6. Приемистость реактивных двигателей оказалась хуже поршневых. Это могло осложнить задачи пилотирования.
7. Не было ясно, оказывает ли на пилотирование гироскопический эффект больших вращающихся масс реактивного двигателя.
Не меньше, если не больше, принесла проблем аэродинамика увеличивающихся скоростей и преодоления звукового барьера.
ЦАГИ рекомендовало переход на стреловидные крылья небольшого сужения.
В этом случае:
1. Аэродинамическая подъемная сила стреловидного крыла закручивает его относительно заделки на фюзеляже. Потребовались новые методики расчета прочности, увеличение толщины силовых элементов и веса крыла.
2. Закрутка крыла уменьшает углы атаки концевых сечений, снижая подъемную силу.
3. Набегающий поток воздуха скользит вдоль стреловидного крыла, увеличивая пограничный слой на конце крыла, и приводит к срыву потока. Срыв, как правило, несимметричный и заставляет самолет крутиться вокруг своей оси.
4. С возникновением скачка уплотнения на крыле меняется картина обтекания, уменьшается подъемная сила, сдвигается центр давления, что приводит к изменению устойчивости и ухудшению управляемости.
5. Стреловидные крылья существенно больше подвержены флаттеру.
6. Желание получить большие скорости полета и появление сверхзвуковых участков обтекания на крыле поставило задачу разработки новых типов высокоскоростных профилей.
Это только основные проблемы.
Свидетельством тому, что столь большой объем исследований был необходим для конструкторов, служит и анализ работы других самолетостроительных ОКБ.
Так, ОКБ А. И. Микояна и М. И. Гуревича в период с 1946 года по 1950 год разработало и построило 20 типов самолетов, к ним относятся все предшествующие разработки самолетов МиГ-9; МиГ-15; МиГ-17 и их последующие модификации, а также опытные машины И-270, И-300, И-310, И-320 ОКБ А. С. Яковлева построило 9 типов самолетов, ОКБ П О. Сухого — 8 и т. д. ОКБ А. Н. Туполева построило 6 типов фронтовых самолетов, остальные были проектами, оставшимися на бумаге.
Так что на поставленный ранее вопрос можно ответить, что Сергей Михайлович и, конечно, прежде всего Андрей Николаевич организовали рациональный и успешный поиск новых технических решений в условиях перехода к высокоскоростной реактивной бомбардировочной авиации.
Здесь следует обратить внимание и на всестороннее исследование в это время 3-двигательной схемы — самолеты Ту-73, Ту-78 и проекты Ту-74, Ту-76, Ту-79, Ту-81, когда к двум двигателям под крылом дополнительно в хвосте самолета устанавливается третий двигатель, используя форкиль для размещения воздухозаборника. Помимо удачного использования места для него, с точки зрения аэродинамики, в этом случае обеспечивался взлет при отказе одного двигателя — условие, которое стало обязательным для пассажирских самолетов через 20 лет. В то время 3-двигательная схема реактивного самолета была первой в мире, в дальнейшем, более десяти лет спустя, она реализовалась на пассажирских самолетах В-727, Dc-10, Ту-154.
Однако есть среди этих работ и еще одна, обойти которую нельзя. Это создание самолета Ту-14 и его конкуренция с Ил-28.
Очень важно напомнить, что под индексом «Ту-14» в ОКБ Туполева разрабатывалось целое семейство — около 10 типов самолетов, начиная с проекта «73».
Самолет Ту-73, как было указано выше, являлся одной из базовых машин, многочисленные модификации которой позволяли исследовать различные компоновочные решения. Начатый в январе 1947 года как развитие схемы Ту-2 с замены поршневых двигателей на реактивные, он быстро перешел к 3-двигательной схеме, был построен в этом варианте и вышел на заводские испытания в конце 1947 года. Все было новое: реактивные двигатели, гермокабина, третий двигатель с кривым заборником в корне крыла, бустера в системе управления, число членов экипажа и т. д. Поэтому испытания шли медленно, с постоянными доработками. Гос-испытания начались 10 августа 1948 года, 1 апреля были остановлены для доводки машины и продолжены с 6 января по 31 мая 1949 года Практически заняли полтора года.
Одновременно с заданием на самолет Ту-73 как бомбардировщика с увеличенной дальностью полета ВВС задали и вариант фоторазведчика. Этот самолет получил индекс «78» и с мая 1948 года проходил испытания параллельно с Ту-73. Госиспытания начались 19 февраля 1949 года. В ВВС эти машины шли под шифром Ту-14 («73») и Ту-16 («78»).
Вот эти обе машины и конкурировали с самолетом Ил-28, который С. В. Ильюшин разрабатывал по собственной инициативе, после неудачи с Ил-22. Надо отдать должное, проект Ил-28 был хорошо проработан, учтен опыт Ил-22, внедрен целый ряд новых конструктивных решений. Впервые в СССР была установлена воздушно-тепловая автоматизированная система антиобледенения передних кромок крыла, стабилизатора и киля, размещались панорамный радиолокатор для обеспечения бомбометания в плохих метеоусловиях, радиовысотомер и радиооборудование системы слепой посадки. Ильюшинцы пошли на резкое уменьшение числа членов экипажа. На Ил-28 их осталось лишь трое, за счет снижения числа стрелков оборонительного вооружения, что позволяла эффективная подвижная кормовая установка Ил-28. Практически все это отсутствовало на «77-й» и «73-й» машинах туполевского ОКБ. Понятно, что, когда у Сталина состоялось рассмотрение состояния дел по авиации, Ил-28 был рекомендован к запуску в серийное производство, а по отношению к проектам ОКБ Туполева было вынесено решение: «Трехмоторные бомбардировщик Ту-14 и разведчик Ту-16 снять с производства на заводе № 23. Туполева освободить от дальнейших работ по самолетам Ту-14 и Ту-16 в трехдвигательном и двухдвигательном вариантах», цитирую по книге В. Г. Ригмонта.
Настоящий же самолет вошедший в историю как Ту-14 или Ту-14Т — торпедоносец, был проект «81» — Ту-81, как он именовался в бригаде Отдела общих видов. Он был начат разработкой в 1949 году, получил ТТЗ ВВС 1 октября 1949 года и испытывался с 23 января по 27 мая 1950 года, то есть уже после решения Сталина. Здесь уже были учтены промахи в соревновании с Ил-28, но было поздно, Ил-28 серийно строился на трех заводах
Ил-28 имел взлетный вес 17 220 кг и показал на испытаниях скорость 833 км/ч. Для самолета Ту-14 нормальный взлетный вес составлял 21 000 кг и скорость полета 860 км/ч. Дальность же Ил-28 была получена при максимальной взлетной массе 21 000 кг — 2455 км, а для Ту-14 — 3000 км.
Самолеты семейства Ту-14 проиграли конкурентную борьбу Ил-28, и Сергей Михайлович очень переживал этот результат. Вспоминая, он говорил, что, увлекшись модификациями Ту-2 и отрабатывая 3-двигательную схему на базе Ту-73, ОКБ и он прежде всего упустили время
Озабоченность вызывало у него и перетяжеление конструкции, хотя дальность полета Ту-14 была больше Ил-28, что приводило к большему весу. Однако большая дальность и большие размеры бомбоотсека сыграли положительную роль и позволили предложить Ту-14 авиации Военно-морского флота как торпедоносец способный размещать торпеды, не помещавшиеся в бомбоотсеке самолета Ил-28. Самолет строился в этом назначении серийно.
Было выпущено около 150 самолетов.
Опыт, приобретенный ОКБ Туполева в послевоенный период, когда разработка различных конструкций самолетов шла с небывалым размахом, позволил к началу 50-х годов объединить оба направления исследований в одно русло с целью создания серийноспособного реактивного бомбардировщика средней дальности действия — Ту-88, впоследствии названного Ту-16, явившегося важным событием в развитии отечественных ВВС.
Одним из направлений была работа над дальними самолетами как продолжение линии Ту-4. Другим, идущим от Ту-2, — продвижение с внедрением реактивных двигателей и увеличением скорости полета фронтового бомбардировщика.
Непосредственным предшественником Ту-88 можно считать самолет Ту-82, первый в ОКБ реактивный бомбардировщик со стреловидным крылом. На этом самолете была отработана аэродинамика крыла с углом стреловидности 35° и стреловидного оперения с несколько большим углом стреловидности — 40», чтобы иметь более затянутые по скорости условия возникновения сверхзвуковых режимов для обеспечения гарантированной управляемости при подходе к большим скоростям полета. Изучались вопросы дивергенции стреловидного крыла.
На самолете Ту-82 уже была получена наиболее высокая для бомбардировщика скорость 934 км/ч и потолок — 14 км. С этих позиций уже можно было переходить к созданию самолета большей размерности.
Конкурирующий самолет, как и ранее, разрабатывался ОКБ Ильюшина — Ил-46.
Над отцом тяжелым грузом висела его неудача проигранного соревнования между Ил-28 и Ту-14. Необходимо было тщательно контролировать вес и не допустить отставание по срокам.
Увы! Первый опытный, построенный при ОКБ на 156-м заводе самолет превысил вес почти на 15 %. Вместо 37 тонн пустого самолета получили почти 42 тонны. Это было ужасно! Вставал вопрос — что делать? Проводить перепроектирование самолета и снизить его вес до заданного, но тогда потерять год и опять проиграть ильюшинскому ОКБ. Если же выходить на испытания с этим самолетом — можно проиграть по летно-техническим характеристикам.
При пристальном рассмотрении конкурента выяснилось, что, разрабатывая два варианта бомбардировщика, ОКБ Ильюшина отдало предпочтение самолету с прямым крылом, то есть увеличенной копии Ил-28. Это упрощало ситуацию. На прямом крыле вряд ли можно было получить преимущество в скорости над стреловидным. Размещение же двигателей на крыле не могло обеспечить меньшее сопротивление, чем прижатые к фюзеляжу в корне крыла двигатели Ту-88, а следовательно, и преимущество в дальности. К тому же на Ту-88 увеличено аэродинамическое качество за счет новых профилей крыла.
Было принято решение выходить на испытания с получившимся «тяжелым» самолетом, а параллельно провести ряд радикальных мероприятий по снижению веса.
Для снижения веса Сергей Михайлович предлагает уменьшить аэродинамические нагрузки за счет ограничения скоростного напора, то есть скоростей полета на малых высотах. Вводится контроль отдела общих видов за выдачей нагрузок в конструкторские бригады. Отец получает за подписью Андрея Николаевича распоряжение по ОКБ, — впредь визировать чертежи в весовой бригаде своего отдела, контролируя выполнение лимитного веса. Чертежи основных узлов могли поступать в производство только с подписью Егера. Впервые введено денежное вознаграждение конструкторов за снижение веса. Результат оправдал принятые решения.
Успели! Ил-46 взлетел 3 марта 1952 года. Доставленный и собранный снова в Жуковском Ту-88 взлетел 27 апреля 1952 г, считай в одно и то же время. Ту-88 развивал максимальную скорость 945 км/ч, а Ил-46 — 928 км/ч. Бомбовая нагрузка и дальность полета для Ту-88 оказалась больше, чем у Ил-46. Правительство приняло решение о серийном производстве самолета Ту-88, получившего в ВВС индекс «Ту-16».
Однако наиболее важным оказалось, что принятые решения по снижению веса позволили на втором экземпляре облегчить самолет почти на 6 тонн. Эти чертежи и были направлены в серию для замены переданных ранее.
В серии вес самолета подрос незначительно что позволило ему превысить скорость в 1000 км/ч — 1050 км/ч.
За изменение чертежей в серии Дмитрий Сергеевич Марков — главный конструктор самолета Ту-16 получил выговор от министра авиационной промышленности, которым позже гордился, зато самолет получил долгую жизнь в ВВС страны и за рубежом. Было построено почти 1500 самолетов, серийное производство его шло в Китае. Ту-16 поставлялись в ВВС Индии, Индонезии, Ирака, Египта. Это был один из наиболее удачных самолетов ОКБ.
В послевоенный период, период напряженной поисковой работы над обликом будущего реактивного бомбардировщика Ту-16, вокруг Сергея Михайловича сложился основной «костяк» ближайших помощников, составивших Отдел общих видов.
Виктор Пантелеймонович Сахаров был его заместителем, принимал участие во всех работах отдела, связывала его с отцом и личная дружба. Человек он был общительный и веселый и при этом хороший конструктор, так что его ведущая роль не вызывала никаких возражений и во многом определяла жизненный тонус отдела.
Остальные помощники были в большей степени специализированными, вели отдельные направления работ.
Зальцман Григорий Иосифович прошел большую школу создания самолетов, будучи ведущим инженером по проектам ряда модификаций Ту-2, а потом Ту-4, Ту-95, Ту-142, руководил сначала группой, а затем бригадой компоновки. Его аккуратность и педантичность были нужны при строгом выдерживании обводов самолета. Жизненный опыт позволял разумно «ужимать» компоновку, а знания по аэродинамике давали возможность сразу же оценить правильность расчета летных характеристик.
Герасимов Михаил Капитонович также получил прекрасный опыт, будучи ведущим инженером по самолетам Ту-12 и Ту-75. Как начальник бригады увязки он отвечал за все вопросы согласования в чертежах бесчисленных узлов, механизмов и систем самолета. Это было самое горячее место, куда стекалась чертежная документация всех отделов ОКБ, выявлялись нестыковки, превышение габаритов, и поэтому здесь велись бесконечные споры, иногда на повышенных тонах, но никогда с враждебной интонацией. Человек он был добрейший, мгновенно вспыхивающий, но тут же отходивший. Отвечал он и за работы по увязке на макете самолета.
Старков Игорь Алексеевич был бессменным и, возможно, наиболее соответствующим этой должности ведущим инженером. Он сопровождал процесс разработки самых ответственных самолетов ОКБ, начиная с последних модификаций Ту-2 и далее Ту-82, Ту-16, Ту-98, Ту-22, Ту-22М. Во многом благодаря ему эти машины оказались очень значимыми для КБ, а многие стали событием в ВВС. Отец очень доверял ему, не только зная его техническую компетентность, но и полагаясь на его обязательность и ответственность. Игорь Алексеевич часто бывал у нас дома, хорошо рисовал и был легким в общении человеком, что, очевидно, и помогало ему в работе.
Макетным цехом руководил Люлюшин Иван Семенович. Он в большей степени занимался технологическими вопросами создания макета: как из дерева сделать неотличимую копию металлического самолета с полным соответствием внешней формы и внутренних объемов, поскольку на макете проводилась трассировка систем управления, прокладка кабелей электропитания и гидравлических трубопроводов, не говоря уже о расстановке ящиков для аппаратуры. Под его руководством рабочие, столяры высшей квалификации, ухитрялись повторить в дереве механизмы выпуска и уборки шасси, систему подъема и крепления бомб в бомбоотсеке, кинематические узлы системы управления.
И Андрей Николаевич, и Сергей Михайлович, чаще порознь, много времени проводили на макете, потому что он давал самое верное представление о конструкции будущего самолета. Люлюшин обладал житейской мудростью и опытом общения с людьми, знал, по чьим замечаниям надо сразу же исправлять макет, а по чьим обождать, поскольку завтра последуют новые, исключающие первые, а потому имел со всеми добрые отношения.
Ведущие инженеры по роду своей работы были наиболее тесно связаны с Сергеем Михайловичем.