Сначала на скоростях, превышающих 1 Маха, начали летать истребители, а затем военные заинтересовались перспективой создания сверхзвуковых стратегических бомбардировщиков, которые должны были за счет большой высоты и высокой скорости полета преодолевать ПВО противника. Дело в том, что тогда как раз активно создавались зенитно-ракетные комплексы, для которых тихоходные стратеги вроде B-52 и Ту-95 становились жирными мишенями.

В СССР работу над самолетом, который должен был способен доставить пятитонную атомную бомбу до цели на территории США и вернуться обратно, поручили в 1954 году молодому ОКБ-23 под руководством Владимира Мясищева. На подходе к цели самолет должен был развивать скорость порядка 2000 км/ч, при этом требуемая дальность полета была обозначена в 13 000 км. Стратегический ударный комплекс разрабатывался под индексом «50».

Сказать, что задача была амбициозной, значит не сказать ничего. В это же время только начинал эксплуатироваться первый серийный советский сверхзвуковой истребитель МиГ-19, а тут нужно было совместить в одном самолете большую дальность полета со сверхзвуковой скоростью и достаточной грузоподъемностью.

Для решения такой сложной задачи требовались необычные решения. И они предлагались. Например, как вам идея разъемного бомбардировщика?

Он должен был состоять из двух секций: беспилотного носителя с крылом, хвостовым опереньем, баками и двигателями, и пилотируемой части. Носитель после выработки топлива должен был отделиться: дальше к цели продолжал лететь только небольшой пилотируемый самолет, чье крыло до момента разделения выполняли лишь функцию ПГО. То есть весь разъемный бомбардировщик в сборе был бы построен по схеме «утка».

Важна деталь: отделяемый беспилотный носитель был одноразовым, посадка и повторное использование не предполагалось – можете представить, во сколько обошлись бы одни летные испытания системы.

Тем не менее, постановление министерства авиационной промышленности (МАП) от 1954 года о начале работ по «самолету 50» подразумевало как раз разработку разъемного бомбардировщика. Правда вскоре от такой идеи конструкторы ОКБ-23 отказались: выяснилось, что аэродинамическая схема «утка» недостаточно исследована, особенно с точки зрения балансировки и управляемости в широком диапазоне скоростей. Выявились и другие проблемы, которые не позволяли воплотить проект в жизнь установленные сроки.

Если вы думаете, что на этом смелые идеи закончились, то сильно ошибаетесь. Обсуждался проект с беспилотным танкером, который должен был тащить пилотируемый бомбардировщик на тросе на сверхзвуковой скорости. Но и тут появлялась гора нерешаемых проблем, например, со взлетом двух самолетов на сцепке и их согласованного управления.

После отказа от идеи с заправщиком-буксиром прорабатывался проект самолета традиционной схемы с огромными подвесными баками, каждый из который имел собственные двигатели. После выработки топлива баки сбрасывались бы вместе с двигателями.

Расчеты показали, что в конфигурации с баками-двигателями первые 3 000 км до их сброса бомбардировщик мог лететь только на дозвуковой скорости и небольшой высоте, что влекло повышенный расход топлива. Также намечались и проблемы со взлетом из-за чрезмерно высокой нагрузки на крыло. Но окончательно похоронило концепцию отсутствие двигателя требуемой размерности.

В поисках финальной компоновки рассматривались десятки вариантов, в ЦАГИ продули несколько моделей. В итоге было решено отказаться от граничащих с безумием идей и строить большой самолет классической схемы с треугольным крылом, цельноповоротным стреловидным оперением и фюзеляжем минимального поперечного сечения. Максимальный взлетный вес обозначался в 238 тонн. Нормальная бомбовая нагрузка планировалась в 20 тонн, в перегруз – до 30 тонн. Самолет получит индекс М-50.

Чтобы приблизиться к требуемой дальности полета, конструкцию облегчали как могли, а топливо размещали во всех возможных нишах, не занятых бортовым оборудованием и вооружением. При этом от вкладных баков отказались – топливо заливалось прямо в герметизированные отсеки (с их герметизацией в дальнейшем будет немало проблем). В обшивке впервые применялись крупные прессованные панели из титановых сплавов, обеспечивающие максимальную гладкость, а следовательно и сниженное сопротивление.

В погоне за уменьшением веса было решено сократить экипаж всего до двух человек, а функции остальных переложить на автоматику. И это в середине 1950-х! Системы тех лет компактностью не отличались, но их разработчики делали все, что могли для снижения габаритов и веса. Летчики располагались один за другим, для посадки внутрь кресла опускались вниз из фюзеляжа. Катапультирование также осуществлялось вниз.

Шасси выполнили по велосипедной схеме: с двумя основными стойками, убиравшимися в фюзеляж и небольшими крыльевыми стойками. Передняя стойка имела механизм вздыбливания, который позволял сократить разбег. Такую же схему шасси ОКБ-23 использовало на своем прошлом «стратеге» М-4.

Важнейшей частью проекта были двигатели. Для М-50 в Казани под руководством конструктора Прокофия Зубца разрабатывались двигатели М16-17 с тягой на форсаже в 20 000 кгс. Правда выдающиеся характеристики пока были только на бумаге. К тому моменту, когда был готов эскизный проект будущего бомбардировщика, у коллектива Зубца имелся только предварительный проект силовой установки.

Стоит отметить, что для такого революционного во всех отношениях самолета требовалось новое оборудование, поскольку используемое на уже серийных машинах не удовлетворяло требованиям. Над разработкой новых технологий, конструкций и материалов работало более 20 научно-исследовательских институтов: из 410 наименований оборудования 242 являлись опытными образцами.

Например, на М-50 впервые в советской авиации была внедрена электродистанционная система управления. На первом прототипе ее продублируют механическими тягами, но на следующих самолетах их должны были убрать. Для сохранения продольной устойчивости на разных режимах полета, а особенно на сверхзвуке, на самолете применят систему перекачки топлива из одной группы баков в другую. Позднее такое решение пропишется на Ту-144, «Конкорде» и других сверхзвуковых самолетах.

Несмотря на все ухищрения, уже на этапе эскизного проекта конструкторы ОКБ-23 понимали, что самолет не дотягивает до требуемой дальности. Поэтому в самом проекте было указано, что создатели рассчитывают на новые разработки в различных областях, которые позволят улучшить аэродинамику, создать новое более эффективное топливо, применить более легкие и прочные сплавы, а также снизить массу бортового радиоэлектронного оборудования. В итоге каждое из улучшений должно было увеличить дальность на несколько сотен километров. Также для роста характеристик предлагали на обратном пути переходить на дозвуковую скорость и сбрасывать часть двигателей, а при взлете использовать специальные тележки на рельсах.

Военные, конечно, верили в мощь советской науки, но носитель для ядерной бомбы, который способен преодолеть ПВО противника, им нужен был еще вчера. При этом по расчетам ВВС, дальность полета М-50 без дозаправки составляла до 9 600 км, а с двумя дозаправками – до 12 500 км, что примерно на 2 000 км меньше, чем изначально заявляло ОКБ.

Поэтому согласовывать проект военные не собирались, указывая на необходимость доработки для соответствия заявленным требованиям. Однако за ОКБ-23 вступилось министерство авиационной промышленности и в итоге был найден компромисс: чтобы не затягивать начало испытаний, будет построен первый опытный экземпляр для отработки конструкции и бортовых систем на основе тех возможностей, которые были на тот момент. Он не будет удовлетворять требованиям военных, но позволит начать испытания. А добиться необходимых характеристик должны были при создании второго и последующих экземпляров.

Постройка первого образца затянулась, что было обусловлено общей сложностью проекта и постоянными изменениями в конструкции. Часто подводили смежники, которые не могли во время поставить оборудование. В итоге первый опытный экземпляр под индексом М-50А был готов не как планировалось в начале 1958 года, а только в мае 1959-го.

После ряда наземных испытаний, доработок и пробных рулежек М-50А совершил первый полет 27 октября 1959 года. Он продлился 35 минут, максимальная высота составила 1000 метров, скорость – 575 км/ч. Первый полет выполнялся без уборки шасси, что является обычной практикой.

Да, чуть не забыл сказать. Перспективные двигатели М16-17 конструкции Зубца не были готовы, поэтому опытный М-50А получил куда менее мощные бесфорсажные ВД-7А со взлетной тягой всего 11 000 кгс.

Также первый опытный самолет не имел оборонительного вооружения в виде сдвоенной 23-мм пушки в хвосте, наводимой по РЛС. Ее планировали ставить на следующие экземпляры.

В полете, состоявшемся 28 ноября, М-50 достиг высоты в 5 километров и скорости в 1010 км/ч, взлетная масса в тот раз была доведена до 118 тонн. В последующих полетах этот показатель так и не превысили.

Всего, согласно утвержденной осенью 1959 года программе испытаний, должно было состояться 35 полетов. До октября 1960 года состоялось 11 полетов с двигателями ВД-7А. Значительное время ушло на устранение последствий аварии, случившейся в мае 1960-го. Тогда во время наземных испытаний двигателей М-50А сорвался с места и врезался в стоявший напротив опытный самолет 3МЕ, снес ему кабину и повредил крылом ангар. В результате аварии погиб один человек, двое пострадали.

В одном из полетов, состоявшихся в сентябре, М-50А достиг скорости в 1090 км/ч. По версии ОКБ-23, эта скорость равнялась 1,01 Маха (число Маха зависит от высоты), но в ЛИИ имени Громова с этим не согласились, утверждая, что скорость не превысила 0,99 Маха. Кто прав, доподлинно неизвестно, но если порог сверхзвуковой скорости и был превышен, то совсем немного.

В апреле 1961 года на М-50А два внутренних двигателя заменили на форсажные ВД-7МА. С ними самолет должен был достичь скорости 1,35 Маха, но это так и не произошло. В оставшихся восьми полетах форсажный режим использовался только при взлете, а испытания на максимальную скорость не производились.

Тот факт, что эти полеты вообще состоялись, уже был чудом. Дело в том, что еще 3 октября 1960 года вышло постановление, по которому ОКБ-23 закрывалось, а его специалисты переводились в подчинение Челомею, который занимался ракетами. Мясищев, в свою очередь, был назначен руководителем ЦАГИ.

Последний полет М-50А состоялся 9 июля 1961 года. И это был не просто полет, а целое шоу.

Дело в том, что реактивный гигант прошел над тысячами зрителей авиационного парада в Тушино. Среди собравшихся были не только советские граждане, но и иностранные военные атташе и журналисты. Создавалось впечатление, что СССР продемонстрировал свой новый грозный бомбардировщик, который уже скоро будет выпущен в серию и станет кошмаром для врагов. НАТО даже присвоило ему кодовое название: Bounder (негодяй).

Но мало кто из собравшихся знал, что эта минута славы была лебединой песней.

М-50А относительно повезло. Спустя несколько лет простоя на хранении в ЛИИ имени Громова его передали в музей ВВС в подмосковном Монино, где бомбардировщик и стоит до сих пор. Второй экземпляр для статических испытаний и построенный, но не летавший М-52 были разобраны на металл. От них даже не осталось фото, только одно изображение деревянного макета М-52.

Кстати, про М-52. Это было развитие М-50, но уже с упором на применение крылатых ракет, которые позволили бы увеличить дальность применения ударного комплекса. Самолет был построен в единственном экземпляре, но был разобран, не совершив ни одного полета.

Что же не позволило М-50 уйти за рамки прототипа? Ответ на этот вопрос, как всегда, не очень прост. Зачастую можно встретить мнение, что М-50 был выдающимся самолетом, проект создания которого был закрыт волюнтаристским решением властей и лично Хрущёва, который увлекся ракетами в ущерб другим системам вооружения.

Если бы это действительно было так, то вряд ли такой сложный и безусловной дорогостоящий проект финансировался и поддерживался не один год. Разработка сопровождалась постоянным сдвигом сроков и при этом создатели не могли гарантировать заявленных характеристик, а военным нужен был носитель ядерного оружия. И чем быстрее, тем лучше. Но тем не менее, финансирование продолжалось.

В итоге с созданием надежного носителя, который гарантированно доставлял за океан несколько мегатонн советского не очень мирного атома, лучше справились ракетчики.

15 декабря 1959 года на боевое дежурство заступила королёвская Р-7. Она хоть и отличалось низкой боеготовностью и куда лучше подходила для космоса (первый спутник и Гагарин не дадут соврать), но все равно была серьезным аргументом в международной политике, поскольку могла закинуть боеголовку мощностью в 2 мегатонны на расстояние в 8 000 км.

В 1960 году начинались испытания уже более подходящей для постоянного боевого дежурства ракеты Р-16 с дальностью до 13 000 км. И хоть первый пуск завершился трагедией, даже не начавшись (погибло 57 человек, включая командующего РВСН маршала Неделина), в дальнейшем Р-16 заступила на боевое дежурство, существенно расширив возможности советских РВСН.

В условиях, когда ракетчики дают результат, а разработка стратегического бомбардировщика постоянно буксует, у руководства лопнуло терпение. Ну и, конечно, двигатели. Моторы М16-17 конструкции Зубца так и не были доведены, проект в итоге закрыли. А без них М-50 был бесполезен как боевая единица.

Единственный М-50А по итогу оказался никому не нужным, хотя на базе него можно было провести немало исследований.

Так было с американским собратом – стратегическим бомбардировщиком XB-70 «Валькирия», который еще в процессе создания был переквалифицирован в экспериментальный без перспективы принятия на вооружение. Первый полет «Валькирия» совершила в 1964 году, хотя начинала создаваться в одно время с М-50. Всего было построено два экземпляра, которые совершили более 120 полетов. Второй экземпляр в одном из них, 12 января 1966 года, смог разогнаться до 3250 км/ч. Он же вскоре разбился при столкновении с истребителем во время рекламной съемки для производителя двигателей.

Кстати, во дорогущая «Валькирия» не стала серийной тоже во многом благодаря советским ракетчикам. Только не тем, кто занимался разработками для РВСН, а создателям зенитных комплексов. После перехвата над Свердловском самолета-разведчика U-2 в мае 1960 года американские военные убедились, что высота полета больше не является гарантией безопасности и начали склоняться к доктрине низковысотного прорыва ПВО, для которого XB-70 не годился.

Вернемся к М-50. В защиту конструкторов ОКБ-23 следует сказать, что задача по созданию сверхзвукового стратегического бомбардировщика в условиях технологий 1950-х годов была из разряда практически невыполнимых. И тем не менее, мясищевцами, а также смежными предприятиями и НИИ была проведена громадная работа, результаты которой определенно пригодились в будущем при создании систем для других самолетов. И все равно жаль, что такой интересный коллектив лишился возможности работать над новыми самолетами. Тем более, что по сравнению с тем, как долго разрабатываются самолеты в наше время, М-50А был спроектирован, собран и полетел в кратчайшие сроки: меньше пяти лет.

Позднее ОКБ-23 возродится в качестве экспериментального машиностроительного завода и даже поучаствует в конкурсе на создание будущего Ту-160, но это уже совсем другая история.

Если вам понравился пост, обязательно подписывайтесь: новые публикации у меня выходят регулярно. Также мои материалы на тему военной техники и военного кино доступны в Telegram и Дзене.

Мой канал в Telegram: https://t.me/ivanartuchannel

Канал в Дзене: https://dzen.ru/ivanartu

Объем мирового рынка аддитивного производства растет с каждым годом и на 2024 год оценивается в 3,56 млрд долларов. 3D-печать широко применяется в аэрокосмической, автомобильной, строительной и медицинской отраслях. Технология позволяет создавать легкие и прочные изделия разнообразной формы путем «выращивания» материала слой за слоем на 3D-принтере. Однако прочность получаемого продукта во многом зависит от направления печати, например, вертикального или углового. Заранее это предсказать сложно. Чтобы понять, при каких условиях тот или иной материал получается качественнее, из него создают множество дорогостоящих тестовых образцов и для каждого проводят долгие различные проверки. Ученые Пермского Политеха разработали новый метод экспресс-оценки, который вдвое сокращает расход материала и ускоряет испытания с месяца до нескольких дней. Теперь можно быстрее и дешевле определить устойчивость будущих деталей к циклическим нагрузкам, что критически важно для повышения безопасности конструкций в высокотехнологичных отраслях.

На изобретение получен патент. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Аддитивное производство постепенно становится ключевой технологией в промышленности. Это процесс послойного создания детали из пластика, металла или композита по цифровой 3D-модели. С его помощью можно изготавливать изделия любой сложной формы с минимальными отходами, при этом легкие и прочные. Такие свойства особенно востребованы в аэрокосмической, оборонной, энергетической, нефтегазовой и медицинской отраслях, где используется для изготовления деталей двигателей, корпусов, турбин, трубопроводов, а также индивидуальных имплантов и протезов.

3D-принтер создает изделие, послойно накладывая материал друг на друга. Направление такой печати может быть разным – 90, 45, 60 градусов и т.д. Это влияет на итоговые свойства продукта, в том числе способность выдерживать большие нагрузки. Проблема в том, что предсказать, какой угол печати даст минимальную прочность, невозможно. Поэтому, перед запуском в эксплуатацию, инженерам приходится делать множество тестовых образцов под разными углами и испытывать их на специальных стендах, имитируя реальные условия.

Подобные исследования необходимы и снижают риск разрушения критических элементов при эксплуатации. Однако это крайне дорогой и долгий процесс, требующий большого количества дорогостоящего материала. Для проверки каждого направления печатают 4-6 стандартных образцов. Их поочередно устанавливают в специальную испытательную машину и подвергают нагрузкам до полного разрушения, тем самым проверяя на растяжение, сжатие, изгиб, твердость, выносливость и многие другие факторы. Этот процесс только для одного образца занимает более 10 часов. В среднем, полноценные испытания материала могут отнимать от пары недель до месяцев, что требует развития новых экспресс методов оценки свойств аддитивных материалов.

Ученые Пермского Политеха разработали новую методику экспресс-оценки прочности, которая в 3 раза сокращает время проверки 3D-печатных материалов по сравнению с классическим способом. Вместо множества стандартных образцов эксперты предлагают использовать одну уникальную конструкцию в виде колеса. С ней можно проверить прочность сразу в четырех направлениях, что значительно экономит время и деньги.

– Новый тип конструкции представляет собой колесо, в центре которого находится одно круглое отверстие, а по окружности симметрично расположены еще восемь в форме равнобедренных трапеций. Образец печатают из того же материала и на том же оборудовании, что и будущие детали, устанавливают в испытательной машине и подвергают циклическим нагрузкам (многократному изгибу). Она одновременно нагружает все восемь рабочих поверхностей – перемычек между отверстиями, до их разрушения. По появляющимся деформациям можно определить, где материал слабее всего. Направление, где деталь сломалась после наименьшего числа циклов испытания, и есть самое слабое и опасное, – поделился Артем Ильиных, доцент кафедры «Экспериментальная механика и конструкционное материаловедение» ПНИПУ, старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики, кандидат технических наук.

Ученые отмечают, что такая форма образца в виде колеса позволяет тестировать долговечность материала сразу в четырех различных направлениях за одно испытание. При этом в два раза сокращая количество образцов по сравнению с традиционными методами. Это значительно экономит затрачиваемые материалы и уменьшает время испытаний с нескольких недель до 1-7 дней.

Предлагаемая идея эффективна для всех отраслей, использующих 3D-печать. Например, при производстве костных имплантатов из композитов, которые при эксплуатации должны выдерживать высокие нагрузки: перед запуском продукта на рынок можно напечатать тестовое «колесо» из того же материала и проверить его прочность одновременно с разных сторон. Это поможет за короткий срок выбрать оптимальные параметры печати для создания более надежного изделия.

Применение нового типа конструкции дает возможность точно определить, в каком направлении печатать деталь нельзя, так как она быстро сломается под нагрузкой, а в каком – можно, чтобы она прослужила долго. Метод позволяет быстро и достоверно оценить надежность 3D-печатного материала.

Разработка ученых ПНИПУ обеспечивает экспресс-оценку свойств аддитивной конструкции, а также снижение стоимости испытаний за счет количества используемых ресурсов. Теперь можно без проведения долгих проверок корректировать параметры печати, чтобы избежать опасных направлений в готовых изделиях.