Самолет мясищева м 50

М-50 – стратегическая лебединая песня КБ Мясищева

Середина и конец 50-х годов ХХ века – время бурного развития реактивной авиации и, как следствие, средств противодействия арсеналу ВВС. Появление зенитных ракетных комплексов и высотных сверхзвуковых самолетов-перехватчиков резко сузили возможности самолетов дозвуковой эры к эффективному нанесению ударов в глубине территории противника.

Создание бомбардировщиков прорыва заслона ПВО на сверхзвуковой скорости – одна из актуальнейших (и сложнейших) задач, которая возникла перед авиационными конструкторами того времени. Самолет М-50 стал одной из попыток решить ее. Эта машина сочетала и выдающиеся инженерные решения, и, к сожалению, неустранимые проблемы.

Проблема номер один – а долетим ли

Создатели ударной авиационной техники, способной нести ядерное вооружение, в США и СССР изначально находились в разных «весовых», – а если точнее – дистанционных категориях. Америка имела возможность поднять самолеты с многочисленных баз по периметру советской границы и сбросить бомбы даже такими машинами как В-29.

Советским пилотам следовало преодолеть значительно большую дистанцию над территорией Атлантики. Вариант №2 – кратчайший – через северные полярные пространства.

На то время потребную дальность (ограниченно) для выполнения задачи «дотянуться-ударить-вернуться» мог обеспечить только Ту-95. Однако военных заказчиков уже не устраивала его скорость (хотя и выдающаяся для машины с ТВД).

В арсенале имелись еще турбореактивные М-4 и ЗМ.

Но для гарантированной доставки атомного груза на территорию США и возвращения им уже требовалась дозаправка. Не забываем: имеющиеся в распоряжении мясищевские машины – тоже летали на дозвуке.

Даже базовые знания аэродинамики позволяют сделать вывод: полет на сверхзвуке – как минимум – повлечет резкое увеличение расхода топлива. Этот же режим вынуждает купировать возросшее волновое сопротивление воздушной среды.

Значит, крыло должно эффективнее «разрезать» атмосферу за счет принесения в жертву его подъемных качеств. И вот – снова увеличиваем запас топлива, габариты самолета, мощность/количество двигателей, запас топлива… Замкнутый круг!

А долететь надо – во что бы то ни стало

И не просто достичь Америки, но «с ветерком», ой – сверхзвуком. Нестандартная – мягко говоря – задача породила ряд нетривиальных решений. А разработки в этом направлении вела не только мясищевская фирма. Например, Роберто Бартини выдвинул предложение о создании связки в виде гигантского реактивного самолета-амфибии и реактивного же самолета-снаряда.

Плюс этой концепции: возможность старта и посадки носителя (а также заправки и обслуживания с надводных/подводных кораблей) не только на водную поверхность, но и на ледовые арктические площадки.

Такое базирование резко увеличивало дальность применения системы, оснащенной – к тому же – и классическим бомбовым отсеком для трехтонного термоядерного боеприпаса. Примечательно, что Бартини в рамках этой системы занимался разработкой целого ряда таких машин.

Не обошли вниманием возможность доставки ядерных зарядов со стартом с водной поверхности и в КБ Мясищева. Проект с индексом М-70 предполагал постройку самолета, способного развить скорость 1,7 М. Разгонять его до такого показателя должны были 4 ТРДФ, расположенные по одному над плоскостями в спарке на киле.

Самолет планировали оснастить либо стреловидными, либо трапециевидными крыльями. Впрочем, дальше проектных разработок дело не продвинулось вплоть до закрытия мясищевской «фирмы» в 1960 г.

А что если применить опыт составных систем

Итак, применение распространенных вариантов компоновки самолета в условиях сверхзвукового полета связано с колоссальным расходом топлива и неизбежным снижением дальности (которая, как раз, жизненно критична), но…

Еще в 30-е годы ХХ столетия советский авиапром предлагал решения по увеличению мощи бомбардировщиков и увеличению радиуса их действия в виде установок на плоскости ТБ-3 и подвески под них дополнительных самолетов.

Теперь же к идее «летающих авианосцев» предлагалось вернуться на новом уровне.

Пусть конструкция для решения стратегической задачи состоит из двух машин. Беспилотный танкер гарантированно обеспечит дальность системы, а вторая будет предназначена собственно для пилотируемой доставки спецбоеприпаса в нужную точку США.

Придумано – подписано

1954-й стал годом подписания приказа Министерства авиационной промышленности, в соответствии с которым ОКБ-23 (официальный индекс бюро В.М. Мясищева) надлежало уже в 1958 предоставить разъемную ударную систему на Госиспытания. Но уже в следующем – 1955 году – результаты многочисленных опытных исследований и продувок показали тупиковость «цирка Вахмистрова».

В частности, предлагаемая компоновка по схеме «утка» продемонстрировала более низкое аэродинамическое качество по сравнению с машиной классической схемы.

Справедливости ради следует отметить, что в середине 50-х параллельно велись аналогичные разработки в КБ П.В. Цыбина по созданию двухступенчатой системы с использованием носителя Ту-95Н и реактивного бомбардировщика РС. Последний должен был разгоняться до 3000 км/ч. С 1956 г. туполевцы приступили к исследованиям по тематике самолета проекта «108» со скоростью до 1500 км/ч.

Параллельно под руководством С.М. Лавочкина и В.Н. Челомея велись работы по созданию беспилотных систем «Буря» и «Буран», которые должны были иметь межконтинентальный радиус применения с крейсерской скоростью в 3 Маха.

Последней попыткой КБ В.М. Мясищева освоить составную «зазвуковую» (как тогда писали) тему стал проект, компонентами которого должны были стать большой одноразовый танкер в связке с пилотируемым носителем ядерного оружия.

Основная сложность предложенного тандема заключалась в совместном полете на все той же зазвуковой скорости. Впрочем, серийного воплощения перечисленные проекты уже не получили.

Заокеанское отступление №1 или «а что там у американцев»

Завершая тему составных проектов, стоит отметить эволюцию американского самолета B-58 «Хастлер». В те же 50-е он трансформировался от ударного сверхзвукового подвесного «паразита», отделяемого от летающего авианосца B-36 до самостоятельного носителя. Правда и сам носитель возвращался на родной аэродром лишь частично.

В полете к цели машина избавлялась от контейнера с ядерным боеприпасом. Помимо БЧ, контейнер был укомплектован топливными баками, двигателем и системой наведения. Внутренних отсеков для вооружения самолет не имел вовсе.

Какой самолет строить и каковы будут его характеристики

Результатом накопленных проб и ошибок стал возврат к идее постройки самолета наземного базирования (стартом с аэродромов на территории СССР), скомпонованного в рамках классической аэродинамической схемы. Следовало оснастить его треугольным крылом и стреловидным оперением. Мидель конструкции предполагалось максимально ужать. Среди иных параметров заказчик указывал:

  • скорость максимальная (в районе цели) – до 2000 км/ч;
  • скорость крейсерская – 1500-1600 км/ч;
  • дальность максимальная (без дозаправки) – 11000 -12000 км;
  • дальность максимальная (с двумя дозаправками) – 14000-15000 км;
  • бомбовая нагрузка – до 5 т;
  • срок начала Государственных испытаний системы – I квартал 1958 г.

Что и было закреплено соответствующим постановлением Совета Министров СССР в июле 1955 года.

Наши цели ясны, задачи определены – а самолета все нет

Тем не менее, ни в первом, ни в последующих кварталах 1958 года М-50 (в классификации НАТО – Bounder) ни разу не оторвался от земли, не говоря уж о начале испытательного цикла. А ведь задача его передачи в серию определялась правительством в качестве жизненно важной! Срыв планов был связан с целым рядом фактором. Прежде всего, с необходимостью сочетать не очень-то сопоставимые требования.

Часть из них упоминалась выше. Высокие дальность и нагрузка обусловили внушительные габариты конструкции. Отчасти их удалось уменьшить за счет новаторского хвостового оперения. Все его поверхности были выполнены цельноповоротными. Мидель фюзеляжа уменьшили – в том числе – и за счет минимизации членов экипажа.

Если на борту предшественников М-50 – бомбардировщиков 3М и М-4 находилось 7 и 8 человек соответственно, то сверхзвуковым изделием управляли всего 2 летчика.

Кроме того, обводы самолета были «обжаты» за счет шасси велосипедной схемы. Такое размещение стоек стало уже привычным для машин мясищевской фирмы. Правда, взлет с максимальной нагрузкой требовал дополнительных сбрасываемых опор.

Разобрались с опорами – «уперлись» в топливо.

Полет на сверхзвуке априори связан с его повышенным расходом. Стало быть, все объемы конструкции, не занятые вооружением и авионикой, – отдать под отсеки-кессоны. Но самолет мало превратить в летающую цистерну. Нужно обеспечить ее надежную герметичность, разработать системы охлаждения всего этого хозяйства…

Не говоря уж о таких «мелочах» как применение штампованных панелей крупных габаритов. Но «вишенкой на торте» стали традиционные для советского авиапрома явления: недоведенность двигателей либо их отсутствие. Впрочем, об этом – чуть ниже и подробнее.

А тем временем военное ведомство

Военные начали высказывать беспокойство, поскольку его представители сомневались в том, что М-50 сможет продемонстрировать расчетную дальность как без дозаправки, так и с двумя дозаправками. Кроме того, их категорически не устраивало то, что новый гигант ВВС – вероятно – будет нуждаться для разбега в полосе длиной 6,000 м (без использования ускорителей). Где таких аэродромов напастись?!

Начались взаимные упреки между МАП и МО. Первое делало упор на слишком завышенные и не очень-то сочетаемые требования заказчика к новому изделию, а также – на огромный массив затратных по времени экспериментальных и исследовательских задач. Второе – обращало внимание на огромные риски, связанные с массовым внедрением технических новшеств.

Но вот это они – зря

Действительно, одно только сокращение экипажа до двух человек потребовало беспрецедентных мер по автоматизации самолетовождения и применения оружия. Решение в пользу столь выгодного по весовой отдаче цельноповоротного оперения потребовало внедрения автомата курсовой стабилизации. Пришлось озаботиться еще и такой «мелочью» как автоматизация устойчивости и много еще чем.

Достаточно упомянуть, что из более 400 образцов оборудования, установленных на борту М-50, свыше 200 – были опытными.

И это относилось не одному-двум смежникам, а целому набору производителей систем, автоматов, агрегатов охлаждения, электропитания и прочей авионики.

В общем, попытки заказчика в лице макетной комиссии в сентябре 1956 года переложить вину на промышленность отвергались тем же Мясищевым аргументами о революционных для авиации многочисленных инженерных решениях.

Компромисс найден

В результате стороны договорились о том, что разработчики как можно скорее произведут испытания М-50 в той конфигурации, которую одобрит конструктор. Но при постройке второго экземпляра максимально учтут и полученные наработки, и пожелания военных, попутно решив всяческие вопросы дальности, разбега и прочего.

К слову, представители КБ еще раньше выразили надежду на скорое появление новых алюминиево-бериллиевых сплавов, внедрение полупроводников и разработку горючего более высокой теплотворности.

Но самые их большие надежды были связаны с двигателями

И как раз именно они стали одним из наибольших препятствий в создании М-50. В планах все выглядело если не радужно, то обнадеживающе. Отдельное постановление утверждало установку на сверхзвуковую машину четырех двигателей НК-6 либо ВД-9. Позже на «фирме» было принято решение сосредоточиться на внедрении движков разработки Добрынина. Кроме того, в перспективе можно было сделать ставку на М 16-17, разработку которых возглавлял П.Ф. Зубец.

Однако постройка первого экземпляра новейшего носителя уже близилась к завершению, а «пламенные сердца» все еще не были запущены.

Пришлось идти на очередной компромисс и выпускать М-50А на взлетную полосу с установками ВД-7А. А ведь их тяга составляла лишь 11000 кгс против запланированных главным конструктором 18000 кгс. С такими данными машина лишалась всяческой перспективности, ради которой и затевалось ее создание.

Сверхзвука-то не достичь

По крайней мере, с ВД-7А, не достичь точно. На этот фактор наложилось еще и общее отставание по срокам сборки головной машины. Достроить ее удалось только в мае 1959 года. В этом же месяце стартовали испытания М-50А. До середины июня было произведено 5 рулежек с параллельным устранением выявленных дефектов оборудования машины.

Затем – утверждение руководством МАП программы испытаний бомбардировщика из 35 полетов. Наконец, 27 октября 1959 состоялся первый из них. Уже в ноябре М-50А достиг рубежа в 1010 км/ч и поднялся на 5000 м.

А затем наступил 1960-й – фатальный для программы год. Для начала, 12 мая во время гонки двигателей произошло обесточивание самолета, когда машина непроизвольно покатилась. Выключить один из движков не представлялось возможным. М-50А столкнулся с другой машиной, что обернулось рядом серьезных повреждений самолетов, гибелью механика-радиста и травмированием инженерного состава. До ноября велись восстановительные работы.

Дополнением к этому событию стало решение о прекращении работ по достройке «дублера». Хотя ранее планировался ряд доработок именно на нем. Несколько реабилитироваться в глазах заказчика позволила бы установка на второй машине реактивного самолета-снаряда вместо свободнопадающих бомб. Но военные и представители промышленности еще в 1958 году решили отказаться от совершенствования М-50 в пользу разработки М-52.

Почти финальной точкой в этой истории стало закрытие мясищевского ОКБ-23 в октябре 1960 года.

Бюро передали в ведение ракетной «епархии» Челомея. Так что завершающие испытательные полеты в том же месяце «почти сверхзвуковой» бомбардировщик совершал практически «бесхозным». Да и самих полетов было произведено 11 вместо 35.

Последний парад наступает

Правда, в апреле 1961-го Мясищеву удалось добиться замены двух имевшихся двигательных установок на ВД-7М, которые поддерживали форсажный режим. Но на судьбе как самого М-50, так и перспективах создания М-52 это положительно не отразилось. Машине суждено было подняться в воздух еще 7 раз плюс знаменитое участие в июльском авиационном смотре.

Как принято тогда было говорить, «широкой советской общественности и официальным представителям иностранных государств» М-50А был продемонстрирован 9 июля 1961 года в ходе авиационного парада в Тушино. В сопровождении пары МиГ-21 бомбардировщик совершил эффектный проход… в историю. Дальше – стоянка в качестве экспоната монинской коллекции.

А были ли перспективы

С одной стороны, построить машину с заявленными характеристиками так и не удалось. Даже сверхзвук, вокруг которого все и завертелось, так и не был «взят». Но с другой – опираясь на полученный опыт, можно было еще довести «до ума» проект М-52, основными козырям которого виделись крылатая ракета и перспективные системы наведения.

Не стоит забывать и об «атомолетной» составляющей разработки М-50.

Ведь еще с 1955 года ОКБ-23 было включено в сеть разработок ударной системы с использованием атомной силовой установки. Одним из вариантов «чудо-оружия» была машина на основе все того же М-50.

Экспериментальное изделие «60» или М-60 представляло все тот же «Баундер», только на месте кабины экипажа устанавливался реактор, а капсулу с летчиком планировалось перенести в хвостовую часть «шестидесятки».

Рассматривался и беспилотный вариант атомолета. К моменту закрытия мясищевского бюро наработки в этой тематике были невелики, но к ним еще возвращались в середине 60-х.

В конце концов, даже единственный летный экземпляр можно было использовать в качестве перспективной летной лаборатории. Множество аспектов поведения таких огромных машин как в дозвуковом режиме, так и на сверхзвуке тогда не были изучены. Чего стоили перспективы исследования температурных воздействий на материалы и конструкции за порогом в 1 Мах…

P.S. или заокеанское отступление №2

В авиационной исторической литературе нередки сетования по поводу «невинно загубленного чудо-самолета», скажем так. «Хастлер», упомянутый в отступлении №1, строился серийно.

Однако известно утверждение противников этой программы о том, что – в итоге – она обошлась бы бюджету США дешевле, если бы все B-58 строились из чистого золота.

Траты на массовый выпуск и освоение М-50, скорее всего, оказались бы сопоставимы. Могла ли советская экономика рубежа 60-х позволить себе еще и золотую стратегическую авиацию – вопрос открытый.

М-50
сверхзвуковой стратегический бомбардировщик

English version

Первые проекты сверхзвуковых самолетов В.М.Мясищева принадлежали к так называемому «семейству 30». Проекты М-30 и М-31 были скорее средними бомбардировщиками со взлетной массой менее 100 т. М-32 и М-34 были тяжелыми бомбардировщиками, но не имели межконтинентального радиуса действия.
30 июля 1954 г. ОКБ-23, в соответствии с постановлением Совмина, началась разработка «Разъемного дальнего бомбардировщика «50», состоящего из ударного самолета и носителя с четырьмя ТРД В.А.Добрынина или А.А.Микулина. Согласно заданию, должен был развивать максимальную скорость 1800 км/ч при крейсерской 1500-1600 км/ч на высотах 14-15 км. Практическая дальность полета с бомбовой нагрузкой 5000 кг оценивалась в 13000 км.
ОКБ выпустило эскизный проект, но 19 июля 1955 г. вышло очередное постановление правительства, изменившее направление работ по теме «50». Теперь требовался «чистый» дальний бомбардировщик с повышенной крейсерской скоростью, рассчитанный под 4-е турбовентиляторных двигателя НК-6 или ТРД ВД-9А. Мартовским постановлением 1956 г. предусматривалась установка нового ТРД М16-17.
Ведущим конструктором машины назначили Георгия Назарова.
Оптимальная аэродинамическая компоновка самолета выбиралась по результатам испытаний 39 моделей в аэродинамических трубах ЦАГИ. В ходе проектирования рассматривались такие схемы как «утка» и «бесхвостка». Но конструкторы остановились на классической схеме с треугольным крылом относительной толщиной 3,5%. Причиной стало отсутствие необходимых методик расчета указанных выше компоновок, а также в необходимости сокращения времени проектирования.
Одним из первых серьезных исследований стал поиск оптимального размещения двигателей. Требовалось обеспечить наилучшее расположение воздухозаборников, минимизировать аэродинамическое сопротивление и максимально упростить конструкцию. Помимо продувок в аэродинамических трубах, проводились летные испытания крупногабаритных моделей, запускаемых с катапульты или сбрасываемых с самолета-носителя. Помимо этого, использовались методы математического моделирования на ЭВМ. По предложению В.А.Федотова и и Ю.Е.Ильенко 2 двигателя разместили на пилонах под крылом, а 2 — на концах крыла.
Отличительной чертой М-50 стало то, что на нем буквально все — от двигателей до покрышек колес — делалось вновь. Разработка и внедрение новых конструкций, технологий и материалов потребовало скоординированной работы почти 20 ОКБ и НИИ, а также более 10 крупных заводов разных министерств и ведомств. Новым был и подход к проектированию фюзеляжа и крыла, собранных из крупногабаритных панелей. В них обшивка со стрингерами или поясами шпангоутов выполнялась прессованием из титановых сплавов, что позволило получить выигрыш по массе и увеличить производительность труда. Для этого, по заданию ОКБ и АН СССР, были созданы специальные мощные прессы.
В конструкции шасси повторили принцип, проверенный на М-4 и 3М — тандемная схема с раздвижной передней опорой. Весьма оригинально решалась проблема торможения на пробеге — с помощью гидропривода из фюзеляжа выдвигались четыре похожие на лыжи стальные балки. При их трении о бетон образовывались целые снопы искр, но такой способ торможения оказался очень эффективным.
На М-50 впервые в СССР использовалась автоматическая система регулирования положения центра тяжести в полете путем перекачки топлива между фюзеляжными и крыльевыми группами кессон-баков. Необходимость в этом возникла потому, что при переходе на сверхзвуковую скорость изменяется характер обтекания крыла, приводя к появлению пикирующего момента. Такая система позволила уменьшить площадь оперения. Также впервые в отечественной практике применена аналоговая полностью автоматическая ЭДСУ (на первом опытном самолете дублировалась жесткой механической проводкой, которую в дальнейшем предполагалось демонтировать). За счет использования достижений электроники экипаж тяжелого бомбардировщика удалось сократить до двух человек.
Проблематичным оказалось создание силовой установки. Так как самолет должен был совершать длительный полет на сверхзвуковой скорости, требовались двигатели с тягой без форсажа не менее 17000 кгс. Наиболее подходящим оказался двигатель, разработанный в ОКБ П.Б.Зубца. Его двигатели «М16-17» (РД16-17) обещали иметь удельный расход топлива не более 1,1-1,12 кг/даН*ч при полете со скоростью соответствующей М=1,8, и статическую тягу 166,7 кН (17000 кгс).
Бомбовое вооружение максимальный массой до 30 т. размещалось в крупногабаритном грузоотсеке, где предполагалось также подвешивать и управляемую сверхзвуковую крылатую ракету М-61 со складными плоскостями, имеющую дальность пуска до 1000 км и также создававшуюся в ОКБ Мясищева. Прорабатывалась и возможность оснащения самолета тяжелой крылатой ракетой РСС П.В.Цыбина. На первом опытном самолете оборонительное вооружение отсутствовало, на серийных самолетах предполагалось применение кормовой пушечной установки с дистанционным управлением. По предложению Н.С.Хрущева рассматривался также беспилотный вариант М-50 — М-51, в фюзеляж которого был вмонтирован ядерный боеприпас сверхбольшой мощности (реализован не был).
27 октября 1959 года, пилотируемый Н.И.Горяйновым и А.С.Липко, М-50А поднялся в воздух. Первый полет продолжительностью 35 минут прошел успешно. Так как на момент начала испытаний двигатели конструкции Зубца еще не были доведены, то на прототип установили четыре менее мощных мотора ВД-7Б (по 9750 кгс) конструкции ОКБ им. В.А.Добрынина. Для увеличения тяги до 14000 кгс два подкрыльевых двигателя ВД-7 оборудовали форсажными камерами. Однако это не помогло: М-50 так и не преодолел скорости звука, «упершись» в М=0,99. Кроме этой неудачи и одной мелкой аварии прочие испытания проходили гладко.
На западе, после эффектного показа 9 июля 1961 г. над аэродромом в Тушино, в сопровождении двух МиГ-21, самолет произвел впечатление, ему присвоили код НАТО Bounder и даже поговаривали о серийном производстве. Но осенью 1960 В.М.Мясищева назначили начальником ЦАГИ, а ОКБ-23 расформировали. Коллектив переподчинили В.Н.Челомею, создававшему космическую технику.
Самолет, простоявший на земле почти год к показательному полету подготовила бригада под руководством Я.Б.Нодельмана. Летчики Н.И.Горяйнов и А.С.Липко после четырех тренировочных полетов на параде в Тушино выполнили горку над трибуной, оторвавшись от сопровождавших МиГов, и показав М-50 «во всей красе». В 1968 г. М-50А передали в музей в Монино. Повсеместное увлечение баллистическими ракетами, казалось «поставило точку» на стратегической авиации.
Но до расформирования ОКБ работы по бомбардировщикам шли полным ходом. Сразу же после М-50 началось проектирование его модификации М-52, которая должна была обеспечить проектные дальность и скорость.

  • Описание конструкции, ТТХ, фотогаллерея

Источники информации:

В середине 1950-х годов в СССР, США и Великобритании начался процесс перевооружения войск противовоздушной обороны зенитно-ракетными комплексами, а также сверхзвуковыми истребителями-перехватчиками, способными достигать скоростей, вдвое превышающих скорость звука, и потолка в 18-20 км. В этих условиях даже наиболее совершенные реактивные межконтинентальные бомбардировщики М-4, М-6 (3М) и Ту-95 начали утрачивать свою неуязвимость, потребовалось создание более современных стратегических самолетов, способных проникать в воздушное пространство стран, имеющих на вооружении зенитно-ракетные комплексы и сверхзвуковую истребительную авиацию. В 1956 г. в ОКБ Мясищева началось создание стратегического самолета с межконтинентальной дальностью М-50, предназначенного для замены бомбардировщика 3М.

В сравнительно короткий срок был спроектирован и построен уникальный по тем временам летательный аппарат, рассчитанный на достижение скорости, близкой к М=2, и межконтинентальной дальности полета. Решающую роль в создании бомбардировщика М-50 сыграли такие специалисты ОКБ Мясищева, как Л.Л.Селяков (главный конструктор М-50), И.И.Балабух, И.Б. Заславский, Л.М.Роднянский, В.А.Стопачинский, В.А.Федотов. В работах по программе принимали участие и крупнейшие ученые ЦАГИ М.В.Келдыш, А.И.Макаревский, Г.С.Бюшгенс и другие. Совместно с ЦАГИ было проанализировано более 30 вариантов аэродинамической компоновки самолета, прорабатывался, в частности, самолет, выполненный по схеме «утка» с тонким (относительная толщина 3,5-3,7%) треугольным крылом, стреловидным цельноповоротным горизонтальным и вертикальным оперением. Конструкция самолета обеспечивала возможность длительного полета на малой высоте с большой скоростью.

Крыло было выполнено с использованием монолитных прессованных панелей. Топливо размещено не только в фюзеляжных баках, но и под треугольным крылом, двухкилевым оперением и четырьмя двигателями на подкрыльевых пилонах, а также бомбардировщик М-50, выполненный по нормальной схеме со стреловидным крылом, двумя двигателями на подкрыльевых пилонах и двумя – на коротких пилонах в хвостовой части фюзеляжа. «Вздыбливающаяся» передняя четырехколесная тележка велосипедного шасси при достижении определенной скорости на разбеге поворачивалась вокруг оси, при этом передняя пара колес поднималась вверх, угол атаки увеличивался и длина разбега значительно уменьшалась.

Для торможения самолета при пробеге применялась четыре лыжеподобные стальные балки, при помощи гидравлической системы прижимавшиеся к «бетонке». Прорабатывался также вариант сброса после взлета двух колес каждой стойки: посадочный вес значительно меньше взлетного, и при посадке можно обойтись четырьмя колесами вместо восьми, однако опасения конструкторов вызвала возможность разрушения сброшенными колесами аэродромных сооружений. Впервые в практике отечественного самолетостроения применена аналоговая полностью автоматическая ЭДСУ (на первом опытном самолете дублировалась жесткой механической проводкой, которую в дальнейшем предполагалось демонтировать).

Совместно с ЦАГИ была разработана автоматическая система, которая регулировала положение ЦТ самолета при переходе на сверхзвуковой режим перекачкой топлива фюзеляжных баков. Имелась автоматическая система обеспечения устойчивости. Электрическая система переменного тока. Экипаж самолета М-50 состоял из двух человек, сидящих тандемом в кабине «истребительного» типа. Для отработки системы управления на различных режимах полета в ОКБ был создан стенд-тренажер.

Бомбовое вооружение максимальной массой до 30 т размещалось в крупногабаритном грузоотсеке, где предполагалось также подвешивать и управляемую сверхзвуковую крылатую ракету М-61 со складными плоскостями, имеющую дальность пуска до 1000 км и также создававшуюся в ОКБ Мясищева. Прорабатывалась и возможность оснащения самолета тяжелой крылатой ракетой РСС П.В.Цыбина. На первом опытном самолете оборонительное вооружение отсутствовало, на серийных самолетах предполагалось применение кормовой пушечной установки с дистанционным управлением.

В качестве силовой установки планировалось использовать ТРДФ, «16-17» (4 х 17 000 кгс), разработанные под руководством П.Зубца, которые должны были иметь выдающуюся по тем временам топливную экономичность (удельный расход топлива при М=1,8 должен был составить 1,1-1,2 кг/даН. ч). Однако из-за недоведенности двигателя на опытном самолете в качестве временной меры были установлены ТРДДФ Добрынина: на пилонах под крылом были установлены два ТРДФ ВД-7 с форсажными камерами (2 х 14 000 кгс), два бесфорсажных двигателя ВД-7Б (2 х 9750 кгс) разместили на концевых частях крыла (прорабатывался и вариант оснащения самолета перспективными двигателями В. Добрынина ВД-10).

Осенью 1958 г. бомбардировщик М-50 в разобранном виде на барже по Москве-реке был доставлен из Филей на аэродром ЛИИ в Жуковском. Первый полет опытного самолета состоялся 27 октября 1959 г. (летали Н.И.Горяинов и А.С.Липко). 9 июля 1961 г. самолет М-50 был эффектно продемонстрирован на воздушном параде в Москве (это был последний полет бомбардировщика М-50). В ходе летных испытаний из-за отсутствия проектных двигателей сверхзвуковая скорость достигнута не была (было получено лишь М=0,99).

Вскоре после начала работ над бомбардировщиком М-50 ОКБ приступило к созданию его модификации – М-52, имеющей усовершенствованное ракетное вооружение (4 УР располагались по бортам фюзеляжа в соответствии с правилом площадей и в незначительной степени ухудшали аэродинамику бомбардировщика), концевые двигатели, также установленные на пилонах, вертикальное оперение с рулем поворота, небольшие дополнительные горизонтальные плоскости на конце киля, штангу дозаправки в носовой части и экипаж, увеличенный до 4 человек. Самолет, оснащенный «штатными» ТРДФ «16-17», был рассчитан как на крейсерский полет со сверхзвуковой скоростью на большой высоте, так и на прорыв ПВО противника на малых высотах (впервые в мире для стратегического бомбардировщика ставилась подобная задача). М-52 был построен в 1959 г., но не испытывался ввиду закрытия в 1960 г. ОКБ В.М. Мясищева. Долгое время он хранился на стоянке ЭМЗ и был разобран на металл в конце 1970-х годов.

Прорабатывался также проект М-54, имеющий крыло измененной в плане формы и несколько иное расположение мотогондол. Дальнейшим развитием самолетов М-50 и М-52 явился бомбардировщик М-56, техническое проектирование которого было начато в 1959 г. Самолет предполагалось выполнить по схеме «утка» с несущим широким фюзеляжем, по бокам которого устанавливались шесть двигателей ВК-15 В.Климова в двух «пакетах», к которым крепились небольшие поворотные консоли. ПТО, свободно ориентирующееся на дозвуковых скоростях, было вынесено далеко вперед. Максимальная расчетная скорость соответствовала М=3,25, максимальная дальность полета – 10 000-12 000 км. Был построен натурный макет нового самолета, а также летающие радиоуправляемые модели бомбардировщика.
На основе бомбардировщика М-56 предполагалось создать пассажирский сверхзвуковой самолет М-53 (прорабатывалось несколько вариантов такой машины). Однако свертывание работ по пилотируемой авиации и расформирование ОКБ В.М. Мясищева положили конец работам по М-56 и его модификациям.

В конце 50-х гг. в авиационной прессе (например, в Aviation Week от 1 декабря 1958г.) появились гипотетические рисунки «советского бомбардировщика с ядерной силовой установкой», внешне весьма схожего с М-50. Вероятнее всего, западные эксперты сопоставляли информацию о М-50 с модной в то время темой о ядерных авиадвигателях. Тем временем в ОКБ Мясищева под шифром М-60 действительно разрабатывался, самолет с ядерной силовой установкой, которую проектировало ОКБ A.Люльки. Эта машина не вышла за стадию проекта.

Тактико-технические характеристики бомбардировщика М-50
Размах крыла, м 35.10
Длина самолета, м 57.48
Высота самолета, м 8.25
Площадь крыла, м2 290.60
Масса, кг
пустого самолета 85000
нормальная взлетная 175000
максимальная взлетная 200000
Тип двигателя 2 ТРДФ ВД-7М + 2 ТРД ВД-7Б
Тяга, кН 2 х 156,90 + 2 х 92,12
Максимальная скорость 1950
Крейсерская скорость 1500
Практическая дальность 7400
Боевой радиус действия
Практический потолок 16500
Экипаж, чел 2
Вооружение: 20000 (в перегруз 30000) кг свободнопадающих бомб большой мощности в фюзеляжном отсеке. На первом опытном самолете оборонительное вооружение отсутствовало. На серийных самолетах предполагалось применение кормовой пушечной установки с дистанционным управлением.

pastukhovvj ›
Блог ›
Двигатель BMW M50 и все его модификации

Решил подсобрать немного информации от легендарном двигателе BMW m50 и всех его модификациях, которых в итоге нашлёпали целую грядку, включая несколько М моторов. Немного банальностей:

«Двигатель BMW M50 — шестицилиндровый рядный поршневой двигатель с двумя верхними распредвалами, который был представлен в январе 1989 года на 5-й серии E34, и тем самым заменив ранее устанавливаемый 2-клапанный M20. Немного позже, этот мотор был установлен на БМВ 3 серии в кузове E36. BMW М50 был доступен в двух вариантах, с объемом в 2,0 и 2,5 литра и выпускался на заводе Штайер. До 1996 года всего было произведено 943 795 моторов.

Основное отличие по сравнению с M20 является 24-клапанная головка цилиндров и два верхних распределительных вала, которые приводятся в действие двумя цепями ГРМ, зазор клапанов регулируют гидрокомпенсаторы, индивидуальные катушки зажигания для каждого цилиндра, которые находятся под пластиковой крышкой на крышке клапанов, кованые шатуны, облегченные поршни, высокий коэффициент сжатия, полный последовательный впрыск топлива, пластиковый впускной коллектор и общий ремень навесного оборудования.

M50B20: 2-литровый вариант мотора М50 объемом в 1990 куб.см. Максимальная мощность — 150 л.с. (110 кВт) при 5900 об/мин, а крутящий момент составляет 190 Нм при 4700 об/мин. Диаметр поршня 80 мм и 66 мм ход поршня.
M50B25 2,5-литровый вариант мотора М50 объемом в 2494 куб.см. Максимальная мощность — 192 л.с. (141 кВт) при 5900 об/мин, а крутящий момент составляет 245 Нм при 4700 об/мин. Диаметр поршня 84 мм и 75 мм ход поршня.»

Дальше его постигла участь модернизации примерно каждые 3 года, вплоть до 2006, когда его последнюю модификацию м54 сняли с производства, заменив N серией.

Первой модификацией был M50TU 09.1992:
-мозг BOSCH DME3.3.1 с датчиком детонации и умением избежать её
-шкив коленвала с новым реперным кольцом под новый мозг
-появился VANOS — система смещения фаз, пока только на впуске
-облегченные поршни, шатуны, клапана и гидрокомпенсаторы
-одинарные конусные пружины клапанов
-распредвалы стали иметь более упрощенные характеристики

Собственно почти все в первой модификации хорошо, кроме одинарных конусных пружин и упрощенных валов.
Ведь всё остальное облегчили и, без того оборотистый мотор, крутиться стал еще веселее.
А ВАНОС сдвинул пик крутящего момента аж на 500об (до 4200) тем самым немного размазав его.

Следующая модификация стала называться уже М52 05.1994:
-блок двигателя стал полностью алюминиевым с никасиловым покрытием стенок цилиндров
-для американского рынка блока двигателя был сохранен чугунный (по сути тот же м50ту)
-пик крутящего момента программно сдвинут до 3950об
-на некоторых версиях устанавливалась электронная педаль газа с эл.приводом дросселя (мотор тянет тросс)
-версия 2.5л дефорсирована до 170лс(125кв) момент остался 245нм
-появилась версия 2.8л квадратная формула 84*84мм 193лс(142)/280нм по сути тоже слабая с завода
-появился клапан вентиляции картерных газов отбирающий масло с сливающий его в поддон

Собственно тут и начались все проблемы: ускоренный износ цилиндров сам по себе, сразу задранные цилиндры от малейшего перегрева, многократно сорванные резьбы болтов гбц, частый ремнот ваносов, выдавленные сальники и прокладки из-за неисправного квкг.

Теперь уже обновленный М52TU 09.1998:
-блок обзавелся гильзами 1.2мм став чутка надежнее
-появился VANOS на выпуске, что сдвинуло пик момента еще ниже до 3500
-появилась DISA — система изменения геометрии впуска, чтоб ехала снизу лучше
-катализаторы переехали на выпускные коллектора и обзавелись вторыми лямбдами
-датчик положения коленвала переехал внутрь блока, реперное кольцо отлито на противовесе коленвала
-масляный насос стал примерно в 1.5 раза производительнее для второго ваноса
-электронно управляемый термостат на 97гр

Что то исправили, но добавили новые капризы: 2 ваноса — в 2 раза больше чинить их, заедание заслонки на впуске(иногда вообще обрыв), дпкв облипает струшкой и начинает врать, на чуть подзабие каты 2е лямбды сразу начинают истерить, термостат живет своей жизнью, совсем не как хочет комп.

Следующую версии обозвали М54 01.2000(не нашел точной даты):
-доработали систему охлаждения — в блоке и головке появились новые окна для антифриза
-прокладка гбц выполнена из металлопакета
-в гбц отлиты каналы для рециркуляции прямо из выпускных оков во впускные
-появилась версия 2.2л 170лс(125кв)/210нм заменив тем самым 2.0
-версии 2.5 вернули свои 192лс/245нм
-повявилась версия 3.0 231лс(170кв)/300нм став самой топовой и желаемой до сих пор
-на 3л версию вернули распредвалы с характеристиками от м50 первого поколения
-полностью электрическая дроссельная заслонка

Собственно тут собрали все хорошие и плохие стороны всех предыдущих модификаций.
Мы теперь едем в широком диапазоне, но ресурс всех вспомогательных систем небольшой, и нужно постоянно следить за всеми агрегатами, чего конечно никто не делает, отсюда и легенды про бнвгавно, потому что ездят, пока не отвалится что-нибудь напрочь. А заканчивается это очень дорогостоящим ремонтов или вовсе заменой мотора.

В итоге один из самых надежных м50 превратился в алюминиевую одноразовую игрушку с кучей электрических прибамбасов, пережив уйму доработок за свои 16 лет существования. Да они размазали полку крутящего момента почти во весь диапазон, как это было раньше на 2х клапанных моторах, которые сами по себе тащили снизу и их лишь немного взбадривали, чтоб не умирали на верхах. Но надежность всех этих систем оставляет желать лучшего и я очень скептически к ним отношусь.

Но были и более удачные, очень надежные, и что самое главное, мощные версии:

S50B30 1992 M3 E36 280лс(210кв)/320нм на базе M50TU с одним ваносом:
-коленвал с ходом 85.8 и поршни 86мм образовали объем 2990см2
-увеличенные на 1мм впускные клапана
-6 индивидуальных дроссельных заслонок на каждый цилиндр
-усовершенствованные распредвалы
-равнодлинные выпускные коллектора
-для рынка Америки (US) выдавал 241лс(177)/305нм

S50B32 1995 M3 E36 321лс(236кв)/350нм:
-коленвал с ходом 91мм + поршни 86.4 увеличили объем до 3201см
-впервые появилась система double vanos
-распредвалы с улучшенными характеристиками
-дроссельные заслонки выполнены по 3х2 в одном корпусе (хз зачем)
-степень сжатия повысили до 11.3

S52B32 1995 243лс(179кв)/320нм двигатель для рынка Америки на замену S50B30US:
-коленвал 89.2мм поршни 86.4 объем 3152см2

S54B32 1999 M3 E46 343лс/365нм:
-диаметр поршней вырос до 87мм образовав 3246см2 объема
-степень сжатия достигла отметки 11.5
-отсечку отодвинули до 8000об
-версия CSL имела 360лс/370нм

Вот в этом направлении М50 вырос многократно, сохранив чугунный блок, а значит ресурс, несмотря на возросшую мощность и максимальные обороты. Самое нежное место наверное только ваносы.
Двигателя S50 и S54 до сих пор являются объектами подражания для многих, а их компоненты используются для доработки гражданских двигателей. Я считаю их одними из лучших в мире. Дальше пошла эра турбо, которые давно наседали и в итоге захватили весь мир. Не очень хочется о них рассуждать.

Информация взята с различных источников и обработана мной, если где-то в чем-то ошибся в описании — пишите, исправим) Постараюсь написать такие статейки еще про какие-нибудь старые двигатели BMW) Так же на основе этой будет написана про атмосферный тюнинг м50, а точнее что от какого мотора нужно взять, чтобы собрать подобие s50/54 и сделать вашу машину чуточку быстрее)

Стратегический сверхзвуковой бомбардировщик М-50 (СССР)

1950-е годы. Происходит перевооружение войск ПВО мировых лидеров новейшими ЗРК и принятие на вооружение сверхзвуковых самолетов- истребителей, способных подниматься на высоту до 20 километров. Так, разом морально устаревают советские стратегические бомбардировщики Ту-95, М-4/6. Срочно потребовались сверхзвуковые бомбардировщики, способные преодолеть противодействие новых ЗРК ПВО и истребителей ВВС противника.

Опытное конструкторское бюро под руководством В.Мясищева, согласно постановлению Совета Министров СССР от 1954 года, которое предусматривало создание разъемного дальнего бомбардировщика, состоящего из ударного бомбардировщика и носителя с 4 ТРД, начинает разработку сверхзвукового стратегического межконтинентального бомбардировщика под названием М-50. Он предназначался для быстрой замены на вооружении реактивного бомбардировщика М-6 (3М).

Согласно полученному заданию, от нового стратегического бомбардировщика требовалось:
— развивать максимальную скорость не менее 1.5 М;
— иметь крейсерскую скорость 1500±100 км/ч;
— подниматься на высоту не менее 14 километров;
— доставлять бомбовую нагрузку на дальность 13 тысяч километров.
К 1955 году был готов эскизный проект «носитель+бомбардировщик». Но в середине 1955 года задание изменили – теперь от разработчиков требовалось создать стандартный межконтинентальный бомбардировщик, летающий на сверхзвуковой скорости. Новый самолет получал 4 турбореактивных двухконтурных двигателя НК-6 или ВД-9. В 1956 году конструкторы получают задание установить на самолет турбореактивные двигатели М16 – 17. Конструкторы в это время усиленно занимаются поиском наилучшей аэродинамики самолета. Было перебрано четыре десятка всевозможных моделей. В итоге модели, созданные по схеме «утка», были признаны наилучшими. На создание аэродинамической конструкции у конструкторов уходит около года. Двигатели разместили следующим образом – два двигателя на пилонах подвесили под крылом, два двигателя устанавливают на концевиках крыла.
Вследствие того, что сверхзвуковой бомбардировщик — это новый, еще никем не созданный летательный аппарат, от конструкторов требовали почти невозможного – обеспечить скорость более 1.5 М и дальность полета более 10 000 километров, и это при высоком расходе топлива турбореактивными двигателями.
Для начала уменьшают экипаж, М-50 получает только штурмана и летчика. Их размещают друг за другом (тандемная схема). Управление самолетом и оборудованием максимально автоматизируют, обеспечив тем самым возможность уменьшенному экипажу полностью управлять самолетом. Резервное управление – гидромеханическое. Переход на ручной режим управления возможен на любом участке полета.
Управление двигателями – электродистанционное с 3-х кратным резервированием. Для обеспечения автоматического управления было дано задание советским разработчикам радиоэлектроники на ускоренную миниатюризацию существующей элементной базы (иначе преимущества автоматики сводились на «нет» весовыми характеристиками радиоэлектроники). С уменьшением веса связано предложение использования генераторов переменного 3-х фазного тока.
На борту М-50 устанавливают оборудование пилотажно-навигационного комплекса. В него вошли: радиостанция связи «Планета», радиостанция истребителя ультракоротковолновая РСИУ-3М и аварийная радиостанция «Кедр-С». Кроме того, в бортовое оборудование вошли устройство для переговоров СПУ-6, радиовысотомеры РВ-5/25, станция запроса-ответа, станция оповещений об облучении «Сирена-2» и т.д.
Полетные характеристики увеличиваются:
— диапазон скоростей – 270-2000 км/ч;
— высота полета до 16 километров;
— взлетная максимальная масса до 250 тонн (170 из которых топливо);
— возможность дозаправки в воздухе (две заправки на маршруте максимальной дальности).
— самолет получил хвостовое цельноповоротное оперение.
Для обеспечения безопасного перехода на сверхзвук предусмотрен плавающий центр тяжести, для регулировки которого используется перегон топлива в нужную сторону. Бортовая автосистема управления «АБСУ-50» — классического исполнения. Для обучения летчиков пилотированию нового самолета создали специальный аналоговый тренажер.

Однако с центром тяжести вышло не все «гладко». Для уменьшения неустойчивости увеличивают почти в два раза горизонтальное оперение. Установленный цельноповоротный киль помог конструкторам уменьшить его общую площадь, вес и аэродинамическое сопротивление, что способствовало устойчивости самолета при взлете/посадке, особенно при боковом ветре. Но конструкция планера все равно оставалась достаточно тяжелой и не вкладывалась в заданные параметры. Изготовление некоторых конструкционных элементов проводилось в СССР впервые, как пример – один из элементов весом в 4 тонны создавался из заготовки, весившей более 40 тонн.
Для снижения веса, топливными баками служили гермоотсеки крыла и фюзеляжа. Для ускорения взлета передняя стойка шасси поворотом тележки колес приподнимала переднюю часть самолета. Для уменьшения пробега при посадке использовали тормозные лыжи. В конструкции самолета широко использовали оборудование и агрегаты от реактивных бомбардировщиков М-4/6 (3М). Межконтинентальный сверхзвуковой бомбардировщик создавался как стратегическое средство доставки авиабомб на территорию противника, но уже в 1958 году было предложено устанавливать на него баллистические планирующие ракеты типа «45Б». К концу весны 1956 года конструкторы построили макетный образец и представили комиссии заказчика. За месяц работы комиссия пришла к неутешительным выводам:
— достижение заданной дальности на крейсерской скорости самолетом без дозаправки конструкторами не обеспечена;
— максимальная дальность (две дозаправки) обеспечена, однако дозаправка самолета осуществляется на малых скоростях и высотах, что неприемлемо (возможен перехват или уничтожение самолета противником);
— длина разбега при взлёте (3 километра) без дополнительных ускорителей не выдерживается;
— требования по самообороне самолета полностью не выполнены;
— Вывод: эскизный проект и макет не могут быть одобрены.
Конструкторы, после ряда совещаний со специалистами из некоторых НИИ, обращаются к заказчику, в лице главнокомандующего ВВС, с просьбой пересмотра некоторых требований техзадания:
— обязательная установка дополнительных ускорителей на самолет;
— минимальное число вооружения для обороны самолета;
— снижения дальности без дозаправки.
К осени 1956 года макет самолета утверждают, но двигатели для установки на борт самолета так пока и не были готовы. На опытный образец устанавливают турбореактивные двигатели ВД-7. Прогонку двигателей и систем на земле начали в 1959 году, после чего прототип М-50А отправили на базу ОКБ для доводки.
В 1958 году ОКБ под руководством В.Мясищева освобождают от проведения госиспытаний на самолете М-50. Два строящихся самолета с установленными двигателями М16 – 17 и ВД-7 переходят для испытаний модификации самолета М-50 — улучшенного М-52.
Конструкторы предложили несколько проектов развития самолета М-50:
— заправочный танкер для дозаправки сверхскоростных самолетов в воздухе на больших скоростях и высотах;
— М-50ЛЛ – летающая лаборатория для проведения исследований двигательных установок;
— М-51 – беспилотный самолет-носитель ядерных боеприпасов.
В 1959 году начались испытания прототипа. 27.10.1959 года М-50А впервые поднимается в небо. Установлены ТРД ВД-7. Для достижения необходимой тяги подкрыльевые двигатели получили форсажные камеры. Прототип не смог преодолеть скорость 1М (0.99 М). Всего прототип совершил два десятка вылетов, после чего в 1960 году работы по М-50 прекращаются в пользу М-52 – усовершенствованного варианта М-50.
В 1961 году принято решение продемонстрировать М-50 на Тушинском военном параде. Самолет еще 4 раза взлетал в тренировочных целях, после чего, последний раз взлетел в небо на параде в Тушино. После самолет передали в музей ВВС (Монино), где он и находится по сей день.
Модификации:
— М-50А – прототип. Единственный летающий из всех созданных самолетов. Бортовой номер 023, после парада присвоили номер 12;
— М-50 – базовый вариант стратегического бомбардировщика:
— М-52 – улучшенный вариант М-50. Одни самолет построили, но в небо он так и не поднялся;
— М-53 – проект самолета. Особенности – размещение всех двигателей в подкрыльевых гондолах;
— М-54 – проект самолета. Особенности – крыло с малой стреловидностью по задней кромке;
— М-56 – дальнейший вариант развития М-50. Техпроект начат в 1959 году. Особенности – 6 двигателей размещены в 2-х пакетах. Фиксирование горизонтального оперения и отказ от перекачки топлива для выравнивания центра тяжести. Предполагаемая максимальная скорость до 3.2 М;
— М-55 – гражданский вариант М-56. Существовали подварианты М-55 А/Б/В. Отличия — число устанавливаемых двигателей и пассажирских кресел;
— М-70 – модификация в пользу ВМФ. Особенности – для взлета/посадки использовалась гидролыжа, крыло стреловидного типа.
Основные характеристики летающего М-50А:
— крыло – 27.3 метра;
— длина – 58.4 метра;
— высота – 8.3 метра;
— вес пустой/топливо/макс – 78.8/66/118 тысяч килограмм;
— используемые двигатели – два ТРДФ ВД-7М и два ТРД ВД-7Б;
— скорость – 0.99 М;
— дальность полета – 3.1 тысячи километров (без дозаправки);
— высотный потолок – 5 километров;
— экипаж – пилот и штурман;
— полезная нагрузка – авиабомбы 5 000 килограмм.
Источники информации: