К 60-летнему юбилею Экспериментального машиностроительного завода, носящего имя выдающегося авиаконструктора

Фото: Alex Beltyukov / wikimedia.org

В июне этого года исполнилось 60 лет Экспериментальному машиностроительному заводу им. В.М. Мясищева. Сегодня он является филиалом АО «Ил» Объединенной авиастроительной корпорации, входящей в Госкорпорацию Ростех. Первым генеральным конструктором предприятия был выдающийся советский авиаконструктор, Герой Социалистического Труда, доктор технических наук, профессор, генерал-майор инженерно-авиационной службы Владимир Михайлович Мясищев. Он бессменно руководил ЭМЗ до самого ухода из жизни в октябре 1978 года.

Авиаконструктор Мясищев известен, прежде всего, как создатель тяжелых межконтинентальных бомбардировщиков М-4 и ЗМ, которые были первыми советскими машинами, способными долететь с ядерным оружием до территории США. Потом было создание сверхзвукового тяжелого самолета-бомбардировщика М-50, который стал во многих отношениях этапным для отечественного и мирового авиастроения. Но на счету самого Владимира Михайловича и Экспериментального машиностроительного завода немало других уникальных и при этом малоизвестных проектов.

Убийственный сверхзвук

Одним из самых секретных проектов КБ Владимира Михайловича Мясищева был штурмовой самолет специального назначения М-25. История его началась, когда в июле 1969 года научно-технический совет Министерства авиационной промышленности принял решение о проведении опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ по боевому самолету с ударной волной.

Известно, что при переходе на сверхзвуковой режим полета возникает мощный акустический удар, обусловленный сильной разницей в давлении. Появляется ударная волна, обладающая большим количеством энергии. Естественно, что военных заинтересовала возможность получения средства боевого поражения, основанного на новых физических принципах. Предварительные исследования показали, что сверхзвуковой самолет при полете на сверхзвуке на сверхмалых высотах способен создавать ударные волны с перепадом давления Р= 500-1000 кгс/м². После прохода такого самолета на сверхзвуке в результате воздействия ударной звуковой волны у любого живого организма происходил бы разрыв кровеносных сосудов с мгновенным летальным исходом. Получалось оружие, по своим характеристикам не менее смертоносное, чем ядерное.

Вариант М-25 с двигателями над фюзеляжем. Схематический рисунок из журнала «Крылья Родины»

С другой стороны, были и серьезные проблемы — у такого самолета повышалось лобовое сопротивление, происходил сильнейший нагрев обшивки и возникал бафтинг — опасное явление, при котором происходят случайные и разнонаправленные колебания самого самолета и его частей под действием нестационарных аэродинамических нагрузок.

Работу по данной теме поручили ОКБ Владимира Мясищева, которое рассчитало и подготовило несколько вариантов аэродинамической компоновки самолетов со взлетным весом от 20 до 160 тонн. Исследования показали, что самолет можно разогнать до скорости 1050 км/ч на высоте до 25 метров, но создание такой конструкции самолета в то время и на том технико-технологическом уровне посчитали практически невозможной задачей.

Полеты в стратосфере

Принятие на вооружение высотных и скоростных истребителей-перехватчиков МиГ-25П позволило гарантированно закрыть воздушное пространство СССР от полетов американских высотных самолетов-разведчиков типа U-2/TR-1 и сверхскоростных летательных аппаратов типа SR-71 «Черный дрозд». Однако в 1970-х годах появилась новая угроза — свободно дрейфующие в верхних слоях атмосферы аэростаты-разведчики. Борьба с ними осложнялась тем, что скорость перемещения этих аэростатов полностью зависела от воздушного течения и могла варьироваться от 80 до 300 км/ч, не достигая высоких скоростных значений, необходимых для полета в этих условиях обычного летательного аппарата.

Как известно, плотность воздуха с высотой падает, и для нормального полета самолету не хватает подъемной силы. Ее недостаток он может компенсировать скоростью полета, но в борьбе с аэростатами-разведчиками она будет излишней, поскольку они не летят с высокой скоростью, а просто парят в атмосферном воздушном потоке.

Второй летный экземпляр самолета М-17 на взлете. Фото: интернет-музей российской авиации «Авиару.рф»

Уже из этого небольшого экскурса становится понятно, насколько сложная задача стояла перед коллективом ОКБ Владимира Михайловича Мясищева. Добавим к этому еще и то, что согласно техническому заданию создаваемый самолет должен был иметь способность сам становиться высотным разведчиком. Создание этого высотного многоцелевого самолета стало последней работой авиаконструктора. Самолет, получивший обозначение М-17, впервые поднялся в воздух 26 мая 1982 года, полет выполнил летчик-испытатель Эдуард Чельцов.

Учитывая среду, в которой предстояло работать новой машине, М-17 получил неофициальное название «Стратосфера». Ключевым элементом стало крыло с особым профилем и механизацией. В ОКБ совместно с ЦАГИ разработали новый сверхкритический профиль, обеспечивший машине повышенное аэродинамическое качество во всем диапазоне скоростей и высот. Также удалось на целую единицу повысить аэродинамическое качество крыла «Стратосферы» за счет применения оригинальной законцовки, оказавшейся гораздо эффективнее классической законцовки Уиткомба. Кроме этого, крыло имеет высокие планерные качества — М-17 мог планировать с высоты в 1 км на расстояние до 25 км. В 1990 г. на самолете М-17 было установлено 25 мировых рекордов по высоте, скорости и скороподъемности для машин массой 16...20 тонн с одним ТРД.

Благодаря уникальному крылу, а также двигателю РД-36-51В машина показала хорошие летные качества — «Стратосфера» оказалась очень маневренной на всех доступных ей высотах. Для выполнения боевой задачи — уничтожения дрейфующих аэростатов самолет оснащался подвижной пушечной установкой на базе 23-мм пушки ГШ-23Л.

Следующим шагом явилось создание на основе М-17 специализированного высотного разведчика М-55. Внешне эти машины схожи, но по своей конструкции М-55 представляет, по сути, совершенно новый самолет. Один двигатель заменили двумя турбовентиляторными ПС-30В12, фюзеляж переделали, разместив в нем отсеки для разведывательного оборудования, крыло сделали еще более технологичным. Если у М-17 оно состояло из четырех частей и не имело центроплана, то у крыла М-55 был сделан классический центроплан, к которому крепились консоли — отъемные части.

М-55 «Геофизика». Фото: Leonid Faerberg / wikimedia.org

Поскольку задача выполнения полета на небольших скоростях уже была снята, для новой машины применили крыло, набранное из сверхкритических профилей, обеспечивающих полет со средней скоростью около 750 км/ч при коэффициенте подъемной силы, равном единице. Для обеспечения устойчивости полета в систему управления включили специальное автоматическое устройство и применили бустеры в канале элеронов.

М-55 успешно прошел летные испытания и был рекомендован к производству, которое развернулось на Смоленском авиационном заводе. Летом 1988 года сборочный цех покинула первая машина, всего же было построено четыре экземпляра М-55. В сентябре 1993 года на М-55 было установлено восемнадцать мировых рекордов.

Гражданский вариант самолета получил имя «Геофизика» и успешно использовался для исследования озонового слоя Земли. В дальнейшем на базе М-55 была создана полноценная летающая лаборатория для исследования химического состава и строения высоких слоев атмосферы в различных регионах земного шара.

Продолжение следует...