щМИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУВПО УЛЬЯНОВСКОЕ ВЫСШЕЕ АВИАЦИОННОЕ  УЧИЛИЩЕ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ (ИНСТИТУТ) 

ФАКУЛЬТЕТ ЛЕТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ 

КАФЕДРА ЛЕТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ 
 

Тема  реферата № 28:

«Гражданские самолеты отечественных КБ, ставшие историей (история создания, эксплуатации, основные тактико-технические характеристики, особенности конструкции): Ту-104, Ту-114, Ту-144.» 
 
 
 

                                                       Выполнил курсант

                                                       группы П-11-3

                                                       Цветков А.А.

                                                       Студенческий билет

                                                       № П11-78

                                                       Руководитель: к.п.н.,

                                                       доцент Алексеева Т.Г. 

Ульяновск 2011

Оглавление 

Введение 3

Ту-104 4

История создания 4

Конструкция 5

Эксплуатация 6

Ту-114 10

История создания 10

Конструкция 11

Эксплуатация 13

Ту-144. 16

История создания 17

Конструкция 19

Эксплуатация 22

Заключение 24

Список  источников 25 
 

Введение

     1960-1970е года.  Стремительно растет поток грузоперевозок и, как следствие, растут требования к воздушным судам единственного перевозчика в стране-Аэрофлота. А в странах Запада уже испытан и совершает коммерческие рейсы первый реактивный гражданский самолет.  Лучшие умы отечественных КБ, производящих гражданские авиалайнеры работают над созданием абсолютно новых типов летательных аппаратов. В рекордно короткие сроки, наше КБ под руководством А.Н. Туполева создает и испытывает советского реактивного первенца Ту-104, затем создается уникальный по своим ТТХ на тот момент Ту-114, ставший на долгие годы флагманом Аэрофлота.В конце 1960х годов совершается прорыв. Первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолет (в дальнейшем-СПС)поднимается в воздух.  Запад был поражен мощью, величием и возможностями этих самолетов. СССР доказал всему миру, что он способен выпускать не только выдающиеся военные самолеты, но и гражданские суда. Промышленность СССР освоила множество новых технологий, ведь все самые передовые технологии были сконцентрированы в сфере авиации и космонавтики.  Аэрофлот открыл регулярные трансконтинентальные и трансатлантические беспосадочные перелеты, благодаря появлению Ту-114, был заключен контракт с национальным перевозчиком Японии. Реактивный первенец Аэрофлота Ту-104 позволил пассажирам быстро и с комфортом достигать пункта назначения. Ту-144 был первым в мире СПС и, хотя, его коммерческая судьба была недолгой, а летная полностью завершилась в Жуковском в 1999 году совместной эксплуатацией НАСА и ЛИИ, он стал знаковым самолетом своей эпохи. Это-три самолета легенды,  три лица эпохи и у каждого из них своя история, своя летная жизнь. И о каждом из них необходимо рассказать отдельно. 
 
 

Ту-104

     Успешное  внедрение самолетов с турбореактивными двигателями в ВВС, позволило перейти к проблеме создания реактивных пассажирских самолетов для гражданской авиации. Прототип первого в мире серийного реактивного пассажирского самолета  DeHavillandDH.106 Comet  "Комета", появился в 1949 году в Великобритании. Однако, целая серия катастроф этих машин в первой половине 50-х годов заставила снять самолет с эксплуатации (как потом выяснилось, проблема была в прочности соединения узлов фюзеляжа и нарушении герметичности самолета). В дальнейшем, после доработок комета вернулась на линии. А что происходило в СССР?

     На  тот момент в своем летном парке  Аэрофлот имел только самолеты типа Ил-12, Ил-14, Ли-2, Ан-2. Максимальная скорость самого современного из них – Ил-14 составляла 430 км/ч, а крейсерская 345 км/ч и максимальная коммерческая загрузка была-36 пассажиров на расстояние в 1250 километров (приблизительно расстояние от Москвы до Сочи) на высоте 6500 метров. Поршневые двигатели исчерпали свои возможности. Требовалось создать нечто новое. Более скоростное, вместительное, имеющее больший практически потолок и дальность полета. Этим  нечто стал Ту-104.

История создания

     Руководство ОКБ, во главе с А.Н.Туполевым, основываясь  на положительном опыте разработки, испытаний и начале серийного  производства самолета Ту-16, вышло в  конце 1953 года с предложением к руководству  страны с идеей создания на базе серийного Ту-16 пассажирского самолета с ТРД. Вскоре А.Н.Туполев  делает доклад в ЦК КПСС по этому предложению. В докладе внимание руководства  страны концентрируется на преимуществах модификационного подхода к проектированию первого отечественного пассажирского самолета. Из эксплуатационных моментов отмечались: большая крейсерская скорость полета; возможность полеты на больших высотах, без болтанки (возможность летать «над погодой», то есть обходить грозы по высоте); высокая грузоподъемность и пассажировместимость, при обеспечении высокой комфортабельности. Впервые в СССР речь шла о со здании для ГВФ массовой гражданской машины класса "лайнер", способной сделать скоростной воздушный транспорт массовым средством передвижения.  Андрей Николаевич вместе со своими коллегами сумели доказать руководству страны, отрасли и ГВФ, что имеется возможность обеспечить приемлемые для того периода экономические характеристики даже с учетом резкого увеличения расходов топлива при внедрении реактивных пассажирских самолетов. Согласно оценок, проведенных в ОКБ, необходимо было увеличить ресурс реактивной машины до 25000-30000 летных часов, вместо 10000 для поршневых самолетов; поднять коммерческую нагрузку, создав самолеты на 50-100 и более пассажиров; увеличить скорость полета до 750-800 км/ч. Значительный экономический выигрыш, по мнению ОКБ, должен был дать модификационный путь создания пассажирской машины на основе освоенного в серии и эксплуатации дальнего реактивного бомбардировщика Ту-16. При этом полностью использовался опыт постройки, доводки и эксплуатации, благодаря чему уменьшались затраты на проектирование самолета и, как следствие-его себестоимость. Облегчались проблемы подготовки летного и наземного состава для нового пассажирского самолета. Еще до принятия официального решения по самолету в ОКБ начались работы по его проектированию. 11 июня 1954 года вышло Постановление Совета Министров СССР N 1172-516 о создании дальнего пассажирского скоростного самолета Ту-16П. Самолет должен был проектироваться на базе бомбардировщика Ту-16 с двумя двигателями АМ-3-200. Серийный выпуск возлагался на за вод N 135 в Харькове.

Конструкция

     Схема перехода к Ту-104 от Ту-16 осуществлялась за счет замены фюзеляжа на вновь спроектированный большего диаметра (3,5 м вместо 2,9 м) с герметической кабиной от носка фюзеляжа до отсека хвостового оперения. Изменялась схема самолета: вместо среднеплана самолет становился низкопланом, соответственно перепроектировались центроплан и мотогондолы. От серийного Ту-16 использовались: отъемные части крыла, двигательные отсеки крыла, шасси, горизонтальное оперение, вертикальное оперение и гондолы шасси. Первоначально Ту-104 проектировался на 50 человек, хотя с самого начала предусматривался дальнейший переход в случае удачи проекта на модификации под 70 и более пассажиров (дальнейшие модификации- Ту-104А и другие). В сентябре 1954 года эскизный проект Ту-104 был предъявлен ВВС. В ходе создания Ту-104 особое внимание было уделено обеспечению высокой надежности конструкции самолета, а также увеличению ресурса планера и особенно гермокабины. Одновременно для Ту-104 проводился поиск наиболее рациональных компоновочных схем размещения пассажирских салонов, кухни и бытовых помещений. Разрабатывалась конструкция удобных пассажирских кресел, бестеневое освещение салонов, подбирались цветовые гаммы интерьеров и материалы для обивки и облицовки перегородок и кресел. Интерьер самолета проектировался из предпосылки, что чувство комфорта и безопасности можно обеспечить, создав в самолете "домашнюю обстановку". В результате салон был перегружен элементами роскоши (отделка под золото, орех). Но все эти особенности в интерьере были присущи лишь первой опытной машине. В дальнейшем, уже в серии, интерьер пассажирского салона стал более "демократичным", приблизившись к мировым стандартам того периода. Первый полет Ту-104 совершил 17 июня 1959 года.

Эксплуатация

     А свой первый полет с пассажирами  на борту Ту-104 (на тот момент еще опытная модель) совершил 22 марта 1956 в Лондон с группой дипломатических работников, а также с Председателем КГБ И.А.Серовым, готовившим визит Н.С.Хрущева и Н.А.Булганина в Англию. Появление Ту-104 вызвало настоящий фурор на западе. Рейсы Ту-104 выполнял из Внуково, где был создан специальный авиаотряд.  Первый коммерческий рейс Ту-104 совершил по маршруту Москва-Иркутск 15 сентября 1956года под управлением экипажа Е.П.Барбаша. Однако, очень скоро в судьбе самолета появилась «черная полоса». Стали происходить катастрофы по абсолютно непонятным причинам. В крейсерском полете на эшелоне самолет как будто «вставал на дыбы» и после этого переходил в неуправляемое падение. В дальнейшем это явление получило название "подхват"¹. Впоследствии, после катастрофы Ту-104, который пилотировал экипаж Кузнецова Г.Д., конструкторы получили сведения о поведении самолета в процессе протекания этого явления. Площадь руля высоты и стабилизатора увеличили и «подхваты» прекратились. Однако, среди самолетов семейства Ту-104 всю его эксплуатацию оставалась другая проблема-грубые посадки. Самолет был сложен в пилотировании, а на просьбы летчиков что-либо изменить, КБ практически не реагировало. Однажды, присутствуя на послеполетном разборе в Аэрофлоте,  А.Н. Туполев в сердцах сказал: «Это не самолет плохой. Это вы на нем летать не умеете».  Уже в 1960 году машина была снята с производства и ее место быстро занял Ил-18, очень полюбившийся летчикам.  Всего было построено 200 самолетов, потеряно 37 (причем 3 случая из них произошли по вине ПВО СССР, ошибочно сбившей самолеты во время учений). Ту-104 является самым аварийным самолетом среди всех самолетов, построенных в СССР. На Ту-104 было установлено 26 мировых рекордов.  Всего за 23 года эксплуатации парк самолетов Ту-104 перевез около 100000000 пассажиров, проведя в воздухе 2000000 летных часов и выполнив 600000 полетов. Кстати, меню к первым рейсам составляла лично жена Хрущева.  А 15 февраля 1961 с борта Ту-104 года было выполнено первое в СССР наблюдение солнечного затмения с высоты 10 км. Последний свой рейс Ту-104 совершил в Ульяновск и остался там на вечной стоянке в музее ГВФ.

КБ Туполева было создано 19 модификаций самолета Ту-104:

- Ту-104 - первый серийный 50-ти местный вариант самолета, построено 29 машин;

- Ту-104А - 70-ти местная модификация самолета, построено 80 машин, шесть самолетов этой модификации были поставлены в ЧССР, где эксплуатировались в течение нескольких лет;

- 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-104В - неосуществленный серийный проект на 117 пассажиров;

- Ту-104Г и Ту-104Д - салонные варианты самолета;

- Ту-104Е - опытная модификация самолета под более экономичные двигатели РД-16-15 (тяга 11300 кг) и с изменениями в конструкции планера и самолетных систем;

- Ту-104В - часть самолетов Ту-104А переоборудованных силами ГВФ в 100-105 местные машины;

- Ту-104Д-85 - переделка Ту-104А под 85 мест;

- Ту-104В-115 - переделка Ту-104Б под 115 мест;

- Ту-104А-ТС и Ту-104БТС - переделка серийных машин в транспортно-санитарные (переделка в строю была предусмотрена в конструкции базовых самолетов);

- Ту-104АК - летающая лаборатория для подготовки космонавтов в условиях кратковременного воздействия невесом ости;

- Ту-104Ш - переделка одного из серийных Ту-104 в штурманский учебный самолет для подготовки персонала ракетоносцев Ту-16К-10;

- Ту-104ЛЛ - несколько серийных Ту-104 переделанных для отработки радиотехнического оборудования самолетов Ту- 128 и Ту-22М и др;

- Ту-104 "ретранслятор" - использовался при испытаниях Ту-144;

- Ту-104 2НК-8 - в 60-ые годы рассматривался проект переоборудования парка Ту-104 (одновременно с Ту-16) под двигатели НК-8;

- Ту-104Д 3НК-8 - один из первых проектов ОКБ по теме Ту-154, имевшая в основе конструкцию Ту-104, приспособленную под новую силовую установку;

- самолет "110" (Ту-110) - четырехдвигательная модификация самолета Ту-104, было построено несколько самолетов в Казани, самолет предназначался на экспорт, однако программа была свернута из-за отсутствия заказов, самолеты долгие годы использовались в качестве различных летающих лабораторий;

- самолет "107" (Ту-107) - военно-транспортный вариант Ту-104, создавался по заказу ВВС, проходил заводские и государственные испытания, к серии принят не был из-за неполного соответствия требованиям к самолету ВТС;

- самолет "118" - проект Ту-104 с четырьмя ТВД

Ту-114

     Это был еще один «продукт» Хрущевской оттепели.  В конце 1950х годов  международный интерес к СССР возрос и постепенно встал вопрос о создании трансконтинентальной сети воздушных перевозок. Ту-104 и Ил-18 – основные самолеты в парке Аэрофлота для этого мало подходили - перелететь океан они были не в состоянии и имели относительно малую пассажировместимость (80-100 человек).  Еще в марте 1955 года было выдано правительственное задание на проектирование дальнемагистрального пассажирского самолета. Для больших перелетов нужен был не просто мощный, экономичный и вместительный, но и совершенно надежный лайнер, с отработанными системами, двигателями и планером (ведь предстояло лететь над океаном, или бескрайними просторами Сибири). Тем более, что правительство как всегда требовало создать дальний пассажирский (он же, конечно, и десантный-ибо только Ту-154 был сугубо гражданским авиалайнером) самолет в максимально сжатые сроки, не позволявшие проводить долгих испытаний и доработок. Как всегда, первопроходцами стали туполевцы. Уже имея опыт переделки военного самолета в гражданский (Ту-16 - Ту-104), А.Н.Туполев сразу же выбрал прототип новой машины - хорошо зарекомендовавший себя бомбардировщик Ту-95.

История создания

     Ту-114 сделали очень быстро - всего за два года. Ведущим его конструктором был Н.И.Базенков. 15 ноября 1957 года летчик-испытатель А.П.Якимов впервые поднял Ту-114 в воздух, и начались летные испытания. Простой переделкой Ту-95 не ограничилось. Сколько же проблем поставил новый самолет перед конструкторами, создававшими машину, не имевшую равных в мире в такой "весовой категории"(максимальный взлетный вес самолета составлял 179тонн)! Одна из основных - обеспечение надежного и эффективного воздухоснабжения салона, кондиционирование небывало огромного пространства на протяжении многих часов полета. Решались и психологические вопросы, ведь  до туполевцев никто не знал, как будут чувствовать себя в тех или иных условиях 170 человек в узкой трубе длиной 54 метра на высоте 11 километров. Чрезвычайно сложной была также проблема прочности и долговечности герметизированного фюзеляжа. Непросто давалось и шумоглушение в салоне (шум так и остался одним из недостатков этого самолета), если учесть грандиозную мощь двигателей НК-12МВ конструкции Н.Д.Кузнецова (данный самолет  является абсолютным рекордсменом среди гражданских воздушных судов по мощности и суммарной мощности силовой установки-60000 л.с!). Доработки крыла на Ту-114 в сравнении с Ту-95 незначительны. Более существенным изменениям, по понятным причинам, подвергся фюзеляж. По воспоминаниям ветеранов, родство с Ту-95-м проявлялось на первом Ту-114 до курьезов. Например, такие подробности: вначале не было предусмотрено гардероба для экипажа. Пришлось ликвидировать один туалет в носу и сделать вместо него гардероб. Багаж пассажиров сперва предполагалось загружать не сбоку, а... снизу вверх - как бомбы в бомболюк. Все столики, стоявшие между креслами в салоне первого класса, были намертво прикручены к борту, и из-за этого сильно и громко вибрировали. Пришлось их отсоединять. Мотивировка расположения штурмана и его оборудования в носу с обзором через передний застекленный фонарь тоже понятна - на Ту-95 при бомбометании штурман должен видеть цель перед собой (на Ил-18, машине изначально гражданской, место штурмана уже внутри кабины пилотов). И тому подобное.

Конструкция

     Самолет представляет собой турбовинтовой низкоплан со стреловидным крылом, однокилевым оперением и управляемым стабилизатором (новшество в то время). Оснащён четырьмя ТВД НК-12МВ с двумя соосными противовращающимися воздушными винтами АВ-60 на каждом. Суммарная мощность двигателей на взлётном режиме составляет 60 тыс. л.с., при часовом расходе топлива не более 5600 кг (в первый час полёта) в дальнейшие часы-около 4600-4400 кг. А тяговооруженность самолета была такова, что самолет мог продолжить взлет с предельной взлетной массой и одним отказавшим двигателем. Имея  очень прочную (стальные лонжероны!) и вместе с  тем гибкую конструкцию (амплитуда колебаний крыла плюс-минус 2 метра по законцовке!), Ту-114 превосходно переносил даже сильную турбулентность. Фюзеляж имеет две палубы, соединённых лестницей, на нижней из которых располагаются два багажных отсека, комната отдыха экипажа и кухня, а на верхней — пассажирский салон. Кухня снабжена подъёмником для подачи блюд в салон, первоначально в составе экипажа был повар.

     Уникальным  для советской авиации является тот факт, что салон первых выпусков Ту-114 имел три класса, различающихся по комфортабельности: экономический, первый и купе. В первом эконом салоне устанавливалось 41 (3х3) кресло, во втором салоне первого класса было 48 мест со столиками и настольными лампами, затем располагались 4 купе на 24 дневных или 12 спальных мест и в третьем салоне размещались 54 пассажира в креслах 3х3. Позже, во времена бума авиаперевозок и гонки за пассажировместимостью, купе были демонтированы и на их месте устанавливались обычные пассажирские кресла.

     Первый  опытный экземпляр "изделия 114" сошел со стапелей завода №156 действительно  в рекордные сроки - летом 1957 года. При проектировании этой машины конструкторы использовали уже накопившийся к тому времени опыт по созданию Ту-16, Ту-95 и Ту-104. Первый экземпляр самолета получил регистрационный знак Аэрофлота СССР-Л5611 и собственное имя "Россия" (сейчас данный борт находится в центральном музее ВВС пгт.Монино).Летные испытания начались на базе в Жуковском 10 ноября 1957 года, а 15 ноября Ту-114 совершил первый в своей истории полет. В летный отряд Ту-114 допускались только летчики, имеющие 1 класс и налетавшие на Ту-104 не менее 1200 часов в качестве КВСа.  

Эксплуатация

     Несмотря  на огромный объем испытаний, выверенность основ конструкции позволила быстро организовать "смотрины" самолета. Первый демонстрационный полет в Нью-Йорк на самолете номер Л-5611 совершили уже в 1958 году (причем в ошарашенном Нью-Йорке не нашлось ни подходящего трапа, ни тягача), а 19 мая 1959 года экипаж А.П.Якимова, М.А.Нюхтикова, И.К.Ведерникова при участии К.П.Сапелкина выполнил первый демонстрационный рейс в Хабаровск с пассажирами на борту. Рейс был некоммерческий: пассажирами являлись, наряду с журналистами, в основном авиационные специалисты. Это был первый рейс в истории гражданской авиации на такую дальность с такой скоростью полета. Взлет из Внуково состоялся в 18 ч 18 мин. В пути погода не баловала - встретились 2 циклона, 3 холодных фронта, сплошная облачность по трассе. Посадка в Хабаровске в 3 ч 00 мин, обратный вылет в 10 ч 44 мин и посадка во Внуково в 20 ч 52 мин. Всего пройдено 13 500 км за 18 ч 50 мин. Надежность самолета оказалась столь высокой, что в 1959 году на нем были также перевезли правительство СССР во главе с Н.С.Хрущевым в Вашингтон². Пропагандистская мощь Ту-114 затмила даже эффект Ту-104. Невиданные габариты, могучий низкий голос соосных винтов (уровень шума 108…112 дБ), грандиозный размах крыльев, высокая носовая стойка шасси и вообще выраженная внешняя мощь поражали всякое воображение. Огромное количество высших наград мирового уровня, которые получили самолет и его создатели, 32 мировых рекорда. Когда самолет демонстрировался в Бразилии на аэродроме Кампинас (Сан-Паулу), очереди достигали длины 2-х километров, сам показ растянулся на неделю³.

     10 июля 1962 года двумя взаимозаменяемыми  экипажами А.К.Витковско-го и Х.Н.Цховребова был выполнен гаванский рейс с посадкой в Конакри (Новая Гвинея) на аэродроме, построенном советскими специалистами. Полет длился 21 час 16 минут. Всего выполнено 4 рейса через Конакри, затем правительство Гвинеи запретило под давлением США «посадку самолётов весом более 150 тонн». Ещё четыре рейса было выполнено с посадкой в Дакаре (Сенегал), после чего полёты снова были запрещены под предлогом «наличия на борту оружия». Ещё три рейса выполнили через Алжир, но и здесь под давлением США полёты запретили.

       Первый регулярный рейс в Гавану через Мурманск с пассажирами на борту, на самолёте Ту-114Д СССР-76480 выполнен 7 января 1963 года. С этого момента начались регулярные рейсы, с посадкой на дозаправку на военном аэродроме г. Оленегорск Мурманской области. Впрочем, иногда сильный встречный ветер над Атлантикой вынуждал производить техническую посадку на дозаправку на американской авиабазе в Нассау на Багамах. К чести американцев, всё проходило нормально, за керосин и обеспечение платил командир корабля наличными долларами и талонами фирмы «Shell». Иногда в кабине Ту-114Д находились штурманы бомбардировщиков Ту-95, во время перелётов над Атлантикой получавшие хорошую практику. Применялось и сопровождение Ту-114 боевыми Ту-95 до точки возврата.

     Для полётов в Японию было переоборудовано  два самолёта — салон поделили на 1-й класс и эконом, с общей вместимостью 105 пассажиров. Эксплуатация выполнялась совместно с японской авиакомпанией «Джал», в составе экипажа были в том числе и японские бортпроводники, а самолёты несли как эмблему «Аэрофлота», так и «JapanAirlines». Первый рейс выполнен 17 апреля 1967 года. В дальнейшем выполнялись внутренние рейсы из Домодедово в Алма-Ату, Ташкент, Новосибирск и Хабаровск. В период своей лётной эксплуатации самолёты Ту-114 входили лишь в авиапарк авиакомпаний Аэрофлот и JapanAirlines. Кроме этого, Ту-114 также использовались для дальних перелётов высших должностных лиц СССР и различных государственных делегаций. Ту-114 совершал дальние демонстрационные и коммерческие полёты в пределах СССР, в США, Канаду, Индию, страны Африки.

     Многие  испытатели, пилоты и инженеры, вводившие  в строй Ту-114, получили звания Героев Социалистического Труда, Заслуженных пилотов СССР. И заслуженно.Всего за годы эксплуатации Ту-114 был потерян 1 самолет из 31 построенных.  В данный момент в мире существует всего 2 экземпляра Ту-114. Один находится в Музее ВВС в Монино, а второй- в Музее ГВФ в г.Ульяновске.

ЛТХ самолета Ту-114