К тому времени в ОКБ-156 имелся опыт создания фронтового бомбардировщика «82», со стреловидным крылом, и неудивительно, что все свои изыскания конструкторы проводили в этом направлении. Как водится, в ОКБ рассматривали различные компоновки самолетов применительно к наиболее реальным двигателям. В 1952 году стали очевидными преимущества проекта «88» над Ил-46. Достаточно сказать, что максимальная скорость будущего Ту-16 получалась почти на 100 км/ч больше, потолок превышал на 1500 метров, а грузоподъемность – на 3000 кг.
Появлению бомбардировщика Ту-16 (самолет «88») предшествовала разработка машины «86» аналогичного класса с двигателями АМ-ТРД-02. Несмотря на законченность эскизного проекта «86», как, впрочем, и последовавший за ним проект «87», не удовлетворял заказчика, главным образом по дальности полета. Ставка делалась на двухдвигательную машину. Поэтому лишь появление ТРД АМ-3 очень большой тяги, решение об установке которых принял Совет Министров СССР в августе 1951 года, позволило создать бомбардировщик, в большей степени соответствовавший требованиям ВВС.
Стремление минимизировать коэффициент лобового сопротивления самолета и возможность попадания в воздухозаборники посторонних предметов заставили по-новому взглянуть на компоновку машины. Более того, огромные ТРД АМ-3 (диаметр – 1,47 м) просто не компоновались под крылом бомбардировщика. Наиболее привлекательным было размещение ТРД вблизи фюзеляжа, частично спрятав их в крыло. Однако интерференция газовых струй и фюзеляжа, особенно с блистерами в кормовой части и горизонтальным оперением, вынудили развернуть двигатели под углом к плоскости симметрии машины. В свою очередь, это обусловило подвеску ТРД не к силовым нервюрам центроплана, а к шпангоутам фюзеляжа. Так образовались специфические вмятины в его боках с изогнутыми каналами воздухозаборников.
Забегая вперед, отмечу, что в одном из полетов, в ходе государственных испытаний, отсосало один из блистеров. Это, видимо, и явилось следствием интерференции струй ТРД и фюзеляжа. Об этом вы узнаете подробнее чуть позже, а пока отмечу, что в том полете все обошлось без человеческих жертв.
Нередко появление приталенности фюзеляжа представители фирмы выдавали за гениальное предвидение сформулированного позже американским аэродинамиком Уиткомбом правила площадей. В действительности никакого предвидения не было, ведь каждый мало-мальски думающий аэродинамик скажет, что для достижения минимального аэродинамического сопротивления желательно придать телу обтекаемую форму с плавным изменением площади его поперечного сечения. Уиткомб лишь сформулировал это правило, а не открыл какой-то закон аэродинамики.
Макет самолета «88» утвердили в апреле 1951 года, а спустя четыре месяца очередным постановлением правительства ОКБ-156 обязали установить на бомбардировщик двигатели АМ-3. Первую опытную машину, получившую после принятия на вооружение обозначение Ту-16, построили в марте следующего года, а 27 апреля экипаж заводского летчика-испытателя Н.С. Рыбко поднял бомбардировщик в воздух. Для первого полета ограничили максимальный взлетный вес 68 000 кг при нормальном 48 800 кг (в эскизном проекте 64 500 и 46 950 кг соответственно). В декабре 1952 года, еще до окончания заводских испытаний, приняли решение о начале серийного производства Ту-16.
Второй опытный экземпляр Ту-16
Заводские испытания шли неплохо, но 3 октября, менее чем за месяц до их завершения, произошла первая авария. Во время рулежки при боковом ветре после установки дополнительного демпфера «шимми» на передней опоре шасси Н.С. Рыбко не справился с управлением тяжелой машиной, и она выкатилась на грунт. В итоге самолет, сломав правую «ногу» шасси, лег на крыло.
На этапе заводских испытаний было выполнено 46 полетов, после чего 15 ноября 1953 года бомбардировщик передали в НИИ ВВС на государственные испытания. Испытательную бригаду возглавил инженер Б.А. Неверов, а ведущими по самолету были летчики В.М. Шульгин и А.К. Стариков, вторые пилоты Горбачев и Рыбкин, штурман-навигатор И.Н. Имфимовский и штурман-оператор Р.Н. Семовских, стрелок-радист Р.Х. Абдеев и воздушный стрелок В.П.Петриков.
В ходе государственных испытаний, завершившихся 30 мая 1953 года, на машине выполнили 79 полетов. Несмотря на то что самолет продемонстрировал высокие летные данные, он испытания так и не выдержал. Причин для столь суровой оценки было немало, и прежде всего Ту-16 в предъявленном виде не мог решать поставленные перед ним задачи. Из-за недоведенного радиолокационного прицела «Рубидий ММ-2» невозможно было осуществлять не только прицельное бомбометание в сложных метеоусловиях и ночью, но и с достаточной точностью выходить в район цели. Ненадежно работали опытные пушечные башни и прицельные станции ПС-48ММ. Плохая работа стрелкового радиолокационного прицела «Аргон» не обеспечивала надежную защиту от истребителей противника. Оставляла желать лучшего и работа топливной аппаратуры, снижавшей приемистость двигателей. Более того, из-за установленных главным конструктором ограничений в полете с максимальным весом летчик не имел необходимого запаса скорости при наборе высоты и в горизонтальном полете на высотах ниже 9500 метров.
Аварийная посадка летчика-испытателя Н.С. Рыбко
Отмечалось и несоответствие некоторых летных данных заданным постановлением правительства. Так, длина разбега превышала задание минимум на 520 метров. Максимальная техническая дальность при полной выработке топлива была на 400 км ниже, а потолок над целью не превышал 12 200 вместо 13 000 метров. В итоге самолет вернули ОКБ-156 для устранения выявленных дефектов и недостатков.
Опытная машина оказалась перетяжеленной, за что в марте 1953 года приказом министра А.Н. Туполеву и ведущему конструктору Д.В. Маркову наложили взыскание. Потолок и дальность оказались ниже заданных. В связи с этим в ОКБ-156 начался поиск резервов веса, счет шел на килограммы.
Вторую машину, также построенную на опытном заводе № 156, облегчили, снизив вес конструкции на 3900 кг, и, исходя из условий прочности, уменьшили на 1970 кг запас топлива. В итоге максимальный взлетный вес удалось снизить с 77 430 до 71 560 кг. По этой же причине заправка топливом ограничивалась 36 200 литрами при нормальной бомбовой нагрузке 3000 кг. В то же время на перспективу установили дополнительные топливные баки в отъемных частях крыла, что увеличило емкость топливной системы с 38 200 до 43 900 литров.
Удлинение носовой части на 200 мм повысило комфорт экипажа и добавило необходимые объемы для размещения дополнительного оборудования. Установили (отсутствовавшие на опытной машине) верхнюю ДТ-В7, нижнюю ДТ-Н7С и кормовую ДК-7 подвижные пушечные установки, прицельные станции ПС-48М, радиолокационные прицелы РБП-4 «Рубидий-ММ-2» и радиолокационный прицел РПС-1 «Аргон» для кормовых орудий. Кстати, средняя дальность захвата «Аргоном» истребителя МиГ-17П достигала 2500, а сопровождения – 1600 метров.
Оптический прицел ОПБ-10С заменили векторно-синхронным ОПБ-11Р, сопряженным с РБП-4, а кислородные приборы КП-16 – на КП-24. Доработали узлы поясов лонжеронов, повысив надежность их соединений, и расширили гондолы двигателей, что упростило установку и демонтаж ТРД. Тогда же ввели блокировку рулевой машинки руля высоты при открытии створок бомболюка для уменьшения кабрирующего момента и многое другое.
А.К. Стариков – ведущий летчик НИИ ВВС на испытаниях самолета Ту-16
В таком виде второй Ту-16 прошел со 2 апреля по 15 сентября 1953 года заводские и в апреле 1954-го государственные контрольные испытания. Однако, несмотря на существенные доработки машины, и на этом этапе выявились дополнительные дефекты. Прежде всего это помпаж двигателей АМ-3, и в январе на них пришлось расширять сопловые аппараты первой ступени турбины. Не справлялся со своими обязанностями автопилот АП-5–2М.
В заключении акта по результатам государственных испытаний отмечалось, что летно-технические данные второго экземпляра Ту-16 практически соответствуют постановлению правительства от 10 июля 1952 года, за исключением дальности, и бомбардировщик пригоден для принятия на вооружение ВВС при условии устранения отмеченных недостатков. Там же говорилось:
«Cистема оборонительного вооружения Ту-16 (прицельные станции ПС-48М, радиолокационный прицел «Аргон», пушечные башни) существенно ограничивает возможности обороны самолета от атак истребителей противника по причинам:
– принципиальных и конструкторских недостатков <…> ПС-48М;
– неудовлетворительной работы «Аргона»;
– задержек в стрельбе на верхней башне…».
По единому мнению летчиков-испытателей, второй экземпляр Ту-16 по технике пилотирования практически не отличался от первой машины и был доступен пилотам средней квалификации. Размещение пилотажно-навигационного оборудования в кабине летчиков по сравнению с первым экземпляром было значительно лучше и обеспечивало пилотирование на всех высотах днем и ночью в любых метеоусловиях.
– задержек в стрельбе на верхней башне…».
По единому мнению летчиков-испытателей, второй экземпляр Ту-16 по технике пилотирования практически не отличался от первой машины и был доступен пилотам средней квалификации. Размещение пилотажно-навигационного оборудования в кабине летчиков по сравнению с первым экземпляром было значительно лучше и обеспечивало пилотирование на всех высотах днем и ночью в любых метеоусловиях.
В то же время сохранились большие усилия на педалях от руля поворота и на штурвале от руля высоты при выпуске закрылков и открытии бомболюков. При центровке 32,3% средней аэродинамической хорды (САХ) на высоте 10 000 метров усилия от руля высоты для создания единицы перегрузки были малы. На скоростях, соответствующих числам М=0,88–0,9, имела место обратная реакция по крену от руля направления, а на пробеге с опущенной передней опорой возникала сильная вибрация всего самолета.
В сборочном цехе завода № 18. Сентябрь 1957 г.
Несмотря на отмеченные дефекты, из сборочного цеха завода № 22 выходили первые серийные бомбардировщики, а ОКБ срочно занялось доводкой боевой машины. Первый серийный самолет поднимали в воздух летчики-испытатели А.Г. Васильченко и Н.Н. Аржаков, ведущим инженером был И.А. Буров.
Заводские испытание не обходились без жертв. Так, 15 февраля 1955 года при опробовании правого двигателя АМ-3 разрушился один из дисков компрессора. В результате самолет № 4200804 практически полностью сгорел, но обошлось без жертв.
18 января 1956 года при перелете из Казани во Владимировку (ныне г. Ахтубинск) для бомбометания в ходе заводских испытаний потерпел катастрофу самолет № 6202917. Причину установить так и не удалось, но летчики-испытатели высказали свое особое мнение – пожар в воздухе.
Налогоплательщики и зарубежные гости СССР впервые увидели Ту-16 1 мая 1954 года в московском небе. В тот день над Красной площадью пролетело девять боевых машин, получивших в НАТО кодовое обозначение Тип 39 «Барсук». По оценкам зарубежных экспертов, крыло самолета имело размах около 30,5 метров и стреловидность по передней кромке примерно 40 градусов. Два больших ТРД развивали предположительно суммарную тягу около 13 600 кгс. При этом считалось, что бомбардировщик имеет высокую дозвуковую скорость и дальность около 4800 км. Ожидалось, что максимальная бомбовая нагрузка составляет 9000 кг, а его взлетный вес – 70–80 тонн.
Как видим, правильно оценив бомбовую нагрузку и максимальный взлетный вес, иностранцы ошиблись в главном – в величине тяги двигателей. Они, видимо, и предположить не могли, что советские конструкторы смогут так быстро сделать ТРД тягой около 9000 кгс, ведь ничего подобного на Западе не было. Отсюда и заниженная дальность.
Постановлением правительства от 28 мая 1954 года утвердили летно-технические данные для серийных Ту-16. В частности, максимальная скорость при нормальном полетном весе и максимальной тяге двигателей задавалась не ниже 992 км/ч на высоте 6250 метров, техническая дальность при максимальном полетном весе и бомбовой нагрузке 3000 кг – 5760 км, а разбег и пробег – в пределах 1900 и 1655 метров.
Ту-16 на заводском аэродроме
В ходе испытаний Ту-16 в июне 1956 года Генеральный штаб Советской Армии решил проверить противовоздушную оборону страны и, в частности, прикрытие Москвы. С этой целью решили поднять Ту-16 на возможно максимальную высоту и имитировать налет на Москву.
Как известно, практический потолок, полученный при испытаниях Ту-16, не превышал 13 200 метров. Этого было мало, поскольку система ПВО страны знала высоты полетов наших самолетов, требовалось поднять потолок. Поэтому с бомбардировщика сняли все, без чего можно было обойтись в данном полете, даже радиста и кормового стрелка. Заправка топливом – минимальная.
Главный конструктор двигателей РД-3М Зубец (А.А. Микулина сняли с этой должности) разрешил работать на боевом режиме непрерывно, с постепенным увеличением тяги от 30 минут до одного часа, и затем продолжать полет в течение полутора часов. Пробные полеты проводились и днем в подмосковной Чкаловской, и в одном из них достигли высоты 15 768 метров.
Первый «налет» на Москву с выключенной системой госопознавания и соблюдением радиомолчания состоялся в ночь на 21 августа. Перед Рязанью высотомер показывал 16 300 метров, что на три тысячи метров превышало практический потолок самолета. ПВО на это никак не отреагировала.
Ту-16 был единственным самолетом, позволившим выполнять парашютные прыжки из стратосферы. В ходе подготовки к ним машина, пилотируемая экипажем летчика-испытателя НИИ ВВС В.Бобрикова, поднималась на высоту до 16 000 метров. Кончилось это тем, что 2 августа 1957 года парашютист-испытатель Н. Никитин покинул грузовой отсек переоборудованного бомбардировщика на высоте 15 383 метров. Это были не только рекордные полеты, в них проверялись средства аварийного спасения экипажей боевых самолетов, летящих на больших высотах.
Не прерывая повествование, связанное с государственными испытаниями Ту-16 в НИИ ВВС, отмечу, что в 1956 году экипаж в составе командира корабля А.Ф. Митрошина, второго пилота Н.Я. Яковлева и штурмана Н.С. Зацепы исследовал возможность безмоторной посадки тяжелого самолета.
Надо сказать, что методика планирующей посадки Ту-16 с выключенными двигателями впоследствии пригодилась. Пример тому – случай, происшедший с летчиком-испытателем Н. Саттаровым. Не могу только утверждать, где это произошло, в строевой части или уже в НИИ ВВС.
До аэродрома оставалось менее двадцати километров, когда на бомбардировщике отключились один за другим оба двигателя. Несмотря на приказ руководителя полетов катапультироваться, командир принял решение посадить тяжелую машину. Но неожиданно прямо по курсу появились какие-то постройки и высоковольтная линия. Перескочить через нее не представлялось возможным и оставалось единственное – «нырнуть» под провода. Посадка на неподготовленную грунтовую площадку завершилась благополучно.
На киле этого Ту-16 нанесена «нестандартная» звезда без окантовки
Вслед за казанскими авиастроителями серийное производство Ту-16 освоили на заводе № 1 в Куйбышеве. Но испытания первой машины № 1880001, собранной из агрегатов завода № 22, начались с приключений. В тринадцатом полете (левый летчик А.И. Казаков и второй пилот, он же командир – Г.С. Молчанов) перед сдачей машины заказчику на высоте 9000 метров и приборной скорости 550–560 км/ч нарушили задание, выполнив вираж с перегрузкой 3,2g. После этого крен бомбардировщика увеличился до 60 градусов, и он, войдя в спираль, стал быстро терять высоту и разгоняться. Летчики не могли его вывести в нормальное положение, и по команде командира экипаж стал поспешно покидать машину.
Первыми катапультировались Молчанов и стрелок Сережников, но смерть подстерегла их в воздухе. Благополучно приземлился лишь бортрадист Калачев. Остальные члены экипажа чуть замешкались, и второй пилот, взяв управление в свои руки, вывел машину из глубокой спирали, благополучно приземлив ее на своем аэродроме. Так ценой жизни двух испытателей удалось выявить серьезный порок самолета – склонность к затягиванию в глубокую спираль.
В акте аварийной комиссии от 3 октября 1954 года отмечалось, что в том полете самолет развил сверхзвуковую скорость, а перегрузка достигла 4g. Я в этом очень сомневаюсь. Забегая вперед, расскажу, что вскоре после этого в НИИ ВВС экипаж летчика-испытателя С.Г. Дедуха проводил исследования по достижению сверхмаксимальной скорости Ту-16. В нескольких полета с последовательным увеличением угла пикирования, так и не удалось приблизиться к скорости звука. Более того, в последнем заходе отчасти повторилась ситуация, ранее возникшая у летчика Казакова. При выходе из пикирования от большой перегрузки сорвались со своих замков тележки основных опор шасси, но полет завершился благополучно.
Это официальная версия происшествия. Но в воспоминаниях летчика-испытателя И.И. Шелеста со ссылкой на Казакова этот случай описывается иначе.
«28 сентября, — писал Шелест, – старший летчик завода Молчанов получил задание выполнить испытательный полет на достижение предельной перегрузки. Он счел возможным совместить задание с проверкой техники пилотирования молодого летчика Казакова. В силу последнего обстоятельства, Молчанов, как командир корабля и проверяющий не занял обычного левого кресла, а сел на место правого летчика. Казаков же оказался за левым штурвалом машины.
Они набрали 9000 метров, и Молчанов приказал Казакову приступить к выполнению задания.
Создавая перегрузку при выходе из пике, Казаков потянул штурвал, машина пошла на «горку». Акселерометр показал 3,2. По заданию нужно было получить 3,47. Казаков подналег на штурвал, чтоб подтянуть упрямую стрелку акселерометра до заветных цифр, и тут вдруг почувствовал, что штурвал сам пошел к нему… Казаков быстро глянул на командира: