пятница, 23 октября 2015 г.

Первый советский реактивный авиалайнер




60 лет назад, в июне 1955 года, совершил свой первый полет реактивный пассажирский авиалайнер Ту-104. Его взлет и последующий выход в 1956 году на регулярные воздушные линии означали начало новой эры гражданского воздушного транспорта — реактивной.



Первый отечественный реактивный пассажирский самолет Ту-104 строился и проектировался по «фирменной» методике ОКБ А. Н. Туполева: в качестве основы был взят бомбардировщик Ту-16, его крылья, хвостовое оперение, двигатели, шасси, РЛС, пилотажное и навигационное оборудование пилотской кабины. К началу проектирования Ту-104 уже находился в серийном производстве и был надежно испытан в эксплуатации. Новым был только герметизированный фюзеляж.




Все без исключения многоместные пассажирские самолеты А. Н. Туполева строились именно таким образом. Достаточно вспомнить широко известные АНТ-9 (ПС-9) и АНТ-14 (ПС-14), созданные из знаменитых АНТ-4 (ТБ-1) и АНТ-6 (ТБ-3). АНТ-20 «Максим Горький» явился развитием не пошедшего в серию шестимоторного бомбардировщика АНТ-16 (ТБ-4) с крупнейшими в мире бомбоотсеками, а скоростной бомбардировщик СБ (АНТ-40) превратился в пассажирский АНТ-35 (ПС-35). Даже на основе бомбардировщика Ту-4, аналога В-29, была создана пассажирская машина Ту-70 с герметичным салоном на 72 человека.
Первый советский реактивный авиалайнер


Верный своему принципу при создании каждой новой машины сосредотачиваться на решении главной проблемы, А.Н. Туполев при разработке Ту-104 в качестве главной выбрал безопасность и комфорт пассажиров. Основная сложность состояла в том, чтобы в условиях полета на высоких скоростях и в разреженном воздухе, на большой высоте обеспечить в самолете для пассажиров комфортные условия. Для новой машины спроектировали фюзеляж увеличенного диаметра (3,5 м). Его разработка и оборудование в нем пассажирского салона, явились одними из основных задач в проекте самолета Ту-104.

Некоторый опыт был накоплен в процессе постройки Ту-70, который так и не пошел в серию: в конце сороковых годов время массовых пассажирских перевозок еще не наступило. Однако переход от поршневых самолетов к реактивным, вносил свои трудности — увеличивались скорости, высоты, нагрузки, вибрации. Все это требовало новых подходов к проектированию.

Разработчики Ту-104, обеспечивая безопасность, стремились прежде всего предупредить случаи разгерметизации фюзеляжа, ресурс которого был первоначально определен в 23000 часов. Предполагалось, что наиболее вероятным источником разгерметизации может оказаться большая поверхность остекления кабины пилотов. В связи с этим для безопасности пассажиров кабина экипажа была отделена от пассажирской аварийной герметичной перегородкой, а экипаж снабдили специальным кислородным оборудованием.

При проектировании фюзеляжа самолета Ту-104 особое внимание уделяли должной выносливости стыков обшивки, специальному усилению окантовок вырезов под окна, двери и люки. Остекление иллюминаторов пассажирского салона было поставлено с большими запасами по статической прочности и выносливости. Тонкое, в пять миллиметров внутреннее стекло, поставленное для термоизоляции, способно было принять на себя действие избыточного давления при разрушении основного стекла. Дополнительной гарантией на первых машинах была кислородная система с автоматически выпадающими масками, для каждого пассажира при разгерметизации на необходимые три-четыре минуты экстренного ухода на безопасную высоту.

Были разработаны надежные системы снабжения кабины воздухом необходимой температуры и чистоты. Оболочку фюзеляжа для тепла и шумоизоляции покрыли изнутри мягкой изоляцией из стекловаты. Система подачи воздуха в кабину была такая, что необходимые комфортные условия обеспечивались при полете и на одном двигателе. Прочность и работоспособность узлов будущего авиалайнера, и в первую очередь фюзеляжа, подтверждались многочисленными испытаниями, проведенными в гидробассейне.

Заводской этап испытаний проводил экипаж в составе: первый пилот-испытатель Ю.Т. Алашеев, второй пилот Б. М. Тимошок, штурман П. Н. Руднев, борттехник И. Д. Иванов, ведущий инженер по испытаниям В. Н. Бендеров, ведущий инженер от ОКБ Туполева Б. Ф. Петров.

Государственные испытания проводил летчик-испытатель А. К. Стариков, а головную машину первой серии Ту-104 поднимал в воздух летчик-испытатель серийного завода Ф. Ф. Доценко.

Первый советский реактивный авиалайнер


Уже в марте 1956 года состоялся сенсационный международный дебют опытного самолета Ту-104 в Лондоне, а затем еще в ряде стран. Интерес к самолету был огромным, газеты пестрели хвалебными отзывами и превосходными степенями сравнения. К самолету стояли огромные очереди, в которых была масса авиационных специалистов. Хозяева проявляли чрезмерный интерес к навигационному и радиооборудованию авиалайнера, которое по большей части дублировало аналогичное оборудование среднего бомбардировщика Ту-16.

Британская печать характеризовала Ту-104 как превосходный самолет, отмечая его прекрасные летные характеристики и уровень комфорта для пассажиров. Главный маршал авиации Франции Жубер де ла Ферт в интервью корреспонденту британского телевидения сказал: «Русские далеко опередили нас в строительстве таких самолетов, а реактивных двигателей подобного размера мы вообще не имеем».

Надо отметить, что успех и длительную блестящую карьеру самолетам Ту-16 и Ту-104 обеспечили двигатели ОКБ А. А. Микулина АМ-3 (позднее РД-ЗМ) тягой в 8750 (9500) кг. Рассматривая машину, англичане отнеслись несколько иронично только к одному — пышности внутренней отделки. По их мнению, она отставала от современного стиля. Однако для массовой эксплуатации стоместных Ту-104Б отделку упростили, и внутренний вид машины ничем не отличался от международных стандартов.

Знаменательным событием был отмечен 1957 год, когда через двадцать лет после знаменитых перелетов экипажей В.П. Чкалова и М. М. Громова Ту-104 прибыл в США. Трансатлантический полет протяженностью девять тысяч километров был осуществлен за 13 часов 29 минут. Самолет пилотировали Б. П. Бугаев (впоследствии ставший министром гражданской авиации СССР), И.В. Орловец и П.И. Девятов.

В ряде стран навстречу Ту-104, а позднее и Ту-114, высылался эскорт истребителей. Однажды это дало повод А.Н. Туполеву вместо приветствия спросить у американского генерала: «Ну что, проверили?» Переводчик не понял, а генерал среагировал мгновенно: «Да-да, конечно... все о'кей!" Скорость самолета соответствовала ранее заявленной. Кстати, Ту-104 был первым реактивным самолетом, перелетевшим через Атлантику с одной посадкой, и всего пятым типом советского самолета на американском континенте. Все они, кроме ЦКБ-30 «Москва», были созданы в КБ Туполева.

Первый советский реактивный авиалайнер


Редактор известного авиационного издания Р.В. Хотц вспоминал: «Сэр Джордж, создатель проекта турбовинтового самолета «Вайкаунт», упрекнул Туполева в том, что тот сделал слишком тяжелое шасси для Ту-104, это плохо отражается на полезной нагрузке, приносящей доход. «Вам когда-нибудь приходилось зимовать в Сибири? — спросил Туполев. — В таком случае не спрашивайте меня, почему я установил такое тяжелое шасси на самолете Ту-104. Я сделал это не по глупости, а потому, что этому шасси придется выдерживать лед, снег и слякоть на взлетно-посадочных полосах без твердого покрытия в течение шести зимних месяцев в Сибири. Если вы не были зимой в Сибири, то и не надо учить меня проектировать шасси для советских самолетов».

Хотц убедился в правоте Туполева, когда увидел, что даже в Киеве в 1959 году еще не было ВПП с твердым покрытием. Ту-104 ежедневно производил взлеты и посадки с грунтовых полос. В Якутске «сто четвёртый» впервые в практике тяжелых реактивных самолетов садился на грунтовую полосу, покрытую снегом.

15 сентября 1956 года туполевский авиалайнер совершил первый регулярный рейс с 50 пассажирами по маршруту Москва — Иркутск. Через семь часов десять минут летного времени, преодолев с посадкой в Омске 4570 километров, самолет приземлился в Иркутске. Время в пути по сравнению с полетом на поршневых самолетах сократилось почти втрое.

А 12 октября 1956 года из внуковского аэропорта стартовал Ту-104, отправившийся в первый пассажирский рейс за рубеж по маршруту Москва — Прага. Почетная обязанность совершить этот рейс была возложена на экипаж, который возглавлял Б.П. Бугаев. Спустя два часа с небольшим Ту-104 приземлился в Пражском аэропорту Рузине. Этим полетом было положено начало регулярной эксплуатации реактивных авиалайнеров на международных линиях Аэрофлота.

В этот же год Ту-104 вышли на линии Москва — Тбилиси, Москва — Ташкент, Москва — Хабаровск.

Первый советский реактивный авиалайнер


Внедрение в эксплуатацию новой реактивной техники проходило успешно. Этому способствовали высокое качество и надежность машины, и высокое мастерство летных и инженерно-технических кадров. Но были и проблемы. Самолеты Ту-104 при массовой эксплуатации на больших высотах чаще, чем военные самолеты, встречались с грозовой облачностью и струйными течениями в атмосфере, которые связаны с большими вертикальными порывами воздушных масс. Стали поступать сигналы о случаях срывного обтекания и неустойчивого поведения самолета в таких условиях. Машину при этом затягивало на большие углы атаки, приближающиеся к критическим, вызывающие потерю устойчивости. Для решения этой проблемы на опытном самолете, оборудованном специальным противоштопорным парашютом и средствами спасения экипажа, провели специальные летные исследования поведения самолета при выходе на критические углы атаки. В этой работе принимал участие летчик-испытатель А.Д. Грищенко, впоследствии прославившийся своими героическими полетами над Чернобыльской АЭС. По результатам испытаний на всех самолетах Ту-104 срочно сократили допускаемые пределы задней центровки, увеличили угол установки стабилизатора и предельные углы отклонения руля высоты вниз. После проведения указанных доработок самолеты Ту-104 благополучно служили все последующие годы эксплуатации.

Существовало мнение, что реактивные пассажирские самолеты нерентабельны из-за повышенного удельного расхода топлива. Однако «прожорливость» АМ-3 (в четыре раза больше, чем у поршневого той же мощности) не помешала Ту-104 доказать свою экономическую эффективность. Это стало особенно явным, когда вместо самолетов первых серий на 50-56 пассажирских мест с 1958 года приступили к серийному выпуску Ту-104А на 70 мест, а позднее выпустили самолет Ту-104Б с удлиненным фюзеляжем на 100, а затем и на 115 пассажиров. Ту-104Е вмешал 122 пассажира.

Первый советский реактивный авиалайнер


Однако на Западе по вполне понятным причинам, связанным с конкурентной борьбой, стали распространять информацию о том, что якобы двухмоторный многоместный пассажирский самолет недостаточно надежен. Большинство западных машин на тот момент были четырехмоторными, в первую очередь в связи с отсутствием за рубежом подходящих двигателей большой мощности. Некоторая тень сомнения появилась и в нашей стране. Туполеву предложили установить на Ту-104 четыре мотора несколько меньшей мощности. Отстыковав крыло и вставив между ним и фюзеляжем новую моторную секцию, но уже на два двигателя, П. А. Соловьева, Андрей Николаевич оперативно выпустил на испытания машину Ту-110. По своим летным данным она практически не отличалась от Ту-104. В серию машина не пошла, так как двигатели АМ-3 работали надежно, а соловьевские нуждались еще в доводке. Последующий опыт эксплуатации Ту-104 подтвердил надежность двухмоторного многоместного пассажирского самолета. А в 1960 году с двумя двигателями Д20П поднялась в небо уменьшенная копия Ту-104 — самолет Ту-124 на 44-56 пассажирских мест. Но о нем в следующей статье.

Первый советский реактивный авиалайнер


Был создан и военно-транспортный вариант Ту-104 — самолет Ту-107, но в серию он также не пошел, в первую очередь из-за успехов в создании специализированных транспортных самолетов в ОКБ Антонова.

В процессе многолетней эксплуатации самолеты Ту-104 постоянно модифицировались при сохранении комфорта пассажиров, что было возможно благодаря наличию первоначально заложенных запасов прочности конструкции. Концепция превращения бомбардировщика в пассажирский самолет Туполева на этом этапе себя полностью оправдала. Хотя это и привело к некоторому удорожанию эксплуатации машины в гражданском варианте, но зато гарантировало безопасность и возможность быстрой подготовки летных кадров и наземного персонала.

Испытания на прочность самолета и его отдельных агрегатов проводились непрерывно в течение всего срока эксплуатации. Было испытано три планера самолета полностью и еще дополнительно пять комплектов отъемных частей крыла. Один опытный и один серийный фюзеляжи испытывались в гидробассейне отдельно. Результаты этих работ и параллельно проведенные испытания конструкции Ту-16 позволили решить проблему обеспечения ресурса самолетов Ту-104.

Кроме этого, в 1957 году на одном из списанных самолетов специально исследовалось воздействие на конструкцию внезапной разгерметизации фюзеляжа в случае разрушения стекол и проверялась живучесть конструкции в случае механических повреждений и разрушений отдельных силовых участков фюзеляжа. После успешных испытаний в эксплуатации были сняты лишние средства безопасности, в том числе аварийная перегородка, что позволило переоборудовать пассажирский салон модификации Ту-104А на сто пассажирских мест.

В дальнейшем не произошло ни одного случая разрушения стекол пилотской кабины и других повреждений, вызывающих разгерметизацию фюзеляжа. В результате всех экспериментальных, ремонтных и эксплуатационных работ, проведенных ОКБ Туполева совместно с ЦАГИ и Гос-НИИ ГА, ресурс самолета удалось довести до 15000 полетов и 35000 летных часов. Лидер, самолет №42400, отработал 18000 полетов без усталостных трещин в основной силовой конструкции.

В процессе своей двадцатипятилетней карьеры самолету Ту-104 довелось побывать и в «роли» космического корабля и орбитальной станции. Уже после первого космического полета С.П. Королев пришел к однозначному выводу, что будущих космонавтов необходимо приучать к невесомости заранее на земле. После непродолжительных совещаний Королева и Туполева с участием Гагарина и врача отряда космонавтов Яздовского было решено переоборудовать Ту-104 в летающую лабораторию. После обсуждения на Ученом совете Туполев распорядился дать этой работе и в КБ, и на производстве «зеленую улицу». Из салона убрали все лишнее, заделали иллюминаторы, кабину оклеили толстым слоем мягкого поролона, оборудовали рабочие места врачей и экспериментаторов. Условия невесомости создавались соответствующим маневром самолета и при помощи автомата перегрузки поддерживались в течение двадцати пяти секунд. В 1965 году появились кинокадры, как будущие космонавты, преодолев гравитационные законы, плавали в воздухе кабины Ту-104.

В салоне Ту-104, кроме тренировок космонавтов, были проведены исследования и отработка устройства для выхода в открытый космос, отрабатывалась работоспособность топливных и гидравлических систем, проводились испытания электросварочных агрегатов.

Самолеты Ту-104 летали на трассах Аэрофлота до 1979 года. На пассажирских линиях их заменили более экономичные Ту-154. Однако в ВВС они продолжали летать. Лишь после катастрофы 17 февраля 1981-го, приведшей к гибели командования Тихоокеанского флота, участь самолета была окончательно решена. Но это никоим образом не может умалить того факта, что за время эксплуатации на Ту-104 было перевезено более ста миллионов пассажиров — почти полстраны. На этом самолете в конце пятидесятых годов было установлено 26 мировых рекордов скорости и грузоподъемности.

Первый советский реактивный авиалайнер


Первый советский реактивный авиалайнер


Источники:
Ригмант В. Ту-104 // Авиация и космонавтика. 1999. №3. С. 33-36.
Вульфов А. Ту-104 // Авиация и космонавтика. 2004.№8. С. 6-15.
Демин А. Первая ласточка реактивной весны // Гражданская авиация. 1996. №6. С.42-43.
Якубович Н. Первый реактивный пассажирский // Крылья Родины. 1998. №2. С. 1-12.
Ригмант В. Родом из дальней авиации // Крылья Родины. 2000. №10. С. 7-11.