Ту 200 2

Семен Смолкин

Тактическое лицо предлагаемого самолета в варианте дальнего бомбардировщика характеризуется следующими основными характеристиками.

Тактическое лицо предлагаемого самолета в варианте свехдальнего бомбардировщика (проект "487" с площадью крыла 221 м2) характеризуется следующими основными характеристиками:

* - при доведении до Сеж0,19 кг/л.с.ч. для АШ-2ТК дальность могла была быть доведена до 12850 км.

Из проделанной в обоих этапах работы можно сделать следующие выводы:

- для обеспечения дальности полета в 15000-16000 км может быть создан специальный сверхдальний 6-ти моторный бомбардировщик, который являлся бы уникальным самолетом, предназначенным для решения специальной стратегической задачи, этот самолет не сможет удовлетворительно решать более многочисленные и универсальные задачи дальнего бомбардировщика, будучи слишком дорогой машиной для подобных операций, с технической и конструктивной стороны проектирование такого самолета является совершенно новой задачей для нашего ОКБ и потребует обязательного создания опытного (экспериментального) экземпляра для проверки правильности расчетов и правильности работы всех систем;

- возможно создание нового дальнего 4-х моторного бомбардировщика с максимальной дальностью полета в 10000 км, с 5000 кг, этот самолет может быть приспособлен для удовлетворительного с экономической точки зрения решения всех задач, могущих стать как перед дальним бомбардировщиком, так и перед бомбардировщиком предназначенным для сверхдальних операций, так как по своим размерам этот самолет не намного будет отличаться от самолета Ту-4,и необходимые для его создания конструктивные решения и формы будут привычными для коллектива нашего ОКБ, то проектирование и постройка этого самолета не должны вызывать каких либо сомнений в получении нужных результатов;

- модификация этого нового дальнего 4-х моторного бомбардировщика позволяет получить сверхдальний вариант самолетах максимальной дальностью полета в 11000-13000 км с 5000 кг бомб, это обстоятельство позволяет при серийном выпуске дальнего бомбардировщика, в зависимости от потребности, иметь отдельные серии или даже экземпляры в сверхдальнем варианте без очень серьезных нарушений серийного выпуска базовой машины;

- следует иметь ввиду, что создание сверхдальнего бомбардировщика возможно только при комплексной работе как по самолету, так и моторам, турбокомпрессорам, по вводу в эксплуатацию более высококачественных топлив и по доводке всей винтомоторной группы в целом, решение этой задачи требует совместной работы ЦИАМ, ЦАГИ, ВИАМ, ЦИАТИМ и других моторных, агрегатных ОКБ.

Создание сверхдальнего тяжелого бомбардировщика проводится путем последовательного образования семейства дальних 4-х моторных бомбардировщиков на базе серийного бомбардировщика Ту-4. Отдельные самолеты этого семейства создаются в следующем порядке:

- дальний 4-х моторный бомбардировщик на базе Ту-4 с мо торами АШ-73ТКФ (самолет плана 1948-1949 гг., самолет "80", работа над которым уже велась в ОКБ), самолет должен был иметь максимальную скорость 600 км/ ч, нормальная дальность полета с 3000 кг бомб - 3000 км, максимальная - 7000-8000 км, оборонительное вооружение 10x23 мм пушек в пяти установках, нормальная бомбовая нагрузка - 3000 кг, максимальная - 12000 кг;

- новый дальний 4-х моторный бомбардировщик с моторами АШ-2ТК (ВД-ЗТК) или М-501, ВК-2, М-51 и М-35 (самолет по проекту "487" будущий самолет "85"),самолет должен был иметь максимальную скорость 620 км/ч (630-700 км/ч при использовании альтернативных силовых установок), нормальная дальность полета с 5000 кг бомб -3000 км, максимальная - 10000 км, оборонительное вооружение 10 х 23 мм пушек в пяти установках, нормальная бомбовая нагрузка - 5000 кг, максимальная - 15000 кг;

- сверхдальний вариант проекта "487", самолет должен был иметь максимальную скорость 600-610 км/ч (620-680 км/ч при использовании альтернативных силовых установок), максимальная дальность полета с 5000 кг бомб -11000-13000 км (13000-14000 км с М-51, 16000-17000 км с М-35, 14000-15000 км с М-501).

Построенный таким образом сверхдальний бомбардировщик может быть легко введен в серийное производство не только на самолетостроительных заводах, но и на всех агрегатных предприятиях МАП, а также предприятиях смежных отраслей с сохранением существующей и уже налаженной системы кооперации достигнутой на этапе освоения в серии Ту-4."

На основании этой работы в ОКБ А.Н.Туполева был выбран эволюционный путь развития от Ту-4 через самолет "80" к самолету "85", в котором предполагалось наконец достичь межконтинентальной дальности и получить возможность поразить соперника по "Холодной войне" в его Северо-амери-канской "берлоге". Вариант создания сверхбомбардировщика с поршневыми двигателями, близкого по своим характеристикам к В-36, был признан для нас излишне переразмеренным, экономически неэфективным и,что самое важное, вряд-ли реализуемым в сжатые сроки с учетом реалий отечественного самолетостроения того периода. Дальнейший путь развития тяжелых бомбардировщиков ОКБ должен был идти по пути поэтапного наращивания их боевой эффективности, аналогично тому, как это приняла американская фирма Боинг, переходя в послевоенный период от В-29 к В-50, а затем подготовя проект В-54, близкого к туполевскому самолету "85". Отличие было лишь в том, что у нас весь этот процесс шел с задержкой по отношению к американцам на 3-5 лет. Мы постоянно били по "американским хвостам". Там уже в этот период во всю занимались стратегическими машинами с ТРД. Рывок и выход на американский уровень в стратегической авиации удалось достичь не на эволюционном пути, совершенствуя отработанную схему с поршневыми двигателями, а на революционном, проектируя сверхтяжелые самолеты с реактивными двигателями и стреловидным крылом.

Поскольку одним из основополагающим моментом при проектировании дальних и сверхдальних бомбардировщиков было достигнутое совершенство силовой установки. Считаем целесообразным привести основные данные по некоторым двигателям, рассматривавшимся в ходе работ над проектами "471", "473", "474", "485", "487" и "489" (данные приводятся по материалам предоставленным ОКБ А.Н.Туполева двигателестроительными ОКБ в период работ над этими проектами и по материалам опубликованным в отечественной печати в последнее время).

АШ-73ТК

Разработчик - ОКБ-19 (А.Д.Швецов)

Тип - двухрядная 18-цилиндровая звезда воздушного охлаждения

Рабочий объем,л - 58,1

Наддув - односкоростной ПЦН и два тур бокомпрессора ТК-19

Масса сухого двигателя, кг - J275/1355 (сТК)

Габариты:

длина,м - 2,555

диаметр,м - 1,375

Взлетный режим

Мощность,л.с - 2400

Частота вращения, об/мин - 2600

Давление наддува, мм.рт.ст - 1180 (1230)

Боевой режим

Мощность,л. с - 2200 (до высоты 8000-8700 м)

Частота вращения, об/мин - 2400 Давление наддува, мм.рт.ст - 1080 Номинальный режим Мощность,л.с - 2000 (до высоты 8600-9300 м)

Частота вращения, обIмин - 2400 Давление наддува, мм.рт.ст - 980 Се, кг/л.с.ч - 0,31-0,33/0,225-0,2442 (на 60% номинала мощности) Удельные параметры для номинального режима Литровая мощность, л.с/л - 34,42 Удельная масса, кг/л.с - 0,678

АШ-73ТКФ (АШ-73ТКФН)

Форсированная модификация двигателя АШ-73ТК, в котором взлетная мощность была доведена до 2720 л.с, при значении номинальной - 2360 л.с. Одновременно для двигателя был введен непосредственный впрыск топлива - АШ-73ТКФН.

М-222

Советское воспроизведение германского двигателя ЮМО-222 (двигатель эксплуатировался в Германии на самолетах типа Не-177, Fw-191 и др.)

Тип - четырехрядная 24-цилиндровая звезда водяного охлаждения

Наддув - от одноступенчатого двухско-ростного ПЦН

Масса сухого двигателя, кг - 1120

Объем цилиндров, л - 46,4

Габариты:

длина,м - 2,469

диаметр,м - 1,169

Взлетный режим

Мощность,л.с - 2500

Частота вращения, об/мин - 3200

Номинальный на высоте 1200 м

Мощность,л.с - 2260

Частота вращения, об/мин - 2900

Се, кг/л.с.ч - 0,220

Номинальный на высоте 5000 м

Мощность,л.с - 2090

Частота вращения, об/мин - 2900

Се, кг/л.с.ч - 0,245

Боевой на высоте 1400 м Мощность,л.с - 2480 Частота вращения, об/мин - 3200 Боевой на высоте 5100 м Мощность,л.с - 2200 Частота вращения, об/мин - 3200 Удельные параметры для номинального режима Литровая мощность,л.с/л - 48,7 Удельная масса, кг/л.с - 0,495

М-224

Советское воспроизведение германского двигателя ЮМО-224.

Работы велись на заводе N 500, под руководством В.М.Яковлева.

Тип - 24-х цилиндровый дизель водя1ю-го охлаждения

Наддув - от турбокомпрессора

Масса сухого двигателя, кг - 2750 (с ТК)

Габариты;

длина,м - 3,128

высота,м - 1,897

ширина,м -1,702

Взлетный режим

Мощность,л.с - 4400 Частота вращения, об/мин - 3000

Се, кг/л.с.ч -0,193

Номинальный у земли

Мощиость,л.с - 3450

Частота вращения, об/мин - 2600

Се, кг/лс.ч -0,177

Номинальный на высоте 9000 м

Мощностъ,л.с - 3200

Частота вращения, об/мин - 2600

Се, кг/лс.ч - 0,190 (на высоте 11000 м)

Крейсерская режим у земли Мощность,л.с - 2590 Частота вращения, об/мин - 2400 Се, кг/л.с.ч -0,170

Крейсерский режим на высоте 9000 м Мощность,л.с - 2400 Частота вращения, об/мин - 2600 Се, кг/лс.ч - 0,180

Удельные параметры для номинального режима

Удельная масса, кг/л.с - 0,86

М-501

Мощный дизельный двигатель, работы велись в ОКБ на заводе N 500, под руководством В.М.Яковлева.

Тип - 42-х цилиндровый дизель водяного охлаждения, семиблочная звезда по 6 цилиндров в ряд, комбинированный - используется выхлоп от турбокомпрессора

Рабочий объем,л - 147,1

Наддув - от турбокомпрессора с реактивным соплом

Масса сухого двигателя, кг - 2950/3400 (с ТК),

Масса ТК, кг - 450

Габариты;

длина,м - 3,182

диаметр,м - 1,615

высота,м - 1,640

ширина, м - 1,595

Габариты ТК:

длина с рабочим соплом,м - 2,603 диаметр,м - 1,080 Взлетный режим

Мощность,лс - 6000/6205 (с учетом реактивной тяги от ТК 205 кг) Частота вращения, об/мин - 2400 Се,кг/л.с.ч - 0,176/0,170 (с учетом ре-акти вной тяги от ТК) Номинальный режим у земли Мощность,л.с - 4350/4750 (с учетом реактивной тяги от ТК 116 кг)

Частота вращения, об/мин - 2200 Се,кг/лс.ч - 0,178/0,163 (с учетом реактивной тяги от ТК) Номинальный режим на высоте 11000 м

Мощность,л.с - 4100/5000 (с учетом реактивной тяги от ТК 260 кг)

Частота вращения, об/мин - 2200

Се,кг/л.с.ч - 0,189/0,155 (с учетом реактивной тяги от ТК)

Крейсерский режим у земли

Мощность,л.с - 3260

Частота вращения, об/мин - 2000

Се,кг/лс.ч - 0,160

Крейсерский режим на высоте 11000 м Мощность,л.с - 3070/3260 (с учетом реактивной тяги от ТК 55 кг) Частота вращения, об/мин - 2000 Се,кг/л.с.ч - 0,170/0,160 (с учетом реактивной тяги от ТК)

Удельные параметры для номинального режима Литровая мощность, л.с/л - 33,4 Удельная масса, кг/'л.с - 0,68

ВК-2

Разработчик - ОКБ-117 ( В.Я.Климов)

Тип - Турбовинтовой двигатель с осевым компрессором и 9-ю индивидуальными трубчатыми камерами сгорания и двухступенчатой турбиной

Сухая масса, кг - 1400

Габаритьи длина,м - 3,677

диаметр,м - 1,115

Взлетный режим

Мощность лс/э.лс - 4200/4800 (с учетом 600 кг реактивной тяги) Частота вращения об/мин - 9000 Се кг/лс.ч/кг/ э.лс.ч - 0,355/0,326 Крейсерский максимальный режим Мощность л.с/э.лс - 3700/4200 ( с учетом 550 кг реактивной тяги 550 кг) Частота вращения об/мин - 8800 Се кг/э.л.с.ч - 0,356 Удельные параметры Удельная масса для взлетного режима кг/э.лс. - 0,290 Удельная масса для крейсерского режима кг/э.лс. - 0,395

АШ-2ТК

Разработчик - ОКБ-19 ( А.Д.Швецов)

Тип - четырехрядная 28-цилиндровая звезда воздушного охлаждения с принудительным обдувом от вентилятора

Наддув - комбинированный от односко-ростного ПЦН и двух турбокомпрессоров ТК-19Ф

Рабочий объем,л - 82,4

Сухая масса, кг - 2080

Габариты: длина,м - 2,911

диаметр, м - 1,280

Взлетный режим

Мощность лс - 4000

Частота вращения об/мин - 2620

Давление наддува мм.рт.ст - 1310

Номинальный режим на высоте 9000 м

Мощность лс - 2800 (3070)

Частота вращения об/мин - 2400 (2620)

Давление наддува мм.рт.ст - 1000 (1090)

Се кг/лс.ч - 0,295-0,320 (0,225) Удельные параметры номинального режима

Литровая мощность лс/л - 37,3 Удельная масса кг/.лс. - 0,677

М-251ТК (ВД-ЗТК)

Разработчик - О КБ-36 ( В. А.. Добрынин) Тип - четырехрядная шестиблочная 24цилиндровая звезда водяного охлаждения, развитие М-250

Наддув - комбинированный от односко-ростного ГЩН и двух турбокомпрессоров ТК-19

Рабочий объем,л - 59,43

Сухая масса, кг - 1520 (1900)

Габариты:

длина, м - 2,860

диаметр, м - 1,190

Взлетный режим (до 500 м)

Мощность лс - 3500

Частота вращения об/мин - 2850

Давление наддува мм.рт.ст - 1500

Се кг/лс.ч - 0,300-0,320

Номинальный режим на

высоте 10000 (10700) м

Мощность л.с - 2500 (2700)

Частота вращения об/мин - 2450 (2700)

Давление наддува мм.рт.ст - 1135 (1050) ь

Се кг/лс.ч - 0,275-0,290 Крейсерская мощность (0,75 Ином) Мощность л.с - 1875 Частота вращения об/мин - 2150 Давление наддува мм.рт.ст - 950 Се кг/лс.ч - 0,230-0,240 (0,220) Удельные параметры номинального режима Литровая мощность лс/л - 45,4 Удельная масса кг/.л.с. - 0,705

Из всех представленных выше разработок по двигателям, для проектов туполевских дальних и сверхдальних бомбардировщиков были выбрано направление на развитие АШ-2ТК и М-253ТК (ВД-ЗТК). От дизелей, хотя они сулили получение больших дальностей полета, отказались из-за их габаритов и помятуя о сравнительно низкой эксплуатационной надежности, которую отечественные авиационные дизели показали во время войны на самолетах Ер-2 и Пе-8. Кроме того, совершенно неясны были дальнейшие перспективы с мощными отечественными дизелями: работы по реальному М-224 по настоянию В.М.Яковлева свертывались, а дела с новым М-501 были весьма туманны. Неплохие перспективы были у нового типа двигателей - ТВД, представленным одной из первых отечественных разработок - ВК-2, но работы по нему, начавшиеся в 1947 году, затянулись и двигатель был готов к установке на самолет лишь к началу 50-х годов. К этому времени сам двигатель стал неактуальным, появился ТВ-2 и его модификации, имевшие лучшие данные в классе двигателей, к которому относился ВК-2. Таким образом, реально на что могли опираться в этот период туполевцы в своих поисках, это были две разработки: АШ-2ТК и М-251ТК (ВД-ЗТК).

Оба типа двигателей были построены в опытных экземплярах, а затем были выпущены их малые серии. Двигатели прошли Заводские стендовые испытания, затем начался этап Государственных испытаний. АШ-2ТК и ВД-ЗТК прошли Государственные стендовые испытания в 1948 г. Началась подготовка к летным испытаниям этих двигателей. В январе 1949 г ОКБ А.Н.Туполева было поручено подготовить летающие лаборатории для испытаний новых двигателей. Базовым самолетом для летающей лаборатории был выбран серийный бомбардировщик Ту-4. Для летных испытаний ВД-ЗТК был выделен серийный Ту-4 № 9. Завод № 36 поставил для летных испытаний шесть ВД-ЗТК: два - с двухвинтовыми редукторами под соосные винты и четыре - с одновинтовыми. Для установки на летающую лабораторию был выбран одновинтовой вариант. На Ту-4ЛЛ вместо внешних штатных АШ-73ТК (№ 1 и № 4) были установлены два ВД-ЗТК. Летные испытания новых двигателей на Ту-4ЛЛ были проведены ЛИИ с 7 января по 1 июля 1950 г. Испытания показали надежность работы двигателей на всех режимах до высоты 10000 м и подтвердили их высокие тактико-технические и эксплутационные характеристики. В летных испытаниях на Ту-4ЛЛ с ВД-ЗТК принимал участие летчик-испытатель А.Д.Перелет, летная и творческая судьба которого со второй половины 40-х годов прочно переплелась с туполевскими тяжелыми поршневыми и реактивными самолетами. Аналогичная летающая лаборатория готовилась и для летных испытаний АШ-2ТК, но об установке на самолет этих двигателей и проведении летных испытаний с ними, данных не обнаружено, в дальнейшем на этой лаборатории начал проходить летные испытания комбинированный двигатель АШ-2К, являвшийся развитием АШ-2ТК.

Дальнейшие исследования области существования дальнего и сверхдальнего бомбардировщика, а также результаты испытаний новых двигателей показали необходимость дальнейшего совершенствования самолетных силовых установок по пути увеличения мощности двигателей и значительного улучшения удельных параметров. Более детальный анализ показал, что постановка двигателей АШ-2ТК или ВД-ЗТК на дальний бомбардировщик, рассчитанный на практическую дальность полета 12000 км, дает:

- чрезмерно большую длину разбега - 3500 - 4000 м;

- малую величину практического потолка полета;

- малые величины максимальных и крейсерских скоростей по лета.

Все это, наряду с конструктивной невозможностью в принятых массо-габаритных параметрах, разместить на самолете 65000 - 70000 кг топлива, делало создание подобного отечественного бомбардировщика, на том этапе развития техники, практически малореальным. Поэтому, в плане развития проекта "487", было принято решение по созданию новых комбинированных поршневых двигателей АШ-2К (АШ-4К) и М-253К (ВД-4К) .ставшими венцом развития отечественных мощных поршневых авиационных двигателей.

Именно создание мощных комбинированных авиационных двигателей АШ-2К и ВД-4К позволило снять часть головной боли у самолетчиков при проектировании самолета "85".

  Авиация и космонавтика 1997 03

Владимир Ригмант