История конструкций самолетов в СССР 1951-1965 гг.

Еще в процессе создания бомбардировщика Ту-16 в ОКБ-156 появились первые наброски реактивного пассажирского самолета Ту-2АМ-3-200. В 1952-1953 гг. ОКБ начало выпускать рабочие чертежи, но лишь в июне 1954 г. вышло постановление Совета Министров СССР о разработке будущего Ту-104 с двигателями АМ-3М. В соответствии с тактико-техническими требованиями ВВС самолет должен был перевозить 50 пассажиров и до 1250 кг грузов на расстояние 3200...3500 км, летать с максимальной скоростью 950... 1000 км/ч, иметь длину разбега не более 1650 м.

В ОКБ стало традицией разрабатывать новые пассажирские самолеты, используя уже испытанные агрегаты, узлы, силовую установку и оборудование их предшественников - бомбардировщиков. Подобный подход позволял значительно сократить цикл создания новой машины. Правда, в этом случае трудно было добиться высоких экономических показателей.

При создании Ту-104 от Ту-16 позаимствовали компоновку кабины экипажа, крыло, оперение, шасси, из-за чего стояночная высота самолета оказалась больше необходимой. Зато снижалась вероятность попадания в двигатели посторонних предметов, особенно при эксплуатации на грунтовых ВПП. Новыми были фюзеляж и воздухозаборные устройства. Пилотажно-навигационное оборудование Ту-104 заимствовано от Ту-16.

В декабре 1954 г. комиссия утвердила макет самолета, и в начале следующего года на заводе # 156 завершилась постройка опытной машины. 17 июня 1955 г. экипаж Ю.Т. Алашеева совершил первый полет на Ту-104 с бортовым номером Л5400. Этап заводских испытаний закончился 12 октября, а на следующий день начались государственные испытания. От ГК НИИ ВВС ведущими по машине были инженер Н. Кочетков и летчик-испытатель А. Стариков, от ГВФ - инженер Уваров.

В приемном акте государственных испытаний отмечалось, что по технике пилотирования Ту-104 доступен для летчиков средней квалификации, но для эксплуатации требует аэродромы с длиной ВПП не менее 2500 м, а в южных районах с высокими температурами воздуха - не менее 3000 м. Самолет не мог продолжать полет при отказе одного двигателя после отрыва при взлетной массе 71 500 кг. Не была определена максимальная взлетная масса, при которой можно продолжить безопасный взлет с одним двигателем. Самолет Ту-104 при взлетной массе 71 500 кг имел относительно малую коммерческую нагрузку - 5200 кг, что составляло 7,28 % от взлетной массы.

По мнению летчиков-испытателей, на высотах 11 000 м при М<0,7 и центровках более 30 % САХ запас продольной устойчивости по перегрузке с освобожденным управлением был ниже нормы, предусмотренной тактико-техническими требованиями ВВС. При центровке 34 % САХ и М = 0,66 запас по перегрузке составлял 5,5 % при норме 10 %. При М>0,84 самолет в продольном отношении статически неустойчив по скорости. Отмечалось, что хорошая эффективность руля высоты в сочетании с приемлемыми нагрузками на штурвале обеспечивала нормальную продольную управляемость как в полете при М до 0,87, так и на посадке.

Нагрузки на штурвал при выполнении необходимых маневров при центровке более 30 % САХ на высотах 10 000... 11 000 м на средних и больших скоростях прямые по знаку, но небольшие по величине, поэтому создание необходимой перегрузки летчик должен выполнять плавно. Незначительное перетягивание штурвала "на себя" приводило самолет к выходу на углы атаки, близкие к критическим.

При проектировании фюзеляжа Ту-104 особое внимание уделялось требуемой выносливости стыков обшивки, специальному усилению окантовок вырезов под окна, двери и люки. Наддув в фюзеляже Ту-104 позволял сохранять нормальное давление в салоне до высоты 2 500 м, а дальше оно понижалось по мере увеличения высоты и на высоте 10 000 м перепад давлений соответствовал 0,45 атм.

До появления Ту-104 опыта эксплуатации самолетов с герметическими кабинами большого объема не было. Поэтому для обеспечения безопасности пассажиров между кабиной экипажа и салоном установили аварийную гермоперегородку и индивидуальные кислородные приборы.

В 1955 г. Ту-104 запустили в серийное производство на Харьковском авиационном заводе, а спустя год - в Омске на заводе # 166.

В ходе испытаний на опытной машине были выполнены полеты в Узбекистан, Великобританию, Индию, Бирму, Швейцарию и другие страны.

Первые Ту-104 поступили в ГВФ в мае 1956 г. После эксплуатационных испытаний в сентябре лайнер начал регулярные авиаперевозки пассажиров. Самолет Ту-104 стал первым отечественным и вторым в мире реактивным пассажирским самолетом.

После ряда аварийных ситуаций и катастроф, связанных с потерей продольной устойчивости при задних центровках при попадании в сильные турбулентные потоки на высотах около 12 000 м, максимальную высоту полета ограничили 10 000 м, а заднюю центровку установили не более 26,5 % САХ. Заменили бомбардировочный авиагоризонт на АГИ-1, используемый в истребительной авиации. Устранили самопроизвольное выпадение опор шасси при повышенных перегрузках. Уменьшили угол установки стабилизатора с - 2 до - Г и расширили диапазон углов отклонения руля высоты на 9#.

В процессе эксплуатации самолета ресурс планера довели до 15 000 полетов или 35 000 ч.

Появление Ту-104 наряду с АН-10 и Ил-18 ознаменовало начало массовых и регулярных перевозок авиапассажиров, что привело к необходимости срочной реконструкции аэропортов страны. Это включило в себя не только строительство новых аэровокзалов, но и бетонных ВПП, без которых было невозможно круглогодично эксплуатировать реактивные самолеты.


Ту-104А. В ноябре 1957 г. завершились испытания 70-местного Ту-104А с двигателями РД-3М взлетной тягой по 9500 кгс. С самолета Ту-104 сняли переднюю гермоперегородку и перекомпоновали передний салон, сократив расстояние между креслами. Вместо хвостового топливного бака установили дополнительные баки в консолях крыла. Претерпело изменение и оборудование. В частности, автоматы регулирования температуры в салонах заменили на более совершенные. Вместо компасов ГПК-48 и ДАК-2 поставили ГПК-52 и ДАК-ДБ. Были и другие незначительные изменения. Впоследствии Ту-104А переделали в 100-местный самолет. В остальном машина полностью соответствовала своему предшественнику.

В 1957 г. на Ту-104А установили ряд мировых рекордов. 6 сентября экипаж летчика Ю. Т. Алашеева поднял груз массой 20 000 кг на высоту 11 221 м, а спустя пять дней пролетел 2000 км с тем же грузом со средней скоростью 897,498 км/ч. 24 сентября экипаж летчика В.Ф. Ковалева пролетел замкнутый 1000-км маршрут с грузом 10 000 кг со средней скоростью 970,821 км/ч.


Ту-104Б. В 1958 г. на летные испытания вышел 100-местный самолет с удлиненным фюзеляжем. В его переднем пассажирском салоне расположили кухню. В ходе эксплуатации за счет перекомпоновки салона число пассажирских мест довели до 115. На первых машинах, производство которых освоил завод # 22, использовалась механизация крыла, аналогичная установленной на Ту-104. Однако вследствие роста взлетной массы самолета ухудшились его взлетно-посадочные характеристики. В итоге на самолеты стали устанавливать закрылки увеличенной площади и двигатели РД-3М-500 с чрезвычайным режимом, позволявшие в течение шести минут развивать взлетную тягу до 10500 кгс. С появлением Ту-104Б себестоимость перевозки пассажиров снизилась почти на 30 %.

1 августа 1959 г. экипаж летчика Ковалева установил на Ту-104Б мировой рекорд, пролетев 1000 км с грузом массой 15000 кг со средней скоростью 1015,866 км/ч. Спустя три дня экипаж летчика Ю.Т. Алашеева поднял на высоту 12 799 м груз массой 25 000 кг.

Пытаясь повысить экономичность самолета, постановлением Совета Министров СССР от 23 мая 1958 г. заводу # 22 предписывалось изготовить девять машин Ту-104В в туристском варианте на 116 мест с поставкой их "Аэрофлоту" в 1959 г., но вскоре после выхода правительственного документа произошло несколько катастроф и летных происшествий с Ту-104, что и послужило поводом к прекращению работ по Ту-104В.


Ту-104Е. С самого начала эксплуатации Ту-104 одной из главных претензий заказчика была недостаточная дальность полета. В 1958 г. начальник ГУ ГВФ П.Ф. Жигарев предложил улучшить характеристики Ту-104. В частности, предлагалось форсировать установку двигателей РД-3П (М16-15) тягой по 11 300 кгс, что позволяло увеличить коммерческую нагрузку до 12 000 кг при дальности 2100 км. Особенно целесообразной считалась установка новых двигателей с одновременной доводкой воздухозаборных устройств и введением топливных баков-кессонов в отъемных частях крыла. Эти мероприятия позволили бы увеличить массу топлива на 4000...5000 кг и дальность полета до 3600...3800 км. Одновременно усилили механизацию крыла, предусмотрев установку предкрылков и дополнительного посадочного щитка. В ходе летных испытаний была достигнута дальность полета 3200 км с нагрузкой 12 000 кг при взлетной массе 80 000 кг, длине разбега 1800 м и длине пробега 1200 м. 2 апреля 1960 г. экипаж летчика Ковалева установил на Ту-104Е последний на этом типе мировой рекорд, пролетев расстояние 2000 км с грузом 15 000 кг со средней скоростью 959,94 км/ч.

Всего построили два самолета Ту-104Е. Эта модификация появилась на завершающем этапе серийного производства лайнеров. Видимо, главной причиной для отказа от развертывания серийного выпуска последней модификации стало отсутствие производственной базы. Завод # 166 переходил на выпуск Ту-124, на заводе в Казани развернулось строительство сверхзвуковых Ту-22, а завод в Омске перешел на ракетную технику.

Кроме описанных модификаций самолета четыре машины Ту-104А переоборудовали в летающие лаборатории для тренировки космонавтов на невесомость. На других лабораториях испытывалось различное радиотехническое оборудование, исследовалось устройство реверса тяги двигателей для сокращения пробега и другие системы, предназначенные для новых образцов авиационной техники.

До 1957 г. Ту-104 эксплуатировались только в авиакомпании "Аэрофлот" и в ВВС СССР, а с осени 1957 г. Ту-104А стали поступать в чехословацкую авиакомпанию "ЧСА". Всего в ЧССР поставили пять Ту-104А. В 1979 г. самолеты сняли с эксплуатации, их заменили более экономичные и комфортабельные Ту-154.


Основные данные Ту-104/Ту-104А/Ту-104Б
Год выпуска 1955/1957/1958
Двигатели:
число 2/2/2
марка АМ-3/РД-3М/РД-3М-500
тяга взлетная, кгс 2x8750/2x9500/2x9500
Длина самолета, м 38,85/38,85/40,06
Высота, м 11,9/11,9/11,9
Крыло:
размах, м 34,54/34,54/34,54
площадь, м2 174,4/174,4/183,5
Масса, кг:
взлетная:
нормальная ?/74500/?
максимальная 75500/75500/78100
топлива:
нормальная ?/24350/?
максимальная 26500/25480/?
пустого самолета 42800/41520/44020
коммерческой нагрузки 5200/8000/12000
Число пассажиров 50...56/70/110... 115
Скорость, км/ч:
максимальная на высоте (м) 900/1050/1050
крейсерская 830...850/750...850/800...850
посадочная ?/?/225...250
Практический потолок, м 11500/12500/?
Дальность практическая, км 2750/2790/2100
с нагрузкой (кг) 5200/8000/12000
Длина разбега, м 2200/1650... 1880/2200
Длина пробега, м 1850/1920/1850