Авиация и космонавтика 2008 12

На основании первых проработок ОКБ по теме СПС-2, в конце 1976 года появилось правительственное решение по СПС-2, определявшее порядок разработки и основные данные Ту-244. Согласно этому решению на первом этапе предполагалось проектирование СПС-2 сравнительно небольших размеров с взлетной массой 245-275 тонн, площадью крыла 570-750 кв.м. и с двигателями с взлетной тягой 22500- 27500 кгс. В дальнейшем планировался переход к СПС-2 более крупных размерностей. Таким образом этот подход был более взвешенным и фактически представлял дальнейшее развитие темы Ту-144.

В рамках продолжавшихся проектных работ по СПС-2 и внедрения в проект новейших технологий (в частности, в двигателестроении), к 1985 году ОКБ подготовило техническое предложение по Ту-244 с четырьмя двигателями изменяемого цикла (ДИЦ) с взлетной тягой по 24000 кгс. Проект предусматривал создание Ту- 244 в параметрах несколько больших размерностей чем Ту-1 44Д: взлетная масса 260 тонн, площадь крыла 607 кв.м, количество пассажиров – 150-170. Расчетная дальность полета 7000-10000 км. Крейсерское расчетное аэродинамического качества на сверхзвуке для проекта определи лось в 8,65. Особенностью проекта стало применение двигателей ДИЦ в сочетании с укороченными по сравнению с Ту-144 воздухозаборниками. Применение ДИЦ позволяло в наибольшей степени оптимизировать работу силовой установки на различных режимах полета и давало возможность выполнять высокоэкономичный дозвуковой полет над зонами с высокой плотностью населения.

На основании предыдущих проработок по СПС-2, учитывая перспективы как российского, так мирового рынка для будущих СПС, в тесном контакте с ведущими российскими отраслевыми научными центрами (ЦАГИ, ЦИАМ, ВИАМ, ЛИИ) ОКБ продолжало в 90-е годы работать над различными аспектами проекта СПС-2.

В 1993 году ОКБ совместно с ЦАГИ, ЦИАМ и ОКБ Н.Д.Кузнецова был разработан очередной проект СПС-2 (Ту-244-400), который был ориентирован на достижение максимально возможной транспортной производительности, с тем, чтобы обеспечить успешную экономическую конкурентоспособность с дозвуковым Боингом 747. В ходе проектирования были рассмотрены различные варианты самолета в рамках их эксплуатации на трансатлантических маршрутах с дальностями полета 7500 км или на тихоокеанских маршрутах с дальностями 9200 км. Такому подходу по концепции, выработанной в ОКБ в наибольшей степени отвечал проект универсального СПС-2 с большой взлетной массой до 380 т, рассчитанный на выполнение трансатлантических полетов с максимальным количеством пассажиров до 450 человек и 320, при использовании в Тихоокеанском регионе, с соответственным увеличением запаса топлива.

По оценкам разработчиков такая машина не должна была уступать по эффективности специально спроектированному для тихоокеанских трасс СПС-2, но зато должна была существенно превосходить его по экономичности на трансатлантических маршрутах до 8000 км и в полетах на сверхдальних маршрутах до 16000 км с одной посадкой.

Ту-244-400 должен был иметь значительно большую размерность, чем Ту-144. Отличительными особенностями компоновки проекта стало применение крыла с относительно малыми углами стреловидности консолей, что позволило увеличить удлинение крыла до 2,5 (по сравнению с 1,67 у Ту-144) и тем самым повысить несущие свойства и аэродинамическое качество самолета на влетно-посадочных режимах и в крейсерском дозвуковом полете. Было предусмотрено введение отклоняемых носков вдоль передней кромки крыла, в комбинации с отклонением вниз элевонов. Подобное техническое решение позволило значительно повысить значение аэродинамического качества на взлетных углах атаки самолета.

Крыло самолета Ту-244-400 – сложной формы в плане имело развитый наплыв с относительным размахом 0,5, в сочетании с оптимизированными формой срединной части крыла и распределением относительных толщин по размаху обеспечивало получение высоких значений аэродинамических характеристик в крейсерском сверхзвуковом полете. Максимальное расчетное аэродинамическое качество на крейсерском режиме полета на М=2,05 равнялось 9,5 (у серийного Ту-144 – 8,0 при М=2,2), на дозвуковом крейсерском режиме – 15,0-16,). Максимальная взлетная масса предполагалась 380 т. На то время такая масса уже была освоена дозвуковой пассажирской авиацией, она была выбрана с целью обеспечения максимальной пас- сажировместимости и дальности полета. Масса конструкции планера была снижена на 25-30%, по сравнению с Ту-144. Крейсерское число сверхзвукового полета было ограничено значениями М=2,0 для исключения слишком больших тепловых нагрузок на конструкцию и для увеличения ресурсных показателей самолета, а также снижения вредного воздействия самолета на озонный слой земли по маршруту пролета СПС-2.

В проекте Ту-244-400 была выбрана сравнительно небольшая удельная нагрузка на крыло, что было вызвано ограничениями, вызванными проблемой снижения шума от СПС на местности в зоне пролета СПС. Силовая установка должна была состоять из четырех двигателей, расположенных под крылом, каждый в отдельной мотогондолах с воздухозаборниками с вертикальным клином. Тип двигателя – или ТРДДФ с максимальной статической тягой на форсаже 25000 кгс (оптимизированная для пассажирских самолетов гражданская модификация НК-32), или двигатель изменяемого цикла (ДИЦ). Интересной особенностью проекта стал отказ от отклоняемой передней носовой части на взлетно-посадоч- ных режимах, как это было на Ту-144. Обзор экипажа на взлете и посадке должна была обеспечивать опти- ко-электронная система обзора. СПС-2 проекта Ту-244-400 должен был иметь следующие основные параметры:

Взлетная максимальная масса,т 380

Площадь крыла, м.кв 1200

Дальность полета по предполагаемым маршрутам, км

при количестве пассажиров 450-400 человек 7500-8000 (трансатлантические маршруты)

350 человек 9200 (тихоокеанские маршруты)

450 человек 15000 (с одной промежуточной посадкой)

Благодаря высокой скорости полета и большой пассажировместимости СПС-2 проекта Ту-244-400 должен был обладать более высокой транспортной эффективностью чем дозвуковые самолеты и СПС-1.

В отличие от Ту-244-400, проект сверхзвукового пассажирского самолета умеренной пассажировместимости Ту-244Б-200 по своим летно-тех- ническим возможностям и размерности закладывался близким к СПС-1 Ту-144. Но в отличие от него в этом проекте решался комплекс конструктивных мероприятий, направленных на уменьшение интенсивности звукового удара до 8,0 кгс/м 2 и шума на местности на взлетно-посадочных режимах в соответствии с принятыми международными нормами.

Максимальное аэродинамическое качество крыла сложной формы в плане при сверхзвуковых скоростях полета повышалось путем дальнейшей оптимизации срединной поверхности крыла. В ОКБ для этой цели были разработаны теория и расчетные методы, способные решить эту проблему в комплексе с выбором и обоснованием других параметров и аэродинамических решений по крылу (крутка, интерференция комбинации крыло-фюзеляж и т.д.). В результате проведения комплекса расчетных и экспериментальных исследований, проведенных в ЦАГИ и ОКБ, были найдены новые формы крыла и фюзеляжа, которые позволяют практически реализовать на крейсерском сверхзвуковом режиме М=2,2 прямой выигрыш в аэродинамическом качестве, оцениваемый в приращении 1,5 и более единиц, а также получить положительные приращения нулевого продольного момента во всем диапазоне чисел М, что значительно облегчает балансировку самолета в полете.