Дальше Выше Быстрее. Черемухин ГА. часть-21

Глава 1. Разные изделия семейства Ту
Ту-143 («Рейс»).

В начале 1970-х гг. с самым напряженным вре­менем разработки серийного самолета Ту-144 совпал момент выполне­ния задания по малоразмерному (тактическому) разведывательному беспилотному самолету Ту-143 («Рейс»),
Мы, аэродинамики, гордимся тем, что при нашем участии был пре­восходно скомпонован этот аппарат по бесхвостной схеме с треуголь­ным крылом так, что спасательный парашют, двигатель, воздухозабор­ник и т.

д., легли на свое место, как будто их Бог создал. Последующие беспилотные аппараты делались по этой же схеме, отличавшейся еще и тем, что разные центровки при разной загрузке балансировались постоянной установкой переднего горизонтального оперения (ПГО) по углу атаки. Идея переставного ПГО родилась (не у меня) после по­явления некоторых сложностей с балансировкой первых машин. По­том по идеологической схеме «143» были сделаны и Ту-141 («Стриж»), и Ту-243 («Рейс-Д»), и Ту-300.
На мое счастье, мне пришлось работать по аппарату «143» с та­лантливыми инженерами: Георгием Михайловичем Гофбауэром, Лео­нидом Тихоновичем Куликовым, Игорем Степановичем Калыгиным и др. — и эта часть моей деятельности всегда «звездочкой» вспыхивает в памяти.
Георгий Михайлович всей душой (оставляя немного места жене — Ирине Михайловне и детям — Мише и Маше) болел за свое дело и го­тов был выслушать и обсуждать «любую чушь», если она хоть что-то сулила хорошего для его дела. Он был прекрасным специалистом, глу­боко вникающим в дело и четко понимающим, что «хорошо» быстро не бывает, что всегда и все надо обдумывать со всех сторон. Я его очень любил, но все же однажды «подложил свинью». Когда мои отношения с Ковалевским грозили мне еще одним инфарктом, я уговорил А. А. Ту­полева вывести его коллектив из отделения аэродинамики в самостоя­тельное подразделение, аргументируя это тем, что аэродинамикой он практически не занимается.
«Свинья» состояла в том, что добрый и отзывчивый Георгий Ми­хайлович послушался Алексея Андреевича и принял коллектив отдела К-10 (Валентина Алексеевича Ковалевского) к себе, в свое подразде­ление.
На меня у него обиды не было, он только много раз с болью, раз­бавленной иронией, рассказывал, как же ему трудно с Валентином Алексеевичем.
К энергичному, приветливому, деловому и веселому Леониду Тихо­новичу Куликову я всегда был весьма расположен и испытывал боль­шое удовольствие от работы с ним в Постоянно действующей техни­ческой комиссии (ПДТК), где он много лет был председателем. Сейчас [2007 г.], когда он мой начальник по Экспертному совету, я «как сыр в масле катаюсь» и готов делать, что угодно.
Меня поражала способность Игоря Степановича Калыгина компо­новать в обводы самолета его оборудование и увязывать между собой агрегаты. Работать с ним было одно удовольствие: он мгновенно по­нимал, что надо поправить аэродинамикам.
К моему величайшему сожалению, когда В. Т. Климов назначил его Главным конструктором Ту-334, а я выступил за необходимость облег­чения веса пустого снаряженного самолета, Игорь Степанович почему- то стал считать меня «врагом номер один», обвинив меня в том, что я действую за его спиной, хотя мне это и в голову не приходило. Мне очень жаль, что так получилось. Да, еще я имел неосторожность, став ведущим экспертом, разработать и дать предложение и план со­вместного производства Ту-334 с Ираном, когда об этом возник вопрос.
Хотя начинали мы с ним [И. С. Калыгиным] работать по Ту-334 весьма доброжелательно и даже провели работу с французами и ита­льянцами о возможности совместного создания стоместного самолета. Вот тут-то и начался разговор о переутяжелении. Возможно, к этому я еще вернусь.

Ту-95 МС.

Когда в 1978 г. возникла идея воссоздания Ту-95 на новом уровне, появился проект Ту-95 МС — стратегического самолета-ракетоносца. Его проект основывался на использовании аэ­родинамических качеств планера противолодочного самолета Ту-142, но изготовляться новый самолет должен был в Самаре, а не в Таганроге.
Решением аэродинамических вопросов занимались Моисей Саму­илович Тугер и Анатолий Васильевич Буданов. Тугер вел работы по се­мейству Ту-95 — Ту-142 с самого начала и считал, что самолеты аэроди­намически «устоялись», и не имел своих предложений. Буданов, став начальником бригады А-2, был шустрее, он успешно выполнял еще обязанности профорга подразделения, считал, что главное улучшение самолета (по летным данным) — это замена воздушных винтов более эффективными. Первое время он поддерживал меня с идеей установки на крыле концевых крылышек. Проведенные прочнистами прикидочные расчеты внешних нагрузок показали, что установка крылышек вы­зывает увеличение нагрузок, действующих на концевую часть крыла. Исходя из этого, главный конструктор самолета Николай Васильевич Кирсанов воспротивился установке крылышек. Я его уговаривал спро­ектировать их установку и посмотреть численно привес конструкции. Привес ожидался почти нулевой, так как запасы прочности исходной консоли в конце крыла были достаточно большими.
— Нет, это новые статические испытания, — испугался Николай Васильевич.
А жаль. Я думаю, что отказавшись, мы похоронили не менее 500 км дальности.
Я еще осмелился поговорить с Николаем Васильевичем об измене­нии профилировки крыла в районе между внутренней гондолой и фю­зеляжем. Он категорически этого делать не собирался. Таким образом, аэродинамически самолет остался почти на том же уровне, что я его в своих расчетах закладывал еще в начале пятидесятых годов. Прошли только те изменения, которые были реализованы при создании Ту-142 в 1968 г.
У Буданова в бригаде было много работы по обсчитыванию разных вариантов использования Ту-95 всех вариантов (модификаций) по на­значению и нагрузке.

Ту-22М.

При проектировании Ту-22 по указанию Андрея Ни­колаевича мы передали в отдел технических проектов наши иссле­дования по правилу площадей и надеялись, что они будут исполь­зованы.
Все дальнейшее, включая «модификацию» Ту-22 МО, проводилось без моего участия.
Как еще небольшой «вклад», помню, что С. М. Егер взял у меня фотографии воздухозаборника с вертикальным клином американского истребителя F-4 «Фантом», сделанные в 1965 г. на Парижском салоне.
Только после 1974 г., когда бригада А-3 под руководством Алексея Борисовича Кузнецова вошла вместе с отделом «А» в состав подраз­деления аэродинамики, я по долгу службы стал интересоваться этой машиной.
Первое, что я увидел, что воздухозаборник Ту-22 Ml был сделан совсем не так, как на истребителе «Фантом». Мне показалось, что на Ту-22 Ml хуже, но это абсолютно бездоказательно. Сравнительных ма­териалов у меня не было.
В модификациях Ту-22 Ml и Ту-22 М2 я почти не участвовал, так как при переходе на горизонтальный клин воздухозаборника других изменений было очень мало.
Существенный вклад с моим участием уже вносили в самолет Ту-22 М3. Я хочу отдать должное конструктору Казанского филиала Валентину Васильевичу Исаеву по идеям которого было внедрено много полезных предложений по механизации крыла, обтекателю узла поворота консоли и др., так что мне оставалось только кивать головой в его поддержку. Характер у него трудный, и поэтому его
не очень поддерживали на Казанском филиале, но я убежден, что пользы от его предложений было много.
На свой счет я могу отнести компоновку торца хвостовой части фюзеляжа (сопла двигателей, оружие, прицел и т. п.), которые мы (от­дел «Д») компоновали на базе накопленных знаний по Ту-144. Эффект
от всей перекомпоновки был заметен. К сожалению, аэродинамическое развитие Ту-22 М практически остановилось.
Надо сказать, что сегодня (начало 2005 г.) фирма «Сухой» уже за­махивается своим самолетом Су-34 на замену им Ту-22 М3, а мы давно «похоронили» проекты варианта Ту-22 М4 и М5. Су-34 по принципу аэродинамической компоновки не несет ничего принципиально ново­го в сравнении с Су-27, а ему уже более 15 лет. Но оба они сильны тем, что выросли из эпохи подвижной по стреловидности консоли крыла и вошли в эпоху широкого использования вихревых течений.

Ту-154.

В 1977—1984 гг., наконец, была сделана модификация Ту-154 — Ту-154М. Здесь во многом «виноваты» катастрофы Ту-134 и Ту-154, из-за которых А. А. Туполев не хотел делать гражданские са­молеты: «одни неприятности». Поэтому между Ту-154 и Ту-204 про­шло почти двадцать лет, даже больше, так как работы по Ту-154 нача­лись в 1963 г., а первая серийная машина взлетела в 1970 г.
Помню, как примерно в конце 1967 г. меня вызвал Андрей Никола­евич Туполев. Я пришел к нему. Он несколько минут молчал. Я стоял.
 Слушай, вот ты готовил материалы по выбору стреловидности крыла для «95». Подбери и покажи мне эти материалы.
Через несколько дней я с материалами пришел к нему. Он все вни­мательно просмотрел.
 Ты говоришь 35° лучше всего?
 У меня так получилось.
 А почему буржуи делают меньше?
 Наверное, у них профили крыла другие и крылья не плоские?
 Если что придумаешь, скажешь Егеру для «154».
Я поговорил по ряду вопросов аэродинамики и с Глебом Василье­вичем Махоткиным, но наши взгляды во многом разошлись. Поэтому к С. М. Егеру я уже не обращался, ясно понимая, что оба они, и Сергей Михайлович, и Глеб Васильевич, компонуя крыло с ЦАГИ, опирались на требования высокой крейсерской скорости и общие рекомендации, выработанные ЦАГИ, включая аэродинамическую крутку и бортовой профиль, снижающий сопротивление от срединного эффекта. Однако мне по уровню знаний тех лет применение стреловидности крыла в 35° продолжало казаться оптимальным.
 И в 1970-х гг. я был уверен в том, что самолет Ту-154Б по аэродина­мике имел три недостатка:
 сложная по схеме и аэродинамически малоэффективная меха­низация крыла;
 большие потери на обтекателях сопел двигателей;
 минимально допустимая эффективность горизонтального опе­рения (ГО).
Я уже говорил, что увеличение веса пустого самолета потребовало увеличения объема топлива. Для этого раздвинули лонжероны кры­ла настолько, что для предкрылков не осталось хорды и их эффек­тивность, не будем говорить на порядок, но в пять раз меньше, чем на других самолетах (а вес и сложность те же). Весь мир при двигате­лях, расположенных в хвостовой части фюзеляжа, делает предкрылки по всему размаху. Мы испугались влияния вихрей с концов предкрыл­ков на устойчивость работы двигателей и оставили центральную часть крыла без предкрылков. В результате, несмотря на сложный трехще­левой закрылок, недобрали порядка 10% ожидаемой подъемной силы (максимального коэффициента подъемной силы) и не менее в аэродинамическом качестве. Поэтому чуть экипаж «зазевался» — растет вертикальная скорость сближения с землей. «Зазевался» чуть боль­ше — грубая посадка с разрушением (отваливанием) хвостовой части фюзеляжа, возможным отрывом топливопроводов и пожаром.
Грубая посадка не обязательна потому, что «зазевался». Можно вспомнить достаточное количество объективных причин грубой по­садки, но самолет должен ломаться так, чтобы не было пожара.
Вспоминаю как курьез: в одном из аналогичных происшествий без пожара потеряли одного из пассажиров — ни живого, ни трупа... Ока­зывается, он имел при себе только портфель (или чемоданчик) и, взяв его, ушел домой...
Было время, когда в авиации считали, что сопла двигателей надо прятать в обтекатели, делать стекатели, но к началу 1970-х гг. миро­вой авиационной науке уже стало ясно, что эжектирующее действие струи создает на этих обтекателях разряжение и, как следствие, допол­нительные потери тяги или рост сопротивления.
Чтобы читатель понял мою точку зрения, изложенную ниже, я вы­скажу следующее положение: инструкция по пилотированию (эксплу­атации) очень нужна для всех ожидаемых ситуаций. Экипаж должен периодически проверяться на знание инструкции, но то, что в ней за­писано, нельзя считать «достаточной мерой безопасности».
Многие катастрофы с самолетами Ту-154 и другими связаны с тем, что превысили взлетный вес сверх разрешенного для данных погодных условий и для данной высоты аэродрома или так загрузили самолет, что его центр тяжести оказался существенно вне пределов, разрешен­ных инструкцией. Для Ту-154, как правило, недопустимые передние центровки довели до того, что экипаж в процессе разбега самолета не смог оторвать от полосы переднюю ногу. Однако, если так загру­жали, то, значит, физически это сделать можно, не нарушая представ­ления экипажа о допустимости. Если ГО сделать эффективнее, са­молет бы оторвался, и сохранились бы жизни ни в чем не повинных пассажиров.
При заходе на посадку экипаж «зевнул» и допустил превышение вертикальной скорости сближения с землей по сравнению с инструк­цией, и произошло происшествие любой тяжести. А если увеличить эффективность ГО, то таких случаев будет меньше. Напомню: вес са­молета Ту-154 рос еще в проекте, и принимались все меры для его сни­жения, в том числе довели до минимума размеры ГО. Нет пассажир­ских самолетов с меньшей эффективностью ГО, чем у Ту-154.
По этой причине в гражданской авиации самолет Ту-154 считают «строгим».
Прошло шесть лет, прежде чем А. А. Туполев разрешил заняться модификацией Ту-154 Б, чтобы уменьшить расходы топлива и после­довать примеру С. В. Ильюшина, сменившему двигатели НК-8 (Куз­нецова) на самолете Ил-62 на двигатели Д-30 КУ (Соловьева), назвав самолет Ил-62 М. Дело шло медленно. Только через семь лет после начала разработки Ту-154 М стали возить пассажиров. Под органи­зующим началом Александра Сергеевича Шенгардта, а по аэродина­мической части — Анатолия Васильевича Шишмарева, кроме замены двигателей, начали устранять и аэродинамические недостатки.
Заменив трехщелевой закрылок на двухщелевой и немного улуч­шив форму предкрылков (хорду трогать на дали — слишком много новой оснастки), увеличили коэффициенты максимальной подъем­ной силы на посадке и взлете на 3—8 % и аэродинамическое качество на взлете и посадке на 6—10 %.
Продлить предкрылок до борта фюзеляжа Александр Сергеевич Шенгардт нам не дал: «У нас там очень хорошо компонуется воздухо­заборник системы кондиционирования».
Удлинив обтекатели механизмов отклонения закрылков так, что­бы их максимальная толщина совпадала с задней кромкой крыла (как говорит теория), сделали шаг к увеличению крейсерского аэродинами­ческого качества.
Анатолий Васильевич Шишмарев еще пытался настаивать на убор­ке перегородок с крыла, которые по испытаниям ничего не давали, кроме сопротивления. Но не решились убрать «привычные» перего­родки — когда-то они решали «все вопросы» устойчивости.
Он также пытался, для увеличения крейсерского качества, убрать со всех рулей аэродинамическую компенсацию, но полностью это сде­лать не удалось.
Я пытался, как и по Ту-95 МС, уговорить поставить концевые кры­лышки, но помешали те же соображения прочности. Тут еще кто-то бросил слова о вибрациях, ну и все: крылышек на Ту-154 М нет. Я ду­маю, потеряно 0,5—0,7 единиц качества (4—5 % общего качества).
К этому времени и мотористы с аэродинамиками усвоили, как надо компоновать сопла двигателей с другими элементами самолета, поэто­му здесь вопросов: делать — не делать — было сравнительно мало.
Были найдены конструктивные решения, позволившие на 16% увеличить размер руля высоты и изменить пределы отклонения стаби­лизатора на 1,5° в сторону облегчения подъема (отрыва) переднего ко­леса от ВПП. В результате всех мероприятий экономичность Ту-154 М в сравнении с Ту-154 Б выросла почти вдвое больше, чем только от из­менения стендовых (по испытаниям на земле) расходов топлива при переходе с двигателей НК-8—154 на Д-30 КУ-154.