Реактивный флагман «Аэрофлота» (стр. 1 из 4)

Юрий Смирнов

В 1960-х годах у "Аэрофлота" назрела острая необходимость в новом дальнемагистральном реактивном пассажирском самолете. По своим техническим и экономическим показателям - скорости, дальности, транспортной эффективности, по надежности и комфортабельности он должен был быть на уровне, а по возможности и выше, современных зарубежных лайнеров этого класса, таких, например, как DC-8 или "Боинг-707".

Причем, кроме общих требований, необходимо обеспечить безопасность при отказе в полете двигателя, а главное - при неожиданном попадании в зону мощной атмосферной турбулентности, что не раз приводило пассажирские самолеты к печальным последствиям.

Такой машиной и стал Ил-62, первый реактивный гражданский самолет в ОКБ С.В.Ильюшина, хотя опыт по созданию тяжелой реактивной боевой машины Ил-22 относится еще к 1947 году. Собственно, Ил-62, построенный в 1963-м, стал последним самолетом для Сергея Владимировича.

В конце 1960-х годов С.В.Ильюшин, по состоянию своего здоровья, передал проектные работы в ОКБ и испытания самолета Ил-62 своему преемнику и первому заместителю генерального конструктора Генриху Васильевичу Новожилову.

С 1970-го Г.В.Новожилов с уходом на пенсию Ильюшина возглавил фирму и был назначен генеральным конструктором.

Надо сказать, что машины первого поколения реактивных пассажирских самолетов Туполева с конца 1950-х до начала 1960-х, хотя и в неполной степени, но все-таки удовлетворяли "Аэрофлот", предоставив в его распоряжение скоростные реактивные лайнеры Ту-104, Ту-124 и Ту-134. Но в этот же период необходимость в объеме воздушных перевозок возросла в 10 раз! Летно-эксплуатационные характеристики этих, в свое время замечательных машин, также, как и малочисленных дальнемагистральных Ту-114 (построено всего 32 экземпляра), уже не могли претендовать на самолеты экстракласса. Их время уходило...

Для создания скоростного дальнемагистрального реактивного лайнера в начале 1960-х появились и благоприятные результаты разработок в авиационной науке. Достигнуты новые успехи в более рациональной аэродинамической компоновке самолета, обеспечивающей полеты на высоких крейсерских скоростях. Разработана конструкция особо прочного кессонного крыла с баками-отсеками для топлива. Построены двигатели - надежные в эксплуатации, обеспечивающие значительный прирост тяги. Достигнуты уникальные успехи в разработке пилотажно-навигационного и радиосвязного оборудования, позволившие надежное самолетовождение днем и ночью на различных географических широтах.

И вот в 1960-м ОКБ Ильюшина получило летно-технические требования от руководства "Аэрофлота" на дальнемагистральный пассажирский Ил-62.

Расчеты, аэродинамические исследования на моделях будущего самолета позволили найти рациональную форму крыла в плане, обладающую оптимальным сочетанием аэродинамических, прочностных и весовых параметров. Особое внимание было уделено характеристикам самолета в области больших (критических и закритических) углов атаки, влияющих на безопасность полета в условиях турбулентной атмосферы.

В компоновке крыла и всего самолета удалось удачно сочетать высокие летно-технические характеристики, определяющие уровень безопасности. Это достигнуто специальной аэродинамической компоновкой крыла и тщательно отработанной системой его взаимодействия с оперением и мотогондолами, а также рядом конструктивных решений, позволивших применить на самолете прямое ручное управление. Это очень важно, что управление не бустерное, а ручное: оно надежно, конструктивно просто, повышает уверенность экипажа, требует минимального обслуживания и существенно снижает себестоимость самолета.

Кстати, большую роль в создании комплексной системы автоматизации управления и самолетовождения тяжелых пассажирских машин сыграли работы по теме "Полет". Для их выполнения оборудовали специальный самолет Ил-18, который стал летающей лабораторией. Эти опыты дали возможность резко сократить сроки создания и внедрения принципиально новой системы автоматического управления тяжелыми пассажирскими самолетами.

Система типа САУ, установленная на Ил-62, стала первой отечественной резервированной системой, обладающей повышенной надежностью и безопасностью, необходимой для эксплуатации в условиях посадочных минимумов II и III категорий. Она усилена экспериментальной аппаратурой, позволявшей выполнять автоматическое приземление тяжелого самолета.

ОКБ Ильюшина совместно с ЦАГИ при разработке проекта Ил-62 провело большую серию лабораторных испытаний на прочность и выносливость, в том числе и натурного самолета с имитацией полного спектра нагрузок, что позволило заранее установить очаги усталостных разрушений и обеспечить прочность конструкции в течение всего срока эксплуатации машин. И это очень важно. Ведь именно из-за недооценки английскими специалистами этой специфики в конструктивном обеспечении выносливости своего первого реактивного пассажирского самолета "Комета" на нем случилось несколько катастроф.

Конечно, кормовая установка двигателей заведомо связана с определенными весовыми издержками. Однако в силу принципиально новых решений, принятых при проектировании Ил-62, удалось создать конструкцию с кормовой установкой двигателей, по весовой эффективности почти не уступающей силовой установке зарубежных самолетов "Боинг-707" и DC-8. Характерна и высокая весовая эффективность Ил-62. Этот самолет при несколько больших размерах крыла и фюзеляжа имеет меньший вес чисто конструкции, чем однотипный английский самолет "Супер" VC-10, и соответственно, большую грузоподъемность, то есть большую весовую отдачу.

Главный инженер фирмы "Локхид" Роберт Ормсби после основательного ознакомления с самолетом провел пресс-конференцию, где сказал: "Ил-62" - это хорошо и искусно сработанная практичная конструкция. Это один из добротно спроектированных самолетов. Русские, безусловно, испытывают заслуженную гордость за свой самолет, да он и стоит того".

Для Ил-62 было возможно лишь высокое расположение горизонтального оперения. И это, в конечном итоге, позволило найти оптимальное расположение гондол двигателей, обеспечивающее существенное снижение уровня шумов в пассажирской кабине.

Для того, чтобы схема самолета стала действительно совершенной, потребовалось провести огромную работу. Было рассмотрено большое количество компоновок крыльев, оперения, гондол двигателей и их взаимных расположений, -исследовано при всевозможных статических и динамических испытаниях. Только на отработку "клюва" (наплыва) затрачены многие сотни часов испытаний в аэродинамических трубах...

Как известно, стреловидность крыла вместе с положительными качествами обладает и нежелательным свойством: ухудшает поперечную управляемость, особенно на больших углах атаки. Вот конструкторы, учитывая это, разработали на передней кромке крыла Ил-62 особый наплыв в виде "клюва". Это совокупно со специальным подбором профилей и геометрической круткой дало возможность добиться хороших характеристик поперечного момента по всему диапазону углов атаки, не исключая и закритических. Причем, на крейсерских режимах наплыв не ухудшает характеристики крыла. Он подобран так "хитро", что начинает действовать лишь на тех углах атаки, которые превышают свою величину на крейсерских режимах, генерируя мощный вихрь, как бы выполняя функции аэродинамической перегородки.

Продувка моделей в аэродинамических трубах показала, что самолет имеет большой запас поперечной устойчивости даже на закритических углах атаки. Ему не страшна встреча с зоной активной воздушной турбулентности. Кстати, на зарубежных самолетах подобной схемы также приходилось решать эту задачу. Но она решалась более сложным путем: в управление внедрялся громоздкий агрегат - "толкатель штурвала", который включался при возникновении резкого вертикального потока.

В компоновке самолета с двигателями в хвостовой части фюзеляжа важно было расположение основных опор. От правильного их размещения во многом зависели взлетнопосадочные характеристики и весовая эффективность. Масса двигателей, расположенных в задней части фюзеляжа, сдвигает центр масс пустого самолета назад. Но по мере загрузки багажом и пассажирами, центр масс перемещается вперед.

Эта "разбежка центровок" загруженного и пустого самолета может достигать большой величины. Если разместить основные опоры Ил-62 по обычной схеме (центр масс пустого самолета находится впереди их), это приведет к чрезмерному выносу опор самолета назад относительно центра масс загруженного самолета. А это при взлете и, особенно, при передней центровке потребует от горизонтального оперения значительного кабрирующего момента для отрыва машины от земли.

У многих подобных иностранных летательных аппаратов эта проблема решалась увеличением площади горизонтального оперения и руля высоты, что приводит к значительному увеличению веса конструкции и, конечно же, снижению экономических показателей самолета.

На Ил-62 поступили иначе: основные опоры расположили впереди центра масс пустого самолета. Это намного уменьшило вынос основных опор по отношению к центру масс загруженного самолета и избавило от неизбежности создания мощного кабрирующего момента для отрыва самолёта.

А вот для стоянки и руления пустого самолета по аэродрому устроена специальная хвостовая опора, убирающаяся после окончания загрузки. Это простое приспособление позволило уменьшить площадь рулевых поверхностей и обойтись без бустеров (их например, на английском VC-10 установлено 17!), расположить всё основное оборудование в хвостовой части, вблизи двигателей и значительно упростить технику взлета.