Авиация и Время 1997 № 2 (22)

В ОКБ-156 исследования по тематике тяжелых сверхзвуковых самолетов начались еще в конце 1949 г. В течение двух лет ОКБ-156 совместно с ЦАГИ проводило целый ряд работ прикладного и теоретического плана по выбору основных весовых и габаритных параметров тяжелых сверхзвуковых самолетов всех типов - от фронтового бомбардировщика до межконтинентального стратегического ракетоносца. Прежде всего встал вопрос о том, каким должно быть крыло: стреловидным или треугольным малого удлинения. Одновременно прорабатывался вопрос о силовой схеме крыла. Для достижения высоких сверхзвуковых скоростей требовались новые ТРД с тягой на форсаже около 10000 кгс. Применение таких двигателей создавало целый ряд проблем с компоновкой силовой установки, подачей воздуха к двигателям и обеспечением их нормального температурного режима. Высокие скорости полета требовали внедрения в систему управления самолетом необратимых гидроусилителей в сочетании с различного рода загружателями и демпферами. По-новому должны были решаться вопросы, связанные с составом и компоновкой оборудования, а также вооружения. Количество членов экипажа сокращалось, и большинство функций перекладывалось на системы автоматического управления, работа которых осложнялась повышенными температурными и вибрационными нагрузками на сверхзвуковых и трансзвуковых режимах полета. Это снижало надежность многих систем и самолета в целом.

В середине января 1953 г. отдел Егера приступил к аэродинамической компоновке нового сверхзвукового самолета. 17 мая 1954 г. эти работы были узаконены постановлением Совета Министров СССР № 683-301, согласно которому ОКБ-156 поручалось разработать, построить и испытать сверхзвуковой фронтовой бомбардировщик "98". К этому моменту его облик в общих чертах был уже определен. В ноябре началось изготовление рабочих чертежей, одновременно завод №156 приступил к постройке первого из двух опытных экземпляров машины (второй предназначался для статиспытаний).

Ни в ОКБ, ни в ЦАГИ все еще не было единства по вопросу выбора аэродинамической формы крыла. Сталкивались два направления: В.В.Струминского (стреловидное крыло сравнительно большого удлинения) и П.П.Красильщикова-Р.Штейнберга (тонкое треугольное крыло малого удлинения). Доводы, а главное, авторитет Струминского оказались сильнее, и для самолета "98" выбрали стреловидное крыло с углом стреловидности около 55'. Его конструкция определялась в тесном взаимодействии прочнистов ОКБ и ЦАГИ. A.M.Черемухин, занимавшийся у Туполева вопросами прочности, организовал постройку и испытания моделей элементов крыла со значительным опережением выпуска рабочих чертежей. Довольно сложно оказалось решить проблему силового взаимодействия кессона стреловидной консоли с прямым кессоном центроплана. Для более точного изучения распределения нагрузок такой конструкции прочнисты также применили метод натурного моделирования.

Опытный сверхзвуковой бомбардировщик "98"

В ходе работ на базе экспериментальных данных ЦАГИ составили сеть проектных характеристик самолета "98" (скорости, высоты и дальности полета) в зависимости от геометрии крыла, взлетной массы и т.д. Это позволило оптимизировать ряд параметров аэродинамической компоновки. Впоследствии эти материалы неоднократно использовались в других разработках ОКБ.

В ходе отработки технологии изготовления панелей крыла и фюзеляжа конструкторы, прочнисты и технологи ОКБ столкнулись с большими трудностями. Из-за малой относительной толщины крыла панели были необычно высоко нагружены, что впервые потребовало применения обшивки толщиной до 8-10 мм. Моделирование и расчеты, проведенные в ОКБ, показали, что для крепления к такой обшивке стрингеров без существенного перетяжеления нужны заклепки, каких промышленность не выпускала. Поэтому в ОКБ пошли по новому пути и предложили прессовать панель целиком - обшивку вместе со стрингерами. Технологически это оказалось возможным, если панель прессовать в виде трубы, а потом разворачивать. Одним из достоинств такой конструкции было снижение трудоемкости сборочных операций, т.к. исключался большой объем клепальных работ. Чтобы при разворачивании трубы стрингеры не отрывались, решили их крепить с внешней стороны грубы. Когда стало ясно, что столь необычная технология не снижает прочности панели, ее приняли и внедрили в производство самолета "98", а позднее - Ту-22.