Внедрение реактивной и турбовинтовой техники в 1960-70-е

В 1956 г. был принят государственный план развития народного хозяйства страны на очередное пятилетие (1956 – 1960 гг.). Перед воздушным транспортом ставились ответственные задачи: в течение пяти лет увеличить грузооборот в 2 раза и объем пассажирских перевозок в 3,8 раза. Для решения этих задач необходимо было обеспечить среднегодовой прирост грузооборота на 25%, а перевозки пассажиров на 30%.

Именно в этот период на магистральных воздушных линиях были внедрены реактивный самолет Ту-104, турбовинтовые – Ту-114, Ил-18, Ан-10, созданы вертолеты Ми-6 и Ка-18. У каждой из этих замечательных машин была своя предыстория и яркая история.

Уже в годы второй мировой войны при создании новых скоростных бое­вых самолетов выяснилась невозможность дальнейшего совершенствования винтомоторной группы самолетов. Расчеты показали, что создать самолет-истребитель с поршневым двигателем скоростью 1000 км/ч практически невозможно. Из-за резкого возрастания массы двигателя взлетная масса самолета-истребителя стала бы такой же, как у бомбардировщика.

  К концу второй мировой войны были cпроектированы и испытаны все 3 типа газотурбинных двигателей, ставших господствующими силовыми установками военной и гражданской авиации второй половины ХХ в.: турбореактивные (ТРД), турбовинтовые (ТВД), двухконтурные турбореактивные (ТРДД). А опыт создания в середине 40-х годов первых серийных реактивных истребителей доказал, что для при­ближения скорости полета к скорости звука недостаточно увеличения тяги дви­гателя, а необходимо также снижение лобового сопротивления путем примене­ния крыла тонкого профиля и крыла стреловидной формы.

Реактивный двигатель входил в советскую гражданскую авиацию (как, впрочем, и в США) через военную технику. И в СССР, и в США первые реак­тивные пассажирские самолеты были созданы на основе хорошо зарекомендо­вавших себя в эксплуатации боевых реактивных самолетов: в СССР – на основе дальнего бомбардировщика Ту-16, а в США – на основе военно-транспортного самолета фирмы «Боинг».

В 1955 г. ОКБ А.Н. Туполева на базе реактивного бомбардировщика Ту-16 создало пассажирский авиалайнер Ту-104. По схеме Ту-104, как и его военный прототип Ту-16, представлял собой среднеплан со стреловидным крылом и оперением, с двумя турбореактивными двигателями мощностью по 9700 кг, расположенными в корневой части крыла, по бокам фюзеляжа. Герметическая кабина вмещала 50 пассажиров и позволяла совершать полёт на высотах до 11 500 м с крейсерской скоростью 850 км/ч.

Первый прилет Ту-104 в Лондон весной 1956 г. стал мировой сенсацией. На Западе признали, что наша страна существенно опередила развитые капиталистические страны в новом деле внедрения реактивной техники в гражданскую авиацию: первый полет первого советского реактивного самоле-та Ту-104 состоялся в июле 1955 г., а американского авиалайнера «Боинг-707» – в декабре 1957 г. Регулярные перевозки пассажиров на самолете Ту-104 начались в Советском Союзе в 1956 г., а в США на самолете «Боинг-707» – с 1958 г. Регулярная эксплуатация английского реактивного пассажирского самолета «Комета-4» началась в октябре 1958 г., а французской «Каравеллы» – с мая 1959 г. На всемирной выставке в Брюсселе в 1958 г. самолету Ту-104 была присуждена золотая медаль.

Несмотря на трудность превращения бомбардировщика в пассажирскую машину, Ту-104 удался, особенно после того, как число пассажиров было уве­личено до 100. В стоместном варианте самолёт Ту-104Б мог совершать беспо­садочные рейсы на дальность 3100 км. В варианте Ту-104Е на борту уже раз­мещалось 122 пассажира. На этом самолете и его модификациях в те годы ус­тановлено 26 мировых рекордов.

В 1953 г. поднялся в воздух советский транспортный турбовинтовой само­лёт Ан-8, созданный в ОКБ под руководством О.К. Антонова. С 1955 г. он вы­пускался серийно. Это был самолет принципиально новой схемы, с большим фюзеляжем, что характерно для машин этого ОКБ. Высокоплан с двумя ТВД обладал грузоподъёмностью 11 тонн. С постройкой Ан-8 была решена сложная задача – воздушное десантирование крупногабаритной техники. Когда этот са­молет находился уже в серийном производстве, самолет подобной схемы был построен во Франции и в Италии.

В середине 50-х годов О.К.Антонов начал разрабатывать универсальный гражданский самолет, на базе которого предполагалось иметь пассажирский и транспортный варианты с максимальной унификацией агрегатов. В результате были созданы турбореактивные самолеты Ан-10 – пассажирский, а вслед за ним Ан-12 – грузовой. По схеме, расположению крыла и силовой установке они были идентичными и отличались лишь внутренним оборудованием.

Прототип серийного пассажирского самолета Ан-10 под названием «Ук­раина» совершил свой первый полет весной 1957 г. Это был высокоплан с рас­положенными на крыле четырьмя ТВД мощностью по 4000 л.с. Самолет имел многоколесное шасси особого типа, что позволяло эксплуатировать машину в условиях грунтовых аэродромов. В связи с очень мощной механизацией крыла этому самолету не требовалось большой длины взлетно-посадочной полосы. Он мог перевозить 84 пассажира с крейсерской скоростью 650 км/ч. Макси­мальная скорость полета 750 км/ч, высота 8000 м.

Почти одновременно с созданием Ан-10 был разработан пассажирский самолет Ил-18 в ОКБ С.В. Ильюшина. В отличие от Ан-10 это был низкоплан с теми же четырьмя ТВД. Крыло было прямым, не стреловидным. Оно отлича­лось высокой степенью механизации. Это позволяло садиться и взлетать с взлетно-посадочных полос и аэродромов ограниченных размеров.

Турбовинтовые двигатели мощностью по 4000 л.с. попарно размещались на крыле. В отличие от поршневых двигателей, у которых сила тяги изменялась путем увеличения или уменьшения оборотов в минуту, или частоты вращения, у турбовинтовых двигателей частота вращения постоянная, а сила тяги изменяется поворотом лопастей воздушного винта, или его шагом. При этом система поворота лопастей должна быть абсолютно надежной, поскольку ее отказ может создать обратную, или отрицательную, тягу. На самолете Ил-18 и был отработан именно такой надежный автомат тяги.

Тяга двигателей выбиралась так, чтобы при отказе одного из них самолет с нагрузкой мог взлететь на 3 двигателях. Если в воздухе происходил отказ сразу 2 двигателей, самолет мог продолжать полет со снижением до ближай­шего аэродрома. Аэродинамика и компоновка крыла обеспечивали высокие скоростные характеристики и хорошую устойчивость. Целый ряд принципи­ально новых конструктивных решений обеспечивал безопасность полета и на­дежность действия самолетного оборудования. Машина могла эксплуатиро­ваться не менее 20 лет.

Турбовинтовые пассажирские самолеты Ил-18 и Ан-10 отличались эконо­мичностью. Расход топлива на один тонно-километр этих самолетов оказался в 4 – 4,5 раза меньше, чем у самолетов с ТРД типа Ту-104, хотя и при меньшей крейсерской скорости.

сверхдальним самолетом стал созданный в 1957 г. пассажирский самолет Ту-114. Существовавшие в то время турбореак­тивные двигатели не обеспечивали задачи, поставленные перед авиаконструк­торами: перевозить в Америку 160 пассажиров. Поэтому А. Н. Туполев остано­вил свой выбор на турбовинтовом двигателе. Самолет Ту-114 стал развитием межконтинен­тального ракетоносца Ту-95, появившегося пятью годами раньше.

Авиалайнер Ту-114 имел впечатляющие размеры: фюзеляж диаметром 4,2 м и длиной 54 м. Размах крыла подходил к 50 м, а верхушка киля поднималась на 15 м. Четыре ТВД мощностью по 15 тыс. л.с. с двумя соосно вращающимися 4-лопастными винтами располагались на крыле по два с каждой стороны фюзеляжа. В то время Ту-114 был самым большим самолетом в мире. В обычном варианте при взлетной массе 175 тонн и дальности полета 7000 км он мог брать на борт 170 пассажиров, а при работе на менее протяженных линиях до 220 человек. Максимальная дальность полета 9000 км, потолок – 10 км.

Первым ТРДД, доведенным к 1960 г. до серийного производства, стал дви­гатель созданный под руководством П.А. Соловьева. Этот двигатель был уста­новлен на пассажирском самолете Ту-124.

Весной 1960 г. поднялся в воздух самолет Ту-124. К тому времени крупных самолетов в Аэрофлоте было достаточно. Завоевали заслуженную славу Ту-104, дальний Ил-18 и неприхотливый Ан-10. В чем Аэрофлот тогда испытывал нужду, так это в небольшой скоростной реактивной машине для линий средней протяженности. На них монопольное положение пока занимали тихоходные Ли-2 и Ил-14.

Существенным недостатком Ту-124 была невысокая пассажировместимость. Когда Ту-124 появился на линиях, где раньше летали тихоходные самолеты, и сократил время полета в 3 раза, число людей, желающих воспользоваться скоростным авиатранспортом, начало стремительно расти.

Туполев, обдумывая, как лучше решить поставленную задачу, предложил сохранив конструкцию фюзеляжа, удлинить его на 2 метра; крыло несколько модифицировать, а новые двигатели перенести для уменьшения шума в отдель­ные мотогондолы к хвосту. Потребовалось иное, чем раньше, расположение хвостового оперения – горизонтальное оперение сверху киля. Смысл предложения Туполева заключался в том, что, сохраняя неизменной технологию почти всех агрегатов самолета и введя только новые мотогондолы и хвостовое оперение, серийный завод мог сравнительно безболезненно перейти к изготовлению Ту-134, как назвали этот самолет.

Первый полет Ту-134 состоялся в 1963 г. Но машина потребовала серьез­ной доводки. Поэтому на линии Аэрофлота Ту-134 вышел только в 1967 г. Пос­ле этого освоенные в серийном производстве Ту-134 стали самыми массовыми и надежными самолетами Аэрофлота.

Этот самолет первоначально вмещал 72 пассажира и способен был перево­зить их с крейсерской скоростью 850 км/ч. Дальность полета с коммерческой нагрузкой ─ 1900 – 3000 км. Придя в пункт назначения, когда аэродром закрыт облачностью почти до самой земли, Ту-134 мог совершить автоматический за­ход на посадку. Самолет строился в нескольких модификациях. На созданном в 1970 г. Ту-134А за счет удлинения фюзеляжа количество пассажирских мест увеличилось до 80. На самолете была смонтирована вспомогательная силовая установка для автономного запуска двигателей, наземного кондиционирования воздуха в пассажирской и пилотской кабинах, а также для подачи электроэнер­гии бортовым системам.

В 1960 г. ОКБ, возглавляемое С.В. Ильюшиным, получило от Аэрофлота тактико-технические требования на дальний магистральный самолет Ил-62. После изучения и анализа конструкций отечественных и зарубежных дальних магистральных самолетов Ильюшин выбрал схему самолета с расположением двигателей на хвостовой части фюзеляжа.

Такая схема позволяла получить своего рода «чистое» крыло с высоким аэродинамическим качеством и эффективной механизацией. Это, в свою оче­редь, обеспечивало высокие взлетно-посадочные характеристики самолета. Раз­мещение двигателей на пилонах в хвостовой части фюзеляжа позволяло установить их близко к продольной оси самолета. Отказ любого из двигателей не создавал больших моментов рыскания и не приводил к серьезному нарушению путевой устойчивости самолета.

На самолете устанавливались 4 ТРДД конструкции Н.Д. Кузнецова с тягой по 10500 кг. Они обладали резервом мощности, достаточным для взлета с од­ним отказавшим двигателем. В случае прерванного взлета реверсирование тяги двигателей обеспечивало остановку самолета в пределах ВПП. При отказе од­ного из двигателей на маршруте Ил-62 в состоянии закончить длительный по­лет без снижения на высоте 9000 м. С двумя неработающими двигателями са­молет мог продолжать полет на высоте 5000 м до ближайшего аэродрома.

Первый полет Ил-62 совершил в 1963 г. Регулярные полеты с пассажирами начались в 1967 г. из Москвы в Алма-Ату.

По мере совершенствования аэропортов и реконструкции ВПП для приема самолетов массой 165 тонн и более открывались полеты Ил-62по авиалиниям Москва – Магадан, Ленинград – Хабаровск, Хабаровск – Ташкент.

Самолет вмещал 168 пассажиров в варианте туристического класса и
186 человек в варианте экономического класса. Крейсерская скорость
850 – 900 км/ч. Дальность полета составляла 6700 км с максимальной коммерческой нагрузкой 23 тонны, а максимальная дальность при нагрузке 10 тонн достигала 9200 км. Это позволяло ему совершать регулярные рейсы в Мехико, Гавану, Монреаль, Нью-Йорк, Токио, Дели, Конакри.

Самолет Ил-62 без малого два десятилетия являлся флагманом Аэрофлота. Он был закуплен и эксплуатировался девятью зарубежными авиакомпаниями. Серийно выпускался в 1966 – 1973 гг.

          Реактивный самолет для местных воздушных линий создало ОКБ, возглав­ляемое А.С. Яковлевым. Новый самолет получил обозначение Як-40. Он был рассчитан на 24 пас­сажира. В качестве силовой установки на самолете применены 3 ТРДД конструкции В.А. Лотарева. Они были очень просты в производстве и эксплуатации и развивали тягу до 1500 кг каждый. Стремясь обеспечить комфорт для пасса­жиров, Яковлев разместил двигатели в хвостовой части фюзеляжа: два по бо­кам и один внутри фюзеляжа.

Свой первый испытательный полет Як-40 совершил в 1966 г., а в 1967 г. успешно прошел государственные испытания.

С 1968 г. самолет широко эксплуатировался в Аэрофлоте.

В 1965 г. транспортный самолет Ан-22 «Антей» совершил первый полет и отнял у Ту-114 славу самого большого в мире гражданского самолета. Взлетная масса «Антея» достигала 250 тонн. Это был, как и Ан-12, самолет с верхним расположением крыла, на котором располагались 4 ТВД конструкции Н.Д.Кузнецова по 15 тыс. л.с. Эти же двигатели стояли и на Ту-114. Они считались самыми мощными и самыми экономичными ТВД в мире.

Журналисты, поделив 80 тонн на 110 кг (стандартный вес пассажира с багажом), подсчитывали пассажирскую вместимость и состязались в придумыва­нии названий вроде «летающий пароход» или «воздушный поезд». Действи­тельно, в пассажирском варианте «Антей» смог бы взять на борт 720 человек – примерно столько, сколько перевозит дальний пассажирский железнодорожный состав.

Значение самолета Ан-22 для мировой авиации заключается в том, что именно «Антей» стал первым в мире широкофюзеляжным самолетом. Только после показа «Антея» в 1965 г. на Парижском авиасалоне ведущие иностранные фирмы, занимавшиеся созданием пассажирских и транспортных самолетов, такие как «Локхид», «Боинг», «Дуглас» и «Эрбас Индастри», приступили к созданию широкофюзеляжных самолетов.