сплавов в соленой среде. Сплав был удостоен золотой медали ВДНХ СССР.
Совместно с ОКБ П.О. Сухого проводилось сравнительное изучение материалов ВТ-14 и ВТ-14М. Были испытаны элементы шпангоутов крепления центроплана крыла, изготовленные из этих материалов. Это позволило выбрать более пластичный материал ВТ-14М. Для этих материалов была опробована сварка плавлением ААрДЭС и ТЭС.
В ВИАМе с участием НИИСУ была разработана технология производства деформационно-упрочненного крепежа из сплава ВТ-16, позволившая осуществить массовое централизованное изготовление продукции на Нижегородском заводе "Нормаль". Работа была удостоена Государственной премии Совета министров.
Следует отметить, что при изготовлении полуфабрикатов из титановых сплавов для самолета Т-4 был проведен огромный объем работ на металлургических заводах, как авиационной промышленности, так и черной металлургии.
На металлургическом заводе в г. Рустави было освоено производство балок из титанового сплава ВТ- 22 сечением 160x270 мм для лонжеронов самолета.
На заводе ВИЛСа разработана технология производства методом прессования профилей с законцовкой для самолета Т-4.
На Верхнее-Салдинском металлургическом заводе освоена вся номенклатура полуфабрикатов (поковки, штамповки, прутки, профили, трубы и др.) из титановых сплавов ВТ-20, ВТ-22, ВТ-16 и др. для самолета Т-4).