Николай Бодрихин - Туполев

Одним из первых в СССР к разработке бомбардировщика со стреловидным крылом и оперением приступило ОКБ А. Н. Туполева, где спроектировали, построили и испытали на стендах конструктивные модели крыльев различной стреловидности и жесткости. Для прочнистов особую сложность составлял расчет корневой части крыла, в которой при выбранной двухлонжеронной схеме передний лонжерон оказывался длиннее заднего и был более нагружен. Для изучения поведения данной конструкции в ОКБ были разработаны оригинальные методики исследований, давшие большой эффект при изучении нагружений конструкций скоростных самолетов. В частности, прочнисты во главе с А. М. Черемухиным детально изучали распределение силовых потоков в кессонах центроплана и консолях крыла в ОКБ с применением масштабных моделей. По результатам испытаний моделей разработали инженерную методику расчета стреловидного крыла и оперения. К этой работе активно привлекали специалистов ЦАГИ — С. Н. Кана, И. А. Свердлова, В. Ф. Киселева и других, много сделавших для развития теории и практики проектирования стреловидных крыльев. Таким образом, к началу рабочего проектирования первых самолетов со стреловидным крылом в ОКБ имелись теоретический задел по силовой работе конструкций таких крыльев и готовые методики их расчета.

В самом ЦАГИ к активным работам по скоростным самолетам со стреловидными, ромбовидными и треугольными крыльями приступили сразу же после окончания войны, во многом опираясь на работы германских ученых, значительно продвинувшихся в этой области. Исследования по скоростным стреловидным крыльям в ЦАГИ возглавлял академик В. В. Струминский. В ходе исследований ЦАГИ большое внимание обращалось на стреловидные крылья для дальних самолетов-носителей, а также на вопросы их общей аэродинамической компоновки, так как задача создания этих самолетов являлась одной из приоритетных. Трудности разработки компоновки самолетов этого типа заключались, во-первых, в необходимости получения высокого аэродинамического качества на больших дозвуковых скоростях — от этого во многом зависела дальность полета, во-вторых, в оптимизации размещения нескольких двигателей для создания необходимой тяги и, в-третьих, в необходимости обеспечения приемлемых взлетно-посадочных характеристик при увеличенной нагрузке на крыло.

В апреле 1948 года Г. А. Черемухиным в бригаде проектов ОКБ подготавливается обобщающий материал по теме «Исследование летных характеристик тяжелых реактивных самолетов со стреловидным крылом». Рассматривались тяжелые машины с 35-градусным стреловидным крылом, с полетными массами от 80 до 160 тонн, с суммарными тягами силовых установок от 12000 до 24000 кгс. Диапазон исследований охватывал машины от бомбардировщика средней дальности до межконтинентальной стратегической.

Проведенный анализ показал, что обеспечить необходимые дальности полета возможно только с принятием максимальных массогабаритных параметров и использованием двигателей сравнительно небольшой тяги. По этому пути во время Второй мировой войны пошли немцы, проектируя свои реактивные бомбардировщики, по нему же пошли американцы, построив в 1947 году шестидвигательный В-47. В СССР решено было создавать дальние самолеты-носители с двумя — четырьмя турбореактивными двигателями повышенной тяги.

В ОКБ над новой скоростной машиной работали в двух направлениях. Прежде всего в реальном полете на тяжелом самолете проверяли стреловидное крыло, для чего построили экспериментальный самолет «82». Одновременно модификации самолета Ту-14 прорабатывались под двигатели с увеличенной тягой, при увеличении массогабаритных показателей, при совершенствовании аэродинамической и конструктивной схем исходного самолета. Затем был совершен качественный рывок к новым проектам — «494» и «495», ставшими предтечами Ту-16 (проект «88»). Этот ряд самолетов начинал проект «82» — первая отечественная тяжелая машина с турбореактивным двигателем и стреловидным крылом, на которой в реальном полете удалось проверить поведение крыла на скоростях более 900 км/ч.

В феврале 1948 года в ОКБ А. Н. Туполева приступили к проектированию экспериментального фронтового бомбардировщика со стреловидным крылом, двумя турбореактивными двигателями типа РД-45Ф, или ВК-1, рассчитанного на близкие к звуковой скорости полета. Двигатель РД-45 в целом был копией английского «Нин-II». А вот ВК-1, хотя и повторял ту же схему, но, по мнению В. М. Вуля, после смерти К. В. Минкнера, возглавившего в ОКБ отделение силовых установок, уже имел ряд существенных доработок и отличий, проведенных в КБ В. Я. Климова, что позволило на 20 процентов увеличить его мощность даже по сравнению с РД-45Ф.

Работа в ОКБ началась в инициативном порядке, тема получила шифр «82». Первоначально проект представлял собой глубокую модернизацию самолета «73». На самолете «82», в отличие от самолета «73», устанавливались стреловидные крыло и оперение, силовая установка из двух двигателей вместо трех, экипаж уменьшался с четырех до трех человек, отказывались от верхней и нижней пушечных установок, заменяя их одной кормовой. Размеры и взлетная масса самолета «82» получались значительно меньше, чем у самолета «73». Оптимизация конструкции под два двигателя ВК-1 была проведена и по базовым проектам — «73» и «78», что привело в конце концов к созданию серийного торпедоносца-бомбардировщика Ту-14Т(«81Т»).

Первоначальный эскизный проект самолета «82» в ОКБ подготовили в марте 1948 года. Работа получила официальную поддержку, и самолет начали рассматривать не только как экспериментальную машину, но и как базу для создания фронтового бомбардировщика. 12 июня 1948 года вышло постановление Совета министров, узаконившее работы по самолету «82» (Ту-22, первый с этим названием). Предполагалось построить два опытных экземпляра. 22 июня 1948 года ОКБ подготовило новый эскизный проект с изменениями в некоторых элементах конструкции планера, составом вооружения. Опытный самолет с двигателями РД-45Ф начали строить в июле 1948 года.

Первый полет на машине «82» экипаж летчика-испытателя А. Д. Перелета совершил 24 марта 1949 года. Заводские испытания продолжались до 2 июня 1949 года. В отчете летчики-испытатели отметили, что самолет устойчив и доступен летчикам средней квалификации. На испытаниях зафиксировали максимальную скорость полета 931 км/ч на высоте 4000 метров. Никаких сюрпризов от нового крыла не было, все оказалось значительно спокойнее, чем при полетах первых истребителей со стреловидным крылом.

В ходе испытаний самолета «82» произошел один эпизод, который вошел в историю отечественного самолетостроения. Летом 1949 года шла подготовка к традиционному воздушному параду в Тушине. Во время генеральной репетиции за несколько дней до парада самолет «82», пролетая на малой высоте над Москвой-рекой, попал в зону восходящих потоков различной интенсивности. Возникла, как ее потом окрестили, «циклическая болтанка», с соответствующими нерасчетными циклическими нагружениями конструкции, приведшими к разрушению крепления левого двигателя к мотораме. А. Д. Перелет получил травму, ударившись лицом о приборную доску, но сумел выключить поврежденный двигатель и на одном моторе посадить самолет на аэродром ЛИИ. Этот случай потребовал введения в нормы прочности нового понятия — «циклическая болтанка» — эффекта, возникающего из-за восходящих воздушных потоков и неравномерной плотности воздуха при проходе самолетом на малой высоте сложного рельефа местности, например поле — река — лес.