Среднемагистральный пассажирский самолет Ту-104.
Разработчик: ОКБ Туполева
Страна: Россия
Первый полет: 1956 г.
При создании бомбардировщика Ту-16 в бригаде общих видов ОКБ-156 появились первые наброски реактивного пассажирского самолета Ту-2АМ-3-200. В 1952-1953 годах начали выпускать рабочие чертежи и лишь в июне 1954 года вышло постановление Совмина СССР о разработке будущего Ту-104 с двигателями АМ-3М. В соответствии с тактико-техническими требованиями ВВС самолет должен был перевозить 50 пассажиров и до 1250 кг грузов на расстояние 3200-3500 км, летать с максимальной скоростью 950-1000 км/ч, при длине разбега не более 1600-1650 м.
В ОКБ стало традицией разрабатывать новые пассажирские самолеты, используя уже испытанные агрегаты, узлы, силовую установку и оборудование их предшественников — бомбардировщиков. Подобный подход позволял значительно сократить цикл создания новой машины. Правда, в этом случае себестоимость перевозок оказывалась далеко не оптимальной, но тогда это не считалось главным.
От Ту-16 позаимствовали компоновку кабины экипажа, крыло, оперение, шасси. В результате перехода от высокоплана к низкоплану стояночная высота самолета оказалась больше необходимой, но зато снижалась вероятность попадания в двигатели посторонних предметов, особенно при эксплуатации с грунтовых ВПП. Новыми были фюзеляж и воздухозаборники. Сохранились и двигатели АМ-3 с осевым компрессором, развивавшие взлетную тягу на номинальном режиме 7000 кг, а на максимальном — 8750 кг.
В декабре 1954 года комиссия утвердила макет самолета и в начале следующего года на 156-м заводе построили опытную машину под индексом Л5400, первый полет которой состоялся 17 июня 1955 года. Этап заводских испытаний в период с июня по октябрь провел экипаж в составе: первый летчик Ю.Т.Алашеев, второй летчик Б.М.Тимошек, штурман П.Н.Руднев, бортмеханик И.Д.Иванов, радист Н.Майоров и ведущий инженер В.Н.Бендеров. За это время экипаж выполнил 67 полетов.
Заводские испытания проходили успешно и уже осенью 1955 года встал вопрос: кто будет проводить госиспытания? Несмотря на то, что еще в 1953 году в гражданской авиации создали группу из 7 пилотов для освоения Ил-28, летный состав НИИ ГВФ еще не обладал достаточным опытом полетов на реактивных самолетах. Поэтому обратились с предложением провести эту работу в ГК НИИ ВВС. После визита А.А.Архангельского в Чкаловскую вопрос решили положительно.
На этапе госиспытаний в состав экипажа входили командир А.К.Стариков, до этого испытывавший Ту-16, второй пилот Н.Я.Яковлев, штурман И.К.Багрич. Ведущими инженерами были от НИИ ВВС Н.Кочетков, от ГВФ — Уваров. Облетывали самолет военные летчики-испытатели, в частности, Ю.А.Антипов, В.А.Иванов и В.Д.Хромов, штурман А.Н.Рекунов и другие.
Испытания проходили с перерывами. В феврале-марте 1956 года заменяли двигатели, выработавшие свой ресурс, с 20 марта по 29 апреля — полеты в Лондон. Затем дорабатывалось бытовое оборудование, а в мае самолет демонстрировался на международной авиационной выставке. Госиспытания, в ходе которых выполнили 100 полетов, завершились с оценкой «удовлетворительно».
В заключении акта по госиспытаниям отмечалось, в частности, следующее: «По технике пилотирования Ту-104 доступен для летчиков средней квалификации. Ту-104 требует для полетов аэродромы с длиной ВПП не менее 2500 м, а в южных районах с высокими температурами наружного воздуха не менее 3000 м.
На самолете не выполнены следующие требования Постановления Совета Министров:
-вместо двигателей АМ-3М установлены АМ-3 с меньшей тягой;
-практическая дальность полета — 3000 км вместо 3200-3500 км;
-длина разбега при скорости отрыва 266-295 км/ч составляет 1775-2180 м вместо 1600-1650 м;
-не обеспечено продолжение полета при отказе одного двигателя после отрыва с взлетным весом 71500 кг и не определен максимальный взлетный вес, при котором может быть обеспечено безопасное продолжение взлета с одним двигателем;
-при полете на высоте 10000 м с встречным ветром 50 км/ч практическая дальность полета составляет 2715 км.»
Прошедший госиспытания Ту-104 при взлетном весе 71500 кг имеет относительно малую коммерческую нагрузку 5200 кг, что составляет 7,28% от взлетного веса.
По мере освоения самолета и двигателей в производстве и эксплуатации и увеличения сроков службы экономичность самолета значительно повысится. Однако, по сравнению с зарубежными транспортными самолетами с турбореактивными двигателями технико-экономические показатели Ту-104 и в этом случае окажутся более низкими.
Учитывая, что Ту-104 в ближайшие годы будет эксплуатироваться на маршрутах протяженностью 1700-2300 км считать целесообразным в целях повышения экономичности самолета переоборудовать пассажирскую кабину на 70 мест, что даст снижение себестоимости перевозок на 28%. (Кстати, при средней плановой загрузке 70% от предельной она была выше чем себестоимость перевозок ГУ ГВФ в 1956 г.).
Для улучшения характеристик взлета и повышения экономичности поставить вопрос перед ОКБ-156 об уменьшении веса конструкции самолета и сокращения времени уборки и выпуска шасси.
Не согласившись полностью с заключением, А.Н.Туполев высказал свое особое мнение: «Не согласен с цифрами дальности 2890 и 2715 км, как искусственно взятые при высоте полета 10 000 м и встречном ветре, который учитывается в часовом запасе топлива.»
По общему мнению летчиков-испытателей: «На высотах 11000 м при числах М меньших 0,7 при центровках более 30% САХ запас продольной устойчивости по перегрузке с освобожденным управлением ниже нормы, предусмотренной тактико-техническими требованиями ВВС. При центровке 34% САХ при числе М=0,66 запас по перегрузке составляет 5,5% при норме 10%.
При числе М более 0, 82-0, 84 самолет в продольном отношении статически неустойчив по скорости. При числах М=0,87-0,88 на высотах 10000-11000 м имеет место значительная обратная реакция по крену на отклонение руля направления.»
Отмечалось, что «…хорошая эффективность руля высоты в сочетании с приемлемыми нагрузками на штурвале обеспечивает нормальную продольную управляемость как в полете на числах М до 0,86-0,87, так и на посадке…
Нагрузки на штурвале при выполнении необходимых маневров при центровке более 30% на высотах 10000-11000 м на средних и больших скоростях прямые по знаку, но небольшие по величине, поэтому создание необходимой перегрузки летчик должен выполнять плавно. Незначительное перетягивание штурвала «на себя» приводит к выходу самолета на углы атаки, близкие к критическим.»
Ту-104 создавался в обстановке, когда еще свежи были сообщения о двух катастрофах в 1954 году английских самолетов «Комета» фирмы «Де Хевиленд», разрушившихся в воздухе после налета около 3000 часов. Почти год продолжались поиски причин катастрофы и только поднятые со дна Средиземного моря обломки позволили сделать вывод — усталостные трещины в фюзеляже.
При проектировании фюзеляжа Ту-104 особое внимание уделялось требуемой выносливости стыков обшивки, специальному усилению окантовок вырезов под окна, двери и люки. Выносливость фюзеляжа проверялась в гидробассейне под действием повторяющегося перепада давлений и внешних нагрузок, имитирующих типовой полет. Результаты исследований позволили разработать конструкцию с заданным ресурсом.
Наддув в фюзеляже Ту-104 позволял сохранять нормальное давление в салоне до высоты 2500 м, а дальше оно понижалось по мере достижения потолка и на высоте около 10000 м соответствовало атмосферному давлению на высоте 2500 м. Перепад давления приняли 0,5 атмосферы, что обеспечивало необходимый комфорт для пассажиров. Первоначально на машине СССР-Л5400 избыточное давление было 0,57 кг/см2 однако после разрушения фюзеляжа серийной машины при опрессовке на 135-м заводе в Харькове до избыточного давления 0,75 кг/см2 на опытном самолете снизили избыточное давление до 0,45 кг/см2.
До появления Ту-104 опыта эксплуатации самолетов с герметическими кабинами большого объема не было. Поэтому конструкторам пришлось применить ряд технических решений, усложнявших и утяжелявших самолет. С этой целью между кабиной экипажа и пассажирским салоном установили аварийную гермоперегородку. На случай разгерметизации для экипажа и пассажиров предусмотрели кислородную систему с автоматически выпадающими кислородными масками, предназначенными на время снижения до безопасной высоты. К счастью, в процессе эксплуатации реактивного первенца подобные аварийные ситуации не возникали. В случае отказа одного из двигателей, самолет мог продолжить полет, сохраняя необходимый уровень комфорта. Для сокращения длины пробега предусмотрели двухкупольную парашютную систему.
В состав оборудования лайнера, в частности, входили автопилот АП-5-2М, переговорное устройство СПУ-10, радиокомпас АРК-5, РЛС «Рубидий-ММ-2, маркерный радиоприемник МРП-48Л, радиовысотомер РВ-2, запросчик-ответчик СРЗО-2. Автопилот АП-5-2М плохо выдерживал заданные параметры и впоследствии был заменен на АП-6Е. Радиосвязь поддерживалась с помощью радиостанций 1РСБ-70М и РСИУ-3.
В салонах опытной машины бросалась в глаза явно выраженная «пышность» — большие широкие кресла, упакованные в парадные красные чехлы, ковровые дорожки и шторы. Отдельные кресла сделали вращающимися, множество столиков украшали фарфоровые статуэтки.
Самолет еще проходил испытания, а его уже запустили в серийное производство. В 1955 году сборку первых Ту-104 начали на Харьковском авиационном заводе, в наспех отремонтированном ангаре. Организация производства приравнивалась ко второму рождению завода.
Утром 5 ноября 1955 года летчики-испытатели В.Ф.Ковалев, Г.Я.Коробко и ведущий инженер А.Е.Тайцлин подняли в воздух первый Ту-104, собранный из агрегатов 156-го завода. Головную же машину первой серии поднимал в воздух экипаж летчика-испытателя Ф.Ф.Доценко.
В 1956 году Ту-104 запустили в серию на Омском авиационном заводе и через двенадцать месяцев совершил полет первый серийный самолет. Всего в Омске построили 58 машин. Производство «104-х» прекратили в связи с переходом завода на выпуск ракетной техники.
Серийные машины отличались от опытной СССР-Л5400 несколько измененным остеклением кабины экипажа, что по требованию Аэрофлота сделали для улучшения обзора. К концу 1960 года на трех предприятиях, включая 22-й завод в Казани, выпустили свыше 200 Ту-104 всех модификаций.
В ходе испытаний на машине СССР-Л5400 выполнили ряд дальних полетов, в одном из которых в Узбекистан испытывался пилотажно-навигационный комплекс, а 22 марта 1956 года А.Стариков, И.Багрич, Н.Беляев, Н.Кочетков и Г.Гончаренко впервые вышли на международную трассу Москва — Лондон. Перелет проходил через Гданьск, Берлин, Амстердам. Через три часа после вылета в разрыве облаков показалось побережье Англии. Над контрольным пунктом самолет попал в полосу ливневого дождя, но это не помешало экипажу совершить нормальную посадку.
Появление Ту-104 в Лондоне стало настоящей сенсацией. Иностранная печать не жалела восторженных откликов, а обозреватель «Дейли мейл» Томпсон писал: «Ту-104 устраняет последние сомнения касательно русских самолетов… Это самолет, который представляет России ведущее место в области гражданской авиации.»
Подобных отзывов и всевозможных медалей будут удостаиваться и другие лайнеры СССР, но удивительно, почему на зарубежных линиях львиную долю авиаперевозок выполняют самолеты ведущих капиталистических государств, а не СССР?
Видимо, журналистские выступления больше основаны на эмоциях. В действительности отечественные самолеты, несмотря на свои высокие летно-технические характеристики, отставали в уровне комфорта, отличались низкими экономическими параметрами, высоким уровнем шума, оснащались неудовлетворяющим западные стандарты пилотажно-навигационным и радиотехническим оборудованием. Все это мы начинаем публично признавать только сейчас, а в те годы гремели бравурные марши.
В марте-апреле 1956 года в Лондон выполнили четыре полета. Вслед за Англией последовали рейсы в Бирму, Швейцарию, демонстрируя высокие характеристики Ту-104 и что, пожалуй, не менее важно, летное мастерство его экипажа. В январе 1957 года министр обороны СССР Г.К.Жуков на самолете ВВС СССР с бортовым номером 05 летал в Индию. Осенью того же года экипаж А.Старикова доставил делегацию СССР в Китай. При перелете из Москвы в Пекин прошли расстояние свыше 6000 км с двумя промежуточными посадками в Омске и Иркутске за 8 часов 40 минут летного времени. Всего на дорогу затратили 10 часов 50 минут.
Перелеты в Юго-Восточную Азию выполнялись, по всей видимости, на одной и той же машине, впоследствии получившей индекс Аэрофлота. На этом же самолете в 1957 году маршал Жуков вернулся в Москву из Югославии. До момента списания самолет с индексом СССР-42387 базировался в г. Ахтубинске и до настоящего времени находился в одном из парков города Житомира.
Первые Ту-104 поступили в ГВФ в середине мая 1958 года. В сентябре экипаж Аэрофлота на самолете с бортовым номером СССР-Л5438 выполнил первый перелет из Москвы в Нью-Йорк по маршруту, проходившему через Лондон, Кефлавик и Гус-Бей. В воздухе лайнер пробыл 13 часов 29 минут. 15 сентября 1956 года рейсом Москва — Хабаровск Ту-104 с бортовым номером СССР-Л5413 началась регулярная эксплуатация реактивных машин. В состав экипажа входили командир Е.Барабаш, второй пилот С.Кузнецов, штурман А.Лебедев, борттехник В.Томин и радист Р.Горин. За 7 часов 10 минут с промежуточной посадкой в Омске самолет долетел до Иркутска, покрыв расстояние 4570 км.
В октябре началась эксплуатация Ту-104 на международной воздушной линии Москва-Прага. Впоследствии Ту-104 вышел на линии, связывавшие Москву с Римом, Берлином, Парижем, Амстердамом, Брюсселем и другими зарубежными городами. Чуть больше года прошло с начала летных испытаний. Вот это темпы!
Мы не только догнали, но и перегнали западных авиастроителей. Но пройдет немного времени и две катастрофы отзовутся болью у родственников 169 погибших.
Первым тревожным сигналом прозвучало летное происшествие 16 мая 1958 года, когда Чехословацкий Ту-104, следуя на высоте 12000 м, попал в зону грозовой деятельности. Почти сразу же «вырубились» оба двигателя. Падение самолета трудно назвать полетом и лишь на высоте 4000 м экипаж смог подчинить себе машину, запустить один двигатель и совершить посадку на военном аэродроме около Праги.
Месяц спустя, 22 июня Ту-104А, следовавший рейсом Иркутск — Хабаровск на высоте 12500 м попал в мощный восходящий поток воздуха и оказался на высоте 13500 м, откуда начал беспорядочно падать до высоты 11500 м. После «сваливания» и потери высоты командиру экипажа пилоту Полбину удалось вывести самолет в горизонтальный полет.
Две предпосылки, казалось, должны были заставить задуматься и руководителей Аэрофлота и руководителей авиационной промышленности. Но этого не произошло, похоже, что все ждали, когда грянет настоящий «гром».
К сожалению, ждать долго не пришлось. Первая катастрофа произошла в районе Биробиджана. В августе 1958 года Ту-104А, следовавший рейсом Хабаровск — Иркутск, на высоте 10800 м при совершенно ясной погоде забросило восходящим порывом воздуха на высоту 12000 м. Командир корабля пилот Быков не смог не только справиться с «взбунтовавшейся» машиной, но передать на землю о случившемся. Через месяц самолет пилота Желбакова забросило с высоты 9000 м на 11500 м. 17 октября в Чувашии погиб борт 42362 пилота Г.Кузнецова, следовавший по маршруту Пекин — Москва. Магнитофонная запись сохранила его последние слова; «Бросило машину!… Погибаем! До свидания!» Экипаж борта 1904, неожиданно оказавшийся свидетелем трагедии, увидел взрыв в 20-30 км западнее Канаша.
Аналогичные случаи имели место и при эксплуатации бомбардировщиков Ту-16. В ходе расследования выяснилось, что Ту-104 с предельной задней центровкой выходили на критические углы атаки на высоте около 12000 м в результате воздействия мощных турбулентных потоков, получивших впоследствии название «турбулентность ясного неба».
Выше говорилось, что Ту-104 на некоторых режимах полета и при определенных центровках обладал недостаточным запасом продольной устойчивости и даже был неустойчив. По этому поводу А.Стариков вспоминал, что «…при полетах на крейсерских режимах, на высотах свыше 10000 м и положении центра тяжести, соответствующего 29 и более процентам средней аэродинамической хорды, при встрече с турбулентными потоками полет становится небезопасным и может привести к его срыву. Но на это тогда не обратили внимание и дефект не устранили.»
Эти случаи заставили искать выход из создавшейся ситуации. В декабре 1958 года вышло постановление ЦК КПСС и Совмина СССР «О катастрофах самолетов Ту-104 и мерах повышения безопасности полетов на этих самолетах».
Документом предусматривалось в месячный срок временно ограничить высоту полета Ту-104 до 9000-10000 м, установить максимально допустимую заднюю центровку 26,5% вместо 30% САХ, расширить диапазон углов отклонения руля высоты на 3°, и уменьшить угол установки стабилизатора с 2° до 1°.
Заменить авиагоризонт бомбардировщика на истребительный АГИ-1, устранить самопроизвольное выпадение стоек шасси при воздействии перегрузок и ряд других мероприятий.
Одновременно отметили 16 дефектов, выявленных в ходе эксплуатации Ту-104 и среди них — отсутствие устройства, исключающего несимметричный выпуск закрылков. Но самым любопытным стало решение провести испытания на «срыв» сначала на Ту-16, затем на Ту-104. Ведущим летчиком от ВВС назначили А.Старикова, от ГКАТ — В.Комарова. Эти испытания позволили получить ответы на многие вопросы, в том числе и по выведению Ту-104 из штопора.
Испытания «104-го» на штопор проводили на двух машинах — опытной СССР-Л5400 (ведущий инженер В.Н.Вендоров, летчики Ю.Т.Алашеев и В.Ф.Ковалев) и серийной СССР-Л5421 (ведущий инженер Ю.Г.Ефимов, летчики С.Н.Анохин, В.А.Комаров и В.Ф.Хапов). Опытную машину доработали, повысив запас продольной устойчивости и улучшив управляемость. Если раньше при выходе на большие углы атаки экипаж не замечал в поведении машины ничего особенного, то теперь появилась предупредительная тряска. На всякий случай машины оснастили противоштопорными парашютами и системой аварийного покидания. Кресла летчиков установили на направляющие, соединив их тросом с лебедкой. При вынужденном покидании самолета лебедка должна была подкатывать их к люкам в днище фюзеляжа.
В одном из полетов машина с номером Л5421, пилотируемая Ковалевым, перевернулась, но экипаж вышел из создавшегося положения, не воспользовавшись средствами спасения. Выполняя фигуры высшего пилотажа, 70-тонная машина не развалилась лишь благодаря наследственному признаку своего предшественника Ту-16 — значительному запасу прочности. Вообще Ковалев, испытывая Ту-104, неоднократно попадал в критические ситуации. В другом полете заклинило элероны, но и на этот раз он вышел победителем из поединка со строптивой машиной.
Проведенные исследования подтвердили правильность ранее принятых мер, а гидрометеоцентр СССР обязали более точно прогнозировать состояние атмосферы на трассах реактивных самолетов.
За период серийной постройки, продолжавшийся до 1960 года, 135-й и 166-й заводы построили 82 Ту-104А, 22-й завод сдал заказчику 96 Ту-104Б, два Ту-104Е и три Ту-110.
В 1979 году Ту-104 сняли с эксплуатации. На пассажирских линиях их заменили более экономичные Ту-154. Однако в ВВС они продолжали летать. Лишь после катастрофы 17 февраля 1981 года, приведшей к гибели командования Тихоокеанского флота, участь самолета была окончательно решена. Официальная версия — нарушение центровки, что весьма сомнительно. Проанализировав радиообмен экипажа с командно-диспетчерским пунктом, летчик-испытатель Герой Советского Союза В.В.Зенцов, проведший за штурвалом Ту-104 восемь лет, сделал вывод, что катастрофа произошла вследствие несимметричного выпуска закрылков и появившегося в момент отрыва крена, для парирования которого не хватило элеронов.
Последний полет Ту-104 совершил 11 ноября 1986 года. Взлетев с Кольского полуострова, с промежуточной посадкой в московском аэропорту Шереметьево самолет приземлился в Ульяновске, заняв почетное место в музее гражданской авиации.
За создание Ту-104 в 1957 году А.Н.Туполев, А.А.Архангельский, Н.И.Базенков, Д.С.Марков, С.М.Егер, А.Р.Бонин, А.Э.Стерлин, Л.Л.Кербер, К.В.Минкнер, А.М.Черемухин были удостоены Ленинской премии. Более 400 сотрудников ОКБ и производства награждены правительственными наградами.
Модификации:
Ту-104 — первая серийная модификация на 50 пассажиров.
Ту-104А — 70-ти местная модификация самолета, построе но 80 машин, шесть самолетов этой модификации были поставлены в ЧССР, где эксплуатировались в течение нескольких лет.
Ту-110 — экспериментальная модификация с 4-мя ТРД АЛ-5.
Ту-104Г и Ту-104Д — салонные варианты самолета.
Ту-104Б — 100 местная модификация самолета с удлиненным фюзеляжем и низменной механизацией крыла, построено 95 машин, в ходе эксплуатации переоборудовались в Ту-104Б-115 на 115 пассажирских мест и под новое навигационно-пилотажное и радиотехническое оборудование.
Ту-107 — тактический военно-транспортный самолет.
Ту-104В — часть самолетов Ту-104А переоборудованных силами ГВФ в 100-105 местные машины.
Ту-104Е — модификация на 115 пассажиров, с улученными двигателями.
Ту-104АК — модификация доработанная для тренировки космонавтов в условиях невесомости.
ЛТХ:
Модификация: Ту-104Б
Размах крыла, м: 34,54
Длина самолета, м: 40,05
Высота самолета, м: 11,90
Площадь крыла, м2: 183,0
Масса, кг
-пустого самолета: 41600
-максимальная взлетная: 76000
Тип двигателя: 2 х ТРД АМ-3М-500 (РД-3М-500)
Тяга, кгс: 2 х 9700
Максимальная скорость, км/ч: 950
Крейсерская скорость, км/ч: 800
Практическая дальность, км: 3100
Дальность действия, км: 2650
Практический потолок, м: 10000
Экипаж, чел: 5
Полезная нагрузка: до 100 пассажиров или 15000 кг груза.
Среднемагистральный пассажирский самолет Ту-104.
Ту-104 на рулежке.
Ту-104 взлетает.
Ту-104 в полете.
Ту-104 в полете.
Ту-104 после посадки.
Ту-104 выполняет первый рейс в Хабаровск. 15 декабря 1956 г.
Аэропорт Новосибирска из кабины Ту-104.
Проекции Ту-104. Рисунок.
Ту-104. Рисунок.
Ту-104А. Схема.
.
.
Список источников:
Ростислав Виноградов, Александр Пономарев. Развитие самолетов мира.
Владимир Ригмант. Под знаками «АНТ» и «Ту».
Крылья Родины. Николай Якубович. Первый реактивный пассажирский: Самолет Ту-104.
Крылья Родины. Владимир Ригмант. Родом из дальней авиации.
Рисунок Aircraft illustrations by Basil Zolotov.