Скубачевский с группой студентов и аспирантов проработал три варианта компановки 24-цилиндрового двигателя: Х-образный, Н-образный и своебразную четырехрядную звезду с шестью цилиндрами в каждом ряду. Последний получился самым удачным: диаметр составлял всего 1065 мм, как у М-11. Предполагалось, что для повышения высотности будет использован трехскоростной центробежный нагнетатель, а КПД силовой установки поднимут винты противовращения.
В июле 1939 г. появилось постановление правительства о проектировании двигателя, получившего название М-250. При МАИ из студентов, аспирантов и сотрудников ЦИАМ создали специальное КБ-2. Привлекли и преподавателей с различных кафедр института. КБ-2 руководил сперва В.И. Тарасов, затем Г.С. Скубачевский. Проект был готов в срок – к 1 апреля 1940 г. Принимала его Государственная комиссия во главе с начальником НИИ ВВС А.И. Филиным, которая решила изготовить опытный образец на заводе № 16 в Воронеже. Из-за загрузки завода серийным производством мотор собрали только в июне 1941 г. Первый запуск провели 22 июня, сразу же после известной речи Молотова. Испытания прошли успешно. М-250 развивал взлетную мощность 2500 л. с.
Однако с началом войны КБ-2 расформировали, а доводку нового двигателя поручили заводу № 16, затем из-за приближения фронта – Уфимскому заводу и, наконец, в 1942 г. – Рыбинскому, где главным конструктором назначили В.А. Добрынина. В 1944-45 гг. изготовили опытную партию М-250. Сложная кинематическая схема привела к проблемам с балансировкой подвижных частей: возникали сильные крутильные колебания.
ХАРАКТЕРИСТИКИ БОМБАРДИРОВЩИКОВ «80» И «85»
Тип самолета «80» «85»
Год выпуска 1949 1951
Экипаж, чел. 11 12
Размах крыла, м 43,45 56,00
Длина самолета, м 34,32 39,31
Площадь крыла, м 2 167,00 273,90
Масса пустого, кг – 54 711
Нормальная взлетная масса, кг – 76 000
Максимальная взлетная масса, кг 51 500 107 292
Масса топлива и масла, кг – 48 600
Тип двигателя АШ-73ТКФН ВД4К
Мощность двигателя, л. е.:
максимальная 4 х 2000 4 х 3800
взлетная 4 х 2400 4x4300
Максимальная скорость, км/ч:
у земли 428 545
на высоте 10 000 м 545 638
Посадочная скорость, км/ч – 185
Практический потолок, м – 11 700
Практическая дальность, км 7000 12 000
Длина разбега, м 1200 1640
Длина пробега, м 505 1500
В 1946 г. Добрынин получил задание на проектирование двигателя со взлетной мощностью 3500 л. с. В нем он использовал схему и ряд агрегатов М-250, устранив многие недостатки последнего. Кроме приводного нагнетателя, новый мотор, названный ВД-ЗТК, теперь имел два турбокомпрессора, существенно поднявших высотные характеристики. В октябре 1948 г. ВД-ЗТК прошел государственные стендовые испытания, а в 1950 г. – летные на Ty-4JIJI. Однако серийно ВД-ЗТК не строился, так как к этому времени и его мощность сочли недостаточной.
В сентябре 1949 г. было выдано задание уже на мотор со взлетной мощностью 4300 л. с. и удельным расходом топлива 165 г/л. с. ч., то есть как раз под параметры самолета «85». Для достижения этой цели конструкторам пришлось выжать все резервы: между рядами цилиндров поставили три импульсных турбины, турбокомпрессоры оснастили регулируемыми соплами. Мотор форсировали по наддуву и оборотам, смонтировали систему впрыска водоспиртовой смеси, разработали сложнейшую схему регулирования всех агрегатов силовой установки. Первый образец ВД-4К изготовили в январе 1950 г., а в середине 1951 г. он успешно прошел государственные испытания.
Таким образом, «85» получил силовую установку, полностью соответствовавшую замыслам конструкторов самолета. Моторы вращали огромные четырехло- пастные флюгерно-реверсивные винты АВ-48. Конструкция фюзеляжа в целом повторяла «80», но все габариты были увеличены. Шасси трехопорное: все стойки несли спаренные колеса. Передние тормозов не имели, а на основных стойках все колеса были тормозные. На всякий случай предусмотрели и хвостовую опору в виде пяты. Выпускались колеса с электроприводом или аварийно-ручными лебедками.
Интересно, что управление самолетом сохранили жесткого типа (с системой тросов и качалок), без гидроусилителей. Триммеры и закрылки приводились в действие электромеханизмами. Для предотвращения обледенения в полете носки крыла и хвостового оперения, лобовые части моторных капотов у воздухозаборников, стекла кабины экипажа обогревались электричеством. Винты имели жидкостную про- тивообледенительную систему. «85» должен был иметь самое современное из имевшегося тогда в нашей стране оборудования: радиостанции 1РСБ-70, РСБ-Д и РСИУ-3, переговорное устройство СПУ-14, радиовысотомеры РВ-2 и РВ-10, радиокомпас АРК-5, самолетную часть навигационной системы «Меридиан», систему слепой посадки «Материк», панорамную РЛС «Рубидий» М-85, сопряженную через приставку «Цезий» с оптическим бомбардировочным прицелом ОПБ-5СР.
Для контроля результатов бомбометания и плановой аэрофотосъемки «85» мог нести фотоаппарат АФА-8А.40, а также АФА-33.50, АФА-33.75 или АФА-33.100, а для ночной съемки – НАФА-ЗС/50.
Было построено два опытных самолета «85». Первый из них поднялся в воздух 9 января 1951 г. Испытания в целом подтвердили расчетные характеристики бомбардировщика. Было принято решение о внедрении его в серийное производство, но в 1951 г. все работы по программе прекратились: война в Корее со всей очевидностью продемонстрировала бесперспективность развития стратегических бомбардировщиков с поршневыми двигателями. Все усилия ОКБ А.Н. Туполева были переориентированы на создание более скоростного и высотного турбовинтового самолета «95», в конструкции которого предполагалось реализовать многие технические решения, впервые отработанные на бомбардировщике «85».
Дальний бомбардировщик
Ту-16 (вид спереди)
Новую эпоху в российской дальней авиации открыл самолет Ту-16 – первый советский дальний бомбардировщик с ТРД и второй в мире серийный самолет этого класса.
Работы по проектированию реактивной машины, предназначенной для замены поршневого самолета Ту-4, были развернуты в ОКБ А.Н. Туполева в 1948 г. Первоначально они носили инициативный характер и опирались на предварительные теоретические исследования, проведенные в ОКБ и ЦАГИ, по формированию облика тяжелых боевых самолетов с ТРД и стреловидными крыльями большого удлинения (следует заметить, что эти работы, в отличие от аэродинамических центров США и Великобри тании, велись ЦАГИ самостоятельно, без использования трофейных германских материалов, которых к моменту начала работ по созданию бомбардировщика еще не было в распоряжении советских специалистов).
В начале 1948 г. в бригаде проектов туполевской фирмы завершили сугубо прикладную работу «Исследование летных характеристик тяжелых реактивных самолетов со стреловидным крылом», в которой рассматривались возможные варианты решения задачи создания реактивного бомбардировщика со скоростью, приближающейся к 1000 км/ч, и бомбовой нагрузкой 6000 кг, имеющего вооружение и экипаж как у самолета Ту-4.
Следующим шагом стала работа ОКБ по исследованию влияния площади и удлинения крыла на летные характеристики самолета со стреловидным крылом, завершенная в феврале 1949 г. В ней рассматривались гипотетические проекты тяжелых самолетов взлетной массой до 35 т, площадью крыла в диапазоне от 60 до 120 м2 и различными значениями удлинения крыла. Изучалось влияние этих параметров и их сочетаний на дальность полета, длину разбега, скоростные и другие летные характеристики самолета. Параллельно шли практические работы по исследованию стреловидных крыльев применительно к тяжелым реактивным самолетам.
Схема самолета Ту-16
В короткий срок в ОКБ был создан проект экспериментального бомбардировщика – самолет «82» с двумя реактивными двигателями РД-45Ф или ВК-1. Самолет предназначался для получения больших, близких к звуковым, скоростей полета, соответствующих М=0,9-0,95.
За основу была взята конструкция самолета «73» – проекта бомбардировщика с прямым крылом, прорабатывавшегося в ОКБ А.Н. Туполева. Основное отличие было в применении стреловидного крыла с углом стреловидности 34° 18'. Крыло набиралось из симметричных профилей типа 12-0-35 по центроплану и профилей СР-1-12 по внешней части крыла. Конструктивно оно имело двухлонжеронную кессонную конструкцию.
Горизонтальное и вертикальное оперения также были стреловидными (угол по передней кромке – 40°).
В проекте «82» предполагалось использование и другого новшества того времени – гидроусилителей в каналах управления самолетом. Однако в ходе постройки опытного экземпляра, ввиду низкой эксплуатационной надежности, от этих устройств отказались, оставив лишь жесткое механическое управление.
Проект самолета «82» был рассмотрен заказчиком – ВВС, после чего в июле 1948 г. вышло постановление Совета Министров СССР о постройке экспериментального реактивного бомбардировщика под обозначением Ту-22 (второй самолет ОКБ А.Н. Туполева с этим обозначением; ранее, в 1947 г., велись работы по проекту высотного разведчика Ту-22 – самолету «74»).
