Ту-154

Знания и опыт, приобретенные в послевоенный период при разработке, испытаниях, доводке и эксплуатации первых реактивных пассажирских самолетов, позволили коллективу ОКБ А.Н.Туполева в начале 60-х годов приступить к работам над среднемагистральным пассажирским самолетом следующего поколения. Первые пассажирские самолеты с газотурбинными двигателями Ту-104 и Ту-114 родились на базе боевых самолетов Ту-16 и Ту-95, Ту-124 и его развитие Ту-134 по многим основным техническим решениям были все-таки удачным развитием идей заложенных в туполевский реактивный пассажирский первенец. В отличие от них программа создания нового сред-немагистрального пассажирского самолета, получившего обозначение Ту-154, стала для коллектива туполевцев первым пассажирским самолетом, не имевшим даже в "праотцах" военного прототипа. Самолет Ту-154 с самого начала разрабатывался по канонам проектирования пассажирской машины с предварительным изучением предполагаемых потребностей на подобный самолет со стороны отечественного гражданского воздушного флота и требований зарубежных возможных покупателей на ближайшие 15-20 лет, до начала 80-х годов. Изначально в проекте самолета предполагалось внедрить боль-' шое количество технических новаций, позволявших построить самолет, существенно превосходящий по многим параметрам, а также по комплексным показателям, сразу несколько типов отечественных пассажирских самолетов и поэтому способного заменить их всех в эксплуатации. Одновременно ставилась задача создать самолет неуступающий по своим параметрам проектирующийся в США на фирме Боинг самолет того же класса "Модель-727".

В начале 60-х годов на воздушных линиях Аэрофлота средней протяженности от 1500 до 3500 км, прочно обосновались великолепно себя зарекомендовавшие себя самолеты Ту-104, Ил-18 и АН-10. Из них Ту-104 и его модификации обладали самой большой крейсерской скоростью и обеспечивали наилучший комфорт. АН-10 имел наилучшие взлетно-посадочные характеристики. Ил-18 имел наибольшие дальности полета и наилучшие экономические показатели. Отечественный гражданский воздушный флот имел в своем распоряжение три абсолютно разных пассажирских самолета одного класса, что приводило к сложностям в обеспечении нормального процесса технической эксплуатации парка самолетов конструктивно значительно отличавшихся между собой.

Поэтому именно в этот период на повестку дня встал вопрос о замене трех разнотипных самолетов, эксплуатировавшихся практически на одних и тех же авиалиниях, одним. При этом выдвигалось условие: новая машина должна была вобрать в себя лучшие качества своих предшественников, с учетом некоторых новых нормативных требований к пассажирским самолетам, которые как раз начали вводить в период создания Ту-154, в частности более жесткие требования к взлетно-посадочным характеристикам. Мыслилось, что новый самолет будет создаваться с учетом последних достижений отечественного и мирового самолетостроения. Предварительные работы по самолету заняли около 2-х лет и в ходе аванпро-ектов и эскизного проектирования самолет претерпел ряд изменений, сохраняя основные идеи, заложенные в первоначальный проект.

Работы в ОКБ по поиску наиболее оптимального облика будущего самолета возглавил начальник Отдела технических проектов С.М. Егер. Первые работы по самолету Ту-154 начались еще в 1963 году и первоначально явились логичиским развитием самолета Ту-104, но с новой хвостовой частью под три двигателя типа НК-8, с сохранением остальной части фюзеляжа и крыла Ту-104Б (проект Ту-104Д). Проект Ту-104Д на начальном этапе поисков наиболее рациональной компоновки использовался как исходный. В 1964 был подготовлен проект самолета, уже имевший обозначение Ту-154. Компоновочно самолет был аналогичен Ту-104Д, но имел диаметр фюзеляжа 3,8 м и был рассчитан на 109 пассажирских мест в варианте компоновки пассажирской кабины первого класса и на 141 место в экономическом варианте. Особенностью компоновки пассажирской кабины была центральная кухня, делившая кабину на два салона. Носовая часть фюзеляжа по типу Ту-104 с остеклением штурманской кабины и с РЛС типа РОЗ-1. С целью обеспечения нормальной работы центрального двигателя входная часть его воздухозаборника была выполнена под небольшим положительным углом к вертикальной оси. Параллельно рассматривался вариант самолета Ту-154 с несколько измененной формой киля и расположением стабилизатора и центрального воздухозаборника, напоминавшим примененным на Боинге-727, носовая часть без штурманской кабины с носовым обтекателем РЛС. Этот вариант прорабатывался также в нескольких компоновках пассажирской кабины, например: смешанный на 112 мест и экономический на 142 места без центральной кухни. Рассматривались два варианта силовой установки: под три двигателя НК-8 и под четыре двигателя типа Д-20П-125М, с установкой в хвостовой части фюзеляжа по типу самолетов Ил-62, VC-10 и проекта ОКБ самолета Ту-110Д. В обоих вариантах фюзеляж крыло, горизонтальное оперение, руль направления и пассажирская кабина оставались без изменений. Менялись только хвостовые части фюзеляжа с мотогондолами и киль.

К середине 1965 года на базе большого количества предварительных проектов и технических предложений сложился облик среднемагистрального пассажирского самолета рассчитанного на транспортировку 16000-18000 кг коммерческой нагрузки на расстояние 2850-4000 км с крейсерской скоростью 900 км/ч, 5800 кг коммерческой нагрузки на 5800-7000 км с крейсерской скоростью 850 км/ч, способного эксплуатироваться во всем диапазоне взлетных масс с аэродромов 2-го класса.

24 августа 1965 года вышло Постановление Совета Министров СССР № 647-240, по которому ОКБ А.Н.Туполева поручалось спроектировать и построить среднемагистральный пассажирский самолет Ту-154 с тремя турбовентиляторными двигателями типа НК-8-2 с взлетной тягой 9500 кг каждый. Следует отметить, что по данному проекту среднемагистрального самолета был объявлен конкурс, в котором, кроме ОКБ А.Н.Туполева, учавствовало ОКБ С.В.Ильюшина. ОКБ Ильюшина предложило проект трехдвигательного самолета с тремя двигателями типа Д-30 с взлетной тягой 6800 кг., проекты имели обозначения Ил-72/Ил-74 (Ил-74 - более поздний проект с увеличенным числом пассажиров). Ниже приводятся сравнительные данные предлагавшихся проектов:

Характеристики
		Ту-154	Ил-72
максимальная взлетная масса, т		75-85	69-73,3
масса снаряженного самолета, т		39,6	35,6
масса максимальной коммерческой нагрузки, т		14-16	14
полезная весовая отдача при максимальной коммерческой нагрузке, %		54,1	51,5
число пассажирских мест в туристском варианте, чел.		141	138
техническая дальность полета	с максимальной коммерческой нагрузкой, км	6450	4850
техническая дальность полета	с максимальным запасом топлива (при нагрузке), км (т)	7730 (6-10)	5850 (7,5-10)
экономическая крейсерская скорость, км/ч		900	900
высота крейсерского полета, м		12000	11000
потребная длина ВПП, м		2500	1930
максимальный запас топлива, т		28
масса двигателя, кг		2350	1550
удельный расход топлива на крейсерском режиме, кг/кг.ч		0,76	0,79
тяговооруженность самолета, кгс/кг		0,335	0,278
экипаж, чел.		3	4-5

В результате конкурса заказ на новый самолет получило ОКБ А.Н.Туполева, так как проект Ту-154 наиболее полно отвечал требованиям эксплуатации на 70-80-е и вбирал в себя все передовое, что было на тот период в теории и практике отечественного самолетостроения. Серийное производство самолета предполагалось развернуть на московском заводе № 30 ("Знамя труда", ныне МАПО), но в последствие серия была передана на завод №18 (КуАЗ) в Куйбышеве. 20-21 ноября 1965 г. были утверждены тактико-технические требования МГА на самолет Ту-154. В декабре 1965 года состоялась макетная комиссия. Пока шли решения всех увязочных межведомственных вопросов в ОКБ изготовлялись четежи для опытного производства и разворачивалось стоительство первого экземпляра самолета на опытном заводе ММЗ "Опыт". Особенностью требований Постановления и ТТТ было то, что впервые в практике проектирования пассажирского самолета в нормативные документы вводилось требование - "взлетная масса". Выдвигавшиеся требования на самолет были следующие:

#i взлетная масса, т 77-80 #i максимальная коммерческая нагрузка, т 15 #i максимальное количество пассажирских мест 160 #i удельный расход топлива НК-8-2, кг/кг.ч 0,76 #i практическая дальность полета
при максимальной коммерческой нагрузке, крейсерской скорости 900 км/ч на высоте 11000 м, с АНЗ на 1 ч. полета, при взлетной массе 77-80 т, км 3500
при коммерческой нагрузке 15,5 т, км 4700 - 5000 #i класс аэродрома 2

Первый опытный самолет должен был быть готов весной 1967 года, а первая серийная машина должна была быть готова осенью того же года.

Компоновочно Ту-154 решался по схеме самолета Ту-134 с расположением силовой уснановки в хвостовой части фюзеляжа. В то время это была широко распространенная конфигурация, принятая многими авиационными фирмами, и самолет Ту-154 не был исключением. Аэродинамическая увязка, подбор профилей крыла в сочетании с высокой тяговооруженностью позволили добиться самой большой крейсерской скорости по сравнению с другими пассажирскими машинами аналогичного типа - до 950 км/ч при одновременном обеспечении хороших характеристик устойчивости и управляемости во всем диапазоне скоростей и высот полета.

Перед создателями самолета стояла задача сочетания максимальной экономичности с максимальной безопасностью полета. С точки зрения экономичности наиболее предпочтительной была двухдвигательная схема, а согласно требований, принятой в те годы концепции, считалось, что наиболее безопасной является четырехдвигательная, для Ту-154 была выбрана промежуточная трехдвигательная схема: два двигателя по бокам в хвостовой части на пилонах и один - внутри хвостовой части фюзеляжа с воздухозаборником в форкиле и S-образным каналом. Проект самолета Ту-154 отличало от большинства современных ему пассажирских самолетов выбранная высокая тяговооруженность - 0,35-0,36 (0,22-0,27 - у большинства машин). Положение с выбором этого параметра небесспорно: с одной стороны это может привести к снижению экономичности самолета, но с другой стороны избыток тяги гарантирует эксплуатацию самолета в аэропортах с длиной ВПП 1500-1800 м и в аэропортах, находящихся в высокогорье и районах с жарким климатом. В отличие от западного аналога Боинг-727, Ту-154 был оптимизирован на полеты на крейсерских высотах 11000-12000 м (для Боинга - 7600-9150), для этого было принято крыло относительно большой площади 180 м² (для Боинга - 145 м²). Сочетание обоих параметров позволило в результате получить минимальные крейсерские расходы топлива самолета.

К конструктивным особенностям проекта самолета Ту-154 можно отнести: #i трехдвигательная схема, с переводом тяги двигателей в крейсерском полете на сниженный режим полета (0,7-0,75 номинала), что положительно должно было сказываться на ресурсных показателях силовой установки; #i высокая степень механизации крыла (предкрылки, трехзвеньевые закрылки и интерцепторы), что позволяло получить не только умеренные скорости взлета и захода на посадку, но и давала широкие возможности по вертикальному маневру, что, в свою очередь, обеспечивало удовлетворительные показатели по шумам на местности; #i на самолете Ту-154 впервые в отечественной практике был реализован, для пассажирской машины, принцип многократного резервирования всех основных систем, что явилось залогом высокой безопасности полета и позволило проектировать системы по принципу безопасного отказа; #i впервые в практике отечественного пассажирского самолетостроения, а тем более в практике ОКБ, были применены необратимые бустеры на всех рулевых поверхностях; #i для Ту-154 было разработано основное шасси с трехосной тележкой, что позволило снизить нагрузку на аэродромную плиту до 17000-19000 кг (в отличие от Боинга-727-200А, у которого аналогичный показатель равен 31000-33000 кг) и улучшить тормозные и разгонные характеристики самолета; #i Ту-154 стал первым самолетом ОКБ, на котором была установлена вспомогательная силовая установка, обеспечившая автономность самолета на земле; #i впервые в практике ОКБ на Ту-154 была внедрена первичная система переменного тока стабильной частоты с обеспечением параллельной работы всех основных генераторов, что значительно повысило надежность электросистемы улучшило ее эксплуатационные характеристики; #i впервые в практике ОКБ на самолете Ту-154 был применен реверс тяги двигателей, что позволило значительно улучшить посадочные характеристики самолета; #i на самолете Ту-154 была внедрена автоматизированная бортовая система БСУ-154 (АБСУ-154), позволившая автоматизировать процесс пилотирования практически на всех режимах полета, вплоть до посадки (первоначально, согласно требованиям по 1-ой категории ICAO, а затем в ходе модернизации самолета по 2-ой); #i самолет Ту-154 стал в практике ОКБ одним из первых самолетов, в котором были частично применены принципы комплексирования бортового оборудования.

В ходе проектирования ОКБ делало ставку на широкий диапазон использования самолета. Пассажирский кабина Ту-154 была разделена буфетом-кухней и средним вестибюлем на два салона - передний и задний. В основном варианте компоновки ОКБ предлагало разместить в обоих салонах 158 пассажиров по шесть в ряд с шагом кресел 0,75 м. Блоки кресел устанавливались на рельсах и могли перемещаться по ним с фиксацией через каждые 30 мм, что позволяло менять шаг кресел от 0,75 до 0,81 - 0,9 м, что давало возможность в короткий срок размещать в зависимости от класса 158, 146 и 134 пассажира. В переднем салоне 54 кресла туристского класса можно было заменить на 24 кресла первого класса в виде двухместных блоков вместо трехместных, тогда общее число пассажиров в самолете уменьшалось до 128 человек. На линиях малой протяженности со временем полета не более двух часов должны были размещаться 164 пассажира, за счет уменьшения размеров буфета-кухни и установки дополнительно шести кресел. В холодное время года в задней части пассажирского салона должны были сниматься восемь кресел туристского класса и оборудовался еще один гардероб для 80-82 пальто, дополнительно к небольшим гардеробам расположенным в вестибюлях у каждой из двух входных дверей в самолет. Помимо рассмотренных компоновок были предложены варианты на 110, 122 и салонный вариант с повышенным уровнем комфортабельности и предназначенный для специальных пассажирских перевозок.

Создатели самолета Ту-154 уделили особое внимание комфорту. Изящная отделка пассажирских салонов, продуманная компоновка кресел, автоматическая система регулирования давления воздуха и особый микроклимат удовлетворяли самого взыскательного пассажира.

Уже в период проектирования и постройки первого опытного самолета в ОКБ рассматривался грузовой вариант самолета Ту-154, расчитанный на перевозку 25000 кг на расстояние 2000-2500 км с крейсерской скорость 900 км/ ч. В этот же период в эскизном проектировании находился вариант самолета с увеличенной длиной фюзеляжа на 240-250 пассажирских мест и с дальностью беспосадочного полета 2000-2500 км. В ходе проектирования предлагалось подготовить три основных варианта самолета: Ту-154А, Ту-154Д и Ту-154Б. Ту-154А - основной серийный вариант; Ту-154Д - дальний вариант с уменьшенной коммерческой загрузкой, увеличенным запасом топлива и увеличенным размахом крыла; Ту-154Б - самолет с увеличенной пассажировместимостью и коммерческой нагрузкой за счет врезки в фюзеляж дополнительной секции.

В 1968 г. в опытном производстве были построены два первых самолета Ту-154: один для летных испытаний (бортовой №85000, заводской КХ1), второй для статических испытаний. Первая машина во второй половине 1968 г. была передана в ЖЛИ и ДБ для проведения летных испытаний. Второй самолет проходил статические испытания в лаборатории статических испытаний ОКБ с ноября 1968 г. по май 1971 г., параллельно с летными испытаниями. Первый полет опытного самолета Ту-154 состоялся 3 октября 1968 г.; машину поднял в воздух экипаж в составе командира корабля Ю.В.Сухова, второго пилота Н.Н.Харитонова, бортинженера В.И.Евдокимова. На борту находились также ведущий инженер по испытаниям Л.А. Юмашев, экспериментатор Ю.Г. Ефимов и бортэлектрик Ю.Г. Кузьменко. После этапа доводок и первых полетов самолет был передан на Совместные испытания, которые проводились в два этапа. Первый этап практически соответствовал Заводским испытаниям и проводился силами ММЗ "Опыт" на аэродроме ЛИИ. Первый этап испытаний начался в декабре 1968 г и закончился в январе 1971 г., второй этап, соответствующий Государственным испытаниям, - с июня по декабрь 1971 г. Начались испытательские будни, со своими радостями и постоянными заботами. В разное время в испытаниях самолета Ту-154 учавствовали экипажи, которые возглавляли летчики-испытатели: С.Т.Агапов, В.П.Борисов, И.К.Ведерников, Б.И.Веремей, Е.А.Горюнов, Н.Е.Кульчицкий, В.М.Матвеев, А.И.Талалакин, В.И.Шкатов.

Одновременно с началом испытаний Ту-154 шла подготовка и развертывание серийного производства самолета на КуАЗе (самолет был запущен в серию на КуАЗе в 1968. Предварительно для этого ОКБ пришлось перерабатывать серийную технологию и вносить в конструкцию необходимые изменения, отвечавшие специфики и организации производства КуАЗа (первоначально Ту-154 предполагалось серийно строить на московском заводе "Знамя труда", но из-за большой загруженности завода производством истребителей МиГ-21 и освоением первых МиГ-23 серию Ту-154 передали в Куйбышев). Все это не могло не отразиться на сроках постройки и качестве первых серийных машин, первые из которых начали летать в 1970 г., и которые стали фактически предсерийными самолетами и приняли участие в Совместных испытаниях. Однако, несмотря на серьезные трудности, КуАЗ за сравнительно короткий срок выпустил головную партию и доработал ее в соответствии с результатами Государственных и эксплуатационных испытаний.

Помимо испытаний по основной программе Совместных испытаний самолеты Ту-154 выполняли полеты по программе специальных летных испытаний. Две машины №№ 85001 и 85002 летали на больших углах атаки, причем борт 85002 был оснащен противоштопорным парашютом и средствами спасения экипажа. В ходе испытаний самолеты постоянно дорабатывались: была изменена система управления закрылками, доработана система АБСУ-154 и т.д. На других машинах доводилась силовая установка, самолетные системы и оборудование.

Все работы по созданию и доводке самолета Ту-154 на первом этапе возглавлял Главный конструктор Д.С.Марков, а затем С.М.Егер. Именно на них легли все основные проблемы, связанные с испытаниями и освоением в серии самолета. С 25 мая 1975 г. руководителем работ по самолету Ту-154 был назначен А.С.Шенгардт, ставший затем Главным конструктором по этой машине и ее многочисленным модификациям, который руководил и руководит до настоящего времени всем комплесом работ связанным с совершенствованием Ту-154.

В ходе первого этапа испытаний в 1969 году опытный самолет Ту-154 демонстрировался на салоне в Ле Бурже.

Летные испытания Ту-154 продлились почти 5 лет. Лидерные самолеты №85000-85005 в массовую эксплуатацию так и не попали. Самолет №85005 ныне стоит на ВВЦ в Москве в качестве выставочного экземпляра. Любопытно, что эстетически он абсолютно не устарел, не старомоден.

В конце 1970 начались эксплуатационные испытания первых самолетов на линиях "Аэрофлота". Эксплуатационные испытания проводились уже на шести серийных самолетах (по №85013). Одновременно началось переучивание экипажей на новый тип пассажирского самолета. Колыбелью машины стало Внуково - то легендарное авиапредприятие, которое дало дорогу в небо почти всем туполевским гражданским самолетам. Согласно приказу №531 от 15 декабря 1970 года и.о.командира Внуковского производственного объединения (ВПО) Б.Е.Пашокова (будущего Министра гражданской авиации СССР), для эксплуатационных испытаний Ту-154 назначались пилоты 200-го летного отряда - командиры корабля В.В.Борисов, Г.Н.Кузичев, Б.К.Модин, Ю.М.Секретарев. В состав первых экипажей входили - наряду со вторым пилотом, штурманом, бортинженером - также радисты. Эксплуатационные испытания проводились во Внуково по май 1971 года.

В мае 1971 года Ту-154 начали использовать для перевозки почты из Москвы в Тбилиси, Сочи, Симферополь и Минеральные Воды. На трассы "Аэрофлота" лайнер вышел в начале 1972 года. Свой первый регулярный рейс Москва - Минеральные Воды Ту-154 совершил в день 49-й годовщины "Аэрофлота" - 9 февраля 1972 года. Рейс 709 выполнил экипаж в составе командира корабля Е.И.Багмута, второго пилота А.В.Алимова, штурмана В.А.Самсонова и бортинженера С.С.Сердюка. С 25 февраля 1972 года начались регулярные рейсы на Ту-154 из Внуково в Симферополь. В 1973 году началась эксплуатация Ту-154 в Новосибирске (Толмачево).

Испытания Ту-154 в основном подтвердили его летные характеристики, но также показали, что самолет требует дальнейшего совершенствования в части повышения надежности некоторых его конструктивных узлов, агрегатов, улучшения эксплуатационной технологичности и изменений в компоновке пассажирской кабины. Однако главными проблемами самолета являлись обеспечение заданного ресурса и введение системы автоматического захода на посадку до высоты 30 м. В дальнейшем все развитие самолета Ту-154, до появления модификации Ту-154М, вращалось в основном вокруг решения этих проблем. Последовательно были созданы модификации Ту-154А и несколько вариантов Ту-154Б с двигателями НК-8-2У с увеличенной тягой, в которых эти задачи последовательно решались по мере накопления опыта эксплуатации и готовности необходимых систем, агрегатов и оборудования.

Исключение из эксплуатации АН-10 и Ту-104 и замена их самолетами Ту-154 значительно повысили уровень безопасности полетов и авиационной культуры в нашей стране.

Модификации

Чертежи

Источники

#i Под знаками "АНТ" и "Ту" / В.Ригмант, Авиация и Космонавтика №3 2000 / #i "Рабочая лошадка". Ту-154: 30 лет в небе. / А.Вульфов, Д.Колесник, Авиация и Космонавтика №? 1998/

Ссылки