Большое количество взлетов с постепенно увеличивающимся количеством горючего, а следовательно, и увеличивающейся взлетной массой самолета позволили определить максимально возможный запас горючего.
Сложным и небезопасным этапом испытаний явилась отработка аварийного слива топлива в случае аварийной преждевременной посадки. В процессе этих полетов после открытия аварийных горловин весь самолет окутывался бензиновым туманом, скрывавшим его от глаз наземных наблюдателей. Проводились полеты и с посадкой на случайнее аэродромы.
После подготовки самолета к длительному полету экипаж в составе М. М. Громова, второго пилота начальника НИИ ВВС А. И. Филина и штурмана И. Т. Спирина совершил длительный полет по замкнутому кругу и закончил полет в Харькове.
Сентябрьским утром 1934 г. комиссия во главе с начальником ЦАГИ Н. М. Харламовым, в которую входили работники туполевского КБ П. О. Сухой и Г. А. Озеров, встретила на аэродроме в Харькове приземлившийся АНТ-25. Комиссия произвела все необходимые расчеты, составила акт, который должен был быть направлен Я. И. Алкснису, и поздравила экипаж с установлением рекорда. В это время выяснилось, что через Харьков должен проследовать на юг К. Е. Ворошилов, которому решено было доложить об установлении рекорда дальности.
Войдя в вагон Наркома обороны, М. М. Громов доложил, что существовавший мировой рекорд дальности полета во замкнутой кривой побит и 10 - 12 сентября 1934 г. советским экипажем установлен новый, составляющий 12411 км. Однако после совместного завтрака с комиссией и экипажем Климент Ефремович неожиданно задал вопрос, смысл которого сводился к нецелесообразности опубликования этого достижения. Мотивировалось это тем, что такое достижение.
будучи скрытым, позволит нам иметь хороший "запас". Подготовленная в Москве торжественная встреча не состоялась, и о полете в печати не сообщалось. Правда, вскоре М. М. Громову было присвоено звание Героя Советского Союза, а А. И. Филин и И. Т. Спирин были награждены орденами Ленина.
Несколько позже было решено проверить дальность полета самолета АНТ-25 с грузом в одну тонну. Полет проходил по маршруту Москва - Севастополь. Самолет слетал в Севастополь, вернулся в Москву, вторично слетал в Севастополь, но на вторичном полпути к Москве совершил вынужденную посадку из-за отсутствия топлива, что было совершенно неожиданно. Что же оказалось? Самолет обычно заправляли из английского топливозаправщика, а в этот раз из американского. II хотя было залито положенное число галлонов топлива, полет пришлось прекратить, так как объем английского галлона больше объема американского и самолет не был заправлен полностью.
Вместо доклада об успешном полете пришлось докладывать Я. И. Алкснису и К. Е. Ворошилову о неудаче вследствие такой небрежности, что едва не закончилось большой неприятностью для одного из работников А. Н. Туполева.
Постройка АНТ-25 - выдающееся событие в развитии мировой авиационной техники. Один за другим на этом самолете были установлены мировые рекорды дальности полета экипажами В. П. Чкалова (Москва - Портленд) и М. М. Громова (Москва - Сан-Джасинто). В иностранной печати сообщалось, что второй раз в течение нескольких недель американцы обнажили голову перед русской авиацией, и отмечалось также, что, следуя по пути, проложенному через Северный полюс их соотечественниками, М. М. Громов, А. Б. Юмашев и С. Л. Данилин, совершив свой полет, достигли нового рубежа, на который придется равняться всему миру.
Славу нашей авиации умножил и знаменитый женский экипаж в составе В. С. Гризодубовой, П. Д. Осипенко и М. М. Расковой, установивший рекорд дальности полета (5908 км) на самолете "Родина", сконструированном бригадой П. О. Сухого под руководством А. Н. Туполева.
Полеты приходилось совершать в чрезвычайно трудных условиях. Самолет и его силовые установки с несовершенным в то время навигационным оборудованием требовали от экипажа не только высокого искусства пилотирования и знания техники, но и мужества. Напомним, что для обеспечения полета через Северный полюс был высажен специальный "десант" - знаменитая экспедиция под руководством академика О. Ю. Шмидта. На самолетах АНТ-6 на полюс была доставлена четверка отважных - И. Д. Папанин, Е. К. Федоров, П. П. Ширшов и Э. Т. Кренкель. Своей девятимесячной вахтой они способствовали успешному выполнению трансарктических перелетов. "Кухня погоды" на полюсе была в то время мало изучена, поэтому проходилось проводить широкие метеорологические исследования.
В 1934 г. под руководством А. Н. Туполева был построен восьмимоторный АНТ-20 "Максим Горький". В те годы это был самый большой самолет в мире. Он имел размах крыльев 63 м и поднимал невиданное по тому времени число людей. Но судьба самолета оказалась трагичной - в одном из полетов с ним столкнулся истребитель, и машина погибла.
Почти в то же время, в 1935 - 1936 гг., коллективом А. Н. Туполева был создан тяжелый бомбардировщик АНТ-42 (ТБ-7). Он являлся блестящим развитием схемы свободнонесущего моноплана, ранее использованной в тяжелых бомбардировщиках ТБ-1 и ТБ-3. Это был огромный цельнометаллический бомбардировщик с четырьмя двигателями отечественной конструкции АМ-34, расположенными на крыле. На самолете имелся также двигатель для наддува основных двигателей, расположенный в фюзеляже. Благодаря этому потолок самолета достиг 11200 м - невероятная по тому времени высота для самолетов такого типа.
ТБ-7 был не только тяжелым, но и скоростным высотным бомбардировщиком. На высоте 8600 м он развивал скорость 430 км/ч и при дальности полета 4500 км мог поднять 4 т бомбового груза. Это подлинно "летающая крепость" по всем данным превосходила "летающую крепость", которую выпустила американская фирма "Боинг".
Особое место среди самолетов довоенного периода, созданных в конструкторском бюро А. Н. Туполева, занимает АНТ-40 (СБ), построенный в 1935 г. Ведущим по АНТ-40 был А. А. Архангельский. Этот самолет имел два двигателя жидкостного охлаждения мощностью по 860 л. с. и рабочий потолок до 10 000 м. Самолет обладал значительно большей скоростью, чем иностранные серийные истребители. Воевавшие против фашистов в Испании летчики-добровольцы Герои Советского Союза В. Хользунов и Э. Шахт отзывались о нем с восхищением, вспоминая, как в случае необходимости "давали газ" и уходили от немецких или итальянских самолетов, прикрывавших цели, которые следовало бомбить. Один из больших фашистских крейсеров был потоплен бомбой с этого самолета.
СБ - один из первых в мире самолетов того типа, который позже стали называть фронтовым бомбардировщиком. На этой машине в свое время был установлен международный рекорд поднятия тонны груза на высоту (12 246 м). На самолете уже применялось убирающееся шасси, а гладкая обшивка крыла с клепкой впотай способствовала увеличению скорости полета, которая достигла 480 км/ч. Вместе с тем скорость обусловила возникновение некоторых малоизвестных до той поры явлений, в частности так называемого флаттера Исследованием этих явлений, и в первую очередь флаттера, в ЦАГИ занимался М. В. Келдыш, впоследствии президент Академии наук СССР. Келдыш и ряд других ученых ЦАГИ разработали основные нормы и положения по расчету критической скорости флаттера и прочности. В результате этих работ было выпущено Руководство для конструкторов. Претерпев ряд изменений и дополнений, эта книга до сих пор является своего рода энциклопедическим справочником, без которого невозможно создание и проектирование современного летательного аппарата.
Строительство тяжелых самолетов задолго до Великой Отечественной войны закончилось созданием АНТ-42 (Пе-8). На нем летали бомбить Берлин в первые месяцы войны. В мае 1943 г. этот самолет наносил бомбовые удары по Кенигсбергу, а в июле 1943 г. на Курской дуге сбрасывал 5-тонные бомбы на немецкую ударную группировку. В основном работы по созданию этого самолета выполнялись под руководством ученика Н. Е. Жуковского и соратника А. Н. Туполева - В. М. Петлякова.
На самолете последующих серий устанавливались обычные карбюраторные двигатели АМ-35 и АШ-82, а также дизельные двигателя АЧ-30 и АЧ-40. Это объяснялось тем, что в тридцатые годы внимание инженеров и ученых привлекали авиационные двигатели, работающие на тяжелом топливе, потому что двигатели этого типа более экономичны по сравнению с обычными карбюраторными двигателями, а следовательно, самолет при меньшем расходе топлива имеет большую дальность полета. Кроме того, в дизельных двигателях в качестве горючего применяется более дешевое, более безопасное в пожарном отношении и менее дефицитное топливо.
Следующий самолет А. Н. Туполева создавался в необычной обстановке, которая сложилась в стране в конце тридцатых годов. В это время в Москве, где с 1932 г. располагался конструкторский отдел сектора опытного строительства (КОСОС) и где работали бригады В. М. Петлякова - по тяжелым самолетам, А. П. Голубкова - по гидросамолетам, П. О. Сухого - по истребителям и рекордным самолетам, А. А. Архангельского - по скоростным самолетам, В. М. Мясищева - по экспериментальным самолетам и Н, С. Некрасова - по торпедным катерам, была устроена тюрьма, В здании КОСОС были собраны (естественно, не по своей воле) лучшие авиационные конструкторы и одним из первых 28 октября 1937 г, сюда привезли А. Н. Туполева. В организованном там "спецтехотделе" было решено начать проектирование самолетов серии "100". Андрей Николаевич работал над третьей "соткой" (AHJ-58). Этот фронтовой бомбардировщик впоследствии получил марку Ту-2. Вначале на самолет даже не было заказа, и только в 1938 г. ВВС выдало на пего задание. В соответствии с требованиями военных самолет должен был иметь скорость полета, не уступающую истребителям при большой бомбовой нагрузке и мощном стрелковом и пушечном вооружении, а также совершенное пилотажно-навигационное оборудование для полетов в сложных метеорологических условиях. Экипаж состоял из трех человек. При разработке самолета было решено использовать моторы АМ-37 конструкция А. Д.. Микулина.
По позже опубликованным сведениям разработка этого самолета была поручена А. Н. Туполеву не сразу, так как руководство вначале предполагало поручить Андрею Николаевичу разработку крупногабаритного четырехмоторного бомбардировщика. Однако в стране уже был тяжелый самолет-бомбардировщик ТБ-7.
Сборка самолета Ту-2 производилась в сложных условиях, обусловленных положением создававших его авиационных специалистов. В частности, каждому заключенному полагался персональный охранник ("тягач"), а их не хватало. Предложение об уменьшении числа охранников не было одобрено, и тогда решили "уплотнить" время пребывания заключенных в сборочном цеху. Это привело к спешке, к ошибкам и просчетам, что в те времена могло быть объявлено сознательным вредительством.
Были, конечно, и сугубо технические трудности, например подбор современного оборудования, которое просто не было известно сидящим за решеткой конструкторам. Правда, один раз группу В. Л. Кербера свозили на московский завод, но затем это было запрещено.
Тем не менее самолет был построен, и в январе 1941 г. начались его заводские летные испытания, которые проводили летчик М. А. Нюхтиков и другие летчики-испытатели. Испытания показали, что самолет достигает максимальной скорости (650 км/ч) на высоте 8000 м, т. е. превосходит по этому параметру зарубежные бомбардировщики и многие истребители. Была продемонстрирована возможность выполнения летчиком обязанностей штурмана и вести придельное бомбометание. При испытаниях были определены оптимальные условия для бомбометания при больших углах пикирования (до 75°) с различных высот. Но в дальнейшем было решено увеличить численность экипажа до четырех человек, что несколько ухудшило летно-технические данные самолета, но существенно повысило его боеспособность. Вооружение самолета состояло из двух пушек калибра 20 мм и трех пулеметов, мощная броня защищала кабины экипажа.
Самолет был подготовлен к серийному производству, но началась война и ОКБ А. Н. Туполева эвакуировалось в Сибирь, где разместилось на предприятии, совершенно не приспособленном к производству самолетов, но, несмотря на это, в 1942 г. самолет прошел государственные испытания и завод начал его серийное производство. Первым летчиком-испытателем серийных самолетов Ту-2 являлся М. П. Васякин, который, сформировав полк этих пикирующих бомбардировщиков, первым и начал боевые действия на фронте.
Вскоре самолет подвергся некоторой модернизации: на нем были установлены более мощные моторы АШ-82ФН конструкции А. Д. Швецова с регулируемыми лобовыми шторками против переохлаждения цилиндров, устройство для обеспечения работоспособности маслосистемы при пикировании самолета, протектированные топливные баки, заполнявшиеся нейтральным газом, и осуществлены другие технические усовершенствования.
Существовал вариант Ту-2, который мог использоваться в качестве торпедоносца и постановщика мин.
Боевое применение самолета Ту-2 началось в сентябре 1942 г., когда первые три серийных самолета прибыли на Калининский фронт для войсковых испытаний. Но таких пикирующих бомбардировщиков не хватало, и их использовали в особо важных боевых операциях, а также как самолеты-разведчики.
В составе 285-й бомбардировочной авиационной дивизии полковника В. А. Сандалова уже 18 таких самолетов принимали участие в сражениях на Курской дуге. Командование ВВС имело намерение использовать пикирующие бомбардировщики при штурме укреплений на Карельском фронте в 1944 г., однако в целях сохранения секретности и внезапности применения этих самолетов на других направлениях от их применения на Карельском фронте отказались до начала Белорусской операции. В Выборгской операции самолеты Ту-2 в составе группы из 600 бомбардировщиков нанесли массированные удары по вражеским объектам и потерь не имели. Эти пикирующие бомбардировщики успешно воевали на заключительном этапе Великой Отечественной войны, участвуя в сражениях в Восточной Пруссии и Берлинской операции. В первый же день боев за Берлин 54 самолета Ту-2 корпуса генерала И. П. Скока бомбили центр города, сбросив 94 т бомб, и с каждым днем удары становились более массированными.
Пикирующие бомбардировщики Ту-2 участвовали и в боевых операциях на Дальнем Востоке при разгроме японских милитаристов.
Боевые качества самолета Ту-2 высоко ценились летчиками, а Главный маршал авиации А. А. Новиков считал его лучшим пикирующим бомбардировщиком войны.
Самолет Ту-2 состоял на вооружении наших ВВС более десятка лет после войны и до 1951 г. выпускался серийно. Всего было построено 2527 таких машин, из них около 800 самолетов принимало участие в боевых действиях Великой Отечественной войны.
В первые послевоенные годы ОКБ А. Н. Туполева вело разработку одного из последних самолетов с поршневыми двигателями. В 1947 г. был построен тяжелый бомбардировщик Ту-4. Для его производства потребовалось значительное переоборудование авиационного завода, на котором он выпускался, применение новой технологии и в какой-то мере использование материалов, мало применявшихся до того времени.
В июле 1947 г. три самолета Ту-4 были продемонстрированы на воздушном параде в Тушино, а к концу года на одном из аэродромов находилось уже 20 таких самолетов. Начались широкие летные испытания. Летом 1948 г. испытания закончились. Машина между тем уже находилась в серийном производстве и в течение долгого времени оставалась основным самолетом отечественной дальней авиации.
На базе Ту-4 был построен пассажирский лайнер Ту-70, способный транспортировать 74 человека со скоростью 500 - 600 км/ч на расстояние 5000 км.
Новым этапом в создании необходимых условий эксплуатации этого самолета явилось проектирование герметических кабин, которые в то время еще не создавались. Встал также вопрос об обеспечении пассажиров в пути горячей пищей. На довоенных пассажирских самолетах, находившихся в полете 2 - 3 ч, такой необходимости не было. В ноябре 1948 г. начались испытания пассажирского лайнера. Однако дальнейшие работы над этой машиной пришлось прекратить. Конструкторское бюро по заданию командования Военно-воздушных сил приступило к проектированию дальнего самолета с четырьмя поршневыми двигателями, который преодолевал бы расстояние 12 - 13 тыс. км без посадки. Для этой цели конструкторские бюро В. А. Добрынина и А. Д. Швецова должны были создать двигатели огромной мощности. Масса самолета превышала 100 т, размах крыла достигал 65 м, длина фюзеляжа - 34 м,
Один из испытательных полетов этой машины продолжался 27,5 ч. Однако, несмотря на достигнутые результаты, было ясно, что поршневые двигатели себя уже изжили. ВВС и промышленность выступили с предложением прекратить работы над самолетом и перейти на разработку летательных аппаратов с турбореактивными силовыми установками.
Дело в том, что авиационная техника с поршневыми двигателями (винтомоторными силовыми установками) подошла к рубежу, который уже не могла преодолеть. В период наиболее широкого применения поршневых двигателей в авиации самолеты-истребители достигли скорости 600 - 700 км/ч и высоты 12 13 км. Дальнейшего увеличения скорости с силовыми установками этого типа добиться было невозможно. Объясняется это тем, что развиваемая винтомоторной установкой тяга быстро уменьшается с увеличением скорости полета, тогда как из-за значительного увеличения сопротивления самолета на больших скоростях потребная тяга резко возрастает. Для дальнейшего улучшения летных данных самолета требовалась силовая установка иного типа.
В ОКБ А. Н. Туполева на основе Ту-2 был разработан экспериментальный самолет Ту-12. В отличие от своего прототипа он имел реактивные двигатели и измененную в связи с этим носовую часть фюзеляжа. Летные данные машины были несколько лучшими, чем у самолета Ту-2. Но для достижения качественного скачка требовалась не только замена двигателей, но и иная компоновка самолета, а также многих его систем.
Перед промышленностью стояла задача построить новый скоростной фронтовой реактивный бомбардировщик. При постройке первенца реактивной авиации возникли трудности, обусловленные несоответствием массы спроектированного самолета и силы тяги двух предлагавшихся к установке на нем двигателей. Было решено установить в хвостовой части фюзеляжа третий двигатель. Для уменьшения потерь на вредное сопротивление этот двигатель снабжался заслонкой, которая закрывалась, когда отпадала необходимость использования его тяги. Увеличение же тяги предполагалось при взлете и уходе от противника. В 1948 г. фронтовой бомбардировщик Ту-14 прошел испытания. Но в этот же период в ОКБ С. В. Ильюшина также был спроектирован фронтовой бомбардировщик, который и запустили в серийное производство.
Работу конструкторского бюро Туполева, специализировавшегося в основном на тяжелых самолетах, было решено сосредоточить на проектировании и строительстве скоростного бомбардировщика средней дальности. Одной из попыток создания тяжелых скоростных самолетов была экспериментальная машина Ту-82. В ходе ее испытаний конструкторы пришли к выводу, что для устойчивого полета на максимальных скоростях крыло должно иметь стреловидность примерно 30 - 40°. Внешний вид такого самолета (тем более бомбардировщика) был необычен, хотя Андрей Николаевич при создании новых машин обычно опирался на ранее проверенные и испытанные агрегаты и даже схемы. Разработка этого экспериментального самолета, а также результаты теоретических расчетов и продувок моделей позволили перейти к созданию околозвуковых летательных аппаратов с новыми аэродинамическими формами профиля и новой компоновкой крыла и фюзеляжа. В итоге был построен самолет Ту-16. Он имел стреловидное крыло, два двигателя АМ-3 конструкции А. А. Никулина, по тому времени большие скорость, бомбовую нагрузку и дальность полета. Появление этого самолета, демонстрировавшегося на воздушном параде в Тушино, было впечатляющим и широко отмечалось как советской, так и иностранной прессой.
Между тем в жизни признанного конструктора происходили и другие события. 13 января 1949 г. в одном из залов Центрального Дома Советской Армии собрались друзья, товарищи и сотрудники Андрея Николаевича, чтобы поздравить юбиляра, которому незадолго до этого исполнилось 00 лет. Андрей Николаевич находился в особенно приподнятом настроении, потому что в этот день он был награжден орденом Ленина. Много было поздравлений, а среди подарков общее внимание привлекли охотничье ружье и охотничья собака. В качестве сувенира юбиляру преподнесли модель прямокрылого самолета с реактивными двигателями, из сопел которого символически вырывались газовые струи. Так Андрея Николаевича приветствовал генеральный конструктор двигателей А. А. Микулин. Символичность подарка заключалась в том, что в нашей стране был создан очень мощный по тому времени двигатель оригинальной конструкции с тягой около 8000 кгс.
Этот "вызов" был принят, тем более что Военно-воздушным силам требовался новый бомбардировщик - реактивный, с увеличенными габаритами фюзеляжа для размещения боевого груза. При компоновке самолета возникли неудобства, связанные с большой длиной и габаритными диаметрами двигателей, которые трудно было разместить в гондолах под крылом. Поэтому Туполев разместил двигатели возле фюзеляжа, а чтобы струя горячих выхлопных газов не перегревала его обшивку, принял решение повернуть двигатели на несколько градусов в сторону. Испытания Ту-16 прошли успешно, так же как и последующая эксплуатация его в строевых частях Военно-воздушных сил.
Модификацией Ту-16 является самолет-ракетоносец, способный поражать объекты противника, не входя в зону его противовоздушной обороны. Ракетоносцев такого типа не имела ни одна боевая авиация за рубежом. Эти самолеты и до настоящего времени несут службу.
Особое место в деятельности ОКБ А. Н. Туполева занимает разработанный на основе Ту-16 самолет Ту-104, который является первенцем реактивной отечественной гражданской авиации.
Как известно, работы над первыми пассажирскими реактивными самолетами велись в различных странах мира (в Англии - самолет "Комета", во Франции "Каравелла", в США - ДС-8, "Боинг-707"). Одним из первых поднялся в воздух английский реактивный пассажирский лайнер "Комета". Однако вскоре одна из десяти находившихся в эксплуатации машин типа "Комета" разрушилась над Средиземным морем на высоте 10 000 м. Гибель "Кометы" озадачила специалистов, пытавшихся определить причину аварии. Видимо, сказались усталостные напряжения, и после того как появились трещины в металле, самолет разрушился со скоростью взрыва.
Проектирование самолета Ту-104 проводилось в начале пятидесятых годов, когда в связи с внедрением в авиацию реактивных двигателей появилась возможность резкого увеличения скорости полета по сравнению со скоростью эксплуатировавшихся в то время пассажирских самолетов Ли-2, Ил-12 и Ил-14. Другая задача, решавшаяся при проектировании, заключалась в увеличении высоты полета до 10 - 11 км для повышения безопасности полета, так как в те времена неоднократно происходили летные происшествия при полетах над горными массивами. В связи с положительным опытом эксплуатации и для сокращения сроков создания самолета Ту-104 было решено строить пассажирский самолет по конструктивной схеме боевого самолета Ту-16. Новый технический уровень авиационной техники позволил повысить и уровень комфорта для пассажиров, в результате чего стало возможным назвать новые пассажирские самолеты воздушными лайнерами по аналогии с морскими лайнерами, традиционно славящимися высоким комфортом.
В декабре 1954 г. макетная комиссия утвердила проект пассажирского самолета Ту-104, при этом особое внимание было обращено на обеспечение герметичности кабины пилотов и пассажирского салона на больших высотах полета и создания в них условий, близких к земным атмосферным условиям, что достигалось системой кондиционирования, снабжавшей экипаж и пассажиров воздухом необходимой чистоты, температуры и давления. Потребовалась разработка шумоглушащих покрытий для создания акустически приемлемых условий для пассажиров. Андрей Николаевич показывал пальцами руки толщину стенки фюзеляжа, гарантирующую безопасность и комфорт. Работоспособность узлов самолета, и в частности фюзеляжа, подтверждалась не только расчетами, но и специальными испытаниями в гидробассейне. Много работ потребовалось провести и для обеспечения работоспособности остекления кабины пилотов и пассажирского салона в связи с большой поверхностью стекол.
На самолете Ту-104 были установлены два турбореактивных двигателя РД-ЗМ (АМ-3), применявшиеся и на самолете Ту-16. Хотя двигатели этого типа имеют повышенный расход топлива, например по сравнению с двухконтурными [ГРД, что неблагоприятно для экономических характеристик пассажирских самолетов, были выбраны именно двигатели РД-ЗМ в основном вследствие их высокой надежности, подтвержденной эксплуатацией Ту-16.
На самолете Ту-104 была сохранена стреловидность крыла его предшественника, хотя для достижения необходимых взлетно-посадочных характеристик пассажирского самолета следовало бы иметь меньшую стреловидность. Впервые на пассажирском самолете была установлена панорамная радиолокационная станция, позволившая "видеть" земные ориентиры ночью и в сложных метеоусловиях. Вообще, на самолете Ту-104 было многое впервые.