Среднемагистральный Ту-104
При создании бомбардировщика Ту-16 в бригаде общих видов ОКБ-156 появились первые наброски реактивного пассажирского самолета Ту-2АМ-3-200. В 1952-1953 годах начали выпускать рабочие чертежи, и лишь в июне 1954-го вышло постановление Совмина СССР о разработке будущего Ту-104 с двигателями АМ-3М. В соответствии с тактико-техническими требованиями ВВС, самолет должен был перевозить 50 пассажиров и до 1250 кг грузов на расстояние 3200-3500 км, летать с максимальной скоростью 950-1000 км/ч, при длине разбега не более 1600-1650 м.
В ОКБ стало традицией разрабатывать новые пассажирские самолеты, используя уже испытанные агрегаты, узлы, силовую установку и оборудование их предшественников - бомбардировщиков. Подобный подход позволял значительно сократить цикл создания новой машины. Правда, в этом случае себестоимость перевозок оказывалась далеко не оптимальной, но тогда это не считалось главным.
От Ту-16 позаимствовали компоновку кабины экипажа, крыло, оперение, шасси. В результате перехода от высокоплана к низкоплану стояночная высота самолета оказалась больше необходимой, но зато снижалась вероятность попадания в двигатели посторонних предметов, особенно при эксплуатации с грунтовых ВПП. Новыми были фюзеляж и воздухозаборники. Сохранились и двигатели АМ-3 с осевым компрессором, развивавшие взлетную тягу на номинальном режиме 7000 кг, а на максимальном - 8750 кг.
В декабре 1954-го комиссия утвердила макет самолета и в начале следующего года на 156-м заводе построили опытную машину под индексом Л5400, первый попет которой состоялся 17 июня 1955-го. Этап заводских испытаний в период с июня по октябрь провел экипаж в составе: первый летчик Ю. Т. Алашеев, второй летчик Б. М. Тимошек, штурман П. Н. Руднев, бортмеханик И. Д. Иванов, радист Н. Майоров и ведущий инженер В. Н. Бендеров. За это время экипаж выполнил 67 полетов.
Заводские испытания проходили успешно и уже осенью 1955 г. встал вопрос: кто будет проводить госиспытания? Несмотря на то, что еще в 1953-м в гражданской авиации создали группу из 7 пилотов для освоения Ил-28, летный состав НИИ ГВФ еще не обладал достаточным опытом полетов на реактивных самолетах. Поэтому обратились с предложением провести эту работу в ГК НИИ ВВС. После визита А. А. Архангельского в Чкаловскую вопрос решили положительно.
На этапе госиспытаний в состав экипажа входили командир А. К. Стариков, до этого испытывавший Ту-16, второй пилот Н. Я. Яковлев, штурман И. К. Багрич. Ведущими инженерами были от НИИ ВВС Н. Кочетков, от ГВФ - Уваров. Облетывали самолет военные летчики-испытатели, в частности, Ю. А. Антипов, В. А. Иванов и В. Д. Хромов, штурман А. Н. Рекунов и другие.
Испытания проходили с перерывами. В феврале-марте 1956-го заменяли двигатели, выработавшие свой ресурс, с 20 марта по 29 апреля - полеты в Лондон. Затем дорабатывалось бытовое оборудование, а в мае самолет демонстрировался на международной авиационной выставке. Госиспытания, в ходе которых выполнили 100 полетов, завершились с оценкой "удовлетворительно".
В заключении акта по госиспытаниям отмечалось, в частности, следующее: "По технике пилотирования Ту-104 доступен для летчиков средней квалификации. Ту-104 требует для полетов аэродромы с длиной ВПП не менее 2500 м, а в южных районах с высокими температурами наружного воздуха не менее 3000 м.
На самолете не выполнены следующие требования. Постановления Совета Министров: вместо двигателей АМ-3М установлены АМ-3 с меньшей тягой; практическая дальность полета - 3000 км вместо 3200-3500 км; длина разбега при скорости отрыва 266-295 км/ч составляет 1775-2180 м вместо 1600-1650 м; не обеспечено продолжение полета при отказе одного двигателя после отрыва с взлетным весом 71500 кг и не определен максимальный взлетный вес, при котором может быть обеспечено безопасное продолжение взлета с одним двигателем; при полете на высоте 10 000 м с встречным ветром 50 км/ч, практическая дальность полета составляет 2715 км.
Прошедший госиспытания Ту-104 при взлетном весе 71 500 кг имеет относительно малую коммерческую нагрузку 5200 кг, что составляет 7, 28% от взлетного веса.
По мере освоения самолета и двигателей в производстве и эксплуатации и увеличения сроков службы, экономичность самолета значительно повысится. Однако, по сравнению с зарубежными транспортными самолетами с турбореактивными двигателями технико-экономические показатели Ту-104 и в этом случае окажутся более низкими.
Учитывая, что Ту-104 в ближайшие годы будет эксплуатироваться на маршрутах протяженностью 1700-2300 км считать целесообразным в целях повышения экономичности самолета переоборудовать пассажирскую кабину на 70 мест, что даст снижение себестоимости перевозок на 28%. (Кстати, при средней плановой загрузке 70% от предельной она была выше чем себестоимость перевозок ГУ ГВФ в 1956 г.).
Для улучшения характеристик взлета и повышения экономичности поставить вопрос перед ОКБ-156 об уменьшении веса конструкции самолета и сокращения времени уборки и выпуска шасси.
Не согласившись полностью с заключением, А. Н. Туполев высказал свое особое мнение: "Не согласен с цифрами дальности 2890 и 2715 км, как искусственно взятые при высоте полета 10 000 м и встречном ветре, который учитывается в часовом запасе топлива".
По общему мнению летчиков-испытателей: "На высотах 11000 м при числах М меньших 0, 7 при центровках более 30% САХ запас продольной устойчивости по перегрузке с освобожденным управлением ниже нормы, предусмотренной тактико-техническими требованиями ВВС. При центровке 34% САХ при числе М=0, 66 запас по перегрузке составляет 5, 5% при норме 10%.
При числе М более 0, 82-0, 84 самолет в продольном отношении статически неустойчив по скорости. При числах М=0, 87-0, 88 на высотах 10 000-11 000 м имеет место значительная обратная реакция по крену на отклонение руля направления".
Отмечалось, что "хорошая эффективность руля высоты в сочетании с приемлемыми нагрузками на штурвале обеспечивает нормальную продольную управляемость, как в полете на числах М до 0, 86-0, 87, так и на посадке...
Нагрузки на штурвале при выполнении необходимых маневров при центровке более 30% на высотах 10 000-11 000 м на средних и больших скоростях прямые по знаку, но небольшие по величине, поэтому создание необходимой перегрузки летчик должен выполнять плавно. Незначительное перетягивание штурвала "на себя" приводит к выходу самолета на углы атаки, близкие к критическим".
Ту-104 создавался в обстановке, когда еще свежи были сообщения о двух катастрофах в 1954 г. английских самолетов "Комета" фирмы "Де Хевиленд", разрушившихся в воздухе после налета около 3000 часов. Почти год продолжались поиски причин катастрофы и только поднятые со дна Средиземного моря обломки позволили сделать вывод - усталостные трещины в фюзеляже.
При проектировании фюзеляжа Ту-104 особое внимание уделялось требуемой выносливости стыков обшивки, специальному усилению окантовок вырезов под окна, двери и люки. Выносливость фюзеляжа проверялась в гидробассейне под действием повторяющегося перепада давлений и внешних нагрузок, имитирующих типовой полет. Результаты исследований позволили разработать конструкцию с заданным ресурсом.
Наддув в фюзеляже Ту-104 позволял сохранять нормальное давление в салоне до высоты 2 500 м, а дальше оно понижалось по мере достижения потолка и на высоте около 10 000 м соответствовало атмосферному давлению на высоте 2500 м. Перепад давления приняли 0, 5 атмосферы, что обеспечивало необходимый комфорт для пассажиров. Первоначально на машине СССР-Л5400 избыточное давление было 0, 57 кг/см2 однако после разрушения фюзеляжа серийной машины при опрессовке на 135-м заводе в Харькове до избыточного давления 0, 75 кг/см2 на опытном самолете снизили избыточное давление до 0, 45 кг/см2.
До появления Ту-104 опыта эксплуатации самолетов с герметическими кабинами большого объема не было. Поэтому конструкторам пришлось применить ряд технических решений, усложнявших и утяжелявших самолет. С этой целью между кабиной экипажа и пассажирским салоном установили аварийную гермоперегородку. На случай разгерметизации для экипажа и пассажиров предусмотрели кислородную систему с автоматически выпадающими кислородными масками, предназначенными на время снижения до безопасной высоты. К счастью, в процессе эксплуатации реактивного первенца подобные аварийные ситуации не возникали. В случае отказа одного из двигателей, самолет мог продолжить полет, сохраняя необходимый уровень комфорта. Для сокращения длины пробега предусмотрели двухкупольную парашютную систему.
В состав оборудования лайнера, в частности, входили автопилот АП-5-2М, переговорное устройство СПУ-10, радиокомпас АРК-5, РЛС "Рубидий-ММ-2, маркерный радиоприемник МРП-48Л, радиовысотомер РВ-2, запросчик-ответчик СРЗО-2. Автопилот АП-5-2М плохо выдерживал заданные параметры и впоследствии был заменен на АП-6Е. Радиосвязь поддерживалась с помощью радиостанций 1РСБ-70М и РСИУ-3.
В салонах опытной машины бросалась в глаза явно выраженная "пышность" - большие широкие кресла, упакованные в парадные красные чехлы, ковровые дорожки и шторы. Отдельные кресла сделали вращающимися, множество столиков украшали фарфоровые статуэтки.
Самолет еще проходил испытания, а его уже запустили в серийное производство. В 1955-м сборку первых Ту-104 начали на Харьковском авиационном заводе, в наспех отремонтированном ангаре. Организация производства приравнивалась ко второму рождению завода.
Утром 5 ноября 1955-го летчики-испытатели В. Ф. Ковалев, Г. Я. Коробко и ведущий инженер А. Е. Тайцлин подняли в воздух первый Ту-104, собранный из агрегатов 156-го завода. Головную же машину первой серии поднимал в воздух экипаж летчика-испытателя Ф. Ф. Доценко.
В 1956-м Ту-104 запустили в серию на Омском авиационном заводе и через двенадцать месяцев совершил полет первый серийный самолет. Всего в Омске построили 58 машин. Производство "104-х" прекратили в связи с переходом завода на выпуск ракетной техники.
Серийные машины отличались от опытной СССР-Л5400 несколько измененным остеклением кабины экипажа, что по требованию "Аэрофлота" сделали для улучшения обзора. К концу 1960-го на трех предприятиях, включая 22-й завод в Казани, выпустили свыше 200 Ту-104 всех модификаций.
В ходе испытаний на машине СССР-Л5400 выполнили ряд дальних полетов, в одном из которых испытывался пилотажно-навигационный комплекс, а 22 марта 1956-го А. Стариков, И. Багрич, Н. Беляев, Н. Кочетков и Г. Гончаренко впервые вышли на международную трассу Москва-Лондон. Перелет проходил через Гданьск, Берлин, Амстердам. Через три часа после вылета в разрыве облаков показалось побережье Англии. Над контрольным пунктом самолет попал в полосу ливневого дождя, но это не помешало экипажу совершить нормальную посадку.
Появление Ту-104 в Лондоне стало настоящей сенсацией. Иностранная печать не жалела восторженных откликов, а обозреватель "Дейли мейл" Томпсон писал; Ту-104 устраняет последние сомнения касательно русских самолетов... Это самолет, который представляет России ведущее место в области гражданской авиации".
Подобных отзывов и всевозможных медалей будут удостаиваться и другие лайнеры СССР, но удивительно, почему на зарубежных пиниях львиную долю авиаперевозок выполняют самолеты ведущих капиталистических государств, а не СССР?
Видимо, журналистские выступления больше основаны на эмоциях. В действительности отечественные самолеты, несмотря на свои высокие летно-технические характеристики, отставали в уровне комфорта, отличались низкими экономическими параметрами, высоким уровнем шума, оснащались неудовлетворяющим западные стандарты пилотажно-навигационным и радиотехническим оборудованием.
В марте-апреле 1956-го в Лондон выполнили четыре полета. Вслед за Англией последовали рейсы в Бирму, Швейцарию, демонстрируя высокие характеристики Ту-104 и что пожалуй, не менее важно, летное мастерство его экипажа. В январе 1957-го министр обороны СССР Г. К. Жуков на самолете ВВС СССР с бортовым номером 05 летал в Индию. Осенью того же года экипаж А. Старикова доставил делегацию СССР в Китай. При перелете из Москвы в Пекин прошли расстояние свыше 6 000 км с двумя промежуточными посадками в Омске и Иркутске за 8 часов 40 минут летного времени. Всего на дорогу затратили 10 часов 50 минут.
Перелеты в Юго-Восточную Азию выполнялись, по всей видимости, на одной и той же машине, впоследствии получившей индекс "Аэрофлота". На этом же самолете в 1957-м маршал Жуков вернулся в Москву из Югославии. До момента списания самолет с индексом СССР-42387 базировался в г. Ахтубинске и до настоящего времени находился в одном из парков города Житомира.
Первые Ту-104 поступили в ГВФ в середине мая 1958-го. В сентябре экипаж "Аэрофлота" на самолете с бортовым номером СССР-Л5438 выполнил первый перелет из Москвы в Нью-Йорк по маршруту, проходившему через Лондон, Кефлавик и Гус-Бей. В воздухе лайнер пробыл 13 часов 29 минут. 15 сентября 1956-го рейсом Москва-Хабаровск Ту-104 с бортовым номером СССР-Л5413 началась регулярная эксплуатация реактивных машин. В состав экипажа входили командир Е. Барабаш, второй пилот С. Кузнецов, штурман А. Лебедев, борттехник В. Томин и радист Р. Горин. За 7 часов 10 минут с промежуточной посадкой в Омске самолет долетел до Иркутска, покрыв расстояние 4570 км.
В октябре началась эксплуатация Ту-104 на международной воздушной линии Москва-Прага. Впоследствии Ту-104 вышел на линии, связывавшие Москву с Римом, Берлином, Парижем, Амстердамом, Брюсселем и другими зарубежными городами. Чуть больше года прошло с начала летных испытаний.
Мы не только догнали, но и перегнали западных авиастроителей. Но пройдет немного времени и две катастрофы отзовутся болью у родственников 169 погибших.
Первым тревожным сигналом прозвучало летное происшествие 16 мая 1958-го, когда Чехословацкий Ту-104, следуя на высоте 12 000 м, попал в зону грозовой деятельности. Почти сразу же "вырубились" оба двигателя. Падение самолета трудно назвать полетом и лишь на высоте 4000 м экипаж смог подчинить себе машину, запустить один двигатель и совершить посадку на военном аэродроме около Праги.
Месяц спустя, 22 июня Ту-104А, следовавший рейсом Иркутск-Хабаровск на высоте 12500 м попал в мощный восходящий поток воздуха и оказался на высоте 13500 м, откуда начал беспорядочно падать до высоты 11500 м. После "сваливания" и потери высоты командиру экипажа пилоту Полбину удалось вывести самолет в горизонтальный полет.
Две предпосылки, казалось, должны были заставить задуматься и руководителей "Аэрофлота" и руководителей авиационной промышленности. Но этого не произошло, похоже, что все ждали, когда грянет настоящий "гром".
К сожалению, ждать долго не пришлось. Первая катастрофа произошла в районе Биробиджана. В августе 1958-го Ту-104А, следовавший рейсом Хабаровск-Иркутск, на высоте 10800 м при совершенно ясной погоде забросило восходящим порывом воздуха на высоту 12000 м. Командир корабля пилот Быков не смог не только справиться с "взбунтовавшейся" машиной, но передать на землю о случившемся. Через месяц самолет пилота Желбакова забросило с высоты 9000 м на 11500 м. 17 октября в Чувашии погиб борт 42362 пилота Г. Кузнецова, следовавший по маршруту Пекин-Москва. Магнитофонная запись сохранила его последние слова; "Помогите!... Спасите!... Бросило машину!... Погибаем! До свидания!" Экипаж борта 1904, неожиданно оказавшийся свидетелем трагедии, увидел взрыв в 20-30 км западнее Канаша.
Аналогичные случаи имели место и при эксплуатации бомбардировщиков Ту-16. В ходе расследования выяснилось, что Ту-104 с предельной задней центровкой выходили на критические углы атаки на высоте около 12000 м в результате воздействия мощных турбулентных потоков, получивших впоследствии название "турбулентность ясного неба".
Выше говорилось, что Ту-104 на некоторых режимах полета и при определенных центровках обладал недостаточным запасом продольной устойчивости и даже был неустойчив. По этому поводу А. Стариков вспоминал, что "при полетах на крейсерских режимах, на высотах свыше 10000 м и положении центра тяжести, соответствующего 29 и более процентам средней аэродинамической хорды, при встрече с турбулентными потоками полет становится небезопасным и может привести к его срыву. Но на это тогда не обратили внимание и дефект не устранили".
Эти случаи заставили искать выход из создавшейся ситуации. В декабре 1958-го вышло постановление ЦК КПСС и Совмина СССР "О катастрофах самолетов Ту-104 и мерах повышения безопасности полетов на этих самолетах".
Документом предусматривалось в месячный срок временно ограничить высоту полета Ту-104 до 9000-10000 м, установить максимально допустимую заднюю центровку 26, 5% вместо 30% САХ, расширить диапазон углов отклонения руля высоты на 3 град, и уменьшить угол установки стабилизатора с 2 до 1 град.
Заменить авиагоризонт бомбардировщика на истребительный АГИ-1, устранить самопроизвольное выпадение стоек шасси при воздействии перегрузок и ряд других мероприятий.
Одновременно отметили 16 дефектов, выявленных в ходе эксплуатации Ту-104 и среди них - отсутствие устройства, исключающего несимметричный выпуск закрылков. Но самым любопытным стало решение провести испытания на "срыв" сначала на Ту-16, затем на Ту-104. Ведущим летчиком от ВВС назначили А. Старикова, от ГКАТ - В. Комарова. Эти испытания позволили получить ответы на многие вопросы, в том числе и по выведению Ту-104 из штопора.
Испытания "104-го" на штопор проводили на двух машинах - опытной СССР-Л5400 (ведущий инженер В. Н. Вендоров, летчики Ю. Т. Апашеев и В. Ф. Ковалев) и серийной СССР-Л5421 (ведущий инженер Ю. Г. Ефимов, летчики С. Н. Анохин, В. А. Комаров и В. Ф. Хапов). Опытную машину доработали, повысив запас продольной устойчивости и улучшив управляемость. Если раньше при выходе на большие углы атаки экипаж не замечал в поведении машины ничего особенного, то теперь появилась предупредительная тряска. На всякий случай машины оснастили противоштопорными парашютами и системой аварийного покидания. Кресла летчиков установили на направляющие, соединив их тросом с лебедкой. При вынужденном покидании самолета лебедка должна была подкатывать их к люкам в днище фюзеляжа.
В одном из полетов машина с номером Л5421, пилотируемая Ковалевым, перевернулась, но экипаж вышел из создавшегося положения, не воспользовавшись средствами спасения. Выполняя фигуры высшего пилотажа, 70-тонная машина не развалилась лишь благодаря наследственному признаку своего предшественника Ту-16 - значительному запасу прочности. Вообще Ковалев, испытывая Ту-104, неоднократно попадал в критические ситуации. В другом полете заклинило элероны, но и на этот раз он вышел победителем из поединка со строптивой машиной.
Проведенные исследования подтвердили правильность ранее принятых мер, а гидрометеоцентр СССР обязали более точно прогнозировать состояние атмосферы на трассах реактивных самолетов.
За период серийной постройки, продолжавшийся до 1960 г., 135-й, 156-и и 166-й заводы выпустили 21 Ту-104. 135-й и 166-й заводы построили 82 Ту-104А, 22-й завод сдал заказчику 96 Ту-104Б, два Ту-104Е и три Ту-110.
В 1979-м Ту-104 сняли с эксплуатации. На пассажирских линиях их заменили более экономичные Ту-154. Однако в ВВС они продолжали летать. Лишь после катастрофы 17 февраля 1981-го, приведшей к гибели командования Тихоокеанского флота, участь самолета была окончательно решена. Официальная версия - нарушение центровки, что весьма сомнительно. Проанализировав радиообмен экипажа с командно-диспетчерским пунктом, летчик-испытатель Герой Советского Союза В. В. Зенцов, проведший за штурвалом Ту-104 восемь лет, сделал вывод, что катастрофа произошла вследствие несимметричного выпуска закрылков и появившегося в момент отрыва крена, для парирования которого не хватило элеронов.
Последний полет Ту-104 совершил 11 ноября 1986-го. Взлетев с Кольского полуострова, с промежуточной посадкой в московском аэропорту Шереметьево самолет приземлился в Ульяновске, заняв почетное место в музее гражданской авиации.
За создание Ту-104 в 1957-м А. Н. Туполев, А. А. Архангельский, Н. И. Базенков, Д. С. Марков, С. М. Егер, А. Р. Бонин, А. Э. Стерлин, Л. Л. Кербер, К. В. Минкнер, А. М. Черемухин были удостоены Ленинской премии. Более 400 сотрудников ОКБ и производства награждены правительственными наградами.
