Другие модификации Ту-4
Помимо описанных выше модификаций, были другие варианты Ту-4, выпущенные в незначительных количествах. В частности, постановщик помех Ту-4 со станцией ПР-1 главного конструктора Е.Е. Фрейберга, предназначавшийся для прикрытия соединений бомбардировщиков Ту-4. В 1956 году в НИИ-108 разработали экспериментальную станцию «Завеса», размещенную на двух Ту-4. Примерно в это же время началась разработка для Ту-4 многогенераторной станции «Газон», но в 1958 году, после перевооружения Дальней авиации на самолет Ту-16, все работы в этом направлении прекратили.
В начале 1957 года в одном из полков Челябинского военного авиационного училища штурманов в двух эскадрильях начали заменять Ил-28 на Ту-4УШ. В каждой эскадрилье было по девять самолетов, которые прослужили до конца 1960 года, когда их начали списывать.
На Ту-4 испытывали кормовую установку с пушками Н-37 калибра 37 мм, корректируемую авиабомбу «Крабом», а также первую отечественную самонаводящуюся планирующую бомбу с ракетным ускорителем «Орел».
Осенью 1951 года по одному Ту-4 передали из Дальней авиации на завод № 293 для отработки изделия «Шторм» и завод № 22 – для переоборудования в машину специального назначения.
Летающая лаборатория Ту-4ЛЛ для испытаний турбореактивных двигателей
В 1950 году в ОКБ-30 один Ту-4 оснастили аппаратурой радиационной разведки Физического института Академии наук (ФИАН). Самолет базировался на одном из дальневосточных аэродромов и использовался для сбора информации о ядерных испытаниях США в Тихом океане.
Кроме этого, еще один самолет переоборудовали в ретранслятор, использовавшийся для связи подводными лодками.
На нескольких летающих лабораториях, созданных на базе Ту-4, испытывались двигатели АМ-5Ф, РД-9Б, Р11–300, РУ-19, АЛ-5, АЛ-7, ВК-2, ВК-3, ВК-7, ВД-5, ВД-7 и Д-20П (на Ту-4 № 230314 в июне – августе 1958 года).
Поскольку речь зашла о летающей лаборатории, то уместно привести фрагмент испытаний двигателя ТВ-2. 8 октября экипаж Ту-4ЛЛ № 225402 с двумя штатными двигателями и парой опытных ТВ-2 в ходе очередного испытательного полета на высоте 5000 метров запустил один из ТВД и приступил к запуску второго. С первой попытки это сделать не удалось, и, несмотря на обнаруженную борттехником обильную течь керосина из-под капота и жалюзей, они повторно попытались запустить ТВД. В итоге возник пожар, приведший к вынужденной посадке.
В 1954 году экипаж летчика Ю.Алашеев испытывал на Ту-4 двигатели ТВ-2М с соосными винтами АВ-44, предназначенными для самолета Ту-91, а экипаж М.А. Нюхтикова на Ту-4 № 2303001 – ТВД ТВ-12, и тоже с соосными винтами.
С альтернативными двигателями
В 1948 году рассматривался вопрос об установке на Ту-4 двигателей М-49ТК, а два года спустя – поршневых М-253ТК и даже дизелей М-501 вместо АШ-73ТК. Еще до начала войны в Корее, когда обнаружилась сильная уязвимость бомбардировщиков с поршневыми моторами от реактивных истребителей, ОКБ-156 предприняло попытку улучшить летные данные Ту-4 путем установки турбовинтовых двигателей ВК-2 (взлетная мощность 4200 э.л.с. и удельный расход топлива на номинальном режиме работы двигателя от 0,326 до 0,355 кг/э.л.с.) и ТВ-022 (взлетная мощность 5000 э.л.с. и удельный расход топлива на номинальном режиме работы двигателя от 0,31 до 0,33 кг/э.л.с.).
В апреле того же года в ОКБ рассмотрели варианты бомбардировщика с двумя и четырьмя ТВД ВК-2.
Расчеты показали, что в случае замены четырех поршневых моторов двумя ВК-2, при прежнем взлетном весе 62 000 кг, дальность полета с 5000 кг бомб возрастала с 5030 до 7155 км, но максимальная скорость снижалась до 487 км/ч. У четырехдвигательного варианта дальность сокращалась до 4445 км, но скорость возрастала до 636 км/ч. Получалось, что «овчинка выделки не стоила». Тем не менее Туполев сообщил министру о полученных результатах. В марте 1951 года М.В. Хруничев докладывал Н.А. Булганину:
«По поводу предложения главного конструктора т. Туполева о модификации и строительстве многомоторных бомбардировщиков докладываю:
1. Относительно модификации самолета Ту-4 путем установки на этот самолет вместо четырех двигателей АШ-73ТК четырех турбовинтовых двигателей ТВ-04 считаю, что это предложение может быть приемлемо в том случае, если объем модификации самолета Ту-4 будет относительно небольшим, а срок предъявления самолета с турбовинтовыми двигателями на государственные испытания будет не в мае – июне 1952 года, а в сентябре – октябре 1951 года, с тем чтобы серийный выпуск самолетов Ту-4 с турбовинтовыми двигателями мог быть начат не позже второго квартала 1952 года. Для этого более целесообразно было бы модифицировать самолет Ту-4 под турбовинтовой двигатель ТВ-022, прошедший 100-часовые стендовые государственные испытания и с мощностью 5000 эквивалентных лошадиных сил, что составит общую энерговооруженность самолета Ту-4 при четырех турбовинтовых двигателях ТВ-022–20 000 л.с. вместо имеющейся энерговооруженности при четырех моторах АШ-7ЭТК по 2400 л.с. каждый – 9600 л.с. То, что предлагает т.Туполев, то есть модифицировать самолет Ту-4 под турбовинтовой двигатель ТВ-04 с мощностью 6300 эквивалентных лошадиных сил, неприемлемо, ибо такого двигателя нет и в текущем году он предъявлен на государственные испытания быть не может. Конструктор т. Кузнецов действительно берется за задачу форсирования двигателя ТВ-022 с 5000 э.л.с. до 6300 э.л.с., но срок предъявления этого двигателя на государственные испытания не в текущем году, а в первом квартале 1952 года, и, по существу, это будет означать создание нового двигателя. Идти на большие затраты по созданию такого двигателя вряд ли целесообразно, ибо лучшим выходом для повышения летных данных самолета Ту-4 может быть замена его двухмоторными реактивными скоростными бомбардировщиками с дальностью 5–6 тыс. км и со скоростью 900 км/ч. Такие бомбардировщики, как известно, уже утверждены решением правительства и заданы разработкой конструкторам тт. Туполеву и Ильюшину, поэтому, естественно, целесообразней сконцентрировать силы и средства на завершении работ по созданию этих реактивных бомбардировщиков на смену самолету Ту-4 под турбовинтовые двигатели с мощностью 6300 э.л.с., что составит энерговооруженность самолета Ту-4 в 25 тыс. э.л.с. и неизбежно потребует значительного усиления самолета Ту-4; так как у него уже сейчас при моторах АШ-73ТК запас прочности на пределе, не говоря уже о том, что сроки, которые предлагаются по модификации самолета Ту-4 под турбовинтовой вариант, приведут нас к тому, что в серийном производстве мы сможем выпускать такие модифицированные самолеты лишь с 1953 года. К этому времени можно успеть завершить работы по скоростным реактивным бомбардировщикам…»
Тем не менее в августе 1950 года правительство обязало ОКБ-156 предъявить на летные испытания Ту-4 с двумя ТВД ТВ-022. В сентябре 1951 года на заводе № 117 завершились 100-часовые государственные стендовые испытания ТВД ВК-2 (модификация ТВ-022) В. Климова, развивавшего мощность 4750 э.л.с. Вслед за этим был подготовлен проект постановления правительства об утверждении акта по их результатам и установки этих двигателей на два Ту-4 и проведении совместных с Дальней авиацией летных испытаний. Но промышленность этот заказ, если не считать летающую лабораторию (Ту-4 № 225402), на которой два крайних АШ-73ТК заменили ТВ-2 Кузнецова, так и не выполнила. Хотя в ОКБ разработали необходимую документацию турбовинтового варианта Ту-4 и передали ее на завод № 22.
Ту-4 находились на вооружении Советской Армии до 1960 года. Значительно дольше они прослужили в Китае, куда в середине 1950-х годов поставили несколько десятков машин. Более того, последние экземпляры этого самолета эксплуатировались с турбовинтовыми двигателями, аналогами советского АИ-20, до 1990 годов.
Таблица № 20ВЫПУСК САМОЛЕТОВ ТУ-4Таблица № 21ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДАЛЬНИХ БОМБАРДИРОВЩИКОВ С ПОРШНЕВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИПримечания: 1. Отчет ЛИИ № 54–97 от 21 мая 1954 г. С подвесными кабинами П-90М. Вес десантной нагрузки – 6158 кг. 2. В-29А. 3. Полетный вес – 54 500, вес топлива – 7890 кг, высота полета – 3000 м, скорость – 280 км/ч. Дальность одиночного самолета со сбросом контейнеров в месте назначения. 4. С двумя снарядами «КС». 5. Полетный вес – 47 700 кг. 6. С двумя снарядами весом по 2600 кг. Полетный вес – 58 500 кг, вес топлива – 14 200 кг высота полета – 3000–6000 м. Скорость – 380 км/ч.
ТУ-80
В США в первые послевоенные годы создали два межконтинентальных бомбардировщика В-36 и В-50 (в русской транскрипции Б-36 и Б-50 соответственно). Первый из них при взлетном весе 181 тонна мог пролететь без посадки 16 тысяч, а второй – 12 тысяч километров, разумеется, без бомб. Обе машины долгие годы состояли на вооружении Американских воздушных сил. В СССР же машину аналогичного назначения начали разрабатывать лишь в 1949 году, после появления двигателей мощностью свыше 3500 лс.
Принятый на вооружение в начале великого противостояния США и СССР самолет Ту-4, даже оснащенный системой дозаправки топливом в полете, не мог решать главную задачу – доставку ядерного оружия через океан. Поэтому в августе 1948 года Туполев в ответ на задание разработать четырехмоторный бомбардировщик с дальностью свыше 11 000 км предложил использовать в новой машине оборудование и оборонительное вооружение (артиллерийские установки с пушками НС-23) от Ту-4. Первым самолетом, по замыслу Андрея Николаевича, должен был стать бомбардировщик с перспективными двигателями АШ-2ТК (воздушного охлаждения) или форсированными АШ-73ТК.
Опытный бомбардировщик Ту-80
Проектирование и постройка самолета «80» продолжались с 1948-го по август 1949 г. Предполагалось использовать эту машину и в вариантах миноносца и торпедоносца.
Создатели мотора АШ-2ТК с турбокомпрессорами ТК-19Ф, хотя и прошедшего стендовые испытания в апреле 1949 года с оценкой «удовлетворительно» (мощность на валу 4000 л.с.), все же требовали длительной доводки. До их установки на Ту-80 дело не дошло.
Самолет построили на опытном заводе № 156 и перевезли на аэродром Измайлово. Первый полет самолета, пилотируемого Ф.Ф. Опадчим, состоялся 1 декабря 1949 года, но с моторами АШ-73ТКФН, при этом он перелетел на летно-испытательную и доводочную базу ОКБ-156 на аэродром ЛИИ.
Межконтинентальный бомбардировщик Ту-85
Неудачи, постигшие Ту-80, не остановили работы по созданию межконтинентального бомбардировщика, и 16 ноября 1949 года вышло постановление Совета Министров СССР о создании бомбардировщика с двигателями АШ-2К или М-253К и дальностью полета 12 000 км, получившего в ОКБ Туполева порядковый номер «85».
Спустя почти полтора года стало ясно, что двигатель Швецова АШ-2К, представлявший собой фактически сдвоенные АШ-73ТК, к сроку, определенному правительством, не поспевает, и на первой машине установили двигатели жидкостного охлаждения ВД-4К (М-253К) В.А. Добрынина.
Двигатель – сердце самолета, и от того, насколько он удачен, зависит будущее машины. В основу шестиблочного 24-цилиндрового мотора легли идеи, реализованные в М-250, начатого разработкой еще до войны в Московском авиационном институте под руководством Г. Скубачевского и В. Добрынина. К началу 1951 года ВД-4К с четырьмя турбокомпрессорами ТК-36 и реактивными патрубками прошел стендовые испытания. При весе 1930 кг он развивал номинальную мощность 3050 л.с. у земли и 3250 л.с. на высоте 10 000 метров, что более чем на 1000 метров превышало высотность, заданную правительством. Суммарная же взлетная мощность с учетом реакции выхлопа достигала 4300 э.л.с., что почти вдвое больше, чем у двигателя самолета Ту-4. Удельный расход топлива у земли находился на рекордно низком уровне: 0,185–0,195 кг/л.с. в час. С такими данными создание межконтинентального бомбардировщика было вполне реально.
К началу 1950-х самолеты уже преодолели звуковой барьер, но на тяжелые бомбардировщики по-прежнему устанавливали поршневые двигатели. Это способствовало сохранению классической компоновки с прямым крылом.
9 января 1951 года экипаж, в состав которого, в частности, входили летчик А.Д. Перелет, штурман С.Кириченко и бортинженер А.Чернов, выполнил на Ту-85 первый полет. Ведущим инженером на этапе заводских испытаний был Н.Генов.
Однако прошло чуть больше месяца, и стало ясно, что Ту-85 – это вчерашний день. Фактически новая машина становилась легкой добычей для быстро развивавшихся средств ПВО вероятного противника. Более того, довольно быстро выяснилось, что «фирма» здорово ошиблась в центровке самолета, сделав ее чрезмерно задней. В итоге пришлось носовую часть утяжелить центровочным грузом.
28 февраля 1951 года главком ВВС П.Ф. Жигарев докладывал Сталину:
«Опыт воздушных боев в Корее <…> МиГ-15 с американскими самолетами Б-29 показывает, что такого типа бомбардировщики при встрече с современными реактивными истребителями, обладающими большими скоростями полета, становятся относительно беззащитными.
Первый опытный экземпляр Ту-85
Пленные американские летчики с самолета Б-29 заявляют, что летный персонал американского бомбардировщика не успевает следить своим подвижным оружием за атакующими его самолетами МиГ-15 и вести по ним прицельный огонь <…> в результате воздушные бои между этими самолетами заканчиваются, как правило, в пользу <…> Миг-15, что видно из следующих боев:
– в 1-м воздушном бою 6 МиГ-15 с 3 Б-29 сбито два самолета Б-29;
– во 2-м воздушном бою 6 МиГ-15 с 5 Б-29 сбито два самолета Б-29;
– в 3-м воздушном бою 8 МиГ-15 с 30 Б-29, прикрытыми 20 реактивными истребителями F-80, сбито три Б-29;
– в 4-м воздушном бою 8 МиГ-15 с 7 Б-29, прикрытыми 7 истребителями Р-47, сбито два Б-29;
– в 5-м воздушном бою 6 МиГ-15 с 19 Б-29, прикрытыми 8 реактивными истребителями F-80, сбиты один Б-29 и один F-80.
Таким образом, в 5 воздушных боях с численно превосходящим противником самолетами МиГ-15 сбито десять американских самолетов Б-29…»
Ту-85 устарел, не успев родиться, но альтернативы ему не было, поскольку отсутствовали как высокоэкономичные турбореактивные (ТРД) необходимой тяги, так и мощные турбовинтовые двигатели (ТВД). В этой ситуации выход был один – продолжить работу по Ту-95.
Установка на первую опытную машину двигателей ВД-4К не остановила разработку его альтернативного варианта АШ-2К. В связи с этим министр авиационной промышленности М.В. Хруничев писал министру обороны Н.А. Булганину: «По состоянию на 20 мая сего года (1951 г. – Прим. авт.) М-253К успешно прошел государственные испытания на самолете Ту-4, наработав на нем около 100 часов. Первый экземпляр самолета Ту-85 с моторами т. Добрынина также имеет налет более 50 часов, включая полеты на высоте 10 000 м…
По АШ-2К <…> технические трудности, сложность конструкции, большой объем доводочных работ и устранение дефектов <…> не дали возможности т. Швецову предъявить его на государственные испытания в установленные сроки.
В целях обеспечения своевременной передачи второго экземпляра Ту-85 правительственной комиссии на летные испытания (июнь 1951 г. – Прим. авт.), а также в связи с последними указаниями о подготовке к воздушному параду двух экземпляров самолета Ту-85 нами организованы работы по оборудованию второго экземпляра самолета моторами М-253К.
По результатам госиспытаний мотора АШ-2К, которые могут быть проведены в августе сего года, нами будет переоборудован один из самолетов Ту-85 моторами Швецова, и летные испытания будут продолжены».
Несмотря на все приказы и постановления, заводские испытания самолета продолжали отставать от графика. Этому в значительной степени способствовала ненадежная работа ВД-4К, особенно на большой высоте, из-за помпажа турбокомпрессоров. Сам самолет обладал недостаточным запасом продольной устойчивости и управляемости, что не позволяло летать в сложных метеоусловиях.
Некондиционное пушечное вооружение модифицированных артиллерийских установок самолета Ту-4 находилось в нерабочем состоянии, в связи с чем его испытания планировались на второй машине.
Противообледенительные устройства не обеспечивали полет в условиях обледенения, а малый запас кислорода ограничивал время пребывания экипажа на большой высоте. Кроме этого, самолет не прошел в полном объеме статические испытания, что заставило снизить эксплуатационную перегрузку с 2,3 до 1,88. В таком виде нельзя было и думать о полетах с максимальным взлетным весом 105 тонн.
Второй опытный экземпляр Ту-85
На второй машине, предложенной Туполевым в качестве эталона для серийной постройки, уменьшили максимальную бомбовую нагрузку с 15 000 до 12 000 кг, изъяв вариант подвески девятитонной бомбы ФАБ-9000.
Эти мероприятия в сочетании с изменением конструкции закрылков позволили сузить заявленный диапазон центровок и увеличить запас продольной устойчивости. Одновременно на дублере установили минно-торпедное, а также доработанное бомбардировочное и пушечное вооружение с новыми прицельными станциями и увеличенным боекомплектом нижних башен. Улучшили обзор стрелка и увеличили углы обстрела из кормовой установки, услив ее бронирование. На самолете появилась система жидкого кислорода, а дополнительное противопомпажное устройство, связанное с управлением газа, способствовало достижению устойчивой работы двигателей на больших высотах.
Государственные испытания второй машины планировалось закончить к октябрю 1951 года. Но до конца августа она так и не поднялась в воздух. Постановлением Совета Министров от 28 ноября 1950 года завод № 18 обязали обеспечить серийный выпуск Ту-85 с июля 1952 года. Однако у руководства авиационной промышленности имелось свое мнение. 20 августа 1951 года П. Дементьев докладывал Н. Булганину: «В связи с необходимостью проведения больших доводочных работ по самолету Ту-85 в процессе <…> испытаний, а также невозможностью вести монтаж оснастки <…> Ту-85 без снятия оснастки <…> Ту-4 и уменьшения выпуска этих самолетов на заводе № 18 МАП считает целесообразным: