В период разработки бомбардировщика Ту-16 в Группе общего конструирования ОКБ-156 появились первые эскизы реактивного пассажирского самолета Ту-2АМ-3-200. В 1952–1953 годах началась разработка рабочих чертежей, и только в июне 1954 года вышло постановление Совета Министров СССР о разработке перспективного самолета Ту-104 с двигателем АМ-3М. Согласно тактико-техническим требованиям ВВС, самолет должен перевозить 50 пассажиров и не более 1250 кг груза, иметь дальность полета 3200–3500 км, максимальную скорость полета 950–1000 км/ч и длину разбега не более 1600–1650 метров.
Традицией конструкторского бюро стало использование при разработке новых пассажирских самолетов уже испытанных узлов, агрегатов, силовых установок и оборудования предшествующих бомбардировщиков. Такой подход позволяет значительно сократить время цикла создания новой машины. Правда, в данном случае стоимость доставки была далека от оптимальной, но на тот момент это не было главной проблемой.
Компоновка кабины, крыльев, хвостового оперения и шасси были заимствованы у Ту-16. В результате перехода от высокоплана к низкоплану высота стоянки самолета больше необходимой, но при этом снижается вероятность попадания посторонних предметов в двигатель, особенно при эксплуатации на грунтовых взлетно-посадочных полосах. Фюзеляж и воздухозаборники новые. Был также сохранен двигатель АМ-3 с осевым компрессором, развивавший взлетную тягу 7000 кгс на номинальном режиме и 8750 кгс на максимальном режиме.
В декабре 1954 года комиссия одобрила модель самолета, и в начале следующего года на заводе № 156 был построен опытный самолет под номером Л5400, совершивший первый полет 17 июня 1955 года. Заводские испытания проводились с июня по октябрь экипажем в следующем составе: второй пилот Ю. Т. Алашеев, второй пилот Б.М. Тимошек, штурман П.Н. Руднев, бортмеханик И.Д. Иванов, радист Н. Майоров и главный инженер В.Н. Бендер. За этот период экипаж выполнил в общей сложности 67 полетов.
Заводские испытания прошли весьма успешно, но уже осенью 1955 года встал вопрос: кто будет проводить государственные испытания? Хотя Управление гражданской авиации еще в 1953 году сформировало группу из семи пилотов Ил-28, летный состав НИИ флота гражданской авиации не имел достаточного опыта полетов на реактивных самолетах. Поэтому мы обратились в Национальный научно-исследовательский институт ВВС с предложением провести эту работу. После визита А.А. Архангельского в Чкаловскую этот вопрос был решен положительно.
На этапе государственных испытаний в состав экипажа входили командир А.К. Стариков, летавший на Ту-16, и второй пилот Н.Я. Яковлев и штурман И.К. Багрич. Главными инженерами были Н. Кочетков от Военно-воздушной академии и Уваров от Гражданской авиации флота. Испытания самолета проводил лично военный летчик-испытатель Ю. А. Антипов, В. А. Иванов и В. Д. Хромов, штурман А. Н. Рекунов и другие.
Тестирование проводилось с перерывами. В феврале-марте 1956 года была произведена замена двигателей, выработавших свой ресурс; с 20 марта по 29 апреля выполнялись рейсы в Лондон. Впоследствии отечественный аппарат был модернизирован и продемонстрирован на международном авиасалоне в мае. Национальный испытательный полет был завершен в 100 полетах и получил оценку «удовлетворительно".
В заключении акта государственных испытаний особо отмечено: «По уровню пилотирования самолет Ту-104 может эксплуатироваться летчиками средней квалификации. Для полетов Ту-104 необходим аэродром с длиной взлетно-посадочной полосы не менее 2500 метров. В южных районах с более высокими температурами наружного воздуха длина взлетно-посадочной полосы составляет не менее 3000 метров.
На самолете не выполнены следующие требования. Совет Министров постановил: двигатель АМ-3М не устанавливать, а установить двигатель АМ-3 с меньшей тягой; фактическая дальность полета составляет -3000 километров, вместо 3200-3500 километров; при скорости взлета 266–295 километров в час длина разбега составляет 1775–2180 метров вместо 1600–1650 метров; взлетная масса — 71 500 кг. После отрыва от земли, в случае отказа двигателя, невозможно гарантировать продолжение полета, а также невозможно определить максимальный взлетный вес, который может обеспечить безопасное продолжение взлета одного двигателя; При высоте полета 10 000 метров и встречном ветре 50 километров в час фактическая дальность полета составляет 2715 километров.
Прошедший государственные испытания самолет Ту-104 имеет взлетную массу 71 500 кг и сравнительно небольшую коммерческую нагрузку — 5200 кг, что составляет 7,28% взлетной массы.
По мере совершенствования производства самолетов и двигателей и увеличения срока их службы эффективность воздушных судов значительно повысится. Однако по сравнению с зарубежными транспортными самолетами, использующими турбореактивные двигатели, технико-экономические показатели Ту-104 в этом случае также будут ниже.
Учитывая, что в ближайшие годы Ту-104 будет летать по маршрутам протяженностью от 1700 до 2300 километров, рекомендуется переоборудовать салон до 70 мест, чтобы повысить эффективность самолета и тем самым сократить транспортные расходы на 28%. (Кстати, средняя плановая загрузка составляла 70% от максимальной, что превышало транспортные расходы Управления гражданской авиации в 1956 году.).
Для улучшения взлетных характеристик и экономичности ОКБ-156 поставило задачу снижения веса конструкции самолета и сокращения времени уборки и выпуска шасси.
А.Н. Туполев не вполне согласился с этим выводом, но высказал свое особое мнение: «Я не согласен с цифрами дальности 2890 и 2715 километров, которые искусственно получены при высоте полета 10 000 метров и встречном ветре и учтены в часовых запасах топлива".
Общее мнение летчиков-испытателей таково: «На высоте 11 000 метров при числе Маха менее 0,7 и положении центра тяжести более 30% САХ запас продольной устойчивости по перегрузке при отпускании управления ниже нормы, установленной Тактико-техническими требованиями ВВС. При положении центра тяжести 34% САХ и числе Маха 0,66 запас по перегрузке составляет 5,5% при норме 10%.
При числе Маха более 0,82–0,84 самолет статически неустойчив относительно продольной скорости. При полете самолета на высоте 10 000–11 000 метров и числе Маха 0,87–0,88 крен оказывает значительную отрицательную реакцию на отклонение руля направления".
Стоит отметить, что «хорошая эффективность руля высоты в сочетании с приемлемыми нагрузками на штурвалы обеспечивает нормальную продольную управляемость как в полете на числах Маха до 0,86-0,87, так и при посадке...
При полете на средних и больших скоростях на высоте 10 000–11 000 метров, при выполнении необходимых маневров в диапазоне отклонений центра тяжести более 30%, нагрузка на джойстике положительная, но небольшая, поэтому летчик должен плавно создавать необходимую перегрузку. Плавно потянув ручку управления «на себя», самолет достигнет угла атаки, близкого к критическому углу атаки".
На фоне рождения Ту-104 в памяти людей все еще была свежа новость о том, что британский самолет De Havilland Comet дважды потерпел крушение в 1954 году и развалился, налетав около 3000 часов. Поиски причины аварии длились почти год, и только обломки, поднятые со дна Средиземного моря, позволили сделать вывод о появлении в фюзеляже усталостных трещин.
При проектировании фюзеляжа Ту-104 особое внимание уделялось необходимой прочности стыков обшивки, а также специальному усилению кромок оконных, дверных и люковых вырезов. Прочность планера проверялась в резервуаре с водой под воздействием многократных перепадов давления и внешних нагрузок, имитирующих типичный полет. Результаты исследований позволяют осуществлять проектирование с использованием указанных ресурсов.
Устройство наддува фюзеляжа Ту-104 позволяет поддерживать нормальное давление в салоне до высоты 2500 метров, а затем давление постепенно снижается по мере увеличения высоты полета. На высоте около 10 000 метров давление эквивалентно атмосферному давлению на высоте 2500 метров. Перепад давления составляет 0,5 атмосферы, что обеспечивает необходимый комфорт для пассажиров. Первоначально на машине СССР-Л5400 избыточное давление составляло 0,57 кг/см2, однако при опрессовке на Харьковском заводе № 135 произошло разрушение фюзеляжа серийной машины, избыточное давление составило 0,75 кг/см2, после чего на опытном самолете избыточное давление было снижено до 0,45 кг/см2.
До появления Ту-104 опыта эксплуатации самолетов с гермокабинами большого объема не было. Поэтому конструкторам пришлось принять ряд технических решений, которые сделали самолет более сложным и тяжелым. Для этого между отсеком экипажа и пассажирским салоном была установлена аварийная герметизирующая переборка. В случае декомпрессии экипажу и пассажирам на протяжении всего снижения до безопасной высоты предоставляется кислородная система с автоматически сбрасываемыми кислородными масками. К счастью, за время эксплуатации этого первого самолета подобных чрезвычайных ситуаций не возникло. В случае отказа одного из двигателей самолет все равно сможет продолжить полет, сохраняя необходимый уровень комфорта. Для сокращения дальности планирования предусмотрена двухкупольная парашютная система.
В состав оборудования самолета, в частности, входят автопилот АП-5-2М, переговорное устройство СПУ-10, радиокомпас АРК-5, радиолокационная станция «Рубидь-ММ-2», радиоприемное устройство разметки МРП-48Л, радиовысотомер РВ-2 и ответчик-запросчик СРЗО-2. Автопилот АП-5-2М не обеспечивал заданные параметры и был впоследствии заменен на АП-6Э. Радиосвязь осуществляется с помощью радиостанций 1РСБ-70М и РСИУ-3.
Интерьер прототипа поражает своей явной «роскошью» — большие сиденья, укутанные в парадные красные чехлы, ковры и занавески. Некоторые стулья вращаются, а многие столы украшены фарфоровыми статуэтками.
Самолет пока проходит испытания, но серийное производство уже началось. В 1955 году в спешно отремонтированном ангаре Харьковского авиационного завода началась сборка первого самолета Ту-104. Организация производства равносильна второму рождению фабрики.
Утром 5 ноября 1955 года летчики-испытатели В.Ф. Ковалев, Г.Я. Коробко и главный инженер А.Е. Тайцлин подняли в воздух первый Ту-104, собранный из деталей завода № 156. Первый полет самолета первой серии совершил экипаж летчика-испытателя Ф.Ф. Доценко.
В 1956 году на Омском авиационном заводе началось производство Ту-104, а через двенадцать месяцев первый серийный самолет поднялся в воздух. Всего в Омске было выпущено 58 автомобилей. В связи с переходом завода на ракетную технику производство ракет Тип 104 было прекращено.
Серийный самолет отличается от опытного СССР-Л5400 тем, что остекление кабины экипажа было несколько изменено, что было сделано по просьбе российских авиакомпаний для улучшения обзора. К концу 1960 года три завода, в том числе Казанский завод № 22, выпустили более 200 самолетов Ту-104 различных модификаций.
В ходе испытаний самолет СССР-Л5400 совершил несколько дальних полетов, в ходе одного из которых проверялись пилотажно-навигационные системы. 22 марта 1956 года А. Стариков, И. Багрич, Н. Беляев, Н. Кочетков и Г. Гончаренко впервые совершили перелет по международной трассе Москва — Лондон. Рейс делает остановки в Гданьске, Берлине и Амстердаме. Через три часа после взлета из-за облаков показался берег Англии. Над контрольно-пропускным пунктом самолет попал под сильный дождь, однако это не повлияло на штатную посадку экипажа.
Появление Ту-104 в Лондоне произвело сенсацию. Иностранные СМИ также отреагировали с энтузиазмом. Томпсон, обозреватель Daily Mail, написал: «Ту-104 развеял последние сомнения людей относительно российских самолетов... Это самолет, который олицетворяет лидирующие позиции России в области гражданской авиации".
Другие советские авиалайнеры получили бы аналогичные оценки и различные медали, но удивительно, почему большую часть воздушных перевозок на зарубежных линиях выполняли самолеты крупнейших капиталистических стран, а не Советского Союза?
Очевидно, что новостные выступления больше основаны на эмоциях. Фактически, хотя отечественные самолеты и обладают прекрасными летно-техническими характеристиками, они менее комфортны, менее экономичны, шумны, а их пилотажно-навигационное и радиотехническое оборудование не соответствует западным стандартам.
В период с марта по апрель 1956 года было совершено четыре рейса в Лондон. После Великобритании Ту-104 совершил полеты в Бирму и Швейцарию, продемонстрировав свои высокие летные характеристики и, что, возможно, не менее важно, летное мастерство своих экипажей. В январе 1957 года министр обороны СССР Г.К. Жуков вылетел в Индию на самолете советских ВВС с бортовым номером 05. Осенью того же года экипаж А.Старикова доставил советскую делегацию в Китай. Расстояние по маршруту Москва-Пекин составляет более 6000 километров с двумя остановками в Омске и Иркутске, время в пути — 8 часов 40 минут. Вся поездка заняла 10 часов 50 минут.
Рейсы в Юго-Восточную Азию, по всей видимости, осуществлялись тем же самолетом, который впоследствии получил индекс российской авиакомпании. В 1957 году на этом же самолете в Москву из Югославии вернулся маршал Жуков. Самолет с бортовым номером СССР-42387 до списания базировался в городе Ахтубинске и до сих пор стоит в парке в городе Житомире.
Первый Ту-104 пополнил парк гражданской авиации в середине мая 1958 года. В сентябре экипажи Аэрофлота совершили на самолете с бортовым номером CCCP-L5438 первый рейс из Москвы в Нью-Йорк через Лондон, Кефлавик и Гус-Бей. Самолет оставался в воздухе 13 часов 29 минут. Регулярные полеты реактивных самолетов начались 15 сентября 1956 года рейсом Ту-104 с бортовым номером СССР-Л5413 по маршруту Москва — Хабаровск. В состав экипажа входили командир Е. Барабаш, второй пилот С. Кузнецов, штурман А. Лебедев, бортинженер В. Томин и радист Р. Горин. Полет продолжался 7 часов 10 минут, самолет приземлился в Омске и направился в Иркутск, преодолев расстояние в 4570 километров.
В октябре Ту-104 начал выполнять полеты по международному маршруту Москва — Прага. Впоследствии Ту-104 начал выполнять рейсы между Москвой и зарубежными городами, такими как Рим, Берлин, Париж, Амстердам и Брюссель. Прошло больше года с начала летных испытаний.
Мы не только догнали, но и превзошли западных авиапроизводителей. Но пройдет совсем немного времени, и боль этих двух катастроф найдет отклик в сердцах семей 169 жертв.
Первым тревожным сигналом стала авиакатастрофа 16 мая 1958 года, когда чехословацкий самолет Ту-104 попал в грозу, летя на высоте 12 000 метров. Почти одновременно оба двигателя «отключились». Авиакатастрофу трудно было назвать полетом, так как только на высоте 4000 метров экипажу удалось управлять самолетом, запустить один двигатель и совершить посадку на военном аэродроме недалеко от Праги.
Месяц спустя, 22 июня, пассажирский самолет Ту-104А при перелете из Иркутска в Хабаровск попал в сильные восходящие потоки воздуха на высоте 12 500 метров. В конце концов он достиг высоты 13 500 метров, а затем начал хаотичное снижение до высоты 11 500 метров. После «сваливания» и потери высоты командиру экипажа летчику Полбину удалось вывести самолет в горизонтальный полет.
Две предпосылки, которые, похоже, заставляют руководителей российских авиакомпаний и авиационной отрасли задуматься. Но этого не произошло, и, похоже, все ждали, когда же грянет настоящий «гром".
К сожалению, нам не пришлось долго ждать. Первая катастрофа произошла в Биробиджанской области. В августе 1958 года самолет Ту-104А, совершавший перелет из Хабаровска в Иркутск, при ясной погоде был поднят восходящим потоком воздуха на высоту 12 000 метров. Капитан и летчик Беков не только не смог управлять «мятежным» самолетом, но и не смог доложить о происходящем на землю. Месяц спустя самолет летчика Жербакова упал с высоты 9000 метров до 11 500 метров. 17 октября в Чувашской Республике погиб пилот Г. Кузнецов, выполнявший рейс 42362 по маршруту Пекин — Москва. На пленке записаны его последние слова; «Помогите!... Спасите нас!... Машина брошена!... Мы погибаем! Прощайте!» Экипаж рейса 1904 случайно стал очевидцем трагедии, они видели, как взрыв произошел в 20–30 километрах к западу от Канаша.
Аналогичная ситуация имела место во время действий бомбардировщиков Ту-16. Расследование показало, что самолет Ту-104 имел сильно смещенный назад центр тяжести и из-за сильной турбулентности (позднее известной как «турбулентность ясного неба») достиг критического угла атаки на высоте около 12 000 метров".
Как уже упоминалось выше, Ту-104 имеет недостаточный запас продольной устойчивости или даже неустойчив на определенных режимах полета и определенных положениях центровки. В этой связи А. Стариков вспоминал: «Во время крейсерского полета, когда высота полета превышает 10 000 метров, а центр тяжести находится на расстоянии 29% и более от средней аэродинамической хорды, при попадании в турбулентность полет становится небезопасным и может привести к падению самолета. Однако в свое время это не было замечено, и дефект не был устранен".
Эти случаи заставляют нас искать выход из нашего нынешнего затруднительного положения. В декабре 1958 года ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли постановление о катастрофе самолета Ту-104 и мерах по повышению безопасности полетов самолетов этого типа".
Документ предусматривал, что в течение месяца высота полета Ту-104 будет временно ограничена до 9000–10 000 метров, максимально допустимая задняя центровка будет установлена на уровне 26,5% САХ (вместо 30%), диапазон отклонения руля высоты будет расширен на 3 градуса, а угол установки стабилизатора уменьшится с 2 до 1 градуса.
Авиагоризонт бомбардировщика был заменен на истребительный АГИ-1, устранена проблема самопроизвольного отпадания шасси при перегрузках, приняты другие меры.
При этом отмечено, что в ходе эксплуатации самолета Ту-104 было выявлено 16 дефектов, в том числе отсутствие устройства, предотвращающего несимметричный выпуск закрылков. Но самым любопытным было решение провести «сваливающиеся» испытания сначала на Ту-16, а затем на Ту-104. Главным летчиком Военно-воздушных сил был назначен А. Стариков, главным летчиком Государственного авиационного комитета — В. Комаров. Эти испытания дали ответы на многие вопросы, в том числе о том, как вывести Ту-104 из штопора.
Летные испытания истребителя «104-й» проводились на двух самолетах — опытном СССР-Л5400 (главный инженер В.Н. Вендоров, летчики Ю.Т. Апашеев и В.Ф. Ковалев) и серийном СССР-Л5421 (главный инженер Ю.Г. Ефимов, летчики С.Н. Анохин, В.А. Комаров и В.Ф. Хапов). Прототип был модифицирован для повышения продольной устойчивости и улучшения управляемости. Если раньше экипаж не замечал ничего необычного в поведении самолета при достижении больших углов атаки, то теперь появились предупреждающие вибрации. На всякий случай машина оборудована противоштопорным парашютом и системой аварийного покидания. Сиденье пилота установлено на рельсах и соединено с лебедкой тросом. Если придется покинуть самолет, лебедка должна затянуть его в люк в нижней части фюзеляжа.
Во время одного из полетов самолет Л5421, пилотируемый Ковалевым, перевернулся, однако экипажу удалось выбраться из затруднительного положения без использования спасательного оборудования. Причина, по которой этот 70-тонный самолет не развалился во время высшего пилотажа, целиком и полностью обусловлена генетическими особенностями его предшественника Ту-16 — значительным запасом прочности. В целом Ковалев несколько раз попадал в критические ситуации во время испытаний Ту-104. В другом полете элероны также застряли, но на этот раз он также одержал победу в поединке с упрямой машиной.
Проведенные исследования подтвердили правильность принятых ранее мер, и Гидрометцентру СССР было поручено более точно прогнозировать состояние атмосферы на маршрутах полета реактивных самолетов.
За время серийного производства, продолжавшегося до 1960 года, на заводах №№ 135, 156 и 166 был выпущен 21 самолет Ту-104. Заводы №№ 135 и 166 построили 82 самолета Ту-104А, а завод №22 поставил заказчикам 96 самолетов Ту-104Б, два самолета Ту-104Э и три самолета Ту-110.
В 1979 году Ту-104 был снят с вооружения. На пассажирских линиях их заменили более экономичные Ту-154. Однако они продолжали летать в ВВС. Судьба самолета окончательно не была определена до катастрофы 17 февраля 1981 года, в результате которой погиб командующий Тихоокеанским флотом. Официальная версия нарушает принцип центрирования, что весьма сомнительно. Проанализировав радиопереговоры экипажа с пунктом управления, летчик-испытатель, Герой Советского Союза В.В. Зенцов (летал на Ту-104 восемь лет) пришел к выводу, что причиной катастрофы стал несимметричный выпуск закрылков и крен самолета при взлете, а элероны оказались не в состоянии компенсировать этот эффект.
Последний полет Ту-104 совершил 11 ноября 1986 года. Самолет вылетел с Кольского полуострова, сделал остановку в московском аэропорту Шереметьево и, наконец, приземлился в Ульяновске, где он занимает видное место в Музее гражданской авиации.
В 1957 году за разработку Ту-104 А.Н. Туполев, А.А. Архангельский, Н.И. Бажков, Д.С. Марков, С.М. Егер, А.Р. Бонин, А.Е. Стирлинг, Л.Л. Кербер, К.В. Минкнер, А.М. Черемухин были удостоены Ленинской премии. Более 400 сотрудников конструкторского бюро и производственного отдела удостоены правительственных наград.
Больше интересных статей здесь: Наука и техника.
Источник статьи: Среднемагистральный Ту-104.