Tu-16: era de los aviones. Parte I. De camino a la leyenda. Predecesores
En la segunda mitad de los años cuarenta, antes de que la industria aeronáutica de los líderes mundiales aviación Las potencias se enfrentaron a la difícil tarea de crear bombarderos a reacción y turbohélice de largo alcance capaces de navegar a velocidades cercanas a la velocidad del sonido, manteniendo la carga útil y el alcance a un nivel no menor que el de los aviones del tipo B-29 y su homólogo doméstico, el Tu-4. ...
La necesidad de tales máquinas fue dictada no solo por los logros generales del progreso técnico en la ciencia y tecnología de la aviación, las formas principales de su desarrollo posterior, sino también por el aumento significativo del poder de la aviación de combate (la aparición en masa de aviones de combate, incluidos los interceptores, con velocidades del orden de 1000 km / h), Equipos de defensa aérea, sistemas de radar con detección de largo alcance. La aparición de un nuevo tipo de arma, una bomba nuclear que hizo un gran avance hacia los objetivos de un número relativamente pequeño de bombarderos catastróficos para el enemigo, tuvo un impacto especial.
Para la URSS, la presencia de un bombardero de largo alcance - portador del atómico armas Con un TRD capaz de alcanzar objetivos a una distancia de hasta 3000 km, fue un programa vital. Se suponía que esta máquina era un elemento disuasivo eficaz capaz de lanzar un ataque nuclear contra las bases militares europeas y asiáticas de los Estados Unidos, en importantes centros políticos, económicos y militares de los países de la OTAN, así como librar una lucha efectiva con los buques de guerra enemigos, incluidos los buques oceánicos. el transporte de los Estados Unidos al continente europeo, sin el cual la lucha continua de los aliados estadounidenses contra nuestro país hubiera sido imposible.
Según los puntos de vista del comando soviético, se suponía que el nuevo bombardero cambiaría a principios de los años cincuenta en nuestra Aviación de Largo Alcance, el ya obsoleto Tu-4. Estaba claro que a fines de la década de 1940, las posibilidades de que los sistemas de defensa aérea modernos y cada vez más avanzados se abrieran paso tenían que reducirse significativamente en comparación con los años 1944-1945. Y debe tenerse en cuenta que estas suposiciones pronto recibieron una confirmación clara: las colisiones de los bombarderos de tornillo de servicio pesado B-29 de Estados Unidos con nuestros aviones de combate MiG-15 en el cielo coreano en 1951-1953 pusieron fin a la carrera del pistón de largo alcance y el bombardero intercontinental. El futuro era para máquinas equipadas con prometedores turborreactores y motores turbohélices.
Sin embargo, para crear tal aeronave, fue necesario resolver una serie de problemas complejos asociados con la aerosodinámica de las velocidades transónicas, que fueron poco estudiados en ese momento. Una de estas tareas fue la introducción del ala barrida en la práctica de aviones pesados.
OKB AN, uno de los primeros en construir un bombardero con un ala en forma de flecha y plumas en la cola. Tupolev. El primer paso práctico hacia la creación de tales máquinas en esta oficina de diseño fue el proyecto “avión 82”. La máquina fue desarrollada para dos motores turborreactores RD-45F, que tenían un empuje máximo de 2270 kgf o VK-1 con empuje de despegue de 2700 kgf. El “avión 82” se diseñó para alcanzar velocidades de vuelo casi sónicas del orden de Mach 0,9-0,95. El proyecto se basó en el desarrollo del avión 73, un prototipo del Tu-14, bombardero a reacción ortoptera (descrito en el artículo El difícil destino del Tu-14), que difiere en el uso del ala barrida, reducida a tres personas, por tripulación y planta de energía. compuesto por dos motores turborreactores (en el prototipo se instalaron tres motores de dos tipos, que era claramente una solución forzada y no racional). Deshacerse del tercer motor hizo posible construir más racionalmente el avión, equipando una instalación de rifle en la popa libre. La instalación de la cola con dos cañones de fuego rápido y sectores extendidos de bombardeo proporcionó suficiente protección para el bombardero desde ángulos amenazados y permitió abandonar las instalaciones defensivas de rifle superior e inferior utilizadas en el prototipo, lo que produjo un aumento significativo de peso. La nueva máquina se hizo más compacta y su peso de despegue se redujo a 13,5 t. Se preparó un diseño preliminar del "avión 82" en la primavera de 1948.
La creación de un nuevo automóvil fue aprobada por la decisión relevante del Consejo de Ministros de la URSS en junio 1948 del año, que le dio a la aeronave el nombre Tu-22. El ala de la máquina era una construcción de dos mástiles con un panel de trabajo de gran espesor con un conjunto de largueros, formando una poderosa unidad portadora: el cajón, que percibe todo el conjunto de cargas de vuelo. El ala estaba equipada con mecanización en forma de flaps, utilizada en el aterrizaje. El ensamblaje de la cola tenía un diseño similar al del ala, que difería en el aumento de barrido del 40 °. En el fuselaje se encontraba la cabina presurizada delantera, que albergaba al piloto y el navegante, y la cabina presurizada trasera, donde estaba equipado el lugar de trabajo del artillero. El cableado de control era duro, con impulsores de potencia reversibles. Había pastillas de freno en el fuselaje.
Inicialmente, el avión estaba equipado con dos motores RD-45F, luego fueron reemplazados por el VK-1 más potente. El reequipamiento no requirió la revisión de la góndola del motor: los motores eran intercambiables en su dimensión y asiento, de modo que era suficiente cambiar la cubierta delantera de los capuchones. El combustible se colocó en los tanques blandos 16, que estaban ubicados en la caja del ala, así como en el fuselaje, cerca del centro de masa. La capacidad del combustible era 7495 l. Además del armamento, la aeronave estaba equipada con una cámara AFA-BA / 40 para llevar a cabo los levantamientos planeados montados en un ángulo de 10 ° con respecto a la parte posterior vertical y destinados a realizar reconocimientos de lado a lado y monitoreo fotográfico de los resultados del uso de armas.
Aunque el avión fue construido como experimental, estaba equipado con todos los equipos estándar para máquinas de su clase. La conexión a tierra fue proporcionada por la estación de radio RSB-ZbisAD, la estación 12РСУ-10 sirvió para la comunicación entre vuelos. El conjunto de equipos incluyó al encuestado del sistema de reconocimiento estatal "Bario" y al equipo estándar de navegación de vuelo. Como puede ver, el avión era un bombardero de pleno derecho, con un equipo similar similar al Tu-14 y capaz de transportar hasta 3 t bombas de varios calibres, incluidas tres toneladas. En la instalación de popa había dos cañones G-23 o HP-23 con municiones en municiones 200 para cada cañón. Para disparar en el campo sirvió como una pistola fija HP-23 desde el lado de estribor con cartuchos 100. El piloto disparó con la ayuda de la mira automática АSP-3, la instalación de popa se equipó con la mira АSP-5П. La carlinga estaba protegida por una armadura, cubriendo a los pilotos desde la parte trasera de los aviones de combate y la metralla de los proyectiles antiaéreos desde abajo. Los asientos de todos los miembros de la tripulación estaban cubiertos con espátulas blindadas de acero 12 mm y fondo de armadura de duraluminio 8 mm, el parabrisas de la linterna del piloto estaba hecho de armadura transparente 65 mm. Los tres trabajos fueron equipados con asientos de expulsión.
Las obras fueron de la manera más enérgica. La producción de la primera copia comenzó en julio del año 1948. La construcción de la máquina con TRD RD-45F se completó un año después del inicio del diseño, a mediados de febrero, 1949. 24 Marzo El nuevo avión de 1949 hizo su primer despegue. Durante las pruebas de fábrica, se confirmaron las principales características especificadas. La velocidad máxima fue 931 km / h, la altura máxima de vuelo 11000 m y el rango - 2395 km. La máquina Tupolev ganó la altura de 5000 en minutos de 5,8, tres veces más rápido que el Tu-4. El bombardero en serie Il-28 con motores similares e igual carga de combate "82 Aircraft" superó la velocidad máxima en 100 km / h, en la tasa de ascenso, en 22%, aunque algo inferior en las cualidades de despegue y aterrizaje, con una gran duración de carrera. El rango de vuelo de los ochenta segundos y el IL-28 fue casi el mismo.
Por toda su novedad (vale la pena recordar que el ala barrida para vehículos pesados en nuestro país se creó por primera vez) durante la prueba del bombardero no fue necesario realizar modificaciones serias en el diseño. Además, el diseño de la máquina ha sido probado para la construcción en serie. "Ochenta y dos" confirmó sus cualidades en caso de un incidente de emergencia que le sucedió durante uno de sus vuelos. El avión a baja altitud golpeó la charla y fue dañado por uno de los motores, que casi se cayó del soporte del motor. Sin embargo, el piloto pudo regresar al aeródromo en el motor restante y sentarse normalmente.
El destino de la aeronave 82 fue breve: al final del programa de prueba, el automóvil quedó suspendido y el desarrollo de su “versión de combate”, que se estaba preparando para la producción en serie, se redujo. Este bombardero, creado bajo la designación de "avión 83", era un modelo ampliado con un fuselaje alargado equipado con una unidad superior de rifle de dos cañones y una mira de bombardero de radar PSBN, para la cual el operador de radio fue introducido a la tripulación. Otra opción para que el equipo de la aeronave garantice los bombardeos durante todo el tiempo en ausencia de visibilidad terrestre fue la instalación del sistema de radionavegación Rym-S utilizado para lanzar un avión de combate en el objetivo.
Todo el trabajo en este bombardero se suspendió al final de 1949, porque la Fuerza Aérea estaba completamente satisfecha con la reciente serie a gran escala Il-28, y no expresó mucho interés en el nuevo avión con características ligeramente diferentes. Sin embargo, el desarrollo de la aeronave 82 brindó una experiencia invaluable en la creación de un bombardero de ala ancha, que predeterminó en gran medida el éxito futuro del Tu-16. Vale la pena recordar que fue la primera máquina pesada soviética con un motor a reacción y alas barridas, que permitió en condiciones reales estudiar el comportamiento del ala con un barrido a velocidades de más de 900 km / h. "Ochenta segundos" bien pasaron las pruebas de fábrica. Este automóvil pertenecía a la clase de un bombardero a reacción de primera línea y en muchos aspectos fue una continuación del trabajo anterior de Tupolev Design Bureau en máquinas de la misma clase "73" y "78".
El siguiente proyecto, que se desarrolló bajo el código "aeronave 486", ya era un bombardero de "categoría de peso medio", calculado a una distancia de hasta 4000 km. También se creó sobre la base del "avión 73", que planeaban equipar con un ala en forma de flecha y dos TRD más con mucho más empuje. Los cálculos mostraron que para obtener un rendimiento de vuelo decente, era necesario proporcionar características de tracción dos veces más altas que las anteriores. El cálculo se realizó en los motores AM-TKRD-300 (AM-02) creados por el motor OKB-02, que proporcionaría el empuje estático total 9560 kgf, casi el doble que el "73", que tenía tres motores 5600 kgf. Es pertinente señalar que la decisión en sí misma sobre la introducción de un ala en forma de flecha fue el resultado de la alta relación de empuje a peso de la aeronave, cuyo uso racional ya no se proporcionó con el ala recta, ya que el automóvil entró en la zona de números de Mach críticos.
El estudio preliminar del proyecto mostró que el avión inevitablemente agregará peso. Las razones de esto fueron el mayor consumo de combustible de los potentes motores, que, dado el logro del rango requerido, era alcanzar 10-12 t, así como la necesidad de cumplir con los mayores requisitos de resistencia estructural, respectivamente, a altas velocidades. La velocidad máxima se estableció igual a 1020 km / h, el rango con una tonelada de bombas fue 3500-4000 km, la distancia de despegue estimada de la máquina más pesada fue 1700 m. Se determinó que el peso del avión vacío era 18,5 t, el peso de despegue fue 31,5 t.
El proyecto parecía una especie de compilación, conservando el antiguo fuselaje del "avión 73" con la nueva unidad de ala y cola. El ala del “plano 486” generalmente repitió el ala del “plano 82” mientras mantenía el barrido del 35 °, pero para lograr las características deseadas, el alargamiento aumentó a 8,15. El nuevo avión creció en tamaño, lo que causó un aumento correspondiente en el área de la cola, el tren de aterrizaje se intensificó, lo que consiguió ruedas gemelas en el puntal de la nariz. El armamento defensivo consistió en una pistola fija HP-23 para disparar hacia adelante con municiones 180, instalación en popa con un par de pistolas G-20, unidades superiores e inferiores equipadas con armas gemelas de los mismos modelos con munición general de municiones 1200. La composición de la carga de bombas podría incluir bombas de diferentes calibres de hasta tres toneladas.
El trabajo en el "avión 486" se completó en la etapa de diseño preliminar. Los diseñadores se dieron cuenta de la inutilidad del "hodgepodge", un esquema que combina una nueva ala progresiva con los agregados de los modelos anteriores. En cambio, al comienzo de 1949, comenzaron a diseñar un bombardero de largo alcance en toda regla con el código "avión 86". La aparición de la futura máquina ha sufrido una serie de transformaciones significativas. Inicialmente, se consideró la posibilidad de modificación de los ortoptera Tu-14 equipados con motores AM-02. Sin embargo, la purga llevada a cabo en TsAGI condujo a un "cambio de rumbo" a favor de un esquema de ala barrida más prometedor. El coche iba más y más lejos del prototipo. Inicialmente, se planeó alcanzar el peso vacío de la aeronave igual a 21,7 t, y el peso de recarga 36,0 t. La reserva de combustible aumentó a 17,2 t, la carga máxima de bomba aumentó a 6000 kg, y la carga normal se duplicó a 2000 kg. La velocidad máxima se estableció igual a 980 km / h, el techo 13400 m, el rango con 2 toneladas de bombas - 4000 km.
El avión era más grande que la muestra anterior, con un diámetro y una longitud más grandes del fuselaje con un compartimiento de bomba aumentado. Su característica destacada fue la cabina empotrada de la linterna en lugar de la antigua tapa en forma de gota que sobresale. El motivo fue el deseo de reducir la resistencia, teniendo en cuenta las consideraciones de diseño: de acuerdo con los requisitos de mayor alcance, la tripulación aumentó a expensas del segundo piloto. El orador era solo un operador de radio blister, desde donde controlaba los disparos desde la parte superior de la instalación con un par de HP-23. Otro par de armas del mismo calibre estaba ubicado en la instalación de popa. Una pistola incorporada en la nariz de la aeronave estaba destinada a disparar por delante.
Mientras tanto, la investigación continuó para determinar los parámetros óptimos del ala barrida para una aeronave del tipo que se está creando: un bombardero a reacción bimotor con un peso de despegue del orden de 40 t. Según los cálculos, se puede lograr un aumento en el rango de la muestra original al extender el ala a 156, y al aumentar el área a 10 cuadrado. m. En consecuencia, se decidió revisar el diseño original del "avión 100", con un cambio en el tamaño y el área del ala, aumentando la longitud del fuselaje y la capacidad de combustible. Según el nuevo proyecto, el rango de vuelo con una carga de bombas en 86 toneladas aumentó a 2 km, otras características se mantuvieron sin cambios. Además, se cambió la forma de la nariz, que se convirtió en una forma algo puntiaguda y se incrementó el número de tanques de combustible en el fuselaje. Si en proyectos anteriores fue difícil ver las características del futuro Tu-4750, entonces el diseño de la nueva versión, y todos los perfiles generales del fuselaje en general, se han vuelto similares al aspecto habitual de este bombardero de largo alcance. El estudio detallado de las cabinas, las armas y el equipo del dispositivo fue útil en el futuro, prácticamente sin cambios implementado en el diseño del Tu-16.
Sin embargo, el resultado general no fue feliz: con estos requisitos, era imposible proporcionar la dimensión especificada. La práctica del diseño dictaba sus propias leyes: los motores turbofan existentes se distinguían por un alto consumo de combustible, y el logro de las velocidades deseadas iba acompañado de un aumento aún mayor del consumo. Proporcionado para el borrador de TRD AM-02 en modo de vuelo de crucero durante una hora, consumió casi ocho toneladas de combustible, para garantizar que un rango determinado de su stock fuera de varias decenas de toneladas. Para cumplir con las condiciones, era necesario aumentar las dimensiones y el peso de la máquina, pero el bombardero más pesado tenía que estar equipado con motores 1,5-2 con un empuje más grande. Como resultado, el trabajo en esta versión de los "ochenta y seis" se suspendió en la etapa de diseño preliminar.
Otro problema fue la falta de motores eficientes que requieren empuje. En ese momento, lo más realista en las dimensiones requeridas era el desarrollo de TRD por OKB-300 A. A. Mikulin y OKB-165 A. M. Cradles, pero todavía no alcanzaban el nivel requerido de rendimiento y confiabilidad. El motor de avión AM-300 creado por OKB-02 resultó ser un típico “primer panqueque” con muchos problemas. A.M. Mikulin inicialmente estableció el listón alto, asumiendo la creación de un súper poderoso, para esos tiempos TRD (recuerde que los motores VK-1 soviéticos más poderosos, que en ese momento estaban en producción, desarrollaron el empuje máximo de 2700 kgf). Siendo uno de nuestros diseñadores de motores de aeronaves más experimentados y talentosos, Mikulin también tenía excelentes habilidades de organización con un sentido real para las personas capaces. Su asistente más cercano fue B. S. Stechkin, un conocido teórico del motor y calculadora de fama mundial, que posee amplios conocimientos en termodinámica, dinámica de gases y problemas de resistencia. El tándem de un diseñador competente y un científico teórico talentoso resultó ser muy productivo.
El motor AM-TRD-02 era un TRD con un compresor axial de nueve etapas que ofrece una relación de compresión de cinco y un caudal de aire de 75 kg / s con una cámara de combustión tubular-anular, que estaba equipada con un contraflujo y una turbina de una etapa para reducir el peso y el tamaño. El empuje máximo de AM-TRD-02 fue 4250 kgf, el nominal de 3850 kgf, el consumo de combustible específico en el modo nominal no fue superior a 1,02 kg / kg.hour.
Como alternativa, se consideró el motor TR-165 desarrollado en OKB-3 con el empuje máximo en 4500 kgf. A.M. Cradle fue un pionero en el desarrollo de motores domésticos de turbinas de gas, proporcionando su primer proyecto de TRD incluso antes de la guerra. En el período de posguerra, el trabajo de su equipo de diseño continuó en un departamento especial de motores turborreactores del instituto de investigación científica del Comisariado Popular de la Industria de la Aviación, y de 1948 del año se transformó en el recién formado OKB-165. El motor TR-3 creado por él (AL-3) se distinguió por un diseño avanzado, pero el porcentaje de novedad tuvo un inconveniente: el rendimiento del diseño "en bruto" fue extremadamente débil, y el recurso inicialmente ascendió a solo 50 horas. Parte de los problemas se resolvieron en una versión modificada del TR-ZA (AL-5), calculada en un deseo de cinco toneladas. Era un compresor TRD axial de siete etapas, una cámara de combustión anular con quemadores de vórtice 24, una turbina de una etapa y una boquilla cónica rígida. Un grado suficiente de rendimiento del motor nos permitió contar con su producción en serie.
Bajo estos prometedores motores de turborreactores, se lanzó el diseño de una nueva versión del bombardero llamada "avión 87". Con la excepción de la central eléctrica modificada, el nuevo proyecto prácticamente no fue diferente de la muestra anterior. El proyecto de diseño de la máquina se completó en julio del 1949 del año, pero no se realizaron más trabajos.
Otro proyecto fue el avión 491 desarrollado por el equipo del proyecto de B. M. Kondorsky. Esta máquina era una versión del "avión 86", diseñada para una alta velocidad de vuelo, para la cual el empuje AM-02 o TP-3 era suficiente con un margen. A diferencia de los proyectos anteriores, el barrido del ala se incrementó a 491 ° en el “avión 45”, de lo contrario, la aeronave no sufrió ningún cambio significativo. La aeronave se calculó para alcanzar una velocidad máxima de hasta 1085 km / h, el rango con una carga de bomba en 2000 kg de bombas fue 5000 km. Pero este proyecto también se cerró en la etapa de la propuesta técnica debido al escaso conocimiento del ala de barrido sobre 37 °. Tupolev, fiel a su principio, mostró un "conservadurismo saludable" y no tomó riesgos debido al aumento esperado de varias decenas de kilómetros por hora. Esta dirección se pospuso para el futuro cuando surge la pregunta sobre el logro de velocidades de vuelo supersónicas por parte de los bombarderos. Hasta ahora, se ha dado preferencia a "tit in hands", un ala suficientemente aerodinámica y constructivamente desarrollada con un barrido 35 °.
En el otoño de 1949, la Fuerza Aérea emitió una orden oficial para crear un nuevo bombardero a reacción de largo alcance para dos motores turborreactores diseñados por la oficina de diseño A.Lülki, AL-5 con empuje de despegue igual a 5000 kgf. Se emitió la correspondiente resolución del Consejo de Ministros sobre un nuevo bombardero, según la cual el desarrollo de un nuevo automóvil fue confiado a OKB-240 S.V. Ilyushin. El motivo principal de esta decisión fue el éxito del bombardero de primera línea IL-28 y su victoria real en una competición no oficial con Tupolev Tu-14. Teniendo en cuenta el breve período que se lanzó para el diseño y fabricación del prototipo de avión, llamado IL-46, y la ausencia en OKB-240 de la experiencia de refinamiento de vuelo y prueba de aviones pesados con alas barridas (desarrollado en OKB-240, un bombardero experimentado con un ala similar -30 realizó solo unas pocas pistas). SV Ilyushin tomó una decisión razonable para crear dos prototipos. Uno de ellos, IL-46 con un ala recta, generalmente siguió el esquema de IL-28, y el segundo, IL-46, equipado con un ala barrida.
La experimentada ortoptera Il-46 estaba lista para las pruebas de vuelo para el 1952 de primavera del año. Pasó la etapa de pruebas de fábrica sin ningún problema y se dirigió al estado, durante el cual confirmó el cumplimiento de la performance de vuelo con lo especificado. Todo estaba bien para la máquina Ilyushin, el avión podía transferirse para desarrollo en serie, o era posible proceder a la construcción de un IL-46 con un ala barrida en perspectiva. Pero resultó que un bombardero de largo alcance con un ala similar ya estaba volando, y fue creado por la iniciativa A. N. Tupolev. Al mismo tiempo, la máquina Tupolev, que tiene el nombre interno "88", ya ha demostrado, en las pruebas de fábrica, una velocidad máxima de más de 1000 km / h, que superó significativamente la que estableció la tarea. El gobierno del país decide transferir a la producción en serie del "ochenta y ocho" y dejar de trabajar en IL-46, incluida su variante en forma de flecha. OKB A. N. Tupolev logró vengarse del Tu-14, creando el Tu-16 para el país, superando su tiempo durante varios años por las características y soluciones técnicas y convirtiéndose en una de las obras maestras reconocidas de la fabricación de aviones nacionales y globales.
Fuentes:
Rigmant V, cómo se creó Tu-16. Sobre los predecesores del gran avión // Alas de la Madre Patria. 2002. No.5. C. 18-25.
Markovskiy V., Prikhodchenko I. El portador de misiles Tu-16. El triunfo de la industria de la aviación soviética. M .: Yauza, 2015. C.174-191.
Rigmant V. Tu-16. Nacimiento de un hígado largo // Aviación y cosmonauta. 2002. No.5. C. 20-28.
Gordon E, Kudryavtsev V., Rigmant V. Legendario Tu-16 // Aviación y tiempo. 2001. No.1. C.4-24.
Gordon E, Kudryavtsev V., Rigmant V. Legendario Tu-16 // Aviación y tiempo. 2001. No.2. C.4-22.
Yakubovich N, Artemyev A. Tupolev Tu-16. Bombardero de largo alcance y portador de misiles. M .: AST, 2001. C.12-34, 48-97, 111-122.
- Ingeniero tecnico
- Obra maestra reactiva de S.V. Ilyushin.
El difícil destino del Tu-14..
TU-95. De la historia del "oso ruso".
información