курсовые,контрольные,дипломы,рефераты
Начало работ над новым многорежимным стратегическим авиационным носителем в СССР можно отнести к 1967 году, когда к работам над ним приступили два отечественных авиационных ОКБ: ОКБ П.О. Сухого и только что восстановленное ОКБ В.М.Мясищева. 28 ноября 1967 года вышло правительственное постановление по новому самолету. От разработчиков требовалось спроектировать и построить самолет-носитель, обладающий исключительно высокими летными данными. Например, крейсерская скорость на высоте 18000 м оговаривалась 3200-3500 км/ч, дальность полета на этом режиме определялась в пределах 11000-13000 км, дальность полета в высотном полете на дозвуковой скорости и у земли соответственно равнялась 16000-18000 км и 11000-13000 км. Ударное вооружение оговаривалось сменным и включало в себя ракеты воздушного базирования (4 х Х-45, 24 х Х-2000 и др.), а также свободнопадающие и корректируемые бомбы различных типов и назначения, суммарная масса боевой нагрузки достигала 45 тонн. К началу 70-х годов оба ОКБ, основываясь на требованиях полученного задания и предварительных ТТТ ВВС, подготовили свои проекты. Оба ОКБ предлагали четырехдвигательные самолеты с крылом изменяемой стреловидности, но совершенно разных схем - Т-4МС, М-18 и М-20.
В 1969 году ВВС сформулировали требования к перспективному стратегическому многорежимному самолету. Разработку предполагалось вести на конкурсной основе. Помимо ОКБ П.О.Сухого и ОКБ В.М. Мясищева, решено было привлечь к работам ОКБ А.Н. Туполева.
До 1970 года ОКБ А.Н.Туполева присутствовало во всех этих перепитиях с новым “стратегом” лишь как наблюдатель, исправно участвуя во всех обсуждениях и заседаниях по теме. Загруженному текущей работой по большому количеству самолетов (во второй половине 60-х годов ОКБ выпустило на испытания Ту-154, Ту-144, Ту-22М, Ту-142) руководству ОКБ было не до новых заказов, хотя тема явно вписывалась в традиционное генеральное направление работ туполевцев. В 1970 году, оценив реальное положение дел и дальнейшие перспективы с разработкой новой стратегической машины в СССР, взвесив свои возможности и возможности своих конкурентов, ОКБ А.Н. Туполева приступило к работам по новому проекту, основываясь на требованиях выдвинутых в 1967 году. Проектные работы велись в отделении “К” ОКБ под общим руководством А.А. Туполева, в дальнейшем руководство было возложено на Главного конструктора В.И.Близнюка, долгие годы до этого работавшего в команде С.М.Егера, где он участвовал в проектировании системы “135″; затем была работа в отделении “К”, где ему пришлось работать над проектами первых туполевских беспилотных сверхзвуковых ЛА (самолеты “121″ и “123″), а затем долгие годы работать по СПС-1 Ту-144. Большой вклад в работу над проектом внес нынешний руководитель работ по Ту-144ЛЛ и СПС-2 Ту-244 А.Л.Пухов.
Новый проект ОКБ первоначально получает шифр “156″, просуществовавший не более одной недели. Вскоре условное обозначение по ОКБ меняется на “160″ (Ту-160) - самолет “К” или изделие “70″. На начальном этапе проектирования работы в ОКБ по теме шли практически в инициативном порядке без особой огласки, и о них знал весьма ограниченный круг людей в самом ОКБ и в МАП. На этом этапе у ОКБ были полностью развязаны руки в выборе возможной аэродинамической схемы и конкретных компоновочных решений будущего самолета. В ОКБ решили сделать ставку на использование огромного уникального опыта, полученного при проектировании СПС, и попытаться на этой базе создать стратегический многорежимный носитель, по своим техническим решениям отличающийся от проектов Т-4МС, М-18 и М-20. Совокупность заданных в постановлении 1967 года летных характеристик самолета-носителя ставило перед ОКБ сложнейшую и во многом практически трудноосуществимую задачу. На первом этапе решили принять за определяющие облик самолета характеристики сверхзвуковой дальности полета и крейсерской скорости полета на этом режиме. Следует отметить, что одновременно с началом проектирования Ту-160 в отделе “К” проводились исследования по поиску дальнейших путей развития СПС-1 Ту-144, давшие старт работам по сверхзвуковому пассажирскому самолету второго поколения СПС-2 Ту-244. Естественно, часть наработок по Ту-244 использовалась при выборе аэродинамической компоновки Ту-160. Таким образом, на первом этапе выбор ОКБ остановился на модифицированной схеме “бесхвостка”, которая с успехом использовалась для проектов Ту-144 и Ту-244. Наработки ОКБ по проекту Ту-244 позволяли надеяться на получение на крейсерском сверхзвуковом режиме аэродинамического качества в пределах 7-9, а на дозвуковом режиме до 15, что в сочетании с перспективными экономичными двигателями давало реальную возможность приблизиться к заданным дальностям полета (например, согласно материалам проекта Ту-244 1973 г. с ТРД, имеющими на крейсерском сверхзвуковом режиме удельный расход топлива 1,23 кг/кгс час. обеспечивалась расчетная дальность на сверхзвуковом режиме полета 8000 км). Схема “бесхвостка” в сочетании с силовой установкой соответствующей мощности гарантировала наращивание скорости полета, основные проблемы при этом связывались с применением новых конструкционных материалов и технологий. способных обеспечить длительный полет в условиях высоких температур. Стремясь снизить степень технического риска по новому проекту, ОКБ решило все-таки, в отличие от своих конкурентов, ограничить крейсерское число М нового “стратега” на уровне 2,3.
Что касается выбора варианта самолета с крылом изменяемой стреловидности, то его выбор привносил множество преимуществ, но приводил к увеличению массы и к значительному усложнению конструкции за счет введения поворотного узла консолей крыла. Основным требованием, предъявляемым к тяжелому многорежимному самолету, являлось обеспечение большой дальности полета по сложному профилю с преодолением зоны ПВО на большой высоте со сверхзвуковой скоростью или у земли с дозвуковой скоростью полета. При этом основной полет к цели до зоны действия ПВО должен был выполняется на оптимальных высотах с дозвуковой скоростью. К дополнительному требованию можно отнести необходимость обеспечения эксплуатации самолета с ВПП ограниченных размеров (аэродромы 1-го класса). Совмещение указанных свойств в одном самолете представляло сложную техническую задачу. Достичь компромиссного решения между дозвуковыми и сверхзвуковыми характеристиками самолета можно было путем применения крыла изменяемой стреловидности, а также использованием двигателей комбинированной схемы:одноконтурного на сверхзвуке и двухконтурного на дозвуке (последнее, естественно, распространяется и на самолеты с фиксированной стреловидностью крыла). Сравнительные исследования, проведенные в ходе выбора оптимальной конфигурации тяжелых многорежимных самолетов с крылом фиксированной стреловидности и с крылом изменяемой стреловидности выявили следующие основные преимущества и особенности использования такого крыла. При полете с дозвуковой скоростью аэродинамическое качество самолета с крылом изменяемой стреловидности примерно в 1,2-1,5 раза выше, чем у самолета с фиксированной стреловидностью.
При полете со сверхзвуковой скоростью аэродинамическое качество самолета с крылом изменяемой стреловидности в сложенном положении практически равно аэродинамическому качеству самолета с крылом фиксированной стреловидности. Существенным недостатком крыла с изменяемой стреловидностью является увеличение массы самолета вследствие наличия шарнира и механизма поворота консолей крыла. Согласно проводившимся расчетам, потеря массы на шарнирном узле, превышающая 4% взлетной массы, полностью дискредитировала идею самолета с крылом изменяемой стреловидности для тяжелого самолета. При использовании однотипных двигателей дальность полета на дозвуковой скорости на средних высотах самолета с крылом изменяемой стреловидности примерно на 30-35%, а на малой высоте на 10% получалась выше, чем у самолета с крылом фиксированной стреловидности. Дальности полета на сверхзвуковой скорости самолетов обеих конфигурации получались приблизительно одинаковыми. Дальность полета на малой высоте самолета с крылом изменяемой стреловидности получалась приблизительно на 15% больше, чем для самолета с крылом фиксированной стреловидности. Самолет с крылом изменяемой стреловидности в сложенном положении более был приспособлен для полетов на малых высотах за счет меньшей несущей способности крыла по углу атаки и больших удельных нагрузках на него. Взлетно-посадочные характеристики самолета с изменяемой стреловидностью крыла были лучше. Как отмечалось выше, важным вопросом при создании тяжелых сверхзвуковых стратегических самолетов является выбор максимального значения скорости сверхзвукового полета. В ходе исследований проводилась сравнительная оценка дальности полета самолета с крылом изменяемой стреловидности, рассчитанного на полет с крейсерской сверхзвуковой скоростью, соответствующей М=2,2 и М=3. Снижение скорости до М=2,2 позволяло значительно поднять дальность полета за счет меньших удельных расходов топлива двигателей и большего значения аэродинамического качества. Помимо этого, конструкция планера самолета, рассчитанного на М=3, предполагала выполнение ее из титановых сплавов, что приводило к 15-20% удорожанию самолета и к возникновению дополнительных проблем технологического и эксплуатационного характера. Поэтому в ходе дальнейшего развития концепции многорежимного сверхзвукового самолета удалось доказать заказчику целесообразность снижения требований к максимальному значению крейсерского числа М, хотя при этом пришлось пойти на уменьшение скорости реакции стратегической системы.
Взвесив все за и против, в ОКБ начали готовить аванпроект самолета по схеме “бесхвостки”. С 1970 по 1972 годы подготовили несколько вариантов, проходивших по ОКБ под шифрами Ту-160М (Л-1), (Л-2) и т.д. К 1972 году аванпроект закончили и предоставили его ВВС. Одновременно ВВС приняло к рассмотрению проекты ОКБ В.М.Мясищева и ОКБ П.О.Сухого. Все три проекта представлялись в рамках конкурса, проводимого МАП в 1972 году с целью получения наилучшего решения по перспективному стратегическому самолету. Можно сказать, что все три проекта, разработанные в рамках конкурса МАП (Т-4МС, Ту-160 “бесхвостка” и М-18) являлись как бы дополнением друг друга и представляли три взгляда на одну проблему.
Результаты рассмотрения предложенных проектов ОКБ П.О.Сухого, ОКБ В.М.Мясищева и ОКБ А.Н.Туполева, а также анализ работ в США по В-1 склонили чашу весов в пользу мясищевского М-18, его поддержали ЦАГИ и НТС МАП. Однако это ОКБ не располагало необходимой производственной базой и было малочисленным для реализации такого сложного проекта. По решению руководства МАП и других инстанций это задание передается для выполнения в более мощное ОКБ А.Н. Туполева. Проект ОКБ П.О.Сухого Т-4МС сняли с рассмотрения в основном из-за высокой степени технического риска и из-за нежелания ВВС загружать это ОКБ сложной работой, которая наверняка оттянула бы его конструкторские и производственные силы от столь важных для ВВС проектов, как Т-6 (Су-24), Т-8 (Су-25) и Т-10 (Су-27) - проектами, над которыми при поддержке ВВС в это время работали суховцы.
После всех этих событий, решивших дальнейшую судьбу отечественного многорежимного самолета, ОКБ А.Н.Туполева приступило к проектированию самолета Ту-160 с крылом изменяемой стреловидности. Варианты с фиксированным крылом дальнейшего развития не получили. В том же 1972 году ОКБ, ЦАГИ, другие организации и предприятия отечественного ВПК, а также и научно-исследовательские институты ВВС приступили к выполнению широкой программы по оптимизации схемы, параметров будущего самолета, его силовой установки, выбору конструкционных материалов и разработке необходимых технологий, выбору оптимальной структуры и взаимосвязи комплексов и систем бортового оборудования и вооружения. Всего работами по Ту-160 в СССР, в той или иной форме, занималось около 800 предприятий и организаций различного профиля.
После выбора основной схемы самолета, силы ОКБ сконцентрировались на отработке конкретных элементов самолета и комплекса. В качестве двигателей для силовой установки первоначально остановились на НК-25, однотипных с теми, что предназначались для Ту-22М3. По тяговым характеристикам двигатель в основном удовлетворял разработчиков Ту-160, а вот удельные расходы топлива необходимо было снижать, иначе межконтинентальной дальности получить не удалось бы, даже при самой идеальной аэродинамике. Как отмечалось выше, в это время ОКБ Н.Д.Кузнецова приступило к проектированию нового двухконтурного трехвального ДТРДФ НК-32, который при той же взлетной форсажной тяге 25000 кгс и бесфорсажной 13000 кгс должен был иметь удельный расход топлива на дозвуковом режиме 0,72-0,73 кг/кгс ч и на сверхзвуке - 1,7 кг/кгс ч. Проект НК-32 имел в своей основе многие основные узлы идентичные с НК-25, что в значительной степени гарантировало реальность нового двигателя. Мясищевцы в своем проекте М-18 остановились на компоновке двигателей и мотогондол, близкой к В-1. Несмотря на это, в ОКБ А.Н.Туполева решили все-таки провести цикл работ по поиску оптимального варианта. Совместно с ЦАГИ на 14 моделях провели большое количество продувок различных вариантов компоновок силовой установки на самолете. Подходы были самые неожиданные. Например, в проработке находились: четырехдвигательный вариант со спаренными в вертикальной плоскости двигателями в мотогондолах с горизонтальным клином, трехдвигательный вариант с осесимметричными воздухозаборниками, несколько вариантов со спаренными мотогондолами по типу примененных на Ту-22М3 и т.д. Окончательно выбрали вариант спаренной подкрыльевой установки двигателей с двухмерными, многорежимными подкрыльевыми воздухозаборниками с вертикальным клином. Аналогичные воздухозаборники прошли всестороннюю летную проверку на Ту-144. Однако в отличие от Ту-144, процесс проектирования двигателя, мотогондол, воздухозаборников и выбор размещения их на Ту-160 рассматривался и самолетчиками, и двигателистами взаимосвязно, что позволило уйти от многих недостатков присущих силовой установке Ту-144.
Как и для предварительных проектов “бесхвосток”, для окончательного варианта компоновки планера выбрали <интегральную> схему, объединявшую наплывную переднюю часть крыла и фюзеляж в единый агрегат. Все это сочеталось с поворотными консолями крыла с углами поворота от 20 до 65 градусов и хвостовым оперением нормальной схемы с дифференциально отклоняемым стабилизатором и килем с верхней управляемой частью. Для повышения аэродинамического качества самолета при различных положениях консолей в ОКБ разработали систему специальных подвижных шторок, а впоследствии в серии внедрили поворотный гребень, позволивший оптимизировать аэродинамику участка сочленения поворотной части крыла с его неподвижной частью. Для оценки совершенства принятых аэродинамических решений совместно с ЦАГИ был выполнен большой объем продувок на 11 специально подготовленных моделях самолета. Продувки показали, что удалось получить максимальное аэродинамическое качество на крейсерском дозвуковом режиме полета в пределах 18,5-19, а на сверхзвуке более 6,0.
Вопросы, связанные с общей компоновкой самолета, решались в неразрывной связи с проблемами конструктивными и технологическими. Основные нагрузки воспринимала центральная фюзеляжеобразующая цельносварная титановая балка, вокруг нее группировались все остальные элементы планера. Оригинальная технология изготовления столь большого конструктивного элемента, как титановая балка, основывалась на процессе электронно-лучевой сварки в нейтральной среде, которая до настоящего времени относится к уникальным технологиям и по праву может считаться национальным приоритетом страны. Поворотные части крыла, узлы поворота и привода по своей схеме и техническим решениям в общем повторяли принятые для Ту-22М, однако значительное увеличение размеров и нагрузок на них потребовало существенных доработок конструкции и увеличения мощности приводов. При выборе схемы хвостового оперения рассматривались варианты с цельноповоротным стабилизатором, расположенным на вершине киля, и киль с нормальным рулем поворота, среднее расположение стабилизатора с разделением руля поворота на две секции, в окончательном варианте приняли оригинальную схему с двухсекционным килем, состоявшим из нижней неподвижной части, к которой крепился цельноповоротный стабилизатор, и верхней подвижной части киля. Подобное решение позволило в условиях ограниченных объемов разместить мощные рулевые электрогидроусилители и шарнирные привода отклоняемых плоскостей хвостового оперения.
Достаточно долго решался вопрос со схемой расположения грузоотсеков в фюзеляже. Первоначально в качестве варианта рассматривалось расположение двух грузоотсеков в центральной части фюзеляжа рядом, что давало минимальный разброс центровок при сбросе боевых грузов, но одновременно увеличивало мидель фюзеляжа и добавляло сложностей с проектированием оптимальных мотогондол. В дальнейшем от спаренных грузоотсеков отказались и перешли к двум расположенным друг за другом по длине фюзеляжа отсекам.
Самолет предполагалось строить с широким использованием современных материалов: 38% конструкции выполнялось из титановых сплавов, 58% - из алюминиевых, 15% - из высококачественных стальных сплавов и 3% - из композиционных материалов.
При построении системы управления самолетом впервые в отечественной практике создания тяжелых самолетов была использована электродистанционная система (ЭДСУ) передачи информации на привода органов управления с использованием строевой ручки летчиков.
Совместно с Государственным научно-исследовательским институтом авиационных систем и другими организациями ОКБ вело поиск наиболее эффективной системы ракетного вооружения. Помимо сверхзвуковых маловысотных ракет предлагалось создать для самолетов подобного класса дозвуковые маловысотные крылатые ракеты с корреляционной системой навигации по рельефу местности. На основании этих работ совместно с МКБ “Радуга” были подготовлены технические предложения по крылатой ракете в нормальном и стратегическом вариантах с обычной и ядерной боевыми частями для поражения слабоконтрастных наземных и морских целей (Х-55 и Х-55СМ). Руководством МАП и ВВС принимается решение стратегическим вариантом ракеты не заниматься. Это положение сохранялось до 1976 года, когда стало ясно, что США усиленно разрабатывают ракету такого же назначения (ALCM-B), и работы по Х-55СМ продолжились. Исходя из предпосылки о неопределенности геополитической и военной ситуации в будущем (что стало жесткой реальностью для России в 90-е годы), вопрос о системе вооружения Ту-160 предполагалось решать с учетом его многофункциональности. Планировалось вооружать самолет сверхдальними ракетами, дальними, средней дальности, управляемым и неуправляемым оружием ближнего действия, а также иметь ракетную огневую оборону. Приоритет отдавался оружию, обеспечивающему поражение целей, в том числе и слабоконтрастных, без входа в ПВО вероятного противника и размещаемому во внутренних отсеках самолета. Бортовой комплекс оборудования должен был обеспечивать навигацию и применение широкой номенклатуры бортового вооружения. По системе обороны Ту-160 ВВС первоначально традиционно настаивали на оснащении самолета кормовой стрелково-пушечной установкой (многоствольная пушка ГШ-6-30), ОКБ удалось убедить военных отказаться от этого требования и за счет экономии массы и свободных внутренних объемов усилить бортовую систему РЭП, кроме того, для организации коллективного РЭП предлагалось на базе Ту-160 выпускать самолеты-постановщики Ту-160ПП. Сложная и многофункциональная конфигурация системы управления бортовым вооружением потребовала широкого привлечения методов и технологий современной вычислительной техники. В системе управления вооружением закладывались возможности перехода на мультиплексные каналы связи в федеративно-централизованной структуре комплекса и на постановке на борт самолета современного цифрового радиоэлектронного оборудования. В структуре бортового комплекса появилась отдельная система управления ракетным оружием (СУРО) - дань новому поколению ракет, требующему подготовки и перекачки с борта самолета большого количества информации. Одновременно решалась задача создания наземной системы подготовки полетной информации. Вся эта работа шла в тесном сотрудничестве разработчиков системы вооружения и комплекса с ОКБ (от ОКБ А.Н.Туполева этими проблемами занимался Л.Н.Базенков).
После проработки основных системных и компоновочно-конструктивных вопросов, согласования их заказчиком и смежниками, открывалась зеленая улица для постройки Ту-160. Двумя Постановлениями Совета Министров СССР от 26 июня 1974 года и от 19 декабря 1975 года задается создание стратегического многоцелевого самолета Ту-160 в варианте ракетоносца-бомбардировщика с ДТРДФ НК-32. Практическая дальность полета с боевой нагрузкой 9000 кг (2 х X-45) на дозвуковом крейсерском режиме полета оговаривалась 14000-16000 км; дальность полета по комбинированному профилю, включая участок пути 2000 км на малой высоте (50-200 м) или при полете на сверхзвуке -12000- 13000 км; максимальная скорость на высоте -2300-2500 км/ч; максимальная скорость при полете на малой высоте - 1000 км/ ч; практический потолок - 18000-20000 м; масса боевой нагрузки: нормальная -9000 кг; максимальная - 40000 кг; ракетное вооружение должно было обеспечивать применение следующих комбинаций 2 Х-45М или 24 Х-15, или 10-12 Х-55, или 10-12 Х-15М; бомбардировочное вооружение должно было обеспечивать применение обычных и ядерных свободнопадающих бомб, корректируемых авиабомб с лазерной и телевизионно-командными системами наведения.
В 1976-1977 гг. были подготовлены эскизный проект и полноразмерный макет самолета. В том же 1977 году макет и эскизный проект одобряются заказчиком. Согласно эскизного проекта, взлетная масса Ту-160 определялась в 260 тонн, масса снаряженного самолета - 103000 кг, масса топлива - 148000 кг, при нормальной боевой нагрузке 9000 кг. Самолет получался несколько более крупным, чем его американский аналог В-1А. По составу вооружения в дальнейшем произошли некоторые изменения, заключавшиеся в следующем: отказались от ракет Х-45, оставив X-55 на двух МКУ или Х-15 на четырех МКУ и бомбы. В дальнейшем ограничились лишь вариантом с двумя МКУ под 12 ракет типа Х-55.
Производство первых трех самолетов началось в Москве в цехах ММЗ <Опыт> в 1977 году. Фюзеляжи для них изготавливались в Казани, крыло и стабилизатор - в Новосибирске, створки грузоотсека - в Воронеже, а опоры шасси - в Горьком. Одновременно с производством этих машин на КАЗ-е (КАПО) шла подготовка к серийной постройке Ту-160. Первая опытная машина “70-01″ предназначалась для заводских испытаний и доводок, вторая (”70-02″) для статических испытаний, третья (”70-03″) должна была стать предсерийной машиной.
К лету 1980 года первая машина была частично закончена постройкой и в таком виде перевезена в ЖЛИ и ДБ на аэродром в Жуковском. С 22 октября 1980 года на опытной машине начались проверки систем самолета и оборудования. Окончательно сборку опытного самолета в ЖЛИ и ДБ закончили в январе 1981 года. До ноября шли доводки и наземные испытания. 14 ноября 1981 года самолет под управлением экипажа во главе с летчиком-испытателем Б.И. Веремеем совершает первую рулежку, а 18 декабря того же года экипаж Б.И. Веремея поднимает самолет в первый полет, который продолжался около получаса. Начались заводские испытания первой машины, в феврале 1985 года она впервые развивает сверхзвуковую скорость. Третья машина “70-03″, имеющая полный комплект оборудования серийного бомбардировщика, взлетает 6 октября 1984 года, испытания продолжаются на двух машинах. 10 октября уходит в первый полет первая серийная машина производства КАПО им. Горбунова, 16 марта 1985 года - вторая серийная, 25 декабря 1986 - третья серийная, фронт испытаний и доводок нового комплекса расширился. 15 августа 1986 года взлетает четвертая серийная машина. Самолеты готовятся к поступлению в ВВС. Первые две серийные машины поступили в Прилуки в 184-й Гвардейский ТБАП 17 апреля 1987 года, один из них пилотировал заместитель командующего 37-й ВА генерал-лейтенант Л.В. Козлов. Впервые по приказу министра обороны столь сложный самолет передавался в строевую часть в опытную эксплуатацию, не закончив госиспытаний. Но затягивать время было недопустимо, в США полным ходом шло производство и (с 1985 г.) поступление в строевые части модернизированного самолета В-1В. Следует отметить, что после проведения испытаний первых В-1А американцы притормозили программу дальнейшего производства и развертывания В-1, пытаясь разобраться нужен ли им и в каком качестве этот весьма дорогостоящий самолет. Получение информации о работах в СССР по аналогичному носителю в какой-то степени подтолкнуло США к продолжению работ по программе В-1. В-1А модернизировали, проведя большую работу по снижению характеристик заметности (ЭПР и ИК сигнатуры), установив новые, более экономичные двигатели, обновив оборудование и состав вооружения. При этом взлетная масса модернизированного самолета В-1В, по сравнению с В-1А, значительно возросла. Вернувшись к вопросам боевого применения самолетов подобного класса, американцы решили удовлетвориться значением максимальной скорости на большой высоте 1328 км/ч и у земли 1160 км/ч, максимальная дальность 12000 км без дозаправки вполне соответствовала требованиям к многофункциональной авиационной ударной системе, основным назначением которой становилось не нанесение ядерных ударов в глобальной ядерной войне, а участие в локальных или ограниченных конфликтах различной степени интенсивности в условиях наличия у противника мощных систем ПВО.
Всего до конца 80-х годов ВВС США получило от промышленности около 100 машин В-1В, которые до настоящего времени вместе с В-52 и небольшим количеством В-2 составляют костяк авиационных стратегических сил США. Советская программа производства Ту-160 также предусматривала выпуск порядка сотни машин, однако уменьшение ассигнований на оборону во второй половине 80-х годов, а затем и развал СССР и вступление СССР, затем и новой России в полосу жесточайшего экономического и политического кризиса, привели к свертыванию программ производства и полномасштабного развертывания данной стратегической системы вооружения. К началу 90-х годов КАПО построило 34 самолета Ту-160, включая планера для ресурсных и прочностных испытаний. 19 самолетов Ту-160 поступили в две эскадрильи 184-го ГвТБАП, базировавшегося в Прилуках на Украине. Одну машину потеряли в авиационной аварии весной 1987 года, несколько самолетов, в том числе и первые опытные, использовались ОКБ для работ по различным программам совершенствования Ту-160.
К моменту прибытия самолетов в 184-й ГвТБАП его летный состав уже прошел теоретическую подготовку в Казани и в Самаре, летал на Ту-22М3, которые незадолго до этого, с целью освоения летчиками тяжелых самолетов с крылом изменяемой стреловидности получил и освоил полк. В первую очередь Б.И. Веремей и заводские летчики-испытатели из Казани готовили летчиков-инструкторов для 37-й ВА, куда входил полк. С помощью инструкторского состава проходила программа вывозных полетов для строевых летчиков. В течение восьми месяцев первая эскадрилья в Прилуках была полностью подготовлена к полетам на Ту-160. Полк в напряженном режиме осваивал новые машины, налет на одну машину в год составлял до 100 часов, летали по 6, 10 и 12-часовым маршрутам. По отзывам летчиков, до этого летавших и на Ту-16, и на Ту-22М3, лучше машины не было. Эргономику кабины хвалили все. Пожалуй, единственным объектом критики со стороны летных экипажей стали “истребительные” кресла К-36ДМ. малоприспособленные для многочасовых полетов, положение исправилось с внедрением подушки с пульсирующим воздухом для массажа. Такой сложнейший авиационный комплекс, как Ту-160, потребовал совершенно иного подхода к переучиванию технического состава.
Достаточно сказать, что в первое время подготовка в 184-м ГвТБАП занимала до трех суток, в дальнейшем за счет усилий личного состава, огромной работы ОКБ и его подразделения эксплуатации по улучшению эксплуатационной технологичности самолета и комплекса это время было приведено в нормальные пределы. Много хлопот в эксплуатации доставляли новейшие радиоэлектронные системы, в частности, бортовой комплекс обороны, 80% агрегатов которого размещались в хвостовой части фюзеляжа, в зоне повышенных вибраций при работающих двигателях. Часто разрушались створки сопел НК-32. Все эти и другие <детские болезни>, присущие начальному циклу освоения любого самолета, находились в поле зрения авиапромышленности. В Прилуках постоянно находилось до 300 представителей промышленности, все недостатки оперативно устранялись на строевых машинах и в серии. Напряженная работа летного и технического состава ВВС, промышленности вскоре была вознаграждена. Постепенно Ту-160 становились боевыми единицами. Уже в августе 1987 года экипаж генерала Л.В. Козлова и командира 184-го ГвТБАП В.Гребенникова совершили первый полет на имитацию боевого применения. Пуск ракеты типа Х-55 прошел на “отлично”. В ходе государственных испытаниях, завершившихся в середине 1989 года, с Ту-160 было выполнено четыре пуска крылатых ракет Х-55 - основного вооружения самолета. Была достигнута максимальная скорость горизонтального полета 2200 км/ч, однако в ходе эксплуатации скорость была ограничена величиной 2000 км/ч, что было обусловлено тебованиями сохранения ресурса.
Вскоре начались полеты самолетов полка за пределы СССР. Самолеты ходили за “угол”, в Атлантику. покрывая огромные расстояния, выходя в расчетные точки пуска крылатых ракет по территории США и Каналы. На их перехват по маршруту поднимались истребители-перехватчики стран НАТО. В западной печати появились фотографии нового советского самолета, а в 1988 году с ним мог близко ознакомиться министр обороны США Фрэнк Карлуччи на показе в Кубинке.
Высокие летные характеристики Ту-160 подтверждены рядом мировых рекордов. В октябре 1989 года и в мае 1990 года экипажи ВВС выполнили несколько полетов на установление мировых рекордов скорости и высоты полета. В частности, полет по замкнутому маршруту протяженностью 1000 км с полезной нагрузкой 30 т был выполнен со средней скоростью 1720 км/ч. В полете на расстояние 2000 км со взлетной массой 275 т достигнута средняя скорость 1678 км/ч и высота 11250 м. Всего экипажи ВВС на Ту-160 сумели установить 44 мировых рекорда.
Помимо упоминавшегося выше постановщика Ту-160ПП, ОКБ в 80-е годы проводило исследования по дальнейшему развитию комплекса Ту-160. На этапах предварительной проработки находилось несколько проектов дальнейшего развития самолета. Предполагался переход на более экономичные двигатели НК-74, оснащение высокоточным оружием, новейшим оборудованием и т.д. Существовал проект Ту-160В с силовой установкой, работающей на жидком водороде. От Ту-160 самолет Ту-160В отличался, помимо силовой установки, размерами фюзеляжа, рассчитанного на размещение баков с жидким водородом. Другим проектом дальнейшего развития Ту-160 был Ту-161 (”161″)
В 1992 году первые самолеты этого типа поступили на вооружение 1-го ТБАП ВВС России, базировавшегося на авиабазе Энгельс. К концу 1999 года в составе подразделения насчитывалось 6 самолетов Ту-160, еще несколько машин находилось на аэродроме в Жуковском и в Казани (в стадии постройки).
После распада СССР на территории независимой Украины осталось 19 самолетов Ту-160, абсолютно не вписывающихся в оборонительную доктрину этой страны. “Украинские” Ту-160 стали предметом торга между политиками России и Украины и бесславно доживали свой срок на стоянке в Прилуках, имея на своих плоскостях национальную символику Украины - желто-голубые круги и трезубцы, заменившие привычные красные звезды. Иногда в воздух для парадов поднимался один самолет. В 1998 году, после долгих бесплодных переговоров с Россией, на Украине приступили, при технической помощи США, к разделке Ту-160, поскольку содержать их даже в режиме консервации для этой страны не по силам, да и ни к чему, а вернуть России без денег нельзя - собственные националисты шум могли поднять о бесплатной передаче Москве <украинской собственности>. В октябре 1999 года в отечественных СМИ появилась обнадеживающая информация о том, что наконец между Россией и Украиной достигнута договоренность о передаче России восьми <украинских> Ту-160 и трех Ту-95МС в счет долгов за поставленный газ. В том же октябре 1999 года на Украину отправилась военно-техническая делегация ВВС России для оценки технического состояния самолетов. В декабре 1999 года и январе 2000 года самолеты перелетели на аэродром под Энгельсом.
На территории России в начале 90-х годов имелось порядка десятка Ту-160, различных годов выпуска, имелась возможность доведения до сдаточного состояния нескольких машин на КАПО. 10 сентября 1999 года очередная достроенная машина №802 совершила первый полет с аэродрома КАПО. В настоящее время все доведенные до боеспособного состояния машины находятся в составе 1-го ТБАП Дальней авиации, базирующегося под Энгельсом. Каждый из самолетов полка имеет свое персональное название: “Илья Муромец”, “Иван Ярыгин”, “Василий Решетников”, “Михаил Громов” и т.д.
В мае 2000 г. на вооружение российской армии поступил еще один стратегический ракетоносец Ту-160. Это первый стратегический самолет, построенный в России за последние 5 лет и пятнадцатая машина подобного класса, поставленная на вооружение Энгельсской авиабазы.
В начале 1999 года в отечественной открытой печати появилась информация о том, что принято правительственное решение о начале разработки в 1999 году перспективного авиационного комплекса для Дальней авиации, в котором получит дальнейшее развитие идеология ракетоносца Ту-160.
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ. Самолет Ту-160 выполнен по нормальной аэродинамической схеме с крылом изменяемой геометрии. Особенностью планера является интегральная схема аэродинамической компоновки, при которой корневая неподвижная часть крыла выполнена неразъемной с фюзеляжем и составляет с ним единую конструкцию. Это позволяет более полно использовать внутренние объемы для размещения грузов, топлива, оборудования, а также уменьшить число конструктивных стыков, что способствует снижению массы планера.
Планер изготовлен в основном из алюминиевых сплавов (В-95, термообработанных для повышения ресурса, а также АК-4). Доля титановых сплавов в массе планера - 20%, использованы КМ и стеклопластики. Широко применяются клееные трехслойные конструкции.
Низко расположенное стреловидное крыло с большим корневым наплывом и поворотными консолями имеет относительно большое удлинение. Узлы поворота консолей (шарниры) расположены на 25 % размаха крыла (при минимальной стреловидности).
Конструктивно крыло разделяется на следующие агрегаты:
- балку центроплана, представляющую собой цельносварный титановый агрегат длиной 12,4 м и шириной 2,1 м, с поперечным набором в виде стеночных нервюр из алюминиевого сплава и перестыковочных профилей для обеспечения связи с наружной обшивкой и фюзеляжем. Балка центроплана органически встроена в центральную часть планера и обеспечивает восприятие всего спектра нагрузок, приходящих от консолей крыла, замыкание и передачу их на фюзеляж. Кессон центроплана является также топливным баком;
- двухсрезные титановые узлы поворота (шарниры), обеспечивающие поворот консолей и передачу нагрузок с крыла на центроплан (на первой машине крепление проушин шарнир было сварным, однако в дальнейшем по технологическим соображениям перешли на болтовое крепление);
- консоли крыла, выполненные из высокопрочных алюминиевых и титановых сплавов, пристыковывающиеся к шарнирам и поворачивающиеся в диапазоне углов стреловидности 20-65°.
Основой силовой части консолей крыла является кессон, образованный семью фрезерованными двадцатиметровыми панелями, пятью фрезерованными и сборными лонжеронами, а также шестью нервюрами. Кессон служит емкостью для топлива. Непосредственно к нему крепятся узлы, агрегаты и элементы взлетно-посадочной механизации, флапероны и аэродинамические законцовки.
Центральная часть планера включает в себя собственно фюзеляж, неподвижную (”наплывную”) часть крыла, встроенную балку центроплана и мотогондолы двигателей. Вместе с центральной частью крыла фюзеляж представляет собой единый агрегат, выполненный в основном из алюминиевых сплавов.
В носовой части фюзеляжа полумоноковой конструкции, начинающейся радиопрозрачным оживальным обтекателем бортовой РЛС, находится носовой отсек оборудования, в котором размещены блоки БРЭО и герметическая кабина экипажа, включающая, включающая технические отсеки оборудования.
Экипаж, состоящий из четырех человек, размещен в носовой части фюзеляжа в единой просторной гермокабине. В передней части установлены кресла первого и второго летчиков, за ними - штурмана и штурмана-оператора. Все члены экипажа располагаются в катапультньк креслах К-36ДМ, позволяющих покидать самолет во всем диапазоне высот полета, в том числе и на земле при рулении. Для повышения работоспособности летчиков и операторов в длительном полете спинки катапультных кресел снабжены подушками с пульсирующим воздухом для массажа. В задней части кабины имеется туалет, малогабаритная кухня и откидная койка для отдыха. Вход в кабину экипажа - через нижний люк со специального наземного трапа-стремянки. Самолеты последнего выпуска оснащены встроенным трапом.
Непосредственно за кабиной последовательно расположены два унифицированных отсека вооружения длиной по 1,9 м, оснащенные встроенными узлами для подвески всей заданной номенклатуры авиационных средств поражения, системами подъема вооружения, а также креплениями и установками электрокоммутационной аппаратуры.
На торцевых и боковых стенках отсеков вооружения размещены различные агрегаты и система управления створками.
Между отсеками расположена балка центроплана. В наплывной и хвостовой частях самолета размещены топливные кессон-баки. В носовой негерметизированной части наплыва находятся агрегаты систем кондиционирования и жизнеобеспечения.
Хвостовая часть планера - наиболее сложно нагруженный участок самолета (из-за наличия больших деформаций в этой зоне) органически объединяет мотогондолы, ниши шасси с отсеком вооружения и заднюю часть фюзеляжа. Здесь наряду с конструкциями из титанового сплава применены сотовые трехслойные конструкции из сплавов алюминия.
Для упрощения схемно-конструктивной завязки крыла и центральной части планера разработана оригинальная и изящная конструкция, включающая “гребни”, которые представляют собой отклоняемые корневые части закрылков, синхронно отслеживающие поворот консолей крыла и обеспечивающие отклонение до максимальной их стреловидности. Установленные на мотоотсеках обтекатели делают переходные зоны между агрегатами более плавными.
Хвостовое оперение выполнено по нормальной схеме с цельноповоротным стабилизатором (стреловидность по передней кромке 44°), расположенным на 1/3 высоты вертикального оперения (для исключения воздействия струи двигателей). Его конструкция включает кессоны с узлами поворота и сотовые трехслойные панели из алюминиевых или композиционных материалов.
Киль, являющийся верхней частью вертикального оперения, цельноповоротный. Поворотная часть киля имеет трапециевидную форму. Большая площадь поворотной части обеспечивает хорошую управляемость самолетом на всех режимах полета.
Трехопорное шасси имеет носовую управляемую стойку и две основные стойки, расположенные за центром масс самолета. Колея шасси - 5400 мм, база шасси 17880 мм. Размер основных колес - 1260 х 485 мм, носовых - 1080 х 400 мм. Носовая стойка шасси, расположенная под техническим отсеком в негерметизированной нише (в которой расположен также люк для входа в самолет), снабжена двухколесной тележкой с аэродинамическим дефлектором, <прижимающим> струями воздуха к бетонке всякий мусор, препятствуя его засасыванию в воздухозаборник (в дальнейшем самолет предполагается оснастить также устройством защиты двигателей от попадания посторонних предметов, использующим сжатый воздух от компрессора ТРДДФ). Стойка убирается поворотом назад по полету.
Две основные стойки шасси с шестиколесными тележками крепятся непосредственно на центроплане и убираются назад по полету в специальные отсеки- ниши. При уборке стойки укорачиваются, что позволяет <вписать> шасси в отсеки минимальных размеров. При выпуске основные стойки, раздвигаясь, смещаются на 600 мм во внешнюю сторону, что увеличивает колею шасси. Конструкция шасси позволяет эксплуатировать бомбардировщик с существующих аэродромов без проведения дополнительньх работ по усилению ВПП.
Спаренные многорежимные воздухозаборники установлены под передним наплывом крыла. В отличие от других боевых самолетов четвертого поколения, на Ту-160 применены воздухозаборники внешнего сжатия с вертикальным, а не горизонтальным клином (это полностью исключает взаимовлияние воздухозаборников на работу двигателей).
В ходе серийного производства самолет подвергался ряду усовершенствований, обусловленных опытом его эксплуатации. Так, было увеличено число створок для подпитки двигателей на боковых стенках мотогондол, что повысило устойчивость ТРДДФ и упростило управление двигателями. Замена ряда сотовых панелей с металлическим заполнителем на углепластиковые панели позволила несколько снизить массу конструкции. Верхние люки штурмана и оператора оснастили перископами заднего обзора. Было доработано программное обеспечение ПРНК, внесли изменения в гидросистему.
В ходе реализации многоэтапной программы снижения радиолокационной заметности на обечайки и каналы воздухозаборников нанесли специальное графитовое радиопоглощающее покрытие, радиопоглощающей краской на органической основе покрыли носовую часть самолета, были реализованы меры по экранированию двигателей. Сетчатые фильтры, введенные в остекление, позволили устранить переотражение радиолокационного излучения от внутренних поверхностей кабины, а также ослабить световой поток при ядерном взрыве.
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА. Двухконтурный турбореактивный форсированный двигатель (ТРДДФ) НК-32, созданный ОКБ Н.Д. Кузнецова, результат развития многорежимных двигателей большой тяги, предназначенных для тяжелых сверхзвуковых самолетов Ту-144 и Ту-22М. Двигатель серийно выпускается с 1986 г. в Самаре и к середине 90-х гг. не имел мировых аналогов. Это один из первых в мире серийных двигателей, при создании которых приняты меры по снижению радиолокационной и ИК сигнатуры.
Компрессор ТРДДФ имеет трехступенчатый вентилятор, пять ступеней среднего давления и семь ступеней высокого давления. Для уменьшения заметности двигателя (а следовательно, и всего самолета) планируется придать первой ступени компрессора роль своеобразного экрана, обеспечивающего минимальное отражение достигающего двигатель радиолокационного излучения различного диапазона (механизм снижения радиолокационной заметности двигателя его разработчиками не раскрывается, однако можно предположить, что лопатки компрессора, соответствующим образом профилированные, отражают радиолокационное излучение на радиопоглощающее покрытие, нанесенное на стенки воздухозаборника). Лопатки компрессора изготовлены из титана, стали и (в контуре высокого давления) высокопрочного никелевого сплава. Масса компрессора 365 кг, степень двухконтурности 1,4, степень повышения давления (на взлетном режиме) 28,4.
Камера сгорания кольцевая, с испарительными форсунками, обеспечивающая бездымное горение и стабильный температурный режим. Турбина имеет одну ступень высокого давления (диаметр 1000 мм, температура торможения газа 1357°С) с охлаждаемыми монокристаллическими лопатками, одну промежуточную ступень и две ступени низкого давления.Форсажная камера спроектирована с учетом снижения ИК излучения и обеспечения минимального дымления. Сопло - полностью регулируемое, автомодельное.Система управления двигателем - электрическая, с гидромеханическим дублированием. Ведутся работы по созданию цифровой системы управления с полной ответственностью. Длина ТРДДФ - 6000 мм, диаметр (по воздухозаборнику) - 1460 мм, сухая масса 3400 кг, максимальная бесфорсажная тяга 4 х 14000 кгс (4 х 137,2 кН), максимальная форсажная тяга 4 х 25000 кгс (4 х 245 кН). Двигатели размещены в мотогондолах попарно, разделены противопожарными перегородками и функционируют полностью независимо друг от друга. Для обеспечения автономного энергоснабжения на самолете установлена газотурбинная ВСУ (размещена за нишей левой опоры основного шасси).
ОБЩЕСАМОЛЕТНЫЕ СИСТЕМЫ. Гидравлическая система самолета - четырехканальная, с рабочим давлением 280 кг/см2.
Бомбардировщик оснащен аналоговой электродистанционной системой управления с четырехканальным резервированием по каналам тангажа, крена и рыскания, обеспечивающей оптимальные характеристики устойчивости и управляемости на всех режимах полета. Реализован принцип “электронной устойчивости” с полетной центровкой, близкой к нейтральной.
Управление самолетом по тангажу осуществляется при помощи цельноповоротного стабилизатора, по крену - флаперонами и интерцепторами, по курсу - посредством цельноповоротного киля.
Имеется автоматическая система ограничения и предупреждения о выходе на предельные режимы.Ту-160 оборудован системой дозаправки в воздухе типа “шланг-конус”. В нерабочем положении штанга убирается в носовую часть фюзеляжа в отсек перед кабиной летчиков. Первоначально, когда самолеты-заправщики Ил-78 и ЗМ оснащались системой дозаправки в воздухе с тяжелым конусом, на бомбардировщике устанавливалась массивная “стреляющая” штанга, однако после появления более легких конусов с 1988 г. на Ту-160 устанавливаются облегченные штанги более простой конструкции. По настоянию ВВС рассматривался также вариант оборудования самолета неубирающейся штангой, размещенной в несколько приподнятой носовой части фюзеляжа (как на самолете 3МД), однако в дальнейшем от такого решения отказались. В качестве самолетов-заправщиков используются Ил-78 или Ил-78М.
БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЕ. Бомбардировщик оснащен прицельно-навигационным комплексом (ПрНК), обеспечивающим автоматический полет и боевое применение, включающим ряд систем и датчиков, позволяющих поражать наземные цели вне зависимости от времени суток, региона и метеоусловий.
На самолете установлена сдублированная инерциальная навигационная система (ИНС), астронавигационная система, система спутниковой навигации, многоканальный цифровой помехозащищенный комплекс связи. Бортовой комплекс обороны (БКО) позволяет обнаруживать и классифицировать РЛС ПВО противника различных типов (размещенные на земле, самолетах и кораблях), определять их координаты и подавлять мощными активными помехами или дезориентировать ложными целями.
Навигационно-прицельная БРЛС “Обзор-К”, установленная в носовой части фюзеляжа, имеет параболическую антенну и способна обнаруживать крупные морские и наземные радиолокационно контрастные цели на удалении несколько сот километров.
Имеется оптоэлектронный бомбардировочный прицел “Гроза”, обеспечивающий бомбометание с высокой точностью в дневных условиях и при низком уровне освещенности. В дальнейшем самолет получит лазерную систему подсветки наземных целей, обеспечивающую применение корректируемых авиационных бомб (КАБ) с лазерным полуактивным наведением с больших высот.
В хвостовом конусе размещены многочисленные контейнеры с ИК ловушками и дипольными отражателями. В крайней задней части фюзеляжа расположен теплопеленгатор, обнаруживающий приближающиеся с задней полусферы ракеты и самолеты противника. Общее число цифровых процессоров, имеющихся на борту самолета, превышает 100. Рабочее место штурмана оснащено восемью ЦВМ.
Кабина летчиков оборудована стандартными электромеханическими приборами, в целом аналогичными установленным на бомбардировщике Ту-22М3. Однако управление самолетом осуществляется не при помощи традиционного для тяжелых кораблей штурвала, а посредством ручки управления <истребительного> типа (появлению ручки управления самолет Ту-160 во многом обязан командующему ДА В.В. Решетникову, много сделавшему для того, чтобы убедить многочисленных <консерваторов> в пользе ее применения на тяжелом бомбардировщике). В перспективе предполагается переоснащение бомбардировщиков более современной авионикой.
ВООРУЖЕНИЕ. В двух внутрифюзеляжных грузоотсеках может размещаться различная целевая нагрузка общей массой до 40000 кг. Она включает широкую номенклатуру управляемых ракет, корректируемых и свободнопадающих бомб, а также других средств поражения как в ядерном, так и в обычном снаряжении, что позволяет использовать самолет практически против всех типов наземных и морских целей.
Стратегические крылатые ракеты Х-55 (12 единиц на двух многопозиционных ПУ барабанного типа) предназначены для поражения стационарных целей с заранее заданными координатами, ввод которых осуществляется в <память> КР перед вылетом бомбардировщика. Противокорабельные варианты КР имеют радиолокационную систему самонаведения.
Для поражения целей на меньшей дальности в состав вооружения могут входить аэробаллистические гиперзвуковые ракеты Х-15 (24 единицы на четырех пусковых установках).
Бомбовое вооружение Ту-160 рассматривается как оружие “второй очереди”, предназначенное для поражения целей, сохранившихся после первого, ракетного удара бомбардировщика. Оно также размещается в отсеках вооружения и может включать корректируемые бомбы различных типов, в том числе самые мощные отечественные боеприпасы этого класса серии КАБ-1500 калибром 1500 кг. Самолет может оснащаться также свободнопадающими бомбами (до 40000 кг) различного калибра (в том числе и ядерными), разовыми бомбовыми кассетами, морскими минами и другим вооружением. В перспективе состав вооружения бомбардировщика планируется существенно усилить за счет введения в его состав высокоточных крылатых ракет нового поколения (Х-555 и Х-101), имеющих увеличенную дальность и предназначенных для поражения как стратегических, так и тактических наземных и морских целей практически всех классов.
Новая военная техника в Великой Отечественной войне
История ж/д транспорта в период 1917-1945 гг.
Современные арбалеты - характеристики и область применения
Японский самурайский меч
Виды холодного оружия
Зенитный ракетный комплекс 9К33 “Оса”
Подводные лодки проект «633 Ромео»
Тяжелый танк Т-35
Камов Ка-50
Миль Ми-24
Copyright (c) 2024 Stud-Baza.ru Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы.