Самолет на полвека: Ту-154, помимо основной задачи, был еще и базой для отработки новых технологий

Этот лайнер был самым массовым среди отечественных среднемагистральных пассажирских машин. Он отличался завидной живучестью, выходя победителем из очень сложных ситуаций.  10 Июль 2017, 13:39
Этот лайнер был самым массовым среди отечественных среднемагистральных пассажирских машин. Он отличался завидной живучестью, выходя победителем из очень сложных ситуаций. Он стал базой для отработки технологий, которые еще предстоит внедрить в массовое производство. Он даже служил прообразом космоплана. А еще его очень любили снимать в кино, хотя порой и допуская очевидные огрехи. Ту-154 стал любимым самолетом не для одного поколения пассажиров.

Безусловно, эта машина оставила яркий след в истории отечественной авиации. Сейчас, когда ее эксплуатация постепенно завершается, кажется невероятным, что первый полет Ту-154 выполнил почти полвека назад – 3 октября 1968 года! Помню, как мальчишкой летел в конце 1970-х на этом самолете в Симферополь, в Крым. А в 1990-х на нем же отправлялся в командировки на космодром Байконур. В 2000-х уже своего сына я возил на Ту-154 на отдых в Венецию, а сам летал на спецборту в командировки вместе с министром обороны Российской Федерации. И всегда эти лайнеры вызывали во мне чувства комфорта и безопасности.

За 50 лет было выпущено более тысячи лайнеров различных модификаций. Большую серию среди пассажирских самолетов имел лишь Ан-24. Но эта маленькая по сравнению с 154-м машина была уже совсем другого класса.

«Ту-154 был самым массовым бортом в Советском Союзе и в новой России. Он был основным авиаперевозчиком пассажиров, – говорит заслуженный пилот Российской Федерации, член Комиссии при Президенте Российской Федерации по развитию авиации общего назначения Юрий Сытник. – Это замечательный самолет. Он строгий, но он “железный” самолет. И все, кто на нем летал, его очень любят».

«Изящная машина»

Первый прототип самолета Ту-154 с бортовым номером 85000 был построен в 1966-1968 гг.
В 1960-х годах на отечественных воздушных линиях средней протяженности (от 1 500 до 3 500 км) прочно обосновались самолеты Ту-104. Они тогда обладали самой большой крейсерской скоростью. Однако в то же время шла эксплуатация других среднемагистральных пассажирских самолетов, имевших свои преимущества. Наибольшую дальность беспересадочного полета имел Ил-18, а Ан-10 отличался наименьшей прихотливостью к качеству взлетно-посадочной полосы. Имея в своем распоряжении столь различные самолеты одного класса, «Аэрофлот» испытывал серьезные затруднения при составлении расписания полетов для обеспечения регулярности перевозок, объем которых стремительно рос. Возникла потребность замены трех разнотипных самолетов, эксплуатирующихся практически на одних и тех же авиалиниях, одним. Правда, требования к эскизному проекту нового лайнера поначалу казались абсолютно противоречивыми: дальность полета от 500 до 3 500 км, скорость – как у Ту-104 или выше, вместимость – в полтора раза больше, возможность использования аэродрома с короткими – 2 300 м – полосами и малой прочностью покрытия взлетно-посадочных полос (ВПП) и рулежек. И при этом – высокая экономичность.

В конкурсе, в котором также участвовали фирмы С. В. Ильюшина и О. К. Антонова, победу в 1965 году одержал проект Конструкторского бюро (КБ) А. Н. Туполева, получивший название Ту-154. Конструкторы туполевской фирмы пошли ва-банк: в проект заложили технологии и расчеты, по сути, завтрашнего дня. Впервые в отечественной гражданской авиации было решено использовать схемы с расположением в хвостовой части фюзеляжа трехдвигательной силовой установки с избыточной тяговооруженностью. Как показала жизнь, это позволило обеспечить высокий уровень безопасности и... экономию топлива – двигатели в крейсерском полете работали на пониженных режимах.

Непросто было создать крыло, эффективное как на больших, так и на малых скоростях. Созданная на самолете аэродинамическая увязка и подбор профилей крыла позволили добиться самой большой крейсерской скорости по сравнению с другими пассажирскими машинами – до 950 км/ч. При этом обеспечивались нормальные характеристики устойчивости и управляемости во всем диапазоне скоростей и высот полета.

«Ту-154 был изящной машиной. Его предшественник Ту-104 – он же из бомбардировщика переделан. Тяжелый в пилотировании был, как утюг. Крен дашь на нем на посадке и сразу обратно отрабатываешь, потому что он по инерции еще в ту сторону идет. А тут оборудование более современное, АБСУ (автопилот. – Ред.) хорошая, система захода на посадку новая, метеоминимум лучше. Топлива хоть залейся. На Ту-104 до Москвы в обрез хватало. А тут дальность больше – мы стали уверенней в полетах. И пассажиров 150 человек вместо 100», – вспоминает пилот первого класса, бывший командир Ту-154 Виталий Клоков, работавший в 1970–1990-х годах в Толмачевском авиаотряде «Аэрофлота», а затем и в авиакомпании «Сибирь».

При создании Ту-154 вообще многое применялось впервые. Например, он стал первым пассажирским самолетом с высокомеханизированным крылом. Механизация включала предкрылки, трехзвеньевые закрылки и интерцепторы – гасители подъемной силы. Все эти устройства обеспечивали не только умеренные скорости взлета и захода на посадку, но и давали широкие возможности по вертикальному маневру, как при наборе высоты, так и на снижении.

Кроме того, впервые в отечественном авиастроении на пассажирской машине конструкторы реализовали принцип многократного резервирования всех основных систем. Это стало залогом высокой безопасности полетов. Система управления самолетом разрабатывалась по трехканальной схеме, которая позволяла в случае отказа двух каналов продолжать полет с выполнением необходимых маневров, включая посадку.

Посадка по стакану

Одним из примеров невероятной живучести лайнера стала аварийная посадка Ту-154М с бортовым номером 85684 авиакомпании «Алроса» в Ижме, происшедшая 7 сентября 2010 года. Тогда на высоте 10 км у самолета, летевшего из Республики Саха в Москву, отказали системы электроснабжения и навигации, сработала сигнализация аварийного остатка топлива. Экипаж под руководством командира Евгения Новоселова и второго пилота Андрея Ламанова начал экстренное снижение. Пробив облака, летчики стали искать подходящую площадку. «Машина осталась на руках. Там бешеные нагрузки. Все стрелки падают вниз до нуля, самолет начинает дергать из стороны в сторону. Так как все приборы отказали, поставили стакан воды, и по нему определяли с каким углом идет самолет, какой тангаж», – рассказывали об обстоятельствах той посадки пилоты.

И тут в «бескрайнем море тайги» появился просвет – маленькая полоса поселка Ижма Республики Коми. Правда, на нее уже лет 20 ничего крупнее вертолетов не садилось. Она даже числилась по всем документам как вертолетная площадка. Но ее начальник Сергей Сотников добросовестно поддерживал заброшенную полосу в порядке. «С лесом бороться приходилось. Полоса-то зарастает, кустарник постоянно атакует, – рассказывал Сотников. – Случалось, что и дикие звери подходили, даже медведи. Я лесу давал понять, кто здесь хозяин: обхожу полосу, все подравниваю. Только так и можно, когда с природой на равных».

На эту площадку длиной 1 300 м и совершили посадку Евгений Новоселов и Андрей Ламанов, притом что минимально необходимая длина ВПП для нормальной эксплуатации Ту-154М составляет 2 200 м. Самолет выкатился на 160 м за торец полосы в мелкий лес, получил повреждения. Но никто из 9 членов экипажа и 72 пассажиров не пострадал. 

На следующий день газеты выходили с заголовками «Пилоты чудом посадили Ту-154 по стакану воды». Через месяц за этот подвиг Евгению Новоселову и Андрею Ламанову было присвоено звание Героя Российской Федерации, а остальные члены экипажа награждены орденами Мужества.

Но, что самое поразительное, несмотря на серьезные повреждения самолета, он не был списан. После ремонта и замены двух двигателей на месте экипаж летчиков-испытателей Государственного НИИ гражданской авиации во главе с Рубеном Есаяном 24 марта 2011 года поднял борт 85684 с полосы Ижмы и перегнал его в Ухту, а затем в тот же день совершил перелет на завод-изготовитель «Авиакор» в Самаре. После ремонта авиакомпания «Алроса» продолжила его эксплуатацию. Героический Ту-154М летает и по сей день!

Киногерой

Кадр из фильма "Экипаж" (1980 г.)
Та памятная посадка послужила прототипом отдельной новеллы, снятой режиссером Александром Коттом для кинофильма «Елки 2» (2011 год). Ее действие разворачивалось в попавшем в аварийную ситуацию самолете Ту-154, роль командира которого сыграл Алексей Петренко. Он также сажал лайнер на заброшенный аэродром. Но, как и в реальной жизни, в фильме свой долг по поддержанию ВПП исправно исполнял рядовой служащий аэродрома, сыгранный Владимиром Меньшовым. В «Елках 2» посадка «тушки» также завершилась успешно.

Настоящим гимном Ту-154 стал фильм «Экипаж» (1980 год) режиссера Александра Митты. Главные роли в нем исполнили звезды советского кинематографа – Георгий Жженов, Анатолий Васильев, Леонид Филатов, Александра Яковлева. Но еще одним основным героем этого фильма стал самолет Ту-154Б с бортовым номером СССР-85131. Он был выпущен в декабре 1975 года на заводе «Авиакор». С января 1976 года лайнер летал в Бориспольском авиаотряде. Однако в том же году при выполнении рейса Киев – Москва на нем была разлита ртуть, после чего самолет был отставлен от полетов с пассажирами. Самолет очистили от опасного вещества. Его и предоставили для съемок «Экипажа» киностудии «Мосфильм» в 1978 году. После окончания съемок в 1979 году борт передали Управлению учебных заведений и в октябре того же года своим ходом перегнали в Криворожское училище гражданской авиации.

В отдельных сценах первого «Экипажа», включая вылет из Бидри, снялся Ту-154Б бортовой номер СССР-85179. А для самых эффектных съемок второй серии «Экипажа» использовали хвост самолета Ту-154А бортовой номер СССР-85087, пострадавшего при пожаре в феврале 1978 года. В марте 1978 года борт 85087 был списан. Его хвостовую часть и предоставили «Мосфильму» для съемок.

Однако при всей тщательности проработки сценария и подбора кадров для «Экипажа» в фильме не обошлось без ляпов. Некоторые эпизоды вообще вызывали смех у профессиональных пилотов. Хотя бы момент, когда бортинженер ползет в воздухозаборнике навстречу потоку при скорости полета 400 км/ч. Также недоумение летчиков вызывали кадры захода на посадку, когда «тушка», снижаясь по глиссаде, проходит ближний привод. Крупным планом было показано, что шасси и закрылки убраны. На этом этапе полета такого в принципе быть не может. Как оказалось, в фильм вставили кадры не с садящимся, а с взлетающим самолетом. Рассудили, видимо, так: кто там разбирать будет, главное, показать, что земля уже близко.

Кроме технических ошибок создатели «Экипажа» умудрились сделать и географические. Самолет мог лететь только с юго-западной границы, где имелись горные страны с нефтью. На его пути был бы не один десяток как военных так и гражданских аэродромов, которые не могли быть все закрыты. Непонятно, зачем потребовалось лететь аж до Москвы, чтобы там садиться при плохой погоде? И, кроме того, никто из экипажа, естественно, не полез бы в воздухозаборник, поскольку оторвавшийся обруч прожектора не смог бы заклинить руль высоты: он состоит из двух секций, которые работают независимо. Но если бы сняли так, как должно быть на самом деле, – кино смотреть было бы уже не так интересно.

154-й – «шаттл»

На базе 154-го было изготовлено множество модификаций. Одна из них – Ту-154ЛЛ – даже имитировала космический корабль многоразового использования «Буран». На ней летчики-испытатели Летно-исследовательского института (ЛИИ) им. М. М. Громова, готовившиеся к полетам на «советском шаттле», отрабатывали систему автоматического управления и посадки «Бурана».

Критерием выбора Ту-154 в качестве прототипа для космоплана послужила приблизительно одинаковая посадочная масса – 80 т у «тушки» и 82 т у «Бурана». На самолетах была изменена система устойчивости и управляемости в автопилоте АБСУ-154, усилена хвостовая часть фюзеляжа. Место второго пилота (правое кресло) оборудовали приборами и органами управления орбитального корабля, остекление кабины экипажа тоже поставили новое – оно имитировало обзор из кресел пилотов «Бурана». В пассажирском салоне «тушек» разместили бортовое радиоэлектронное оборудование космического корабля и контрольно-измерительную аппаратуру.

Всего в летающие лаборатории было переоборудовано пять самолетов. На двух лайнерах смонтировали радиотехническое оборудование для отработки полностью автоматической посадки. В середине 1980-х годов на этих машинах летела специально отобранная группа летчиков-испытателей ЛИИ им. М. М. Громова, в которую входили Игорь Волк (командир группы), Римас Станкявичюс, Анатолий Левченко, Александр Щукин, Виктор Заболоцкий, Юрий Шеффер, Сергей Тресвятский, Магомед Толбоев и Урал Султанов. В будущем они должны были стать первыми пилотами «Бурана». Испытания проходили как на аэродроме ЛИИ им. М. М. Громова в Жуковском, так и на посадочном комплексе «Бурана» – аэродроме Юбилейный на космодроме Байконур.

Участник тех испытаний Сергей Тресвятский в середине 2000-х во время съемок фильма «”Буран”. Созвездие Волка» рассказывал мне: «Эти полеты должны были точно повторять траекторию снижения “Бурана”. Но аэродинамика орбитального корабля и аэродинамика Ту-154 совершенно разные. “Буран” должен был сносно летать и на гиперзвуке, и на сверхзвуке, и на дозвуковых скоростях. Его аэродинамика была компромиссом для всех этих диапазонов. При посадке он летел как “утюг” – снижался очень круто». По словам Тресвятского, средняя посадочная скорость «Бурана» составляла 312 км/ч, а максимальная могла достигать 360 км/ч. Аэродинамическое качество на дозвуковом режиме полета равнялось 5,6, но когда «челнок» выпускал перед приземлением шасси, то оно уменьшалось до 4. Посадочная глиссада «Бурана» имела наклон 18º. Для сравнения: для современных гражданских аэродромов угол наклона глиссады обычно находится в пределах 2–4,5°. Аэродинамическое качество Ту-154 составляет около 14, а посадочная скорость – 230 км/ч.

«Поэтому, чтобы создать те же условия снижения “тушки”, что и “Бурана”, мы всеми силами ухудшали аэродинамику самолета, – рассказывал Сергей Тресвятский. – На снижении все его интерцепторы работали в режиме тормозов. Боковые двигатели мы переводили в режим реверса. А для имитирования раскрытия воздушного тормоза “Бурана” уменьшали тягу и среднего двигателя. В общем, это был не полет, а красивое падение. И только перед касанием ВПП за счет увеличения угла атаки машина переводилась в горизонтальный полет».

Однако первые попытки автоматической посадки на Ту-154ЛЛ не были успешными. Более того, они были опасными: система управления, работавшая по сигналам микроволновой системы посадки, «выбрасывала» самолет за пределы ВПП на предельно малых высотах – ниже 25 м, уводила «тушку» за пределы полосы при пробеге. Оказалось, что разработчики не учли взаимодействия наземных и бортовых антенн с поверхностью ВПП. Тогда система курсовых радиомаяков была дополнена специальными корректирующими экранами. 28 декабря 1987 года летчики-испытатели Александр Щукин и Виктор Заболоцкий на Ту-154ЛЛ впервые выполнили полностью автоматическую посадку на посадочном комплексе Байконура.

«Надо было видеть, как лайнер вместо привычного плавного захода на посадку “падал камнем”, резко снижаясь по крутой глиссаде с 11 000 м, – вспоминал помощник старшего руководителя полетов 290-й отдельной инженерно-испытательной части на посадочном комплексе Юбилейный Сергей Грачев. – Дальний привод самолет проходил на высоте 1 200 м, в то время как обычно Ту-154 это делает на 200 м. Выравнивание начиналось в 2 км от торца ВПП на высоте 400 м. При этом перегрузка, действовавшая на экипаж, достигала 2,5 единиц. И буквально через мгновение шасси касались бетона! Зрелище не для слабонервных... Особенно когда задания выполнялись в паре с самолетом оптико-телевизионного наблюдения МиГ-25 ПУ СОТН, который также служил летающей лабораторией-имитатором орбитального корабля ЛЛ-22. Эта машина первый полет на Юбилейном совершила 17 июня 1987 года под управлением Сергея Тресвятского».

Всего по программе «Буран» на летающих лабораториях Ту-154ЛЛ в Жуковском и на Байконуре было выполнено около 200 автоматических заходов и 50 автоматических посадок. В этих полетах проводилось совершенствование корректирующих экранов, отрабатывалась аппаратура радиомаячной и радиодальномерной систем приземления «Бурана».

Из космоса – за штурвал

Проводились и еще два интересных эксперимента на Ту-154ЛЛ, имитировавшем «Буран». Задача была выяснить, сможет ли пилот космического корабля, пробыв неделю-другую на орбите, успешно выполнить посадку, если откажет автоматика. Первое такое испытание провел в июле 1984 года командир группы летчиков-испытателей ЛИИ им. М. М. Громова Игорь Волк. Он стартовал на корабле «Союз Т-12» вместе с космонавтами Владимиром Джанибековым и Светланой Савицкой. Корабль пристыковался к орбитальной станции «Салют-7». Там у Волка была своя программа экспериментов, имитирующая управление «Бураном» в космосе. Через 11 дней, 29 июля 1984 года, космонавты вернулись на Землю. Но если для Джанибекова и Савицкой экспедиция на том и завершилась, то Игорь Волк выполнил еще один важный для программы «Буран» эксперимент по пилотированию самолета-лаборатории Ту-154, оснащенного системой управления «Бурана».

Сам Игорь Петрович в середине 2000-х, давая интервью для телефильма, рассказывал мне: «После приземления мы 20 минут провисели на ремнях вниз головой в спускаемом аппарате. Какой-то болт заело, и нас не могли сразу вытащить. После этого мне не дали встать на ноги, пройти от корабля до вертолета. Несли в кресле, хотя это было излишне. Здесь пришлось разлучиться со Светланой и Володей. Им – в палатку для медицинского обследования, мне – на ортостатическую пробу прямо в вертолете Ми-8: лежа, сидя, стоя. И сразу же в воздух, к аэродрому, где ждал самолет». Но ждать Волку было неинтересно – он выпросил штурвал у командира вертолета, сел в правое кресло второго пилота и управлял машиной до посадки. Хотя саму посадку командир вертолета только что вернувшемуся из космоса летчику-испытателю все-таки не доверил выполнить. А на Байконуре уже дожидался готовый к взлету Ту-154ЛЛ. «Оказалось, что мне забыли привезти мои летные вещи, – продолжал Игорь Петрович. – Ну, без ботинок я представлял себя в самолете, а без штанов… Тем более много народу собралось на аэродроме для встречи космонавтов. Пришлось занять чужой комбинезон и короткой перебежкой, действительно босым, добираться по бетонке до самолета, подниматься по трапу. Может, даже обидел собравшихся: что там за тип мельтешит босиком в такой торжественный момент. Только в самолет для меня принесли ботинки».

Волк поднял Ту-154ЛЛ с аэродрома Юбилейный, в полете на аэродром Государственного научно-исследовательского института им. В. П. Чкалова в Ахтубинске (этот военный центр занимается испытаниями авиационной техники) летчик-испытатель отрабатывал управление «Бураном» при его снижении в атмосфере. «Ощущения, если начинать с ходьбы, конечно, изменились, – вспоминал Волк. – Пошатывает – примерно как будто идешь по скользкому льду, надо следить за равновесием. Реакция на рычаги – то же. Мышечное чувство несколько утеряно, навык управления работает, но приходится больше, чем обычно, включать сознание, что ли, контролировать дополнительно усилия, прилагаемые к рычагам управления и их перемещения. Стало ясно, что для таких полетов необходим действительно устойчивый навык. И чем длительней “отлучка” с Земли, тем лучше должен быть подготовлен летчик. Я понял, почему Джон Янг, например, тренировался на самолете даже за два часа до посадки в шаттл. Вот с такими ощущениями я привел свой Ту-154 на аэродром. Сделал посадку, тут же был переодет в высотный костюм и поднял уже МиГ-25. На нем имитировали саму посадку “Бурана”. Летел, правда, с инструктором. Назад, на Байконур, вернулись уже в два ночи».

Второй такой же эксперимент провел 29 декабря 1987 года летчик-испытатель Анатолий Левченко, вернувшийся из полета в космос на корабле «Союз ТМ-3».

Криогенный борт

Ту-154 послужил также лабораторией для отработки технологий, которые еще только предстоит использовать в будущем. Во второй половине 1970-х годов в связи с дефицитом мировой добычи нефти и углублением энергетического кризиса получили актуальность работы по применению альтернативных видов топлива в промышленности и на транспорте. ОКБ им. А. Н. Туполева начало работы по теме «Холод», предусматривавшей использование жидкого водорода в качестве авиационного топлива. Кроме того, целью этой программы стала экологическая оценка перехода на горючее, продуктом сгорания которого был бы обычный водяной пар. Результаты работ по теме «Холод» также предполагалось использовать в дальнейшем при создании гиперзвуковой и космической авиации.

Для изучения особенностей эксплуатации самолетов на таком горючем было решено изготовить на базе самолета Ту-154Б бортовой номер 85035, собранного в 1973 году, летающую лабораторию, получившую позднее наименование Ту-155. На нем вместо штатного центрального мотора НК-8-2 был установлен экспериментальный двигатель НК-88, работающий на водороде. Остальные два двигателя – левый и правый – остались прежними НК-8-2. Возникла проблема с размещением бака для жидкого водорода. Поставить его в крыле было слишком сложно – это потребовало бы слишком больших переделок. Поэтому цистерну для жидкого водорода объемом 17,5 м3 с многослойной экранно-вакуумной теплоизоляцией разместили в хвостовой части фюзеляжа. В ней хранился жидкий водород при температуре −253 °C. Для обеспечения безопасности отсек с баком постоянно продувался азотом. Кроме того, на Ту-155 были установлены новые системы подачи топлива и поддержания давления.

Впервые Ту-155 поднялся в небо 15 апреля 1988 года. Его пилотировал экипаж во главе с командиром, летчиком-испытателем Владимиром Севанькаевым. Входивший в состав экипажа ведущий инженер-испытатель Валерий Архипов рассказывал, что перед полетом генеральный конструктор опытно-конструкторского бюро по созданию двигателя НК-88, дважды Герой социалистического труда Николай Кузнецов подошел к нему, посмотрел в глаза и четко сказал: «Тебе замены нет, и у тебя нет права на ошибку. Посвяти этот полет тем, кого больше всего любишь».

Первый полет продолжался всего 21 минуту по малым кругам на разных высотах, но не выше 600 м. Полет завершился чуть раньше намеченного, для чего у Архипова были веские доводы: в топливном отсеке датчики зафиксировали наличие азота, который должен был автоматически появиться при утечках водорода. Но причина была иная: азот поступал через баллонный вентиль, разгерметизировавшийся при осуществлении самолетом крена в обе стороны от оси. Это стало понятно только на земле.

Однако первым летным испытаниям самолета на жидком водороде все равно все радовались. Узнав об этом полете, известный американский авиационный инженер Карл Бревер (Carl Brewer) так охарактеризовал проект Ту-155: «Русские совершили в авиации дело, соразмерное полету первого спутника Земли».

В 1989 году самолет переоборудовали: вместо НК-88 поставили экспериментальный двигатель НК-89, работающий на сжиженном природном газе – метане, который хранился при температуре –162 °C. Общая наработка двигателей НК-88 и НК-89 в составе летающей лаборатории Ту-155 превысила 145 часов, включая время международных перелетов по маршрутам Москва – Братислава – Ницца – Москва и Москва – Ганновер. За это время на нем были установлены 14 мировых рекордов.

Переход на новые альтернативные источники энергии уже в ближайшем будущем может стать жесткой необходимостью. Ученые могут ошибаться на 50 и даже на 100 лет, однако запасы нефти в какой-то момент будут исчерпаны. Потеря источников энергии – такой же «конец света», как и любые другие глобальные катастрофы и беды. Та страна, ученые и специалисты которой первыми найдут оптимальное решение проблемы перехода на неисчерпаемые источники энергии, получит доминирующее положение в мире. Особенно это важно для России с учетом огромного населения, богатейших природных ресурсов, занимаемого географического положения, климатических зон и огромных расстояний. Тем ценнее тот опыт, который удалось получить на летающей лаборатории Ту-155.