Авиационный ракетный комплекс дальнего перехвата Т-4П

Навигационное оборудование, которое планировалось установить на самолете Т-4П, должно было обеспечивать автономное определение перехватчиком цели и наведение на нее, выработку управляющих сигналов для системы автоматического управления, привод самолета на аэродром посадки и заход на нее. В состав навигационного оборудования должны были войти:
- инерциальная система для определения места положения самолета;
- доплеровский измеритель путевой скорости и угла скоса;
- радиотехническая система ближней навигации и посадки;
- датчик скорости;
- радиовысотомер малых высот;
- радиовысотомер больших высот;
- аппаратура линии связи;
- самолетный ответчик;
- система воздушных сигналов.
В составе радиосвязного оборудования должны были войти:
- система государственного опознавания;
- связная радиостанция;
- коротковолновая радиостанция;
- самолетное переговорное устройство;
- самолетный магнитофон;
- блок речевых команд;
- система предупреждения об облучении.
Система вооружения должна была позволить
самолету осуществлять атаки под любым ракурсом с превышением цели до 17 км и с принижением ее относительно перехватчика до 15 км. Самолет должен был быть вооружен 6-8 ракетами класса "воздух-воздух" типа Х-100, имеющими массу каждая 680 кг. На ракете Х-100 планировалось обеспечить максимальную дальность пуска до 200-250 км. В 1970 г. по самолету Т4-П была выпущена инженерная записка, в которой освещались основные характеристики комплекса дальнего перехвата и характеристики перехватчика Т-4П, основные характеристики ракеты Х-100 и бортового радиоэлектронного оборудования и были показаны характеристики боевой эффективности комплекса. Работа по дальнему перехватчику Т-4П дальнейшего развития не получила.

Бортовые самолетные системы

Питание каждого золотникового устройства осуществлялось от трех независимых гидравлических систем (двух бустерных и одной общей), что обеспечивало надежную работу силовых приводов, заданные скорости перекладки органов управления и необходимые углы их отклонения при выходе из строя любой из трех систем. Мощность генераторов обеспечивала полное питание всех потребителей при выходе из строя одного двигателя или одного генератора. Для экипажа, оборудования и агрегатов управления самолетных систем на протяжении всего полета поддерживались необходимые для нормального функционирования температура, давление и влажность среды, которые обеспечивались системой кондиционирования и охлаждения. Охлаждение герметичных отсеков оборудования, приборных отсеков ракет и контейнеров с разведывательной аппаратурой производилось воздушной системой замкнутого цикла, непрерывно вентилирующей воздух и охлаждающей его в водных испарительных радиаторах. Кондиционирование воздуха в кабине экипажа осуществлялось системой, использующей воздух, отбираемый от компрессоров двигателей и охлаждаемый в воздушных радиаторах и турбохолодильниках. Самолет был оборудован системой кислородного питания и вентиляции скафандров экипажа, обеспечивающей нормальное функционирование экипажа как в герметизированной, так и в разгерметизированной кабине. Аварийное спасение экипажа производилось катапультными креслами типа К-36, снабженными пороховыми ускорителями и обеспечивающими безопасное покидание самолета на всех высотах и скоростях полета, включая режимы взлета и посадки. Ликвидация пожара в отсеках двигателей осуществлялось автоматической системой пожаротушения.

Радиоэлектронное оборудование самолета

Радиоэлектронное оборудование самолета Т-4МС состояло из следующих основных взаимосвязанных систем:
- навигационного комплекса;
- пилотажного комплекса;
- обзорно-прицельного комплекса;
Схема размещения вооружения на самолете Т-4МС. (Николай Гордюков)
- системы разведки;
- системы управления ракетами;
- системы радиосвязного оборудования;
- системы обороны самолета;
- вычислительного комплекса.
Оборудование самолета размещалось в носовом негерметичном отсеке, герметичном предкабинном отсеке, герметичной кабине экипажа, герметичном закабинном отсеке и герметичном хвостовом отсеке. Унифицированные блоки спецоборудования устанавливались, как и на самолете Т-4, на типовых амортизированных стеллажах-этажерках. Основная масса радиоэлектронного оборудования отработана на самолете Т-4 и переходила на самолет Т-4МС без изменений.

Использование самолета Т-4 в качестве авиационно-космического комплекса

В начале 1973 г. в ОКБ рассматривался вопрос об использовании самолета Т-4 в качестве авиационно-космического разгонного комплекса, предназначенного для перехвата спутников, а также для выведения на околоземную орбиту космических аппаратов. Комплекс должен был состоять из системы контроля, управления ракетной системы и системы наведения. Расцепку ракетной системы и самолета предполагалось осуществлять на скоростях М=2,4-3. С этой целью в ОКБ были разработаны две компоновочные схемы системы "самолет-разгонщик - космический аппарат":
- по первой аэродинамическая и конструктивно-компоновочная схемы разгонщика оставались без изменения, и космический аппарат устанавливался на пилоне под фюзеляжем;
- по второй аэродинамическая и конструктивно-компоновочные схемы самолета дорабатывались, и космический аппарат устанавливался на ложементах на верхнюю поверхность фюзеляжа, а с целью обеспечения его старта с верхней поверхности фюзеляжа была применена двухкилевая схема вертикального оперения с расположением консолей вертикального оперения на фюзеляже с углом развала их во внешнюю сторону, равным 30°.
Экспериментальные исследования были проведены для второй компоновочной схемы и они предусматривали:
- испытания модели исходного варианта самолета Т-4 для получения контрольных аэродинамических продувок;
- испытания модели самолета-носителя без
ракетной ступени с измененным вертикальным
оперением для изучения возможных изменений
аэродинамических характеристик самолета, в частности характеристик путевой и статической устойчивости самолета-носителя;
- испытания модели самолета-носителя с пристыкованной моделью отделяемого аппарата для
определения изменений аэродинамических характеристик, связанных с установкой отделяемого
аппарата на самолет-носитель.
Испытания модели самолета в исходном варианте и в варианте самолета-носителя, как с отделяемым аппаратом, так и без него проводились и по углам атаки, и по углам скольжения. Были также проведены аэродинамические испытания изолированной модели отделяемого аппарата. Это дало возможность определить некоторые характеристики интерференции между носителем и отделяемым аппаратом. Во время испытаний проводилось наблюдение и фотографирование картины обтекания. Для получения качественной картины обтекания поверхности модели были проведены испытания по визуализации потока методом свежемаслянного покрытия с последующим фотографированием. Испытания модели самолета Т-4 с отделяемым аппаратом проводились в 1977-78 гг. в Институте теоретической и прикладной механики Сибирского отделения АН СССР в г. Новосибирск. Тема развития не получила, хотя в США подобные исследования дошли до стадии летных испытаний (самолет-разгонщик SR-71 и вторая ступень D-21 (обе машины фирмы "Lockheed"))

Проект самолета Т-4 с двумя двигателями РД36-51А. Краткая история создания

В связи с созданием Рыбинским моторостроительным КБ для самолета Ту-144Д нового, более мощного двигателя РД36-51А в ОКБ П.О. Сухого прорабатывались варианты компоновки самолета Т-4 с новым двигателем. Работы по этому самолету шли с начала 1970 г. по конец 1971 г. Новый самолет имел полностью схожую с Т-4 аэродинамическую компоновку и отличался расположением и количеством двигателей. После прекращения работ по самолету Т-4 тема двухдвигательной модификации "сотки" была закрыта.

Сравнение самолетов Т-4 И Т-4МС с аналогами

В конце пятидесятых годов на вооружении ВВС США и СССР имелось только по одному типу бомбардировщиков средней дальности, соответственно В-58 и Ту-22. Появившись почти одновременно, эти две машины имели разную концепцию применения, что и определило их внешний облик и технические характеристики. Американский самолет превосходил Ту-22 по скорости и был легче, обладая схожей дальностью действия. Большим недостатком обеих машин была высокая аварийность, объясняемая «сыростью» летательных аппаратов. В итоге эксплуатация В-58 была прекращена, а советский Ту-22 долго доводился и стал полноценной боевой машиной. На базе самолетов Ту-22 и В-58 были созданы разведывательные модификации Ту-22Р и RB-58, которые достаточно долго эксплуатировались армиями обеих стран. В 1962 г. в США появился новый ударно-разведывательный самолет А-12, рассчитанный на скорость полета М=3. В основном новая машина использовалась как разведчик. Постепенно модернизируя свой самолет, фирма Lockheed сделала на его базе перехватчик YE-12. А в декабре 1964 г. впервые поднялся в воздух разведчик SR-71. Этот самолет наделал много шума за время своей эксплуатации и косвенно повлиял на создание самолета Т-4. В начале шестидесятых в ОКБ А.Н. Туполева велась разработка проекта самолета «106», который имел более высокие характеристики, чем самолет Ту-22 и должен был прийти ему на замену. Проект базировался на планере Ту-22 с двигателями НК-6 и крылом с более тонким профилем. В середине шестидесятых работы по машине «106» были прекращены, поскольку конструкторское бюро приступило к созданию самолета с изменяемой геометрией крыла «145» (будущий Ту-22М). Самолет «106» рассчитывался на скорость, не превышающую 2200 км/ч, и в его конструкции должны были применяться алюминиевые сплавы. Появление в шестидесятых годах мощных комплексов ПВО оставляло мало шансов для самолетов со скоростью ниже М=3, поэтому проект ударно-разведывательного самолета Т-4 как нельзя, кстати, вписывался в эти условия, но при его создании было необходимо использовать титан и жаропрочные стали... В 1969 г. взлетел опытный самолет Ту-22М, который должен был стать заменой уже устаревающему и не отвечающему современным требованиям Ту-22. После испытаний и многочисленных доработок с 1973 г. сверхзвуковой бомбардировщик, уже с индексом Ту-22М2, был принят в серию и стал основным ударным самолетом средней дальности. Начиная с 1977 г. появилась новая модификация с двигателями НК-25 и усовершенствованным БРЭО - Ту-22МЗ, которая эксплуатируется и по сей день. В середине пятидесятых годов в СССР и США начались работы по проектированию новых самолетов для замены устаревающих Ту-95, М4 и В-58. В нашей стране велись работы по стратегическим самолетам в двух конструкторских бюро: ОКБ В.М. Мясищева и ОКБ А.Н. Туполева. Мясищевские машины М-50 и М-52 явились первыми в СССР стратегическими бомбардировщиками, рассчитанными на сверхзвуковую скорость полета. Самолет М-50 по сути оказался опытным. Он прошел испытания, но так и не получил специально разработанные для него двигатели ОКБ им. В.Ф. Зубца «16-17» с тягой 17000 кгс. Модификация М-52 с уже новыми двигателями должна была стать серийным самолетом (был построен первый опытный экземпляр). В конце 1960 г. конструкторское бюро В.М. Мясищева было закрыто, и обе программы остановлены. Машина М-52 так никогда и не взлетела. Параллельно с М-50 и М-52 в ОКБ разрабатывался самолет М-56 с крейсерской скоростью полета М=3,25. Он был рассчитан на дальность полета 10000 км, имел шесть двигателей ВК-15 ОКБ В.Я. Климова в двух пакетах под крылом и взлетную массу - 250 т. Этот проект был конкурентом туполевского изделия «135», но дальше бумаги так никуда и не пошел. Такая же участь постигла и самолет «135». Сложная политическая игра Генерального секретаря ЦК КПСС Н.С. Хрущева, министра авиационной промышленности П.В. Дементьева и генерального конструктора ОКБ А.Н. Туполева самого Андрея Николаевича привели к тому, что проект изделия «135» был «похоронен». В то время в СССР стали просачиваться данные по американскому самолету ХВ-70 фирмы «North American» со скоростью полета М=3,2, который являлся прямым конкурентом советских М-56 и «135». Первоначально ВВС США планировало закупить 62 самолета с бороводородными двигателями YJ93-GE-3 фирмы «General Electric», но в связи с закрытием программы было решено ограничиться двумя опытными машинами. Испытательные полеты продолжались до 1968 г., после чего работа по ХВ-70 была полностью свернута. На разработку и исследования самолета было затрачено 14,5 млн. инженерных человеко-часов и израсходовано 1,3 млрд. долл. Поскольку до середины шестидесятых годов в ВВС обеих стран так и не были созданы машины для замены старых «бомбовозов», то проблема обновления парка ударных самолетов с новой силой напомнила о себе и заставила многие КБ заняться разработкой проектов. Фирма «North American» (позже она стала называться «Rockwell International») после заключения контракта с ВВС в июне 1970 г. по программе AMSA приступила к постройке трех опытных самолетов В-1. В 1975 г. было принято решение о постройке еще одного бомбардировщика. По мере реализации программы выявилось много недостатков новой машины, но основными были: перетяжеление планера на 15 т и увеличение стоимости серийного производства в 10 раз по сравнению с предполагаемыми на этапе проектирования. В 1977 г. было решено отказаться от серийного производства самолета. До 1981 г. фирма «Rockweell International» проводила летные испытания в инициативном порядке. В 1982 г. было принято решение о начале производства более совершенного самолета В-1В (он предполагался как переходный до начала производства бомбардировщика В-2). В период с 1985 г. по 1988 г. в строевые части ВВС было поставлено 100 самолетов, которые эксплуатируются и по сей день. В-1В получил в наследство от В-1А множество дефектов, которые не позволили вывести машину на уровень полной боевой готовности (низка надежность двигателей F101-GE102, а также не доведена до работоспособности система РЭБ AN/AOQ-161). Программа доводки самолета В-1В проводилась медленно из-за большой стоимости этих работ и поэтому основная масса бомбардировщиков была не способна вести боевые действия. Программа разработки многорежимного ударного самолета началась в СССР в 1968 г. После многочисленных исследований и проектных работ три конструкторских бюро представили проекты: Т-4МС (от ОКБ им. П.О. Сухого), изделие «160М1» (от ОКБ им. А.Н.Туполева) и М-20 (от ОКБ им. В.М. Мясищева). Самолеты Т-4МС и М-20 имели интегральную компоновку и были рассчитаны на крейсерскую скорость полета М=3,2. Конкурс выиграл суховский Т-4МС. В связи с загруженностью ОКБ им. П.О. Сухого другими работами (Су-24, Су-27, Су-25 и Су-17) дальнейшее проектирование было поручено А.Н. Туполеву. Так появился Ту-160 (мясищевский М-18 во многом послужил прообразом изделию «70»), который состоит на вооружении России в настоящее время. Первый Ту-160 взлетел в 1981 г . , а поступление его в строевые части началось в 1987 г.

Сравнение ударно-разведывательного самолета Т-4 С аналогами

Среди западных конкурентов «сотки» можно назвать только американский В-58 «Hustler», который также как Т-4 являлся ударным самолетом средней дальности. Несмотря на то, что обе машины имели одинаковое назначение, создавались они под разную концепцию применения. В-58 являлся двухрежимным бомбардировщиком, способным нести бомбовую нагрузку, в том числе и ядерную. Основной режим полета самолета был рассчитан на дозвуковую крейсерскую скорость, но в случае необходимости «Hustler» мог долгое время совершать полет со сверхзвуковой скоростью М=2,0. Скоростью 2300 км/ч обладал далеко не каждый истребитель-перехватчик тех времен, а поражение целей на высоте 18 км зенитными ракетами было также весьма проблематично. Имея такую скорость и потолок полета в 18 км, американская машина могла с большей вероятностью преодолеть ПВО противника с малыми потерями. Самолет Т-4 создавался гораздо позже и влияние средств ПВО было еще более сильным, поэтому крейсерская сверхзвуковая скорость - 3200 км/ч и потолок 20-24 км были «панацеей» от мощного щита противовоздушной обороны противника. Некоторое отставание в двигателестроении приводило к большому расходу топлива у применяемых на советских самолетах двигателей, а это в свою очередь уменьшало дальность полета и увеличивало размеры самолета для установки дополнительных топливных емкостей. В-58 был в 1 , 5 раза меньше Т-4, имея при этом одинаковую с ним дальность полета (около 6000 км). Отставание СССР в радиоэлектронике также приводило к перетяжелению планера. Для компенсации малой дальности, а также при применении в варианте противокорабельного самолета для целей типа «авианосец», «сотка» несла на себе ракеты большой дальности с ядерной боевой частью. Оба самолета не имели внутренних узлов подвески и могли нести вооружение только на внешних точках крепления под фюзеляжем и крылом, что уменьшало крейсерскую скорость. Основное преимущество «сотки» - это конечно же малое время выполнения боевого задания, что давало возможность реагировать, практически мгновенно на любое изменение политической и военной обстановки на достаточно большом расстоянии от границ СССР. Обе машины имели одну общую черту - их создание, это рывок вперед авиационной промышленности (например, применение стали и титана в обшивке ЛА). Самолеты Т-4 и В-58 создавались как многофункциональные (разведчик и перехватчик), что позволяло удешевить и унифицировать их эксплуатацию для ВВС обеих стран. В СССР до создания Т-4 ударной машиной средней дальности был туполевский Ту-22. Но концепция применения Ту-22, заложенная при его проектировании, во многом отличалась от изделия суховского конструкторского бюро. Ту-22 не рассчитывался на постоянную сверхзвуковую скорость полета, поскольку следование по маршруту производилось на скоростях, меньших звуковой и на бесфорсажном режиме, что позволяло уменьшить массу потребляемого топлива и его расход почти в два раза. Сверхзвуковой режим предусматривался только для преодоления ПВО противника, при этом максимальная скорость соответствовала 1500 км/ч. Самолет Т-4 был рассчитан на сверхзвуковую крейсерскую скорость. Полет на таком режиме требует гораздо больше топлива, а это, в свою очередь, увеличило взлетную массу самолета: 122 т у Т-4 против 92 т у Ту-22. «Сотка» имела более эргономичную кабину, в отличие от Ту-22, а также более совершенную систему спасения пилотов. За счет применения БЦВМ и новейшего радиоэлектронного оборудования экипаж Т-4 был сокращен до двух человек. Суховская машина имела более высокие летные характеристики благодаря новым и более мощным двигателям: у Т-4 тяговооруженность -0,53, а у Ту-22 - 0,35. Отличные характеристики «сотка» получила также благодаря мощной механизации крыла и малой нагрузке на него: 434 кгс/м2 для Т-4 и 567 кгс/м? для Ту-22. Наследники «сотки» - самолеты Ту-22М и Ту-22МЗ - это уже машины сегодняшнего дня, способные преодолевать современные средства ПВО с наименьшими потерями. Ту-22М2 и Ту-22МЗ являются многорежимными машинами с изменяемой геометрией крыла и способностью преодолевать ПВО на трансзвуковой скорости на очень малых высотах полета (около 60 м). Вследствие такой концепции применения тупо-левские самолеты имеют меньший, чем у Т-4 потолок полета - 13-14 км и максимальную скорость 1800 км/ч у Ту-22М и 2300 км/ч у Ту-22МЗ. Большая тяговооруженность позволила увеличить массу боевой нагрузки по сравнению с «соткой» до 21 - 24 т, а изменяемая геометрия крыла улучшила взлетно-посадочные характеристики «Ту». Эксплуатация со скоростями до М=2 позволила сохранить применение при производстве тупо-левских самолетов алюминиевых сплавов, что значительно удешевило их сборку. Т-4 и Ту-22М2/М3 имеют возможность оснащения штангой заправки топливом, что увеличивает дальность ударных машин. Как суховский, так и туполевские самолеты могут эксплуатироваться в различных вариантах: в ударном, как перехватчик (для Т-4), разведывательном, самолета радиоэлектронного противодействия и противокорабельного(для Т-4). Американский самолет А-123, применявшийся только как разведчик, первоначально планировался как ударная машина. В случае постройки такого самолета, он имел бы близкие к Т-4 характеристики скорости - 3300 км/ч и высоты полета -25,9 км, но уступал бы по боевой нагрузке и дальности полета. Большим плюсом А-12 является малая заметность, благодаря примененной на нем технологии «стеле» и специально выбранной формы планера.

Сравнение самолета Т-4МС и его аналогов

Основным аналогом самолета Т-4МС можно считать американский В-1В фирмы «Rockweell International», который также как и суховская машина был многорежимным ударным бомбардировщиком с межконтинентальной дальностью полета. 'Этот самолет больше известен по его модификации SR-7IA. Прим. автора. В-1В предназначен для проникновения вглубь территории противника на малых высотах (до 60 м) в режиме следования рельефу местности. Он рассчитан на поражение целей с заранее заданными координатами управляемыми ракетами AGM-69 SRAM малой дальности с ядерной боевой частью и свободнопадающими бомбами. Режим больших высот используется для подлета к цели на дозвуковой крейсерской скорости. Выход на максимальную скорость 1270 км/ч возможен только в краткосрочном режиме, например, при уходе от истребителей противника. Т-4МС способен преодолевать средства ПВО как в режиме следования рельефу местности на трансзвуковой скорости, так и на больших высотах (18-24 км) со скоростью 3200 км/ч. Причем максимальная скорость на обоих режимах не ограничивается временем. Для достижения заданных характеристик полета на больших и малых высотах конструкторы обеих машин прибегли к крылу изменяемой геометрии. Самолеты Т-4МС с двигателями К-101 тягой 4x22000 кгс и небольшой нагрузкой на крыло должны были иметь отличные летные характеристики. В-1В и Т-4МС могут нести большую боевую нагрузку во внутренних отсеках, не считая узлов наружной подвески. В то же время в вооружение Т-4МС входили различные системы ракетного оружия и разновидность применяемых боевых средств во многом превышала В-1В. Различные условия применения ЛА заставили конструкторов по-разному подойти к материалам, используемым при постройке самолета. «Двухсотка» - это титан, нержавеющие стали и композиционные материалы, а В-1В - в основном алюминиевые сплавы и композиты. Обе машины планировались как многофункциональные. Т-4МС мог использоваться как разведчик, самолет ПЛО и противокорабельный, а В-1В как разведчик. Это также как и в случае с Т-4 удешевляло эксплуатацию самолетов. Российский самолет Ту-160 стал фактически продолжением программы Т-4МС и был создан в противовес американской машине. Самолет Ту-160 способен также как и Т-4МС преодолевать оборону противника на двух режимах полета: большой сверхзвуковой и в режиме следования рельефу местности. Такую многорежимность обеспечивает Ту-160 изменяемая геометрия крыла. В отличие от Т-4МС, туполевская машина на 100 т тяжелее, но из-за использования мощных двигателей НК-32 тягой 4x25000 кгс имеет почти такую же тяговооруженность как и «двухсотка». Дальность полета, потолок и скорости полета у земли и в воздухе несколько ниже, чем у Т-4МС. Это следствие того, что Ту-160 был рассчитан на производство из более дешевых алюминиевых сплавов, хотя доля титановых сплавов достигла в нем более 20 процентов. Ту-160 также создавался как многоцелевая машина и может использоваться как разведчик, противокорабельный самолет и радиоэлектронного противодействия, а также носитель воздушно-космических аппаратов. Для уменьшения заметности на всех трех самолетах предусматривалось применение технологий «стеле». Первое - это концепция, заложенная при проектировании самого планера - интегральная аэродинамическая компоновка отличающаяся плавным сопряжением крыла с фюзеляжем. За счет применения интегральной компоновки было значительно снижено значение ЗПР" для всех самолетов. Применение цельноповоротного киля и невыступающей за обводы фюзеляжа кабины на Ту-160, S-образных перегородок воздухозаборника у В-1В и специальных радиопоглощающих материалов на Т-4МС, также снизило показатели ЭПР на сравниваемых машинах. Близким по назначению и характеристикам к суховскому Т-4МС был самолет ХВ-70 «Valkyrie» фирмы «North American». Самолет ХВ-70 был также рассчитан для прорыва ПВО противника на большой высоте (25 км) со сверхзвуковой скоростью 3200 км/ч, но, не являясь многорежимной машиной, не мог выполнять полеты у земли продолжительное время. ХВ-70 значительно тяжелее Т-4МС (244 т для первого и 170 т для второго), что позволяло американской машине нести большую полезную нагрузку. С другой стороны, «двухсотка» имела разнесенные парные гондолы двигателей, что позволяло полностью использовать внутренние обьемы фюзеляжа. ХВ-70 «Valkyrie» из-за пакета двигателей под фюзеляжем мог нести вооружение только на внешних узлах подвески, что соответственно уменьшало скорость полета летательного аппарата. Фирме «North American» удалось создать хороший по летным характеристикам самолет, легкий в управлении, о чем говорят его достаточно большая тяговооруженность - 0,34 и малая нагрузка на крыло - 425 кгс/мг. На обеих машинах, рассчитанных на крейсерскую скорость полета М=3,2, в конструкции были применены высокопрочные стали и сплавы титана, а также углеродосодержащие композиты (разогрев некоторых частей планера доходил до 320С).