На стыке двух эпох. История создания Ту-12. СССР
Данный материал выкладывается на сайт в продолжение темы, поднятой в статье уважаемого коллеги бороды «Опытный бомбардировщик Су-10. СССР».
После окончание второй мировой войны все ведущие авиационные державы встали на путь внедрения в свои ВВС боевых самолетов с реактивными двигателями, в том числе и бомбардировщиков. ОКБ А. Н. Туполева начало работать в этом направлении с 1946-го. Первое знакомство конструкторов с новой силовой установкой произошло летом-осенью этого же года, когда ОКБ поручили подготовить летающую лабораторию на базе Ту-2 для испытаний и доводок двигателей РД-10 и РД-20.
В ходе изысканий рассматривалась серия технических предложений по фронтовым бомбардировщикам с ТРД «Нин-1». Остановились на проекте «73» (Ту-20). Коллектив ОКБ спешил закончить машину к середине года, чтобы продемонстрировать ее на традиционном воздушном параде в Тушино. Однако в ходе проектирования заказчик изменил тактическое назначение самолета, причислив его к классу средних бомбардировщиков, и обновил тактико-технические требования, в том числе и по дальности полета. Проект «73» пришлось перерабатывать.
В результате появился практически новый вариант «73» с двумя «Нин-1» на крыле и одним «Дервент-5» — в хвосте. Уложиться в отведенные сроки и построить этот самолет к параду не успевали. Поэтому совместно с ВВС принимается решение в кратчайшие сроки и с минимальными переделками выпустить несколько серийных Ту-2 с двигателями «Нин-1». При разработке подобного гибрида, получившего обозначение «77» (Ту-18 2«Нин-1») требовалось максимально использовать весь накопленный материал по первым реактивным проектам — «72» и «73». Однако вскоре машину переименовали в Ту-10 2 «Нин-1».
Оценка характеристик самолета показала, что он сможет при нормальной полетной массе 12700 кг летать со скоростью до 780 км/ч, подниматься на высоту 12000 м и обладать посадочной скоростью 150 км/ч. Бомбовая нагрузка останется, как и у Ту-2, — 3000 кг, предельный калибр бомб — 1500 кг. Для обороны от истребителей противника предлагалось установить две пушки ШВАК для стрельбы вперед и по одному пулемету УБТ, защищающих верхний и нижний секторы задней полусферы.
В апреле Туполев обратился в правительство с предложениями по переходному бомбардировщику с ТРД «77» и, не теряя времени, начал работы по эскизному проектированию. 24 мая 1947-го макет самолета предъявили заказчику. Доработки, связанные с устранением замечаний макетной комиссии, несколько затянули срок сдачи эскизного проекта. 31 мая вышло Постановление Совмина о создании бомбардировщика. К этому времени на опытном заводе № 156 началась переделка серийного Ту-2С, выпущенного заводом № 23 в будущий Ту-12. В соответствии с приказам МАП первую машину требовалось выпустить в сентябре 1947-го. Тому же заводу предписывалось переделать из Ту-2С еще пять машин, завершив их сдачу в декабре.
Особенностью компоновки самолета «77» было размещение в гондолах под крылом как реактивных двигателей, так и основных стоек шасси, разворачивавшихся вместе с колесами в процессе уборки на 90°. У обводов гондолы, получившей в ОКБ название «головастик», мидель располагался впереди крыла с последующим уменьшением площади поперечного сечения. Ее минимальная площадь находилась в зоне наибольшей толщины крыла. Таким образом, в практике ОКБ второй раз применили «правило площадей» (первый раз схему «головастика» использовали на самолете «58У» при переделке передней части фюзеляжа, по типу Юнкерс-88). В результате удалось уменьшить аэродинамическое сопротивление самолета на максимальных скоростях.
При проектировании «семьдесят седьмого» максимально учитывалась преемственность конструкции с серийным бомбардировщиком Ту-2. Сохранилась форма крыла в плане с уменьшенным до 3° поперечным V. Заимствовали отсек фюзеляжа с пилотской кабиной, разместив штурмана в носу по типу самолета «69» (Ту-8). На «77-ю» «перекочевали» значительные фрагменты средней и хвостовых частей, включавших грузоотсек и две стрелковых установки (предполагалось впоследствии заменить пулеметы УБТ на пушки калибра 23 мм), а также вертикальное оперение. Установили новое шасси с носовым колесом и дополнительные топливные баки. В систему управления ввели два триммера с электрическим управлением на рули высоты.
Вопреки первоначальным замыслам, оборонительное вооружение включало пушку НС-23, расположенную на правом борту передней части фюзеляжа. В задней кабине, практически не отличавшейся по компоновке от Ту-2, находились стрелок-радист, обслуживавший верхнюю пулеметную установку, и стрелок нижней люковой установки. Увеличение размеров фюзеляжа улучшило условия работы экипажа в задней кабине.
Для прицеливания при бомбометании предусматривался оптический прицел ОПБ-4С «Норден» (советская копия американского прицела, прим. ред.), связанный с автопилотом, что обеспечивало более точное бомбометание. Система бронирования самолета защищала экипаж от обстрела бронебойными снарядами калибра до 20 мм. При ее выборе учитывались увеличившиеся скорости самолета по отношению к атакующим в задней полусфере истребителям. От осколков зенитных снарядов предусматривалась защита 8-мм дюралюминиевыми плитами, включенными в конструкцию самолета.
По сравнению с серийными Ту-2, обновлялось пилотажно-навигационное и радиооборудование. Дополнительно планировалось установить дистанционный компас ПДК-44, автоматический радиокомпас АРК-4, бортовой навигационный визир АБ-52, радиовысотомер малых высот РВ-2, маркерный приемник, радиостанции РСБ-Збис и РСИ-6, аппаратуру «свой-чужой» СЧ-3 и станцию защиты хвоста «ТОН-2», а также электрический автопилот АП-5 и многое другое.
Передняя стойка с гидравлическим демпфером «шимми» и колесом размером 720×310 мм убиралась назад по полету. На основных стойках устанавливались тормозные колеса размером 1150×355 мм с пневматиками высокого давления, допускавших взлет с массой до 22000 кг. Выпуск и уборка шасси осуществлялись автономной гидросистемой. Предусматривались аварийный выпуск шасси с помощью пневмосистемы и установка предохранительного убирающегося хвостового колеса от серийного Ту-2.
Для аварийного покидания самолета в обеих кабинах имелись снизу фюзеляжа большие люки, крышки которых открывались с помощью пневмоприводов вперед по направлению полета, защищая экипаж от прямого воздушного удара. Через люк в передней кабине выбрасывался штурман, а через люк в задней кабине оба стрелка. Впервые в практике ОКБ на Ту-10 предполагалось ввести катапультирование летчика.
Ту-10 рассчитывался под два ТРД «Нин-1» (отечественный аналог РД-45), работавших на керосине, обладающим меньшей летучестью, чем бензин. Протекая из топливной системы, он мог вызвать нарушения в работе различных самолетных систем и оборудования. Поэтому при проектировании топливной системы пришлось применить более виброустойчивые мягкие резиновые, более тщательно герметизированные топливные баки (для первых машин допускалась временная установка баков металлической конструкции). Топливо рекомендовалось размещать в 20-ти баках емкостью 5233 л и расположенных в основном в крыле и частично в фюзеляже. За первой кабиной в фюзеляже устанавливались два центровочных топливных бака, вмещавших 510 л.
Во второй половине июля 1947-го опытный самолет перевезли на аэродром ЛИИ и с 26 июля по 10 сентября 1947-го он проходил заводские испытания. 27 июля 1947 г. экипаж А. Д. Перелета совершил первый полет продолжительностью 18 минут. Присутствовавший Туполев после приземления своего реактивного первенца шутливо заметил:
«Ну, теперь мы своими глазами увидели, что без винта летать можно!»
Испытания, контролировавшиеся главным конструктором, велись круглосуточно. Днем летали по программе, остальное время занимались доработками. В итоге самоотверженной работы всего коллектива ОКБ, 3 августа, выполнив всего девять полетов, самолет «77» принял участие в параде. Вместе с ним над Тушино прошли туполевские опытные двухмоторные машины «63», «69», пассажирский «70» и первые три серийных Ту-4.
30 полетов продолжительностью 14 часов 42 минуты, выполненных на этапе заводских испытаний, подтвердили заявленные ОКБ летные данные. Поскольку постройка самолета «77» ограничивалась жесткими сроками, первый опытный экземпляр вышел на испытания с большим количеством отличий от эскизного проекта. Многие агрегаты и новое оборудование просто не успели поступить к началу заводских испытаний, и их пришлось в экстренном порядке заменять на старые или вообще летать без них. Несмотря на это, «77» без особых осложнений прошел заводские испытания, получил положительную оценку летного и наземного экипажей.
2 октября летчик-испытатель А. Д. Перелет перегнал машину в ГК НИИ ВВС для проведения госиспытаний, проходивших (уже под обозначением Ту-12) с 4 октября 1947-го по 27 февраля 1948-го. Ведущими по самолету были инженер В. А. Шубралов и летчик-испытатель М. А. Нюхтиков.
По результатам госиспытаний Ту-12 (выполнено 66 полетов) отмечалось, что установка ТРД вместо поршневых двигателей позволила увеличить максимальную скорость полета почти на 250 км/ч, по сравнению с серийным Ту-2. Практический потолок с полетной массой 14700 кг возрос на 2100 м. Сократилось время набора высоты, в частности, практического потолка на 5,8 мин. Длина разбега увеличилась почти в два раза. Посадочная скорость практически не изменилась. Длина пробега и посадочная дистанция с высоты 25 м была больше, чем у Ту-2 на 385 и 230 м.
За значительное увеличение скорости полета пришлось расплачиваться ухудшениями взлетно-посадочных характеристик. В этой ситуации ГК НИИ ВВС рекомендует устанавливать реактивные ускорители и тормозной парашют, что впоследствии учли в самолетах семейства Ту-14.
Максимальная дальность полета с учетом набора высоты и планирования при двух работающих двигателях (полетная масса 15720 кг с 1000 кг бомб внутри бомбоотсека и полная заправка топливом) достигала 2200 км. Запас топлива из-за повышенного расхода ТРД, при заявленной ОКБ нормальной массе 12700 кг, обеспечивал полет лишь на дальность (видимо, радиус, прим. ред.) 530 км на наивыгоднейшем режиме на высоте 5000 м, что оказалось более чем в два раза меньше заданной. В связи с этим установили нормальную полетную массу 14700 кг с 80% топлива от полной заправки.
Как и Ту-2, опытный Ту-12 показал себя устойчивым в продольном отношении на всех режимах полета при эксплуатационных центровках, за исключением набора высоты. На максимальных режимах работы двигателей ухудшилась боковая устойчивость и возникала тряска оперения из-за попадания килей в зону выхлопных струй. Увеличились усилия на органах управления от элеронов и рулей поворота. В то же время Ту-12 по технике пилотирования оказался не сложнее Ту-2 и был доступен летчикам средней квалификации.
Значительно снижало эффективность применения самолета на больших высотах отсутствие гермокабин с обогревом и вентиляцией. Тактическая ценность Ту-12 снижалась также из-за отсутствия антиобледенительных устройств крыла, хвостового оперения и стекол кабин. Это было общим недостатком всех самолетов семейства Ту-2, за исключением последних серий.
ГК НИИ ВВС, признав обзор у летчиков удовлетворительным, выдвинул целый ряд предложений по улучшению эргономики кабины. Особенно это касалось расположения приборов и органов управления. Кабину штурмана рекомендовалось увеличить, обеспечив лучший обзор с рабочего места. При испытаниях выявился свойственный первым реактивным самолетам малый ресурс покрышек колес и недостаточная эффективность тормозной системы.
Несовершенной оказалась применявшаяся ранее система заправки самолета топливом, так как требовалось заливать каждый бак отдельно через раздаточный пистолет. Время заправки возросло почти в три раза и стало чрезмерным для боевой машины. Окончательно решить эту проблему для тяжелых реактивных машин удалось лишь с введением во второй половине 50-х годов систем централизованной заправки. В ходе испытаний исключили течи из топливной системы, а при проектировании новых самолетов с ТРД в ОКБ полностью перешли на использование мягких топливных баков.
При проверке в условиях полета стрелково-пушечного оборонительного вооружения выяснилось, что возросшие скоростные напоры практически исключали использование верхней и нижней пулеметных установок. Калибр обоих пулеметов (12,7 мм с общим боезапасом 600 патронов) признали недостаточным и рекомендовали перейти на механизированные установки с пушками калибром не менее 20 м.
Передняя установка с пушкой НС-23 калибра 23 мм и боекомплектом в 100 патронов требовала серьезных доработок, так как при стрельбе выходило из строя оборудование в кабине штурмана и разрушалось остекление. Все это учитывалось в последующих машинах. Бомбардировочное вооружение не допускало подвеску перспективных типов бомб. Требовались доработки по системе прицеливания, в частности, необходимо было установить связь ОПБ с автопилотом.
Ту-12 был неполностью укомплектован оборудованием. Впоследствии выяснилось, что даже небольшое насыщение самолета радиоаппаратурой создавало трудности в его компоновке. Например, включение системы «свой-чужой» влияло на работу связной и командной радиостанций. Предлагалось увеличить дальность радиосвязи за счет перехода на более мощную радиостанцию типа РСБ-5. Требовались и более мощные источники электроэнергии.
В заключении ГК НИИ ВВС отмечалось, что
«…опытный реактивный бомбардировщик Ту-12 по своим данным соответствует ПСМ СССР № 1805-476 от 31.05.47 г.; из-за выявленных конструктивных недостатков серийная постройка самолета нецелесообразна; находящиеся в постройке на заводе № 23 пять самолетов Ту-12 целесообразно закончить постройкой и передать их в ВВС и МАП для использования как летающих лабораторий».
Опытный Ту-12 предлагалось оставить в ГК НИИ ВВС для испытаний и доводок отечественных двигателей РД-45.
Во время госиспытаний провели (впервые в СССР) учебные воздушные бои реактивного бомбардировщика с истребителями (МиГ-9 и Як-23). Полученный материал позволил усовершенствовать системы наступательного и оборонительного вооружения как уже построенных истребителей, так и перспективных машин с ТРД. Оценка особенности тактики воздушного боя между самолетами различных классов способствовала разработке методики перехвата высокоскоростных целей с использованием наземных радиотехнических средств
ПВО.
Малая серия Ту-12 с двигателями РД-45, достроенная на заводе № 23, поступила в эксплуатацию. Самолеты использовались для подготовки летного состава ВВС при переучивании на новую реактивную технику. Один экземпляр Ту-12 переоборудовали в летающую лабораторию для испытаний прямоточных реактивных двигателей. Получив обозначение Ту-12ЛЛ, он использовался до начала 50-х годов. На нем отрабатывались прямоточные двигатели типа РД-550, разработанные в ОКБ М. М. Бондарюка и предназначавшиеся для сверхзвуковой мишени ЛМ-15 конструкции М. Р. Бисновата. На одном из Ту-12 проводились испытания беспилотных экспериментальных объектов.
Результаты испытаний Ту-12 позволили сделать следующие выводы, имевшие принципиальное значение для дальнейшего развития реактивной бомбардировочной авиации. Грамотно спроектированный бомбардировщик с ТРД способен обеспечить необходимую дальность при полетах на больших высотах, а большие по сравнению с поршневыми двигателями часовые расходы топлива у ТРД компенсируются значительно возросшей крейсерской скоростью. Необходимо в связи с увеличением высот крейсерских полетов внедрение на самолетах гермокабин (это было ясно уже в конце 1930-х годов — прим. ред.), а также радиотехнического навигационного и прицельного бомбардировочного оборудования.
источник: Владимир РИГМАНТ "На стыке двух эпох. История создания Ту-12" Крылья Родины 1997-08
