Опытный фронтовой бомбардировщик Ту-98. СССР
Опытный фронтовой бомбардировщик Ту-98. СССР
С конца 1949-го в ОКБ А. Н. Туполева при участии ЦАГИ проводились исследования облика и основных параметров перспективных тяжелых самолетов, рассчитанных на достижение транс- и сверхзвуковых скоростей. Первоначально рассматривалась глубокая модификация дальнего бомбардировщика Ту-16, получившая обозначение самолет «97». Сохранялись компоновка фюзеляжа, состав оборудования, вооружения и экипаж. Отличия заключались в установке новых двигателей ВД-5 взлетной тягой по 13000 кгс и в увеличенной до 45° стреловидности крыла.
Более поздний проект «103» предусматривал применение на Ту-16 четырех двигателей ВД-7 или АМ-13 взлетной тягой по 11000 кгс. ТРД размещались попарно один над другим у бортов фюзеляжа. Первые оценки проекта «103», проведенные под руководством С. М. Егера, показали реальную возможность создания сверхзвукового дальнего бомбардировщика.
руководитель отдела технических проектов С. М. Егер
С 1952 года в ОКБ А. Н. Туполева началось проектирование сразу трех типов сверхзвуковых самолетов, от фронтового до межконтинентального стратегического. Работы по первому направлению проводились в соответствии с постановлением Совмина СССР от 29 декабря 1953 года. ОКБ-156 предписывалось проработать вопрос о создании машины со скоростью не менее 1200 км/ч. Однако изыскания по этой теме затянулись почти до середины 1954-го.
Рассматривались несколько вариантов аэродинамических компоновок с различными крыльями. Несмотря на то, что бригада проектов Б. М. Кондорского считала наиболее предпочтительным треугольное крыло, для сверхзвуковых первенцев выбрали под давлением ЦАГИ стреловидное крыло с углом стреловидности по линии фокусов 55-57°, наиболее полно отработанное в аэродинамических трубах.
Следует отметить, что в ЦАГИ тоже спорили, какое крыло, треугольное или стреловидное более выгоднее для сверхзвуковых машин. Стреловидное крыло большого удлинения отстаивала группа В .В. Струминского, а треугольное – группа П. П. Красильщикова и Р. И. Штейнберга. Тогда доводы, учитывающие меньший объем экспериментальных исследований, а главное – авторитет В .В. Струминского оказались сильнее.
Для конструкторов стреловидное крыло оказалось «крепким орешком», ведь в нем требовалось совместить необходимые запас прочности и жесткость, исключив при этом возможность возникновения флаттера. В последующем, задним числом, этот выбор оправдывали катастрофами американского сверхзвукового бомбардировщика В-58 с треугольным крылом, скромно «забывая» о многих разбившихся серийных Ту-22.
В ходе проектирования крыла прочнисты ОКБ и ЦАГИ проводили многочисленные экспериментальные исследования. Построенные модели и натурные образцы элементов крыла еще до выпуска рабочих чертежей свели до минимума всевозможные доработки и «неожиданности» на первой опытной машине.
варианты проекта «5201»
При выполнении аэродинамических расчетов выяснилось, в частности, что километровые расходы топлива имеют два минимума на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях, мало зависят от площади крыла и определяются, главным образом, тяговооруженностью машины. Для самолетов с крыльями стреловидностью 55°, выбор угла атаки при отрыве требовалось производить в зависимости от энерговооруженности, а не из условий получения максимального коэффициента подъемной силы из-за малого значения аэродинамического качества на взлете. Оптимальное же соотношение удлинения и относительной толщины крыла с ростом числа М определялось, в большей степени, вторым параметром, чем первым.
По итогам научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ был сделан вывод о возможности создания тяжелого сверхзвукового бомбардировщика. Разработка будущего Ту-98 началась в соответствии с постановлением Совмина СССР от 12 апреля 1954 года. ОКБ А. Н. Туполева поручалось создать трехместный фронтовой бомбардировщик с максимальной скоростью 1300-1400 км/ч на высотах 10000-11000 метров (1150-1200 км/ч на высотах 6000-7000 метров при работе двигателей на максимальном бесфорсажном режиме). Практическая дальность полета с нормальной бомбовой нагрузкой 3000 кг (максимальная – 5000 кг) задавалась не менее 2300 километров, а с дополнительным топливным баком – 2550-2700 километров. Практический потолок над целью – 13000-13500 метров. Первый экземпляр машины требовалось предъявить на заводские испытания в июле, а на государственные – в декабре 1955 года.
схема Ту-98
компоновка Ту-98
Самолет рассчитывался под два ТРДФ АЛ-7Ф с форсажной тягой 9500 кгс (максимальная – 6500 кгс), но предусматривались альтернативные типы силовых установок на базе двух ВК-9 с расчетной тягой по 12000 кгс или двух спарок АМ-11 (АМ-15), по 11400 кгс. ОКБ A. M. Люльки должно было поставить в феврале 1955 года два двигателя АЛ-7Ф с 50-часовым ресурсом на первый опытный самолет. Руководителем работ по машине «98» А. Н. Туполев назначил Д. С. Маркова, за опытное производство по ОКБ отвечал инженер А. И. Залесский.
модель самолета «98». Вариант 1955г.
В марте 1955-го ОКБ предъявило заказчику эскизный проект и макет самолета. В июле машину выкатили из сборочного цеха, но лишь 7 сентября 1956-го, после получения двигателей АЛ-7Ф, летчик-испытатель В.Ф.Ковалев и штурман К. И. Малхасян выполнили первый полет.
летчик В.Ф.Ковалев, испытывавший Ту-98
штурман К. И. Малхасян, участвовавший в испытаниях Ту-98 и Ту-128
Ведущим инженером назначили Грибакина.
Ту-98 представлял собой классический моноплан со среднерасположенным крылом и с боковыми воздухозаборниками. Выбранная схема с аэродинамически чистым крылом обеспечила высокое по тем временам аэродинамическое качество на сверхзвуковых скоростях. Этому способствовал и отказ от расположения основных стоек шасси в крыле. Отказались и от башенных пушечных установок, оставив лишь кормовую.
ТРД с форсажными камерами расположили в хвостовой части фюзеляжа с подводом воздуха по длинным воздухопроводам. Перед входом в воздухозаборники, отделенные от фюзеляжа щелью для слива погранслоя, появились фиксированные надстройки в виде полуконусов, похожие на центральные тела и предназначавшиеся, по замыслам разработчиков, для снижения потерь полного давления набегающего потока.
Использование правила площадей на участке сочленения фюзеляжа с крылом способствовало снижению лобового сопротивления на трансзвуковых скоростях.
Фюзеляж полумонококовой конструкции. В его носовом гермоотсеке располагались кабины штурмана-навигатора, летчика и штурмана-оператора. Все рабочие места экипажа оборудовались катапультируемыми креслами. За герметичной кабиной размещался отсек штатного фотооборудования (аэрофотоаппарат типа АФА-33/75) для попутной фоторазведки и фиксирования результатов бомбометания.
В фюзеляже находились четыре основных и балансировочный топливные баки, а также отсеки бомбардировочного вооружения. Двигатели устанавливались под положительным углом к строительной горизонтали самолета.
Двухлонжеронное крыло кессонной конструкции стреловидностью по линии фокусов 55° состояло из центроплана и отъемных частей. Крыло относительной толщиной около 7% устанавливалось под углом 2°. В его центроплане размещались два топливных бака.
К важным конструктивно-технологическим особенностям самолета «98» можно отнести использование в центроплане крыла прессованных панелей со стрингерами из алюминиевого сплава. Панели прессовали в виде трубы, с последующим разворачиванием ее. Одним из достоинств такой технологии было значительное снижение трудоемкости изготовления планера, так как исключался большой объем клепальных работ. Чтобы при разворачивании трубы в панель «не разорвать» стрингера, их расположили на внешней стороне.
Горизонтальное оперение было с неуправляемым стабилизатором и рулем высоты.
Впервые в практике ОКБ А. Н. Туполев согласился на внедрение необратимых бустеров во всех каналах управления. Хотя авиапромышленности было известно его «великое» изречение:
«Лучший бустер это тот, который стоит на земле»,
однако переход на сверхзвук настоятельно потребовал их внедрения в систему управления.
Шасси, включавшее носовую двухколесную и основные опоры с четырехколесными тележками, убиралось в фюзеляжные отсеки.
Впервые в практике ОКБ на «98-м» использовали кормовую дистанционную установку ДК-18 с двумя пушками АМ-23, разработанную под руководством А. В. Надашкевича, заместителя Туполева по вооружению, и главного конструктора И. И. Торопова. ДК-18, размещенная в основании киля, имела боекомплект из 300 патронов. Наведение оружия осуществлялось с помощью радиолокационного прицела ПРС-1 «Аргон», антенный блок которого размещался на вершине киля.
радиоприцел «Аргон» (на вершине киля) и кормовая стрелковая установка самолета «98»
В передней части фюзеляжа, справа по борту монтировалась неподвижная пушка АМ-23 с боекомплектом 50 патронов. Огонь из носовой пушки вел летчик.
На внутренних и внешних бомбодержателях подвешивались бомбы ФАБ-100, ФАБ-250 и ФАБ-500 в различных сочетаниях. Предусматривалось размещение в бомбоотсеке и на внешних подвесках до 300 НАР АРС-85, или до 61 ТРС-132, или до 18 ТРС-212. НАР предполагалось размещать в специальных установках, аналогичных примененным на опытном штурмовике-пикирующем бомбардировщике «91».
При использовании самолета на морских ТВД предусматривалось торпедное вооружение, включавшее PAT-52, МАН, МАВ и ТАН-53, а также мины АМД-500 и АМД-1000. Прицеливание при бомбометании осуществлялось с помощью оптического прицела ОПБ-16, синхронно связанного с РЛС «Инициатива».
Летные испытания Ту-98 проходили очень тяжело. Причин было несколько: прежде всего – трудности с эксплуатацией и доводками новой необратимой гидравлической системы управления и с системой управления передней стойкой шасси. Часто выходили из строя двигатели. До конца 1957 года удалось выполнить 30 полетов с общим налетом 25 часов 12 минут. В одном из полетов на «98-м» достигли скорости 1238 км/ч на высоте 12000 м, что соответствовало числу М=1,15.
самолет «98» на заводских испытаниях
самолет «98» на заводских испытаниях
самолет «98» на заводских испытаниях
Недовольство руководства затянувшимся этапом заводских испытаний отразилось в постановлении Совмина от 25 января 1957-го и последовавшем приказе МАПа, где, в частности, говорилось:
«… Туполев затянул постройку и доводку Ту-98 и не обеспечил предъявления на госиспытания по ПСМ… Туполеву принять меры к ускорению работ по доводке самолета с тем, чтобы не позднее мая 1957 года предъявить самолет на госиспытания.
Министерству обороны совместно с МАП рассмотреть результаты заводских испытаний Ту-98 и в июне 1957 года представить предложения о серийном производстве самолета.»
Но никакие грозные постановления не могли изменить сути: опытная машина требовала большого объема доводок и о развертывании серийного производства, а тем более о принятии ее на вооружение речи идти не могло. Испытательные полеты на «98-м» продолжались до 1959 года. Несмотря на большие усилия ОКБ, героизм летчиков-испытателей, довести самолет до уровня передачи его на госиспытания не удалось.
Со временем заказчик начал постепенно терять интерес к машине.
«98-й» перешел из разряда перспективных боевых ударных самолетов в разряд экспериментальных. На нем представлялась хорошая возможность детального исследования устойчивости и управляемости, вибрационных нагрузок и прочности конструкции тяжелого самолета при полетах на трансзвуковых и небольших сверхзвуковых скоростях.
Насколько сложно штурмовался звуковой барьер первым туполевским «сверхзвуковиком» можно судить по тексту представления на звание Героя Советского Союза летчика В. Ф. Ковалева, который не раз попадал в острые ситуации в ходе испытаний «98-го». В представлении отмечалось:
«… впервые в стране успешно провел испытания опытного сверхзвукового бомбардировщика Ту-98, в процессе которых многократно спасал материальную часть.»
В конце 1957-го А. Н. Туполев предложил заказчику облегченный вариант «98А» (Ту-24). С самолета предлагалось снять пушечное вооружение, а экипаж сократить до двух человек (летчик и штурман). Двигатели заменялись на более мощные АЛ-7Ф-1, предусматривалась подвеска ракет типа П-15А или П-15М как в бомбоотсеке, так и на подкрыльевых пилонах. Пуск ракет должен был осуществляться на высотах до 14000 метров при скорости 1400-1500 км/ч. При этом дистанция пуска составляла 60-70 километров, а в случае пуска на высоте 100-200 м со скоростью 950-1000 км/ч – 50 километров.
проект Ту-24 (Ту-98А) с одной ракетой П-15А
схема самолета «98» с ракетами П-15М
В варианте бомбардировщика, при взлетном весе 28000-30000 кг, «98А» должен был иметь максимальную скорость 1800-2000 км/ч и дальность на дозвуковой скорости с дополнительными топливными баками и бомбовой нагрузкой 2000 кг – до 2400 километров. Потолок, в зависимости от режима работы двигателей, ожидался в пределах 13000-17000 метров.
модель одного из вариантов самолета «98А»
В более позднем варианте проекта Ту-24 изменили компоновку шасси, разместив основные стойки в крыльевых обтекателях. При этом увеличивалась колея и тем самым устранялся один из серьезных дефектов самолета «98». В уменьшенном бомбоотсеке (из-за снижения бомбовой нагрузки) размещалась в полуутопленном положении крылатая ракета класса «воздух-поверхность». Уменьшили диаметр фюзеляжа, перекомпоновали воздухозаборные устройства и изменили хвостовую часть. Эти и другие предложения позволяли улучшить летно-технические характеристики проекта. При взлетном весе 27500 кг ожидалось достижение максимальной скорости 1800-2000 км/ч и практической дальности 2000 километров с бомбовой нагрузкой 1500 кг.
Вслед за первыми предложениями по Ту-24 А. Н. Туполев форсирует обработку военно-политического руководства страны с целью «пробить» новую работу по модернизации «98-й» машины. В январе 1958 года Р. Я. Малиновский, К. А. Вершинин, П. В. Дементьев и А. Н. Туполев направили в ЦК КПСС письмо следующего содержания:
«Докладываем соображения о необходимости принятия к производству фронтового бомбардировщика Ту-98А (облегченного)… Из общего числа целей могут быть надежно поражены ракетами всех видов класса «земля-земля» до 55% цепей, фронтовыми бомбардировщиками до 30%, истребителями-бомбардировщиками до 15%.
Фронтовые бомбардировщики и истребители-бомбардировщики найдут широкое применение и на морских ТВД. В настоящее время бомбардировочная авиация вооружена технически устаревшими и изношенными самолетами Ил-28, которые не отвечают современным условиям и требуют замены.
В качестве фронтового бомбардировщика, а также бомбардировщика морской авиации в данное время может быть принят разработанный конструкторским бюро под руководством т. Туполева на базе самолета Ту-98 самолет Ту-24 (Ту-98А) со следующими данными: взлетный вес 2830 т, максимальная скорость 1700-1900 км/ч, практическая дальность полета с крейсерской скоростью 950-1000 км/ч – 2000 км (2400 км в перегрузку), практический потолок с форсированием двигателей 16-17 км, вес бомб 2000/3000 кг. Самолет приспособлен для пуска самолетов-снарядов и применения атомных бомб…
Самолет обладает хорошей проходимостью по грунту.
Летно-технические данные самолета по скорости и высоте превосходят данные фронтовых бомбардировщиков, находящихся на вооружении ВВС США и Англии. Поступление на вооружение Ту-24 резко повысит боеспособность фронтовой и морской авиации…»
Наиболее заинтересованным лицом в этой истории был, разумеется, сам А. Н. Туполев, остальные вроде как по долгу службы. Вслед за письмом в ЦК КПСС П. В. Дементьев обращается к заместителю председателя Совмина Д. Ф. Устинову с прямо противоположными предложениями, которые должны были поставить крест на всех работах по «98-й» машине:
«Опытный экземпляр фронтового бомбардировщика Ту-98 имеет максимальную скорость 1200-1380 км/ч, дальность полета со скоростью 900 км/ч на высоте 14-15 км – 2400 км, полетный вес – 38 т.
В целях улучшения летно-технических данных этого самолета Туполев предложил за счет облегчения конструкции и уменьшения веса бомб снизить полетный вес до 26-28 т, повысить максимальную скорость до 1800-2000 км/ч, потолок до 17-18 км и дальность до 3500 км. Опытный экземпляр улучшенного самолета он предлагает закончить постройкой к концу 1959 года и, не ожидая результатов летных испытаний, запустить этот самолет в серийное производство по чертежам ОКБ.
Снижение полетного веса с 38 т до 2628 т потребует практически нового самолета и загрузит большую часть ОКБ на длительное время.
В соответствии с Постановлением СМ СССР от 28 марта 1956 года Яковлевым построен легкий фронтовой бомбардировщик Як-129 (опытный экземпляр будущего серийного Як-28) с двумя двигателями Р-11-300 весом 13-14 т с максимальной скоростью 1600-1800 км/ч, практическим потолком 16-17 км и дальностью 2400 км (в действительности не более 1800 км) при скорости 900 км/ч. Самолет Як-129 проходит заводские испытания.
Кроме этого, постановлением Совмина от 15 августа 1956 года Яковлев обязан был построить легкий высотный сверхзвуковой бомбардировщик с полетным весом 20-22 т с максимальной скоростью 2500 км/ч и практическим потолком 20-21 км. В проекте представленного плана опытного строительства нами предлагается построить этот самолет как носитель самолетов-снарядов с. передачей его на государственные испытания в четвертом квартале 1959 года.
Учитывая построенный Яковлевым фронтовой бомбардировщик и имеющееся задание на новый бомбардировщик-носитель со скоростью 2500 км/ч, считаю нецелесообразным проведение дальнейших работ с самолетом Ту-98. Государственный комитет считает более целесообразным сосредоточить все средства и силы ОКБ и завода №156 в 1958 году на выполнении более важных заданий, установленных Правительством, в первую очередь: на ускорение испытаний и доводки Ту-105 («105»); на ускорении строительства дальней крылатой ракеты «С».»
Помимо машины «98А» в ОКБ рассматривалось несколько вариантов самолета «98Б» с двигателями АЛ-7Ф-2, ВД-15 и АЛ-9 и с управляемым стабилизатором. Предполагалось использовать новое крыло с увеличенной площадью центроплана, в который должны были убираться основные стойки шасси. Радиолокационный прицел кормовой пушечной установки перемещался с вершины киля в его основание.
Прорабатывался вариант безаэродромного старта со специальных легких мобильных ферм. С помощью мощного твердотопливного ускорителя Р-80 тягой 800 т самолет должен был разгоняться до скорости 355 км/ч. Рассматривался также однодвигательный вариант с ТРДФ ВД-9 или ВД-19 и проект высотного «98В».
модель ударного однодвигательного самолета «98Б»
схема самолета «98Б» со стартовыми ускорителями на установке для «точечного взлета»
Завершал ряд Ту-98 проект самолета «122» с двигателями АЛ-11. Ожидалось, что он будет иметь максимальную скорость 2000-2200 км/ч, практическую дальность 2400-3000 километров с бомбовой нагрузкой 2000-3000 кг и практический потолок 20000 метров.
Проектирование и испытания «98-го» позволили накопить бесценный опыт, использованный при разработке самолетов Ту-128 и Ту-22. В основном это касалось выбора аэродинамических схем, технических решений по различным агрегатам, а также решения проблем, связанных с работой силовых установок и систем управления на сверхзвуковых скоростях.
Проработка различных вариантов самолета на базе Ту-98 позволила перейти от бомбардировщика к барражирующему перехватчику Ту-128. В июне 1957 года командующий авиацией ПВО маршал Е. Я. Савицкий предложил А. Н. Туполеву создать перехватчик, оснащенный тяжелыми ракетами класса «воздух-воздух» и мощной бортовой РЛС. После уточнения ряда вопросов, А. Н. Туполев поручил С. М. Егеру проработать эту тему более детально, взяв за основу Ту-98.
В течение почти года в ОКБ рассматривались различные варианты переделки сверхзвукового бомбардировщика в перехватчик. Первоначально за базовый проект взяли Ту-24 («98А»). В носовой части вместо штурманской кабины установили РЛС К-24 с дальностью обнаружения цели 50 километров. В итоге этой работы получился совсем новый самолет Ту-128.
схема самолета «98А» (Ту-24) с ракетой П-15
После прекращения работ по опытному самолету «98», в июле 1958-го его решили списать и передать в металлолом, но в связи с начавшейся разработкой Ту-128 предложили на его базе создать летающую лабораторию для отработки вооружения.
Переделкой самолета «98» под летающую лабораторию, получившую обозначение «98ЛЛ», (в официальных документах встречается обозначение Ту-98А) занимался Воронежский филиал ОКБ на заводе №64 под руководством А. И. Путилова. При переоборудовании с опытного самолета «98» демонтировали носовую штурманскую кабину, «Инициативу» и «Аргон», все пушечное и бомбардировочное вооружение. В носовой части установили сначала макет, а затем и сам РЛП. Под крыльями появились два пилона с пусковыми установками для ракет К-80. Испытания, в ходе которых отрабатывалось вооружение, проходили с 1959 года по 1960 год. Ведущим летчиком-испытателем был М. В. Козлов.
летчик М. В. Козлов, испытывавший Ту-98ЛЛ
схема летающей лаборатории «98ЛЛ»
Последний полет самолет совершил 21 ноября 1960 года. В тот день после взлета (самолет пилотировал M. B. Козлов) не убрались основные стойки шасси, а при посадке, из-за поломки консольного болта крепления сережек средней части складывающегося подкоса, сложилась левая стойка шасси. Хотя машину, получившую повреждения, можно было сравнительно быстро восстановить, делать этого не стали, продолжив дальнейшие испытания на летающей лаборатории, созданной на базе Ту-104.
так закончился последний полет летающей лаборатории «98ЛЛ»
Впервые информация о новом советском сверхзвуковом фронтовом бомбардировщике просочилась на Запад в 1956 году, видимо, в ходе визита в СССР генерала Туайнинга, хотя «98-го» ему не представляли. В 1957 году самолет летал над Тушинским аэродромом в сопровождении опытных истребителей Е-4 и Е-5 во время подготовки к традиционному воздушному параду, который в том году не состоялся. Самолет по классификации NATO получил обозначение «Backfin». Вскоре западные аналитические службы приписывают новый советский самолет конструкторскому бюро А. С. Яковлева и на страницах некоторых авиационных изданий появляется обозначение Як-42.
Ту-98 в полете над Тушинским аэродромом в сопровождении опытных истребителей Е-4 и Е-5, 1957 год
В мае 1959 года в западногерманском журнале «Fliger» вышла статья под заголовком «Яковлев Як-42 «Backfin» со схемой самолета, сильно напоминавшей проект «98Б». Лишь в конце 1960-х машина идентифицируется как Ту-98.
самолет «98ЛЛ» на так называемой площадке хранения ЛИиДБ ОКБ А.Н.Туполева
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тип: Туполев Ту-98
Назначение: фронтовой бомбардировщик
Статус: опытный
Экипаж: 3 человека
Силовая установка:
тип двигателя ТРД АЛ-7Ф
тяга
• нефорсированная 2×6500 кгс
• форсированная 2×9500 кгс
Размеры:
размах крыла 17,274 м
длина самолета 32,055 м (29,73 м у «98ЛЛ»)
высота на стоянке 8,063 м
площадь крыла — 87,5 м
Масса:
нормальная взлетная около 35850 кг
максимальная взлетная 39000 кг
топлива с дополнительным топливным баком10350 кг
Летные характеристики:
максимальная скорость на высоте 11000 метров 1365 км/ч
практический потолок 12750 м
практическая дальность полета 2440 км
длина разбега при взлетном весе 39000 кг
на форсажном режиме работы АЛ-7Ф – 1160 м
на максимальном режиме работы АЛ-7Ф – 1820 м
длина пробега с тормозным парашютом – 865 м
источник: Владимир РИГМАНТ, Николай ЯКУБОВИЧ «ПЕРВЫЙ ТУПОЛЕВСКИЙ «СВЕРХЗВУКОВИК». О самолете Ту-98» «Крылья Родины» 6.98
