Ту-160 Black Jack. Межконтинентальный стратегический многорежимный ракетоносец
Страница 3
Ту-160 - самолет-носитель беспилотного сверхзвукового самолета-разведчика «Ворон«. На начальных этапах проведения работ по эскизному проекту бомбардировщика Ту-160 прорабатывались варианты подвески БЛА со стартовой массой 6300 кг на самолете-носителе, но проектные проработки не были реализованы по причине прекращения работ над БЛА «Ястреб» в середине 1970-х годов. БЛА «Ворон» разрабатывался с начала 1970-х годов как аналог американского беспилотного сверхзвукового самолета-разведчика D-21.
Ту-160П - на базе Ту-160 разрабатывался тяжелый истребитель сопровождения Ту-160П, вооруженный ракетами класса «воздух-воздух» большой и средней дальности действия. Ту-160ПП - самолет радиоэлектронной борьбы (РЭБ). В середине 80-х годов были определены облики и состав бортового оборудования перспективных самолетов-постановщиков помех Ту-22МП и Ту-160ПП. Работы по самолету Ту-160ПП были доведены до этапа изготовления натурного макета. В 80-е годы ОКБ им.А.Н.Туполева 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. Ту-160К - В декабре 1984 г. КБ «Южное» был выпущен эскизный проект боевого авиационно-ракетного комплекса «Кречет». Предполагалось использование самолета Ту-160 грузоподъемностью 50 т для запуска двух ракет со стартовой массой по 24,4 т. Возможно, существовал проект удлиненного варианта Ту-160М, несущего две гиперзвуковые КР Х-90. Другим проектом дальнейшего развития Ту-160 был межконтинентальный многорежимный стратегический самолет-носитель Ту-161 («161»). Ту-160СК - самолет-носитель воздушно-космической системы «Бурлак». 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 крьла, 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 17 880 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 14 000 кгс (4 х 137,2 кН), максимальная форсажная тяга 4 х 25 000 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).