М-50 – чудо конструкторской мысли Мясищева
Талантливый ученик Николая Егоровича Жуковского и Андрея Николаевича Туполева, Мясищев всегда тянулся к созданию перспективных летательных аппаратов. Взять хотя бы его проекты самолетов с атомной силовой установкой или воздушно-космических самолетов по типу «Бурана».
Одним из наиболее значительных периодов конструкторской работы Владимира Михайловича Мясищева считаются 50-е годы прошлого века, его Филевское ОКБ-23. В эти годы были созданы стратегические бомбардировщики М-4 и 3М, обеспечивающие паритет СССР и США в средствах доставки атомного оружия. Вершина тех лет – первый сверхзвуковой стратегический бомбардировщик М-50, впервые поднявшийся в воздух 60 лет назад, в 1959 году.
Эти три самолета, М-4, 3М и М-50, во многом опередившие время, были настоящим триумфом советского самолетостроения тех лет.
Созданный в рекордные сроки
Холодная война породила гонку вооружений, в котором основную роль играли атомное оружие и средства его быстрой доставки к цели на расстояния вплоть до межконтинентальных. К началу 1950-х таким средством могли быть только самолеты. К этому времени была достигнута возможность создания турбореактивных дальних самолетов. В США фирмой «Боинг» велась разработка такого стратегического бомбардировщика В-52 «Стратофортресс». Аналогичная задача была поставлена и перед нашей авиационной промышленностью.
В середине 50-х годов Мясищеву дали задание: разработать стратегический самолет со сверхзвуковой скоростью полета.
Мясищев предложил создать качественно новый турбореактивный бомбардировщик. Однако в то время экономичность наших ТРД еще не обеспечивала требуемой дальности. Владимир Михайлович правильно спрогнозировал их совершенствование, инициируемое предъявленными требованиями. Предложение Мясищева было принято и Постановлением Правительства СССР от 24 марта 1951 года на территории завода 23 в Филях было создано ОКБ-23 во главе с В.М. Мясищевым.
Накопленный опыт создал научно-техническую базу для следующего большого шага вперед - создание стратегического бомбардировщика двухсоттонного веса, который впервые имел сверхзвуковую крейсерскую скорость.
Вот что пишет об этом периоде деятельности Мясищева писатель Д. Гай: «Созданию дальнего сверхзвукового самолета М-50 предшествовала необычная по ширине и глубине подготовительная исследовательская работа. Проектирование и постройка ракетоносца стали крупным шагом в развитии авиационной техники. Этому способствовали прежде всего прозорливость Мясищева, его настойчивость и энергия. Весомым оказался вклад сотрудников ЦАГИ, которые глубоко проанализировали новую проблему и дали ОКБ ряд полезных рекомендаций».
Проектирование самолета М-50 сопровождалось выполнением еще большего, чем при проектировании самолетов 3М и М-4 объема стендовых отработок, модельных и расчетных исследований. Существовавшими методиками при расчетах на прочность и аэроупругость пользоваться было нельзя. Новый алгоритм расчета, разработанный в ОКБ, явился по существу началом применения в самолётостроении метода конечных элементов. С помощью этого метода крыло и фюзеляж были рассчитаны на все виды нагрузок, что позволило существенно снизить вес силовых элементов.
Снижению веса М-52 (модификации М-50) способствовал длительный анализ его конструкции, в частности конструктивные изменения формы крыла М-52 в сочетании с уточненными расчетами нагрузок привели к уменьшению динамических перегрузок и позволили существенно снизить вес конструкции. Это был рассчитанный компромисс между требованиями прочности и аэродинамики.
Самолет М-50 был создан в рекордно малые сроки. Ничего подобного в мире не было и не ожидалось. Успешные результаты создания таких сложных летательных аппаратов были невозможны без широкого использования аналоговых моделей и цифровых вычислительных машин. В ОКБ Мясищева был создан первый в отрасли вычислительный центр. Трудно переоценить тот вклад, который произвела в свое время разработка самолета М-50 для дальнейшего подъёма культуры проектных работ в отрасли.
Самолет М-50 имел классическую аэродинамическую схему с треугольным крылом, под которым на пилонах устанавливались два двигателя, еще два размещались на концевых частях крыла. Тяга каждого двигателя составляла 17000 кгс.
На М-50 были реализованы оригинальные решения: смещение центровки в зависимости от режимов полета путем перекачки топлива в продольно размещенных отсеках фюзеляжа; цельноповоротные аэродинамические органы управления с оригинальными электрогидравлическими приводами, электродистанционное управление этими приводами и двигателями; высокая степень автоматизации, позволяющая сократить экипаж до двух человек; принципиально новая конструкция планера с использованием прессованных панелей и герметичных соединений с заливкой топлива непосредственно в фюзеляж и крылья и др.
На переходных режимах для балансировки использовалось цельноповоротное горизонтальное оперение. Из-за большой насыщенности самолета энергопотребляющими системами в отличие от классических систем с размещением электрогенераторов на двигателях, было установлено два мощных энергоузла. Конструкция самолета была выполнена из высокопрочных алюминиевых сплавов.
Первый полет самолета состоялся 28 октября 1959 года, экипаж в составе Н.И. Горяйнова и А.С. Липко. «Владимир Михайлович Мясищев и ведущий аэродинамик Леонид Фролов о чем-то негромко разговаривали, пока не показался снижающийся М-50. Экипаж М-50 Николай Иосифович Горяйнов и Анатолий Семенович Липко посадили самолет идеально, буквально притерли к полосе.
Как только М-50 выпустил тормозные парашюты, Мясищев и Фролов заторопились к машине», - рассказывает А.А. Поляков, работавший на ЛИиДБ ОКБ-23 начиная с 1954 года.
К слову, сверхзвуковой стратегический бомбардировщик ХВ-70 фирмы Норт Америкэн, близкий по весу и размерам к М-50, совершил первый полет в 1964 году, спустя 5 лет после первого полета М-50.
В 1959 году самолет пролетел над Красной площадью в качестве «флагманского корабля» для устрашения всех и вся, а в 1961 году демонстрировался на Тушинском параде как образец достижений Советского Союза в тяжелой авиации.
Увидеть М-50 сегодня можно на территории музея ВВС в Монино.
Развитие проектов ОКБ Мясищева
В середине 1956 года ОКБ Мясищева получило задание на проработку самолета с двигателями, использующими ядерную энергию.
Развитие работ по ядерному двигателю привело к появлению нового проекта М-60, где нагрев рабочего тела осуществлялся с помощью промежуточного контура с жидкометаллическим теплоносителем. Двигательная установка состояла как бы из нескольких ТРД, расположенных по окружности вокруг общего реактора, заменяющего их камеры сгорания. Хотя проекты «атомных» самолетов и остались на бумаге, работа над ними дала крайне важный материал для работы в этой области в дальнейшем.
Достигнутый научно-технический уровень позволил ОКБ Мясищева приступить к созданию беспилотного сверхзвукового аппарата (проект «40»- «Буран») с ракетными ускорителями первой ступени с ЖРД с турбонасосной подачей компонентов топлива. Этот аппарат был близок к летным испытаниям, но с изменением военной доктрины в пользу баллистических ракет работа была закрыта.
По следам М-50 в 1958-60гг. коллективом ОКБ Мясищева совместно с ЦАГИ и другими институтами впервые в нашей стране был разработан эскизный проект и произведено частичное макетирование сверхзвукового стратегического бомбардировщика М-56.
Его скорость полета была предельной из условий аэродинамического нагрева для конструкций из алюминиевых сплавов и соответствовала М-2,3.
Проект «56» по своим техническим решениям опережал аналогичные разработки в США, однако он так и остался на бумаге, как и ряд других проектов, в результате наметившейся стратегической переориентации на баллистические ракеты.
В 1960 году Мясищева назначили начальником ЦАГИ, и постройка этого самолета осуществлена не была, но часть опыта, накопленного при его разработке, была использована в начале проектирования сверхзвуковых самолетов других ОКБ.