Пассажирский сверхзвук. Чем отличался "Конкорд" от Ту-144⁠⁠

Ровно полвека назад, 2 марта 1969 года в 15 часов 40 минут 11 секунд на аэродроме в Тулузе у самого начала взлетно-посадочной полосы сверхзвуковой пассажирский самолет Concorde, прогревший к тому моменту свои двигатели, вывел их на полную мощность и тронулся с места.

Свой первый полет Concorde выполнил с выпущенными шасси.

Он уже несколько раз совершал пробежки по этой полосе, но теперь ему предстояло впервые подняться в воздух.

Самолет c серийным номером 001 пробежал мимо трибуны с гостями и журналистами, и когда колеса его шасси оторвались от взлетно-посадочной полосы, на ней раздались дружные аплодисменты. Впрочем, их было едва слышно - воздух был заполнен ревом четырех реактивных двигателей.

Первый полет длился 27 минут на сравнительно небольшой скорости 500 километров в час, при выпущенных шасси. Спустя месяц после этого полета свой первый полет в Великобритании совершил авиалайнер Concorde 002.

А за два месяца до первого взлета Concorde на аэродроме в Летно-исследовательском институте имени Громова в подмосковном Жуковском прошел первый полет Ту-144 - самолета, который внешне был похож на Concorde как брат-близнец. Из-за внешнего сходства советский самолет вскоре получил на Западе прозвище "Конкордски".

Эти полеты знаменовали собой окончание гонки, которую вполне можно было бы сравнить с "космической" - Европа в лице Великобритании и Франции соревновалась с Советским Союзом за право считаться первой, кто смог создать сверхзвуковой пассажирский самолет.

Однако обогнавший соперников на старте СССР так и не смог построить самолет, который достиг бы заявленных параметров по дальности, а, главное, экономичности. В результате, отлетав на линии Москва-Алма-Ата всего несколько месяцев, Ту-144 сошел с дистанции. А отставший от него на два месяца Concorde прослужил до 2003 года.

Ту-144 перед первым полетом

Большая политическая гонка

Идея строительства такого самолета появилась сразу после того, как военные научились преодолевать скорость звука.

Однако для того, чтобы создать сверхзвуковой пассажирский самолет, потребовалось создать множество новых технологических решений - настолько он отличался от военных проектов.

Дело не только в безопасности - бомбардировщик, например, не летит на сверхзвуковой скорости все время, он разгоняется только на определенных этапах полета, пассажирский же самолет должен лететь на такой скорости большую часть времени, которое он находится в воздухе. Для этого ему были нужны новые двигатели.

Когда в сверхзвуковую гонку включился СССР, то, разумеется, источником новых технологий стали не только научно-исследовательские институты, но и спецслужбы. Это состязание было не столько экономическим, сколько политическим.

Однако прямых доказательств того, что СССР мог скопировать Concorde, не существует.

Скажем так, задачи перед разведорганами ставились, потому что это несколько облегчает работы по разработке. И на Западе, и у нас. Это единые проблемы. Какие-то вещи пытались получить по "Конкорду". Какие-то вопросы были. Их передавали в соответствующие службы. И эти службы выполняли соответствующие задачи.

рассказал в документальном фильме Би-би-си директор музея конструкторского бюро имени Туполева Владимир Ригмант.

Насколько я помню, какое-то количество наших представителей... Как бы дипломатических... Выдворили из Франции. Такое что-то было. Это работа, а не шпионаж

рассказал он.

Во время работы над Concorde ходили слухи о дипломатах и инженерах, которые якобы посещали заводы в составе делегаций, надев ботинки на каучуковой подошве, чтобы собрать крупицы металлической стружки и узнать состав сплава, который использовали при строительстве самолета.

Однако, как написал в своей статье советский металловед, создатель сплавов и сподвижник Андрея Туполева Иосиф Фридляндер, на самом деле конкуренты и соперники зачастую работали вместе.

В ВИЛС [Всероссийский институт легких сплавов] прошло совещание с французскими авиаметаллургами. Мы направили во Францию слитки и плиты из [сплава] АК4-1 и от них получили слитки и плиты из сплава AU2GN. И вот теперь обсуждались результаты исследования. Практически AU2GN и АК4-1 одинаковы. Сплав АК4-1, как и французский AU2GN, при хорошей жаропрочности имеет низкую вязкость разрушения

Статья "Разные судьбы" была опубликована на сайте ВИАМ и написана в 2001 году. Речь в ней идет о сплавах, которые разрабатывались для самолетов Concorde и Ту-144.

Как бы то ни было, два самолета оказались действительно очень похожи внешне, но и различий между ними тоже было много.

Схема и крыло

И Ту-144, и Concorde сделаны по одной аэродинамической схеме "бесхвостка". У него отсутствовало горизонтальное хвостовое оперение, которое создавало бы лишнее сопротивление и мешало двигаться на скорости в два маха.

Свои проекты были у американцев, причем характеристики Boeing-733 обещали быть еще более впечатляющими

Оба самолета получили дельтавидное крыло малого удлинения очень сложной формы - если посмотреть на оба самолета спереди, то видно, что законцовки крыла опущены вниз, а само оно изогнуто особым образом. Такое крыло распрямлялось на сверхзвуковых скоростях.

Технологически и по форме крыло Concorde отличалось от Ту-144. Его форма была более обтекаемой, с более плавными обводами. Крыло Ту-144 больше напоминало по форме крыло военного самолета - оно было немного угловатым.

Конструкторы Concorde, как рассказал инженер по сертификации самолета Доминик Берже, сначала тоже думали о более грубых формах.

Изначально крыло было слегка треугольным. Как у "Миражей" [истребителей Mirage с дельтавидным крылом], но это не сработало. Так что нам пришлось все переделывать, увеличивать законцовки крыла, менять передние кромки, реактивные сопла. Это была целая авантюра, невероятный полет фантазии

Форма крыла Concorde могла быть самой разной - вот все варианты, которые рассматривали конструкторы

Носовой конус и крылышки

Оба самолета были оснащены носом, отклоняющимся вниз. Это было нужно, чтобы пилоты в кабине видели полосу во время взлета и посадки.

Дело в том, что планер обоих самолетов был рассчитан на полет на скорости, в два раза превышающей скорость звука. К сожалению, на такой скорости самолет находится в других физических условиях, и поэтому создать универсальный планер почти невозможно.

При взлете и посадке и Concorde, и Ту-144 были вынуждены увеличивать "угол атаки" - задирать нос самолета. Это помогало удержать его в воздухе, но при этом двигатели работали на большей мощности.

Во время посадки носовой обтекатель Concorde отклонялся вниз, открывая пилоту обзор

Единственный способ как-то увидеть полосу - убрать носовой обтекатель, который нужен для сверхзвукового полета. Обе стороны придумали (или кто-то у кого-то подсмотрел) одинаковое решение - немного опустить нос.

Однако конструкторы Ту-144 придумали техническое решение, которое помогло им отчасти решить проблему положения самолета при посадке. Впереди в верхней части фюзеляжа у Ту-144 при взлете и посадке выдвигались небольшие крылышки. Они выполняли роль горизонтального оперения, но главное - направляли воздушный поток под крыло.

Это позволяло самолету заходить на посадку с меньшим углом атаки, с меньшей мощностью двигателей и, соответственно, меньшим шумом.

Пилот Concorde Джон Хатчисон, рассказал:

Эта деталь "Конкордского" была продумана просто отлично, и я думаю, если бы второе поколение Concorde было построено, они бы внедрили этот элемент

Те самые "крылышки" Ту-144, помогавшие ему при взлете и посадке

Двигатели

Самым сильным местом Concorde и самым слабым местом Ту-144 были двигатели. Это самая главная часть самолета - и она отличалась кардинально.

Главной задачей моторов в сверхзвуковом пассажирском самолете было поддерживать скорость, в данном случае - на уровне двух и более махов - в течение долгого времени.

Concorde после посадки - обратите внимание на сложную изогнутую форму крыла

Именно продукт британской фирмы Rolls-Royce и французской Snecma Olympus 593 позволил Concorde совершать регулярные пассажирские рейсы на скорости более двух тысяч километров в час и на расстояние более семи тысяч километров на высоте в 18 тысяч метров.

Olympus 593 был создан на базе двигателя Olympus 22R, которым оснащались британские военные самолеты, в том числе и стратегический бомбардировщик Avro Vulcan. Это был одноконтурный реактивный двигатель, воздушный поток в котором удалось разогнать до высокой скорости.

При этом Concorde в своем полете использовал форсаж только при взлете. В режиме форсажа в специальную камеру, расположенную в задней части двигателя, впрыскивается дополнительное топливо, и это создает дополнительную мощность.

И если Olympus 593 позволял самолету лететь на сверхзвуковой скорости без превращения обычного двигателя практически в ракетный, то двухконтурный НК-144 советского лайнера мог разгонять его до двух махов только на форсаже.

Создание двигателя, который мог работать в форсажном режиме в течение долгого времени, было очень сложной задачей, с которой справились советские конструкторы. Но расход топлива при этом был чуть не в два раза больше, чем у Concorde.

В конце концов эту проблему удалось решить - в СССР был разработан двигатель РД-36-51, который позволял лететь на сверхзвуковой скорости без форсажа, но было уже поздно. Ту-144Д, на который ставились эти двигатели, так и не вышел на пассажирские линии.

НК-144 были мощными, но очень прожорливыми двигателями

Самолеты с разной судьбой

При всем внешнем сходстве "Конкордски" и "Конкорд" - Ту-144 и Concorde - были довольно разными самолетами с очень разной судьбой.

Обогнавший своего западного соперника в первом полете Ту-144 после долгих лет испытаний и изменений конструкции вышел на линии только в самом конце 1977 года и прекратил пассажирские перевозки спустя семь месяцев, выполнив всего 55 пассажирских рейсов.

У Ту-144 крыло было более "рубленой" формы, но тоже со сложным изогнутым профилем

Первый коммерческий рейс Concorde совершил 21 января 1976 года. Опоздавший на старт франко-британский самолет летал до 26 ноября 2003 года - правда, только в двух авиакомпаниях (British Airways и Air France), у каждой из которых было по семь машин.

Конструкторы говорят, что это был один из самых проверенных и надежных самолетов. Единственную катастрофу в своей истории он потерпел в 2000 году - в ней погибли 100 пассажиров и девять членов экипажа.

На счету почти не летавшего с пассажирами Ту-144 две авиакатастрофы, в которых погибли восемь человек на борту и столько же - на земле. Катастрофы произошли во время показательных и испытательных полетов, а не на регулярном рейсе.

Источники: https://www.bbc.com/russian/features-47413270,https://www.yaplakal.com/forum2/topic1920018.html

P. S. Взлет Конкорда. Внимание, уберите звук!