Бюро Туполева. Бомбардировщики, авиалайнеры, люди - Валентин Константинович Мзареулов
Некоторые характеристики двух проектов гиперзвукового самолета
В рамках работ по гиперзвуковым самолетам в ОКБ было подготовлено предложение по проекту гиперзвукового пассажирского самолета, рассчитанного на крейсерский полет со скоростью, соответствующей М=4,5–5 на высотах 28–32 км. Дальность полета определялась в 8500 – 10000 км. Число пассажиров – 250–280 человек. Силовая установка ~ комбинированная (ТРД + ПВРД), в качестве топлива должен был использоваться сжиженный природный газ.
В ходе исследований по гиперзвуковым самолетам в ОКБ были проведены обширные исследования материалов и конструкций, работающих в условиях интенсивного аэродинамического нагрева. Был сделан вывод, что одними из наиболее перспективных являются конструкции с металлическими внешними поверхностями. Разработка таких конструкций требовала решения ряда задач, основными среди которых являлись поиски новых конструкционных материалов с повышенным сопротивлением окислению и увеличенным пределом ползучести, а также разработка качественно новых типов многослойных металлических конструкций, эксплуатирующихся в условиях больших температурных градиентов. Основными типами таких конструкций, которые рассматривались в ОКБ для гиперзвуковых самолетов, были;
– металлические теплозащитные экраны для снижения тепловых потоков к основной силовой конструкции, не включенные в работу силовой конструкции и проектируемые на местную поперечную нагрузку;
– панели, обладающие как свойствами силовой конструкции, так и теплоизолирующими свойствами.
Одними из наиболее эффективных по несущей способности при работе в условиях нагрева до 250–500 °C являются многослойные конструкции из титановых сплавов.
В ходе этих исследований были разработаны технологии получения многослойных титановых панелей с ферменным заполнителем методом СПФ/ДС (сверхпластичная формовка и диффузионная сварка), в котором за одну операцию производилось и формирование из листового материала обшивок, заполнителя, элементов заготовок и соединения их между собой в готовую монолитную конструкцию.
Проводились исследования по низкотемпературной теплозащите (НТИ) топливных баков с криогенным топливом. Как наиболее перспективная рассматривалась теплозащита на основе экранно-вакуумной теплоизоляции (ЭВТИ) с мягкой герметичной оболочкой, обжатой атмосферным давлением для внешней НТИ, или давлением водорода для внутренней НТИ. Конструкция бака при этом может выполняться как из алюминиевых или титановых сплавов, так и из композиционных материалов. В ОКБ были изготовлены модельные баки, как с НТИ на основе пенопластов, так и с обжатой атмосферным давлением ЭВТИ. Были проведены ресурсные испытания этих баков с использованием жидкого азота.
Большое внимание уделялось проектированию криогенных топливных баков с большим ресурсом работы. При их разработке были созданы специальные нормы прочности, обеспечивающие необходимую герметичность в процессе эксплуатации.
Все эти и другие работы ОКБ имели большое значение для решения проблем создания гиперзвуковых летательных аппаратов, над которыми в те годы работало ОКБ, а также в работах по созданию криогенных самолетов, в частности, экспериментального Ту-155, проектов криогенных пассажирских самолетов Ту-204К, Ту-334К и др., над которыми ОКБ продолжает работать в настоящее время.
Сегодня ОКБ ОАО «Туполев» является обладателем уникальных технологий по криогенной авиационной технике, многие из которых были освоены в период работ по ВКС и гиперзвуковым самолетом.
Перспективный авиационный комплекс дальней авиации
В начале декабря 2023 года «Ростех» сообщил, что в России завершились научные работы по созданию стендовой базы для прочностных испытаний бомбардировщика нового поколения ПАК ДА (Перспективный авиационный комплекс дальней авиации). Сегодня говорим о ходе проекта создания нового самолета и о его уникальных возможностях.
В апреле 2021 г. Министерством обороны утвержден окончательный облик ПАК ДА, известного также как «изделие 80», и еще раньше – в 2020 г. – были начаты работы по сборке первых экземпляров нового самолета для проведения наземных и статических испытаний. Ожидается, что новый стратегический бомбардировщик может совершить первый полет до 2027 года, а с 2027–2028 годов может начаться его серийное производство на Казанском авиационном заводе. Самолет разрабатывается КБ имени А.Н.Туполева – это традиционный разработчик тяжелых бомбардировщиков в нашей стране. Новый самолет должен заменить в дальней авиации все три типа современных боевых самолета – Ту-160, Ту-95МС и Ту-22М3.
Начиная с 2010-х годов в России стартовало несколько программ модернизации дальних бомбардировщиков, которые призваны продлить срок их службы и значительно повысить их боевые возможности. Дальние стратегические Ту-160 и Ту-95МС модернизируются по оборудованию и системам вооружения – обновленные Ту-160 и модернизированные Ту-95МСМ могут теперь применять новейшие крылатые ракеты Х-101 и их ядерную модификацию Х-102. Эти самолеты мы видели в контртеррористической операции в Сирии, где ракетами Х-101 поражались особо важные цели. Эти самолеты принимают участие и в СВО.
Сверхзвуковой Ту-22М3 также достаточно серьезно модернизируется до уровня Ту-22М3М. Первый самолет нового типа совершил полет 28 декабря 2018 г. Самолет получил новую современную кабину, кормовая артиллерийская установка заменена на комплекс радиоэлектронной борьбы, кардинально обновлен комплекс вооружения – самолет может применять новые крылатые ракеты Х-32 и «изделие 715». По программе модернизации на Казанском авиационном заводе планировалось обновить 30 бомбардировщиков Ту-22М3.
В 2015 году министр обороны России заявил о планах возобновления производства стратегического бомбардировщика Ту-160. Позже стало известно о программе строительства 50 новых сверхзвуковых бомбардировщиков, которую планируется реализовать в ближайшие годы. Считается, что поступление в дальнюю авиацию такого количества относительно современных самолетов позволит провести замену всего парка Ту-95 на Ту-160. 2 февраля 2020 г. совершил первый полет прототип будущего серийного Ту-160М – это был именно новый собранный казанским авиазаводом бомбардировщик. Ведется реконструкция и обновление производственных линий для выполнения программы строительства новых самолетов Ту-160, возобновлено производство двигателей НК-32 для них, обновлено радиоэлектронное оборудование.
Все эти программы модернизаций и возобновление производства Ту-160 обеспечат сохранение высоких боевых возможностей российской дальней авиации до 2030–2040 годов, когда, как ожидается, начнется замена дальних бомбардировщиков на ПАК ДА.
Теперь о проекте самолета ПАК ДА – конечно, проект закрыт серьезной завесой секретности, но некоторое понимание облика нового самолета в публичном поле присутствует. Новый стратег будет построен по аэродинамической схеме «летающее крыло» и будет дозвуковым. Такое решение выбрано, потому что в «летающем крыле» можно эргономично разместить отсеки для полезной нагрузки и именно в такой конфигурации и на дозвуке достигается наилучшие показатели аэродинамического качества самолета – то есть возможен полет с большой полезной нагрузкой на большую дальность.
Макет перспективного авиационного комплекса Дальней авиации (ПАК ДА)
Новый самолет будет обладать пониженной радиолокационной заметностью и сможет применять крылатые и гиперзвуковые ракеты без входа в зону действия ПВО потенциального противника. Основным вооружением самолета станут дозвуковые крылатые ракеты типа Х-БД или Х-101. Совершенно точно новый самолет будет нести и перспективные гиперзвуковые ракеты, которые
