Гиперзвуковые самолёты Туполева – проект беспилотного планирующего воздушно-космического самолёта «130» (ТУ-130).

В 1958 г. в ОКБ начались исследовательские работы по программе создания ударного беспилотного планирующего самолета «ДП» (Дальний Планирующий). Самолет «ДП» должен был представлять собой последнюю беспилотную планирующую ступень ракетной ударной системы. В качестве носителей рассматривался практически весь спектр современных отечественных баллистических ракет дальнего радиуса действия, как существовавших, так и перспективных. Однако по ряду причин в качестве основного варианта решено было вести работы на основе ракетоносителя собственной разработки.

Конструкция планера проектировалась по так называемой «горячей схеме» — без охлаждения. Все температурные напряжения, связанные с кинетическим нагревом, учитывались при проектировании элементов планера. На конечном этапе «ДП» переводился в пикирование на цель, и по сигналу высотомера на заданной высоте производился подрыв боевого заряда.

Преимуществом подобной ударной системы, по сравнению с ракетными стратегическими системами первого поколения, была более высокая точность вывода в район цели при более простой и соответственно менее сложной системе наведения. Кроме того, «ДП» летел к цели по более сложной траектории, что значительно затрудняло действия средств ПРО и ПВО.

В течение трех лет в ОКБ шли интенсивные работы по проекту «ДП», к теме были подключены многие предприятия и организации ВПК, разрабатывались новые конструкционные материалы, технологии, удовлетворявшие требованиям длительного полета на гиперзвуковых скоростях в условиях кинетического нагрева. Совместно с ЦАГИ исследовались вопросы получения требуемых аэродинамических характеристик «ДП». Совместно с ЛИИ были отработаны вопросы, связанные с созданием летающих моделей и получением на них требуемых для «ДП» режимов полета.

Продувочные модели самолета «130» с ракетоносителями различных типов

Весь комплекс проблем создания системы «ДП» представлял собой клубок совершенно новых для нашего авиастроения задач по гиперзвуковой аэродинамике, теплозащите, технологии теплостойких металлических и неметаллических материалов, проектирование и расчет неравномерно теплонагруженных силовых конструкций, в том числе выдерживающих тепловой удар. Требовалось начать работы по созданию высокоточных навигационных систем, автономной системы охлаждения и т.д. Все это делало задачу прямой реализации проекта «ДП» крайне сложной.

Поэтому в качестве первоначального реального шага по осуществлению теоретических и практических наработок по проекту решено было построить несколько экспериментальных летательных аппаратов, на которых должны были быть проверены основные идеи, заложенные в проект «ДП». Программа исследовательских работ по созданию прототипа «ДП» получила обозначение по ОКБ самолет «130» (Ту-130).

В ходе проектирования самолета «130» и поиска его оптимальной аэродинамической компоновки были исследованы различные аэродинамические схемы самолета: «симметричная» и «несимметричная», «бесхвостка», «утка» и т.д. На основании этих расчетных исследований была построена целая серия моделей, которые были испытаны на баллистических трассах, где первоначальная скорость создавалась отстрелом моделей из специальных артиллерийских орудий. По движению моделей с различным отклонением рулей и положением центра тяжести определялись их аэродинамические характеристики. Этот метод был использован из-за того, что в ЦАГИ в то время еще отсутствовали аэродинамические трубы с гиперзвуковыми скоростями.

В ЛИИ были проведены натурные летные испытания со сбросом летающих моделей самолета «130» с твердотопливными ускорителями с Ту-16ЛЛ. Модели были оборудованы датчиками и аппаратурой, позволявшими получать информацию о поведении аппарата и его аэродинамических характеристиках на различных режимах полета. Эти работы дали информацию о поведении аппарата до скоростей, близких к М=6. В дальнейшем, с появлением в ЦАГИ гиперзвуковых установок, испытания проводились там.

После проведения большого объема теоретических и экспериментальных работ по теме в 1959 г. в ОКБ приступили к рабочему проектированию самолета «130». Согласно окончательному проекту самолет «130» представлял из себя сравнительно небольшой летательный аппарат: длина — 8,8 м, размах крыла — 2,8 м и высота — 2,2 м. Для самолета «130» была выбрана «несимметричная» аэродинамическая схема «самолета-бесхвостки». Однако серия испытаний аэродинамических моделей показала необходимость установки на верхнем киле небольшого горизонтального оперения. Самолет «130» имел клинообразный фюзеляж полуэллиптического поперечного сечения с тупой носовой частью (одна из оптимальных форм для гиперзвукового ЛА). Низкорасположенное треугольное крыло небольшой площади с углом стреловидности по передней кромке 75° имело по всему размаху элевоны. Вертикальное оперение самолета состояло из двух килей: верхнего и нижнего, расположенных в задней части фюзеляжа. На обеих половинах киля имелись тормозные щитки, открывавшиеся по схеме «ножниц», с приводом от автономной электрогидравлической системы с питанием от химических бортовых источников тока. Профили крыла и органов управления выполнялись клинообразными. По условиям аэродинамического нагрева носовая часть фюзеляжа и передние кромки крыла и килей выполнялись из графита. Конструкция планера выполнялась из жаропрочной нержавеющей стали по «горячей» схеме.

Система управления включала в себя систему начальной коррекции траектории. После отделения от ракетоносителя производилась одноразовая коррекция траектории, и далее отделившийся аппарат летел по планирующей траектории, определявшейся его аэродинамическим качеством и его скоростью в момент отделения на данной высоте. Самолет «130», проходя плотные слои атмосферы, летел на расстояние до 4000 км с начальной скоростью, соответствующей М=10. Посадка самолета «130» должна была осуществляться по команде от программного блока системы управления, спуск на землю осуществлялся на парашюте с большой поверхностью купола, контейнер которого находился в его хвостовой части. Предварительно скорость гасилась за счет открытых тормозных щитков. В носовой части располагались агрегаты системы охлаждения элементов системы управления. Средняя часть планера была занята блоками КЗА системы управления.

В опытном производстве была заложена серия из пяти экспериментальных самолетов «130», предназначенных для проведения различных испытаний. В ходе постройки натурные фрагменты планера, наиболее нагруженные в тепловом отношении подвергались термическим испытаниям в специальных тепловых камерах, с учетом расчетных тепловых нагрузок.

Модель самолета «130»

Отработка конструкции планера самолета «130»

В 1960 г. первый планер самолета «130» был готов, далее наступил этап оснащения его необходимым оборудованием и начала работ по стыковке с ракетоносителем — модификацией ракеты Р-12 (доработка Р-12 заключалась, помимо переделки носовой части под новый стыковочный узел, в усилении несущего корпуса ракеты с помощью дополнительного внешнего конструктивного экрана, разработанного ОКБ А.Н.Туполева).

Первоначально планировалось использовать доработанную ракету Р-5, хорошо к тому времени освоенную в производстве и в эксплуатации, но по ряду причин от использования Р-5 пришлось отказаться и перейти к планированию работ на основе Р-12 и Р-14.

Несмотря на явные успехи ОКБ в освоении новой для него тематики, все работы по теме «ДП» и, соответственно, по самолету «130» были постепенно свернуты на основании Постановления Совета Министров СССР от 5 февраля 1960 года, а тема была передана в ОКБ В.Н. Челомея.

Работы по проекту «ДП» и самолету «130» были использованы в следующей, близкой по назначению работе ОКБ — ракетоплане «136» («Звезда»). Через много лет, уже в 1980-е гг., к теоретическим и практическим результатам этих проектов обратились вновь. Это произошло, когда в ОКБ начались работы, связанные с проектированием перспективных гиперзвуковых ЛА, в частности таких, как ООС и Ту-2000.

Источник — http://vadimvswar.narod.ru/ALL_OUT/AiKOut09/TuHipSon/TuHipSon001.htm