Создание ЛА с таким коэффициентом новизны требует очень больших затрат и привлечения к решению задач, связанных с созданием нового самолета, огромного научного потенциала. Это всегда большой риск создать "посредственный" и слишком дорогой самолет. На Т-4 многие решения приходилось отрабатывать практически с нуля, например, выбор новых стекол и герметиков, стойких к температуре 320"С. В свою очередь работа над ударно-разведывательным самолетом Т-4 привела к освоению новых технологий и технологических процессов. И уже на их основе, в частности, в области титановых сплавов, в дальнейшем были созданы другие, более совершенные, летательные аппараты: МиГ-25, Ту-144, Ту-160, Су-27, МиГ-29, ВКС "Буран" и т.д. Кроме того, создание самолета Т-4 позволило предприятиям, участвовавшим в его разработке, расширить свою производственную базу и перейти на более высокий технический уровень - это и ОКБ П.О. Сухого, и ОКБ А.В. Потопа-лова, и Тушинский машиностроительный завод, и Рыбинское моторостроительное КБ П . А . Колесова. Самолет Т-4 был рассчитан на весьма специфические условия эксплуатации и поэтому немаловажным вопросом в его разработке были аэродинамические исследования. Большое значение для получения высоких летно-технических характеристик имела аэродинамическая компоновка крыла, например, форма крыла в плане. Корневой наплыв крыла самолета Т-4 повышал его несущие свойства на больших углах атаки. Результаты исследования по крылу были реализованы в самолете Су-27 - они приняты за основу при формировании аэродинамической компоновки истребителя. При работе над самолетом Су-27 учитывался также опыт исследований по механизации крыла "сотки", в частности по отгибаемым носкам крыла и флаперонам. На истребителе Т-10 эти результаты реализованы в так называемом "адаптивном крыле". Исследования по деформации срединной поверхности крыла были использованы при создании сверхзвукового пассажирского самолета ОКБ А.Н. Туполева Ту-144. Здесь надо сказать, что оба самолета создавались практически параллельно, и многие работы, проведенные по ударному самолету Т-4, затем были реализованы на пассажирском Ту-144 (имеются в виду аэродинамические исследования), в частности туполевская машина позаимствовала у "сотки" результаты по дозвуковым исследованиям. В совместной работе ЦАГИ с ОКБ П.О. Сухого по изучению влияния утолщения крыла и его затупления в корневой части на улучшение летных характеристик на дозвуковом режиме полета было получено высокое аэродинамическое качество. Эти исследования показали, что интегральная компоновка является наиболее перспективной при создании новых ЛА. Полученные данные были использованы в ходе проектирования многорежимного самолета Т-4МС. Интегральная компоновка применена на многих самолетах 4-го поколения. Например, на истребителях Су-27, МиГ-29 и ракетоносце Ту-160. Отклоняемая носовая часть также первоначально разработана и опробована в ОКБ П.О. Сухого для Т-4 и затем перешла на самолет Ту-144. Большую долю работ при создании ударно-разведывательного самолета Т-4 занимали исследования по отработке технологий получения и сварки титановых сплавов ВТ-20, ВТ-22, ОТ-4 и легированных сталей ВНС-2 и ВНС-3. В совместной работе ВИАМа, ОКБ П.О. Сухого и ТМЗ были получены уникальные технологии, которые удешевляли производство титана настолько, что оно приближалось к стоимости алюминиевых сплавов. Тушинским машиностроительным заводом все процессы были максимально автоматизированы. Благодаря ТМЗ, станки-автоматы были доведены до уровня ЧПУ (программирование рабочих функций, применение ЭВМ). Параллельно применялись передовые методы ведения производства ("сетевое планирование"). Впоследствии "задел", полученный при работе с титановыми сплавами и высоколегированными сталями, использован при создании самолетов МиГ-31, Су-25 и ВКС "Буран". На самолете Т-4 впервые в СССР была применена электродистанционная система управления аналогового типа с четырехкратным дублированием, которая показала, что ЭДСУ обладает множеством преимуществ перед механической, а главное позволяет создавать самолеты с "отрицательной" устойчивостью. Большинство современных боевых и пассажирских самолетов оснащены ЭДСУ - Ту-144, Ту-160, МиГ-29М и МиГ-29К, Су-27, Ил-96-300, Ил-114, Ту-204, Ан-70 и т.д. Для самолета Т-4 впервые была применена гидросистема высокого давления (280 кг/см2) с использованием теплостойких жидкостей. Все трубопроводы системы паеные, что также было сделано впервые. Гидросистема такого высокого давления применена на истребителе Су-27. Радиоэлектронное оборудование самолета Т-4 было самым совершенным на то время. Надо сказать, что ОКБ П.О. Сухого при создании своих самолетов всегда применяло самые передовые идеи и технологии. На "сотке" стояла большая центральная вычислительная машина, которая управляла всем радиоэлектронным комплексом. Некоторые системы созданного для Т-4 РЭО эксплуатируются и по сегодняшний день (в основном в усовершенствованном виде) на самолетах Су-24, Ту-22М2/М3, Ту-160. Большая работа проводилась при создании двигателей РД36-41, а также в ходе изучения аэродинамики мотогондолы и воздухозаборников. Впервые на двигателе была установлена своя ЭДСУ. Для безопасности топливной системы применено термостойкое топливо и система наддува нейтральным газом под давлением с использованием в качестве газификатора жидкого азота. В настоящее время современные самолеты также снабжены электродистанционной системой управления двигателями, например Су-27, МиГ-29, Ту-160. Наполнение нейтральным газом баков с топливом реализовано на самолетах Су-25, Су-24 и т.д. Новые двигатели РКБМ А.В. Колесова дали начало еще более мощным и экономичным РД36-51А, которые были установлены на самолете Ту-144Д. Для самолетов Т-4МС и М-20 велась разработка еще более совершенных двигателей К-101. Ракета Х-45, которая предназначалась для самолета Т-4 как основное вооружение, также разрабатывалась с "нуля" и дала почву для развития большого класса крылатых противокорабельных ракет. В ходе создания ударно-разведывательного самолета было разработано и внедрено в производство огромное количество менее заметных новшеств и "ноу-хау", без которых не было бы новых самолетов. Исследования Т-4 и Т-4МС позволили ОКБ П.О. Сухого уже в наше время разработать проекты пассажирских сверхзвуковых самолетов С-21 и С-51. Обобщая основные научно-технические достижения, полученные ОКБ П.О. Сухого в процессе разработки, постройки и испытаний самолета Т-4, можно проследить следующие тенденции. Проведены фундаментальные исследования аэродинамики летательного аппарата в диапазоне чисел Маха до 3,5, которые обеспечили создание самолета Т-4 с крейсерским числом Маха длительного полета, равным 3. Разработано, построено и испытано крыло сложной формы в плане с корневым наплывом, с острым профилем со сложной деформацией срединной поверхности, с механизацией, обеспечивающей оптимальные аэродинамические характеристики, как на дозвуковых, так и на сверхзвуковых режимах полета. Исследовано влияние увеличения относительных толщин в корневой части профиля на аэродинамические характеристики планера, что явилось основой для создания компоновок интегральной схемы. Отработаны вопросы устойчивости и управляемости на нейтральном (с малыми значениями устойчивости) и неустойчивом самолете, на сверхзвуке, в путевом канале самолета, благодаря применению резервированной дистанционной системы автоматического управления. Достигнуты малые потери качества на продольную балансировку оптимальным выбором аэродинамической схемы с малыми запасами продольной устойчивости и с небольшим передним горизонтальным оперением, используемым для продольной балансировки самолета. В области аэродинамики силовой установки:
- разработан сверхзвуковой регулируемый воздухозаборник смешанного сжатия;
- разработано многорежимное регулируемое сверхзвуковое сопло, обеспечивающее высокую эффективную тягу во всем диапазоне скоростей полета;
- разработана система перепуска в тракт охлаждения двигателей воздуха из пограничного слоя, сливаемого с нижней поверхности
крыла перед воздухозаборником.
В области конструкции и технологии:
- разработана и изготовлена сварная конструкция планера из титана и высокопрочной нержавеющей стали ВНС-2 с применением точечной и аргонно-дуговой сварки, в том числе автоматической, до 92% от общего объема;
- разработан и применен метод автоматической сварки сквозным проплавлением, обеспечивающий изготовление крупногабаритных ребристых панелей из листа, нашедших широкое применение в конструкции крыла, фюзеляжа и оперения;
- применены для трубопроводов высокого давления нержавеющая сталь ВНС-2 и титановые сплавы;
- разработан крупногабаритный антенный обтекатель, показавший высокие радиотехнические характеристики и работоспособность при температурах до 300 градусов Цельсия;
- разработан и внедрен в конструкцию самолета титановый крепеж.
В области силовой установки:
- разработан ТРД, обеспечивающий длительную эксплуатацию в широком диапазоне высот и скоростей полета, в том числе на режимах полета с числом М=3;
- исследованы и проработаны особенности пакетной компоновки силовой установки. Исследовано влияние работы одного двигателя на соседний при их расположении в общем канале воздухозаборника;
- разработана и применена на самолете электрическая дистанционная следящая система управления двигателями, управляемая как летчиком, так и автоматом тяги.
В области самолетных систем:
- разработана и применена система дистанционного управления аэродинамическими поверхностями. Система обеспечивала необходимые характеристики устойчивости и управляемости самолета, неустойчивого в путевом канале и близкого к нейтральному в продольном канале. Принципы построения системы, четырехкратное резервирование, методы контроля, способы повышения статической и динамической устойчивости средствами автоматики нашли широкое использование при проектировании системы дистанционного управления истребителем Су-27;
- разработан и установлен на самолет автомат тяги, обеспечивающий стабилизацию приборной скорости путем регулирования тяги двигателей;
- разработана гидросистема с рабочим давлением 280 кг/см2, способная работать в условиях длительного воздействия высоких температур;
- разработан и применен новый тип рулевого привода, отличительной особенностью которого является разделение силовых и распределительных узлов на отдельные блоки при их компоновке на самолете. Компоновка таких приводов в тонких несущих поверхностях не требует обтекателей;
- разработана и применена система генерирования переменного тока, где в качестве первичных источников применены синхронные генераторы с масляным охлаждением, приводимые от гидравлического привода постоянных оборотов, работоспособные до температуры 250"С;
- разработана схема применения "хладоресурса" топлива для охлаждения возду
ха в системе кондиционирования;
- разработана и применена система нейтрального газа на жидком азоте;
- разработана и применена система кондиционирования с минимальным отбором воздуха от компрессора двигателя.
На примере этой главы видно, что самолет Т-4, фактически созданный как экспериментальная машина, дал огромнейший толчок в развитии отрасли и поднял на новый, намного более высокий уровень научный и технический потенциал страны.

Двигатель РД36-41

Двигатель РД36-41 - 11-и ступенчатый, одноконтурный ТРД, был разработан Рыбинским конструкторским бюро моторостроения (РКБМ), возглавляемым главным конструктором П.А.Колесовым. Он предназначен для эксплуатации на скоростях полета с числами М от 0 до 3,0 и на высотах до 28000 м. Работы над РД36-41 начались в 1964 г. после получения ТЗ на разработку нового двигателя для самолета Т-4. К 1964г. РКБМ имело большой опыт создания маршевых ГТД для тяжелых дальних самолетов: околозвукового ЗМ (двигатель ВД-7), С сверхзвуковых Ту-22Р и Ту-22К (двигатели ВД-7М и РД-7М2), выпускавшихся серийно, опытного стратегического ракетоносца М-50 (ВД-7БА и ВД-7МА) и дальнего сверхзвукового истребителя-перехватчика Ту-128А (ВД-19). Исследования и опыт, полученные при создании этих двигателей, плодотворно сказались на проектировании и доводке РД36-41. В работе над двигателем принимали участие работники РКБМ: А.Л. Дынкинын, Н.И. Пикалов, А.И. Крупин, А.Ф. Храмкин, Н.А. Блохин, Б.Е. Рубин, Р.И. Ворсин, В.А. Губин, В.А. Прохоров, Г.В. Шамаханова, Н.И. Галкин, B.C. Балашов, В.П. Михно, С.А. Шестериков, A.M. Логинов, И.А. Кучеров, Э.В. Дегтярева, И.И. Зайцева, В.И. Воеводин, Д.Н. Смольников, Н.Н. Лепилов и др. Двигатель РД36-41 сохранил традиционную для двигателей КБ одноконтурную, одно-каскадную схему. В отличие от своего ближайшего предшественника ВД-19, имел на 30% большую тягу при увеличении расхода воздуха всего на 10%. У РД36-41 была существенно повышена максимальная температура газов перед турбиной (на 140К), что было обусловлено не только увеличенной тягой двигателя, но и значительно возросшей скоростью полета (скоростной напор и сжатие в компрессоре разогревали воздух до 925К). Была обеспечена работоспособность двигателя и его систем при температуре воздуха на входе до 330°С на максимальном режиме и 300°С на длительном (непрерывно до 2,5 часов) крейсерском режиме, устойчивая работа на всех режимах при большой стационарной и динамической неравномерности воздушного потока, присущей воздухозаборнику сверхзвукового самолета (окружная неравномерность 5,6%, интенсивность пульсации до 3%). Особенности конструкции силовой установки самолета Т-4, предусматривающей расположение в одном канале воздухозаборника двух двигателей, потребовали значительных запасов газодинамической устойчивости, исключающих опасное воздействие отказа (помпажа) двигателя на соседний. РД36-41 должен был до 70% ресурса работать на максимальном и форсажном режимах. Эти отличия и особенности эксплуатации двигателя РД36-41 потребовали коренных изменений почти всех узлов его предшественника ВД-19.

Компрессор

Компрессор претерпел наибольшие изменения. Традиционная первая сверхзвуковая ступень уступила место трансзвуковой с окружной скоростью 337 м/с. Была введена глубокая механизация компрессора. К применявшемуся ранее только одному поворотному входному направляющему аппарату (ВНА) добавились два блока поворотных направляющих аппаратов (НА); передний блок, включающий НА со второй по пятую ступень, и задний блок - с седьмой по десятую. Это позволило получить достаточные запасы газодинамической устойчивости без перепуска воздуха из компрессора и повысило его экономичность. Цилиндрическая наружная форма компрессора позволила ограничить количество ступеней одиннадцатью. Традиционная форма проточной части с уменьшающимся наружным диаметром в сторону выхода из компрессора привела бы к увеличению числа ступеней.

Турбина

В турбине была существенно изменена система воздушного охлаждения. Впервые выполнено охлаждение практически всех ее основных элементов, кроме пера рабочей лопатки второй ступени. Это было вызвано значительным увеличением температуры газа в цикле до 1330-1340К. Для рабочих лопаток применен новый материал ЖС6-К, а для дисков сплав ЭИ-698ВД. Из-за высокой температуры воздуха на выходе из компрессора возникали дополнительные трудности при его использовании в качестве охладителя. Воздух имел пониженный хладоресурс, и, следовательно, приходилось увеличивать его расход. За этим следовало некоторое снижение экономичности турбины и усложнение конструкции.

Форсажная камера (ФК)

Форсажная камера двигателя имела широкий диапазон степени форсирования: от ш =1,23 до о 1=3.4, вместо 1,1-2,2 у двигателя ВД-19. Гидравлические потери, по сравнению с ВД-19, были снижены в полтора раза, на 6% вместо 9,5. Камеру розжига заменило простое факельное воспламенение топлива в форсажной камере от так называемой "огневой дорожки".

Сопло

Всережимное сверхзвуковое сопло имело площадки критического и выходного сечений, регулируемые с помощью трех рядов управляемых створок. Сопло с такой механизацией обеспечивало высокое значение коэффициента тяги на всех основных режимах.

Защита агрегатов от перегрева

Сверхвысокие скорости длительного полета заставили решать вопросы защиты всех агрегатов от высокой температуры окружающего воздуха (300-330°С), в то время как агрегаты могли надежно работать до 250°С. Для защиты от перегрева все двигательные приводные агрегаты размещались на одной коробке приводов, крепившейся в нижней части входного устройства двигателя. Специальный защитный контейнер из титанового листа с теплоизоляцией из базальтового волокна охватывал коробку и установленные на ней приводные и неприводные агрегаты. Такая защита от внешнего воздействия плюс снятие тепла внутри контейнера циркулирующим топливом обеспечивали требуемый температурный режим.

Топливо и масло

Применяемые в то время топливо и масло не могли быть использованы. Их предельно допустимые температуры оказывались существенно ниже указанных в ТЗ. В связи с этим нефтехимической промышленности была поручена разработка нового синтетического масла, надежно работающего в маслосистеме двигателя при разогреве от 20°С до 350°С. Такое масло, с индексом ВТ-301, было создано. В качестве топлива были приняты: ракетное горючее РГ-1, допускавшее нагрев до максимальной температуры 124°С и Т-6, с максимально допустимой температурой эксплуатации 18 С Г С . В связи с температурными ограничениями по маслу и топливу, выход за пределы которых чреват аварийными ситуациями, в систему управления в регулирования двигателя был включен агрегат перепуска топлива - АПТ-17, который:
- обеспечивал перепуск топлива из топливо-масляного радиатора ФК на вход в топливный фильтр двигателя, исключая застой и перегрев топлива. После включения ФК, перепуск прекращался;
- при предельной температуре топлива на входе в двигатель увеличивалась его прокачка в самолетной топливной системе перепуском из первой ступени двигательного подкачивающего насоса (ДЦН-66А);
- при предельной температуре масла на выходе из двигателя включался перепуск топлива из форсажной секции топливомасляного радиатора в самолетный бак.
Агрегат и система перепуска топлива обеспечивали поддержание допустимого уровня температуры топлива и масла.
Двигатель РД36-41 был выполнен по одноконтурной прямоточной схеме. Он состоял из следующих основных узлов и агрегатов:
- компрессор с автоматически регулируемыми лопатками направляющих аппаратов с 1-ой по 5-ю и с 7-ой по 10-ю ступени;
- камеры сгорания трубчато-кольцевого типа;
- осевой двухступенчатой турбины с охлаждаемыми воздухом лопатками 1 -ой ступени и сопловыми лопатками 1-ой и 2-ой ступеней;
- форсажной камеры с всережимным соплом, с регулированием критического и выходного сечений, обеспечивающим высокое значение коэффициента тяги на всех основных режимах работы;
- коробки приводов агрегатов;
- системы автоматического регулирования управления;
- воздушно-порохового стартера для запуска двигателя.
Двигатель был оборудован системами питания топливом и кислородом, управления и регулирования, запуска, смазки, суфлирования, зажигания, дренажа, охлаждения, антиобледенения, со всеми необходимыми приборами контроля.

Температурные режимы планера

При длительном сверхзвуковом полете на скорости при числе М=3 на высотах 21 - 24 км элементы конструкции планера нагревается до высокой температуры. Для обеспечения работоспособности планера при длительном воздействии высоких температур в его конструкции широко использовались новые термостойкие высокопрочные металлические сплавы и новые теплостойкие неметаллические материалы. В наиболее сложных температурных условиях работает конструкция мотоотсека. При длительной работе двигателя на форсажном режиме температура на защитном экране вокруг форсажной камеры достигает 525°С, а на нижней поверхности центроплана над двигательным отсеком 310"С. Внутренние поверхности воздухозаборника и воздушного канала ввиду отсутствия излучения нагреваются так же, как и стенки гондол двигателей. Максимальная температура носовой части фюзеляжа достигает 280°С, верхняя поверхность фюзеляжа нагревается до температуры 220"С, а нижняя - 230"С. Максимальная температура нижней поверхности гондолы составляет 300 - 320°С. Поверхность крыла нагревается до 220 - 230"С, при этом носки крыла нагреваются до 280"С. Температура, до которой нагревается поверхность переднего горизонтального оперения, выше, чем у крыла, и составляет 300°С. При длительном полете нагреваются и внутренние элементы конструкции. Так, например, при полете с М=3 на высотах 20 - 24 км температура стенок лонжеронов крыла может превышать 200"С. Температура наружной поверхности остекления самолета достигала 230°С, а внутренней поверхности - 80"С. Для обеспечения работоспособности остекление фонаря было выполнено в виде двухкамерных стеклоблоков, состоящих из термостойких силикатных и органических стекол. Максимальная температура топлива в крыльевых баках при длительном сверхзвуковом полете на скоростях, соответствующих М=3, и высотах, равных 20 - 24 км, к концу выработки достигала 60"С, в фюзеляжных баках топливо нагревалось до 50 - 100С. Максимальная температура топлива в расходном баке доходит до 230°С.

Работы по самолету «103»

В соответствии с требованием технического задания, на борту самолета Т-4 необходимо было расположить две крылатые ракеты Х-45, что при выбранной аэродинамической компоновке самолета усложняло традиционное их размещение под крылом из-за увеличения аэродинамических нагрузок вследствие влияния мотогондолы. Это приводило к значительному увеличению веса подвесок, усложнению процесса отделения ракет от самолета и сложностям по размещению системы охлаждения ракет в тонком крыле. Учитывая перечисленные трудности, первый самолет «101» был оснащен одной ракетой, размещаемой по центру под мотогондолой. Компоновка 2-х ракет под мотогондолой, предложенная и выполненная конструктором В.П. Терликовым, в дальнейшем нашла подтверждение своей жизнеспособности в результатах аэродинамических испытаний, выполненных в ЦАГИ конструктором Ю.А. Репревым, по отделению и исключению взаимного касания ракет при сбросе с самолета. Эта компоновка была реализована на самолете «103», предназначенном для отработки боевых задач самолета Т-4. Размещение ракет под мотогондолой позволило расположить в переднем отсеке мотогондолы достаточно габаритные системы охлаждения ракет, а под мотогондолой и контейнеры с разведывательным оборудованием.