НАШ АГЕНТ В АТМОСФЕРЕ: НА ЧТО СПОСОБЕН УНИКАЛЬНЫЙ САМОЛЕТ «ГЕОФИЗИКА»?
Самолет, который на высоте 20 000 м зачем-то выпускает шасси, а после посадки нуждается в пожарной машине — это совсем не курьез, а, напротив, одно из самых интересных творений отечественного авиапрома. Впрочем, машина, которая создавалась для задач оборонного ведомства, военных сегодня интересует мало, зато для европейской науки наша «Геофизика» — настоящее сокровище. Она облетела весь мир от Арктики до Антарктиды, встретилась с аномальным холодом в тропопаузе и по-прежнему готова к новым свершениям.
Самолет М-55 «Геофизика» часто сравнивают со знаменитым американским самолетом-шпионом Lockheed U-2, и для таких сравнений, безусловно, есть основания: обе машины — высотные дозвуковые разведчики с сопоставимыми ТТХ. Однако создавались они в разное время, к ним предъявлялись разные требования, и задачи ставились тоже разные.
В 1960-х годах остро встала необходимость борьбы с американскими разведывательными аэростатами, запускаемыми над территорией СССР. Разработку высотного самолета, который получит имя М-17 «Стратосфера», начало в 1970 году ОКБ Мясищева. Что ж, перед глазами был пример U-2 и даже его обломки — задачи схожие, только копируй. Но копировать не стали, в частности потому, что у Министерства обороны были свои запросы. U-2 использовал велосипедное шасси, то есть садился на два колеса, размещенные вдоль фюзеляжа спереди и сзади от центра тяжести. Военные потребовали, чтобы было обычное трехстоечное шасси с передним колесом. В U-2 применялось специальное высотное топливо — военные настояли на том, чтобы можно было летать на обычном керосине. Кроме того, с целью придания легкому самолету большей прочности (в частности, в сравнении с U-2) авиастроители применили двухбалочную схему с двумя килями, соединенными замыкающим стабилизатором, — это было похоже на конструкцию знаменитой немецкой «рамы» (воздушного разведчика FW-189). В качестве высотного двигателя использовали ТРД РД-36−51В — от первого и последнего в истории отечественного сверхзвукового пассажирского лайнера Ту-144.
От «Стратосферы» к «Геофизике»
Разработка М-17 шла медленно, и первый летный экземпляр появился лишь к 1978 году, но тут же потерпел катастрофу во время аэродромных испытаний. Когда в 1982-м к полетам была готова еще одна машина, задача борьбы со шпионскими аэростатами оказалась уже неактуальной: американцы полностью перешли на спутники. Тогда возникла новая идея — построить на основе М-17 высотный разведчик, который стал бы элементом разведывательно-ударного комплекса. Например, самолет мог бы лететь вдоль границы, «прощупывая» сопредельную территорию на глубину до 500 км, и в случае необходимости давать целеуказания ракетным комплексам типа ОТРК «Искандер». Задачу «мясищевцы» выполнили: 16 августа 1988 года в первый полет отправился самолет М-55, впоследствии ставший известным как «Геофизика». В общих чертах машина повторяла конструкцию М-17, но вместо одного двигателя ее оснастили двумя. Сделано это было для повышения надежности машины и потому, что программа Ту-144 закончилась и могли возникнуть проблемы с поставкой силовых установок и запчастей к ним. Основой для двигателей М-55 стал специально адаптированный для высотных полетов Д-30Ф6, который устанавливался на перехватчиках МиГ-31.
Как можно догадаться, и М-55 военным практически не пригодился, настали времена перестройки и открытости. Всего было построено четыре летных экземпляра и две машины для наземных тестов. Из четырех летных два было утрачено в ходе испытаний, а два находятся на стоянке экспериментального машиностроительного завода им. В. М. Мясищева. И только один из этих двух самолетов обрел поистине вторую жизнь.
Не расставаться с высотой…
Об интересных особенностях конструкции М-55 «Геофизика» нам рассказал главный конструктор ЭМЗ им. В. М. Мясищева Геннадий Беляев: «Самолет вышел очень «летучим». Фактически, как и U-2, он представляет собой планер, оснащенный мощными двигателями, причем если на земле тяга каждого из двух моторов составляет порядка 5 т, то на высоте 21 000 м этот показатель снижается до 650 кгс, однако машина уверенно держится в воздухе. Более того, увести ее с высотного эшелона довольно трудно. Когда пилот с помощью рулей направляет нос самолета вниз, растет скорость и машина вновь набирает высоту. Чтобы начать уверенное снижение, пилоту приходилось временно выпускать шасси, чтобы резко увеличить лобовое сопротивление».
На одном из первых испытаний, когда по нормативу самолет должен был оторваться от полосы и тут же совершить на нее посадку, летчик-испытатель сообщил комиссии, что это упражнение невыполнимо, так как после взлета опустить М-55 на ту же полосу не получится — не хватит длины.
Конструкторам пришлось пойти навстречу военным и оснастить М-17 и М-55 трехстоечным шасси, однако ради снижения веса колеса пришлось сделать очень маленькими. Массы для рассеивания тепла мало, и потому колеса при пробеге сильно нагреваются. Во избежание разрушения колес «Геофизику» на аэродромах обычно встречает пожарная машина. После пробега по полосе шасси самолета обдают холодной водой из брандспойта.
Как и U-2, «Геофизика» — одноместный самолет. Пилот располагается внутри герметичной кабины истребительного типа, где поддерживается давление, соответствующее атмосферному на высоте 7500 м. Такую роскошь, как давление на высоте 2000 м (стандарт для пассажирских лайнеров), конструкторы себе позволить не могли — слишком велика была бы нагрузка на конструкцию легкого самолета. Однако кабина — лишь внешний контур защиты. Летчика дополнительно защищает герметичный высотный костюм, а для дыхания подается чистый кислород.
Поскольку М-55 может находиться в полете до 6,5 часа, предусмотрена возможность питания пилота. Летчик ест космическую пищу из тюбиков, вставляя их в специальный гермопроход на шлеме (шлем в полете снимать нельзя).
Полеты над миром
Борта «Геофизики» заклеены стикерами, рассказывающими о современном этапе жизни самолета. Не имея собственной машины аналогичного класса и получая лишь ограниченный доступ к переоборудованным для научных целей U-2 (эксплуатируются NASA), европейцы проявили большой интерес к уникальному российскому самолету. Отсек длиной 5,5 м под кабиной пилотов (ранее занятый спецаппаратурой) может вместить в себя большое количество научных приборов. Для их размещения годятся также внутренние полости фюзеляжа и даже специально сделанные из композитов «наплывы», то есть выступающие объемы. К консолям крыла пристыковываются пилоны — к любому из них можно прикрепить по три сенсора разного назначения. Самолет уже многие годы совершает долгосрочные экспедиции в разные уголки мира (Швеция, Бразилия, Антарктида, Сейшелы, Индия) и замеряет параметры атмосферы на 20-километровой высоте. Ближайшая экспедиция, подготовка к которой ведется, состоится в 2016 году по инициативе научных учреждений.
«Конечно, самолет мы немного «испортили», — говорит Геннадий Беляев. Ещё
«Геофизика» оказывает неоценимую помощь ученым разных стран в создании моделей глобальных климатических процессов, но это всего лишь один самолет. Второй из сохранившихся остается на стоянке и находится на балансе Министерства обороны, хоть военные его и не используют. Есть мнение, в частности некогда высказанное в нашем журнале, что «Геофизика» морально устарела, и применений для нее больше нет. На заводе Мясищева с этим, конечно, не согласны. «Самолету можно найти и другие применения, — рассказывает Геннадий Беляев. — Не так давно с представителями властей Малайзии — государства, включающего в себя множество островов — обсуждался проект обеспечения всех островных территорий современной качественной связью при использовании самолетов М-55 в качестве ретрансляторов. При том что для реализации проекта пришлось бы построить новые самолеты, новые полосы и привлечь к работе около 90 пилотов, все это в итоге оказывалось дешевле, чем строительство в море радиорелейных станций. От проекта отказались, но скорее по политическим, чем по техническим причинам».
Разумеется, конструкцию можно дорабатывать на основе современных технологий и материалов, например за счет добавления карбоновых элементов фюзеляжа. Кстати, даже в оригинальной конструкции металла не так уж и много: кили, например — это клееные сотовые конструкции, обшитые стеклопластиком. В соответствии с новейшими веяниями «Геофизику» можно было бы превратить и в беспилотник (такой проект существует) — правда, для сохранения возможности дальних перелетов в неразделенном воздушном пространстве самолет предполагается сделать опционально пилотируемым.