Туполев, гиперзвуковые. Проект БПЛА «Ворон»

Апр 18 2012
+
18
-

Данный материал продолжает тему, поднятую коллегой boroda в статье "Гиперзвуковые самолёты Туполева – проект беспилотного планирующего воздушно-космического самолёта «130» (ТУ-130)", и представляет собой вторую статью цикла "Туполев, гиперзвуковые", посвященного проектам гиперзвуковых машин ОКБ Туполева.

В 1966 в США году начались летные испытания беспилотного летательного аппарата одноразового использования Локхид D-21. Выполненный по схеме «бесхвостка» с лобовым воздухозаборником и прямоточным ВРД фирмы Маркуардт RJ43, D-21 был рассчитан на полет со скоростью, соответствующей числу М=4. В конструкции разведчика широко использовались радиопрозрачные и радиопоглащающие материалы и другие средства, снижающие его радиолокационную заметность и инфракрасное излучение. Запуск D-21 осуществлялся с самолета-носителя SR-71 или В-52.

В 1969 году на территории Монголии (по другим данным, в Средней Азии) был найден беспилотный разведчик D-21, совершивший удачную посадку после выработки топлива. Он получил у нас прозвище «Черная кошка», видимо за цвет его покрытия. Рассказывают, что при попытке эвакуировать машину на внешней подвеске вертолета, она стала сильно раскачиваться и во избежание аварии «Черную кошку» пришлось сбросить. В результате D-21 получил повреждения, более сильные, чем при планирующей посадке.

Тогда разведчик эвакуировали с места падения, предварительно разобрав на агрегаты. Новинку авиационной техники доставили в НИИ ВВС, а затем передали в ОКБ А.Н. Туполева ММЗ «Опыт», где под руководством А.А.Туполева ее тщательно изучили.

Чем был интересен для нашей авиапромышленности и для ОКБ А.Н. Туполева американский D-21?

Во-первых, своими высокими ЛТХ. Даже по предварительным оценкам ОКБ определило его скорость полета в 3600 км/ч, потолок - в 25000 м.

Во-вторых, ОКБ заинтересовала необычная аэродинамическая компоновка D-21. Самолет был выполнен по схеме «бесхвостка» с тонким треугольным крылом с большой стреловидностью, порядка 75 градусов. Машина была выполнена по интегральной схеме, при которой фюзеляж и крыло представляли собой единый неразъемный агрегат, форма и конструкция которого обеспечивали высокое аэродинамическое и компоновочное совершенство летательного аппарата в целом.


В-третьих, на D-21 было много оригинальных и технически обоснованных для данной конкретной задачи конструктивных и технологических решений по теплозащите отдельных агрегатов, блоков, отсеков и трасс. Так, например, основные агрегаты системы управления и навигации размещались в топливных баках, постоянно находясь в керосине. В носовой части самолета располагался герметизированный отсек оборудования, снизу которого размещался спасаемый отсек, в котором находилась разведывательная и другая специальная аппаратура.

В-четвертых, технология изготовления и сборки планера была достаточно простой и не требовала специальной сложной подготовки производства. Несмотря на применение в конструкции планера достаточно тяжелого в обработке титана, основные элементы соединялись с помощью точечной сварки внахлест. Сборка планера осуществлялась из крупногабаритных агрегатов, автономно изготовлявшихся, поэтому основным трудоемким в технологической оснастке был общий сборочный стапель. Собранная конструкция по внешней поверхности имела далеко не авиационный вид. Много неровностей, ступенек, выступающих от общей поверхности на несколько миллиметров и т.д. Внешне сваренный и собранный планер в металлическом исполнении без внешнего покрытия выглядел весьма непривычно для авиационного глаза. Но далее, до монтажа оборудования, планер по всей внешней поверхности покрывался пористой массой, а сверху слоем черной пленки черного.

В-пятых, это широкое применение на D-21 неметаллических материалов. Особое впечатление осталось от элементов теплозащиты фюзеляжа. Теплоизоляция фюзеляжа представляла собой слой достаточно эластичной пористой массы толщиной 8-10 мм, состоящей из стеклянных полых микросфер диаметром 60-120 микрон, связанных между собой легким неорганическим составом. Сверху, как уже упоминалось выше, теплоизоляция покрывалась эластичной высокотермостойкой пленкой черного цвета.

Что касается разведывательного оборудования, то тут возникли определенные проблемы. Дело в том, что в отсеке с ним штатно сработал самоликвидатор. Однако специалистам ОКБ по сохранившимся фрагментам аппаратуры удалось получить некоторое представление о ней. В частности, можно было с большой долей вероятности утверждать, что в состав фотооборудования входил панорамный аэрофотоаппарат, обеспечивавший многомаршрутное фотографирование подстилающей поверхности с помощью качающегося зеркала (ориентировочное фокусное расстояние объектива 400-600 мм).

Когда специалисты ОКБ приступили к работам по изучению американского самолета-разведчика, практически по всем направлениям и системам, их внимание в основном концентрировалось по следующим направлениям:

- основные ЛТХ, компоновка и боевое применение;
- оборудование и, прежде всего, НПК и специальное разведывательное оборудование;
- конструкционные материалы;
- тепловые нагрузки, теплоизоляционные материалы;
- технологии изготовления отдельных агрегатов и их сборки.

Именно по этим вопросам специалисты ОКБ в основном работали, готовили информационные материалы в отчет, естественно согласуя их со смежными предприятиями и НИИ.

По результатам исследований были сделаны следующие выводы:

- американский дальний беспилотный сверхзвуковой самолет-разведчик имеет высокие летно-технические характеристики:

- скорость - 3500 - 3800 км/ч;
- высоту - 23000 - 27000 м;
- дальность - 4000 - 4600 км;
- стартовую массу - 6100 кг;

- конструктивное и технологическое исполнение разведчика имеет высокий технологический уровень, отличается совершенством, а также применением ряда эффективных, но простых технологических процессов по конструкционным материалам (титан) и внешним теплозащитным покрытиям;
- особенности разведчика представляют значительный интерес для отечественной промышленности;
- установленное на разведчике разведывательное оборудование имеет ограниченный состав и может обеспечить решение только специальных задач по разведке;
- уровень развития отечественной промышленности дает возможность воспроизвести самолет-разведчик с аналогичными ЛТХ.

На этом работы по исследованию американского самолета-разведчика были завершены. Они дали ОКБ большой полезный объем информации в решении ряда конкретных конструкторских вопросов по изделиям, разрабатывавшимся в ОКБ, в том числе и по летательным аппаратам, предназначенным для полетов с гиперзвуковыми скоростями, в том числе и по проекту 90-х годов БПЛА Ту-500.

Далее решением Правительства страны в марте 1971 года и указанием Министра авиационной промышленности в апреле 1971 года ОКБ с участием других предприятий и организаций МАП, МРП и МОП была задана разработка аванпроекта дальнего беспилотного сверхзвукового самолета-разведчика (шифр «Ворон»). В том же 1971 году ОКБ был подготовлен подобный аванпроект, подтвердивший реальность создания в СССР летательного аппарата типа американского самолета-разведчика D-21 с более широкими техническими возможностями как по летно-техническим данным, так и по составу разведывательного оборудования. Кроме панорамного аэрофотоаппарата, на борту нашей машины устанавливалась аппаратура радиотехнической разведки с широким диапазоном захвата и регистрации всех радиоизлучающих средств военного назначения. Панорамный аэрофотоаппарат так же должен был иметь более высокие данные, как по ширине полосы захвата, так и по разрешающей способности. На тот период мы имели более высокий уровень в области разработки оптических средств воздушной и космической разведки.

Ниже приводятся некоторые материалы по проекту дальнего беспилотного разведчика «Ворон».

Дальний сверхзвуковой беспилотный разведчик «Ворон» и самолет-носитель, с которого стартует разведчик, представлял собою комплекс стратегической и оперативной воздушной разведки.

Принципиальным отличием этого комплекса от других средств воздушной разведки (включая и перспективные стратегические пилотируемые самолеты-разведчики), являлось его значительное превосходство перед ними по суммарному радиусу действия и высокая эффективность преодоления БПЛП «Ворон» систем противодействия вероятного противника.

Обладая высокой детальностью и достоверностью получаемых разведданных, а также возможностью ведения разведки не только в военное, но и в мирный период, БПЛА «Ворон» мог оперативно использоваться для уточнения данных космической разведки. Возможность выбора маршрута полета самолета-носителя вне зон действия систем ПВО противника, большая дальность полета обеспечивали мобильность и многообразие возможных оперативно-стратегических направлений боевого применения.

Беспилотный разведчик «Ворон», обеспечивая ведение воздушной разведки практически в любой точке земного шара с высокой эффективностью, в то же время имел ряд особенностей, ограничивавших его возможности.

Использование в качестве основного сменного варианта разведывательного оборудования панорамно-кадрового аэрофотоаппарата позволяло вести фотографирование объектов только в дневное время в хороших метеоусловиях, а ведение всепогодной общей радиотехнической разведки давало сравнительно малый объем информации.

Отсутствие в отечественной промышленности в то время возможности специального разведывательного оборудования, обеспечивавшего ведение эффективной всепогодной воздушной разведки с больших высот, не позволяло полностью реализовать, на тот период, высокие летные характеристики «Ворона». Это была одна из причин, почему программа «Ворон» не получила дальнейшего развития. Кроме того, постоянно совершенствовавшиеся средства космической разведки ставили под сомнение общее направление развития стратегических средств на базе авиационных носителей.

Тем не менее отмечалось, что создание такого летательного аппарата в СССР может стать значительным шагом в области создания сверхзвуковых БПЛА, а также в направлении освоения отечественной авиацией высоких сверхзвуковых скоростей полета и создания предпосылок к переходу к гиперзвуковым скоростям полета.

Предлагавшийся комплекс стратегической и оперативной разведки включал:

- дальний сверхзвуковой беспилотный разведчик «Ворон»;
- самолет носитель БПЛА (на первом этапе в качестве самолета-носителя для воздушного старта предусматривался самолет Ту-95К, с модернизированной штатной системой подвески, на втором этапе -Ту-160);
- средства наземного инженерно-технического обеспечения;
- средства приема и обработки полученной информации.

Наряду с воздушным стартом была проведена оценка возможности наземного старта, который был признан нецелесообразным из-за громоздкости и маломаневренности комплекса, что значительно снижало боевые возможности системы и повышало в целом ее уязвимость.

Говоря о проекте «Ворон», следует подчеркнуть тот факт, что с технической стороны особых проблем при создании данного БПЛА специалисты ОКБ не видели. Дело в том, что уже много лет в ОКБ А.Н.Туполева велись масштабные работы по проектированию еще более скоростных гиперзвуковых летательных аппаратов.

Основные летно-технические данные БПЛА «Ворон»

Длина, м

13,06

Размах крыла, м

5,80

Высота, м

2,08

Площадь крыла, м²

37,0

Стартовая масса, кг

6300

Скорость полета, км/ч

3500-3800

Дальность полета, км

4600

Высота полета, м

23000-26400

источник: Валерий Солозобов, Александр Слободчиков, Михаил Казаков, Владимир Ригмант "Туполев, гиперзвуковые" Авиация и Космонавтика №9-2009