 |
|
В ходе испытаний Ту-155 было
установлено 14 мировых рекордов |
|
15 апреля этого года исполнилось 20 лет со
дня первого полета самолета Ту-155, силовая установка которого
могла работать как на жидком водороде, так и на сжиженном
природном газе.
В середине 70-х годов, в связи с дефицитом
мировой добычи нефти и углублением энергетического кризиса, во
всем мире и, в том числе в СССР, интенсифицировались работы по
применению альтернативных видов топлива в промышленности и на
транспорте.
В СССР Академией наук совместно с рядом
научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро была
разработана программа научно-исследовательских и
опытно-конструкторских работ по широкому внедрению водородной
энергетики в народное хозяйство. В авиационной промышленности
она получила название – тема "Холод".
С инициативой создания экспериментального
самолета, использующего в качестве топлива жидкий водород,
выступил Генеральный конструктор ОКБ А.Н. Туполева Алексей
Андреевич Туполев. Эта программа позволяла одновременно
кардинально улучшить экологическую обстановку в стране, а также
заложить основы создания гиперзвуковой и космической авиации.
В ходе разработки самолета выявилась
необходимость значительного расширения объема
научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по теме
"Холод". Жидкий водород с его высокой удельной теплотворной
способностью, втрое превосходящей углеводородные топлива, с
исключительной экологической чистотой оказался чрезвычайно
перспективен как горючее для различных двигателей, особенно для
проектов гиперзвуковых летательных аппаратов как гражданского,
так и военного назначения.
В этот же период обострился дефицит
традиционных видов топлива для транспортных средств (керосин,
бензин), и потребовалась замена его природным газом, который для
авиации наиболее приемлем в сжиженном состоянии - СПГ (сжиженный
природный газ). Сниженный природный газ обладает рядом ценных
преимуществ по сравнению с традиционными авиационными топливами.
При нарастающем дефиците нефтяных топлив запасы природного газа
составляют значительную величину, а при неуклонном росте цен на
нефтяные топлива цена на СПГ всегда будет ниже. Теплотворная
способность СПГ на 15% превышает теплотворную способность
авиационного керосина. Применение СПГ на самолетах позволяет
существенно снизить вредное экологическое влияние на окружающую
среду.
Исходя из этих положений, в ОКБ А.Н. Туполева
в 80-ые годы был создан первый в мире экспериментальный самолет
Ту-155. С целью летной оценки возможности использования
криогенных топлив на Ту-155 по сравнению с базовым самолетом
Ту-154Б были выполнены следующие конструктивные изменения:
- в специально выделенном отсеке салона
самолета установили топливный бак с высокоэффективной
теплоизоляцией для размещения жидкого водорода с температурой
-253 градусов или сниженного природного газа с температурой -162
градусов;
- доработали топливную систему самолета;
- экспериментальный топливный комплекс
включал в себя: систему подачи топлива в двигатель, систему
поддержания давления в баке с аварийным предохранительным
устройством, систему циркуляции, наддува бака, систему
аварийного слива криогенного топлива; система подачи топлива
состояла из центробежных и струйных насосов, теплоизолированных
трубопроводов, криогенных агрегатов и клапанов;
- для управления и контроля работы
криогенного комплекса на самолете установили три дополнительные
системы:
а) гелиевую, управляющую агрегатами силовой
установки;
б) азотную, замещающую азотную атмосферу в
отсеках самолета и предупреждающую экипаж в случае утечки
криогенного топлива задолго до взрывоопасной концентрации;
в) систему контроля вакуума в
теплоизоляционных полостях; вместо штатного правого двигателя
НК-8-2У установили экспериментальный двигатель НК-88, созданный
в ОКБ Н.Д.Кузнецова.
В целом на самолете было установлено около 30
новых систем, что показывает глубину проведенных изменений.
Для обслуживания экспериментального самолета и выполнения
испытательных работ был создан уникальный наземный авиационный
криогенный комплекс. Он состоял из следующих систем:
- системы заправки криогенным топливом;
- системы пневмопитания;
- системы энергоснабжения;
- системы телевизионного контроля;
- системы газового анализа;
- системы орошения водой в случае пожара;
- системы контроля качества криогенного топлива.
Данный комплекс позволял проводить различные
виды испытаний с использованием больших количеств криогенной
жидкости.
Экспериментальный самолет был разработан и
построен на базе серийного самолета Ту-154Б. 15 апреля 1988 года
самолет Ту-155 совершил первый полет (экипаж во главе с
летчиком-испытателем В. Севанькаевым).
Ту-155 прошел обширный комплекс испытаний.
При этом экспериментальная силовая установка работала и на
жидком водороде, и на СПГ. В ходе испытаний было установлено 14
мировых рекордов.
Всего на криогенном топливе было выполнено
около 100 полетов, в том числе 5 на жидком водороде. Самолет
участвовал в международном газовом конгрессе в Ницце, в
авиасалоне в Берлине.
Создание и летные испытания экспериментального самолета Ту-155
обогатили отечественную науку и технику. Был приобретен опыт
проектирования систем, работающих на криогенных топливах,
накоплен опыт в разработке технологических процессов
изготовления таких систем, удалось освоить новое оборудование и
новые технологические процессы. Была создана специальная
экспериментальная база для испытаний самолетов с силовыми
установками, работающими на криогенных топливах, освоена новая
испытательная техника и новые методы испытаний. Приобретен опыт
обращения с жидким водородом и сжиженным природным газом,
отработаны приемы и методы обеспечения взрывопожаробезопасности.
Полученный научно-технический задел по
использованию криогенных видов топлива был использован ОКБ А.Н.
Туполева в нескольких проектах самолетов гражданского и военного
назначения.
Вслед за экспериментальным самолетом Ту-155 в
работах ОКБ А.Н. Туполева появилась тема Ту-156,
предусматривавшая создание на базе Ту-154Б и Ту-154М грузовых и
пассажирских самолетов с силовой установкой на СПГ. Аналогичные
проекты были подготовлены на основе новых туполевских самолетов:
Ту-204/214 (Ту-204К), Ту-334 (Ту-334К), Ту-204-330 (Ту-330К),
Ту-130 (Ту-130СПГ).
В ОКБ А.Н. Туполева в 70-е и 80-е годы
прорабатывались и другие проекты летательных аппаратов на
альтернативных видах топлива. Существовало несколько проектов
Ту-160 и Ту-144 на жидком водороде - Ту-160В и Ту-144В. Жидкий
водород предполагалось использовать в качестве топлива в
двигателях гиперзвукового ударного самолета "360", работы над
которыми велись в ОКБ А.Н. Туполева в 80-е годы. Жидкий водород
использовался как основной вид топлива в проекте
воздушно-космического самолета Ту-2000, старт и посадка которого
должны были производиться по-самолетному.
Руководство страны высоко оценило достижение
туполевцев и всех, кто с ними работал. 15 участников работ стали
лауреатами премии Правительства Российской Федерации, многие
участники удостоены высоких званий и правительственных наград.
В настоящее время предпринимаются попытки полетов с
использованием в качестве топлива жидкого водорода. Эти попытки
выдаются за пионерские. Но первыми в истории мировой авиации
навсегда останется ОКБ А.Н. Туполева, создавшее и испытавшее
первый в мире самолет, способный использовать два вида топлива –
жидкий водород и сжиженный природный газ.
Преемник ОКБ А.Н. Туполева – ОАО "Туполев" является держателем
уникальных технологий в области освоения альтернативных видов
топлива в авиации, за которыми, несомненно, большое будущее.
|
