Ту-85 (по кодификации НАТО: Barge — «Баржа») — экспериментальный советский межконтинентальный стратегический бомбардировщик. В его основе лежал увеличенный в размере Ту-4.
Сразу же после создания Ту-4 в 1947 году начались работы по его совершенствованию, поскольку его дальность была недостаточна для налётов на США — главного «вероятного противника». В итоге появились самолёты Ту-80 и Ту-85.
Первый полёт Ту-85 совершил 9 января 1951 года под командованием А. Д. Перелёта. Для самолёта проектировалось два разных поршневых двигателя — воздушного охлаждения АШ-2ТК и жидкостного охлаждения ВД-4К, а также, в перспективе, первый советский турбовинтовой двигатель ВК-2 разработки ОКБ Владимира Климова. По итогам испытаний на «летающих лабораториях» предпочтение было отдано двигателям ВД-4К.
Однако начавшаяся Корейская война, в ходе которой советские МиГ-15 успешно сбивали американские B-29, показала бесперспективность поршневых самолётов для военного применения, так что дальнейшие работы по этому самолёту были прекращены. Ту-85 стал последним в мире тяжёлым поршневым бомбардировщиком. Вскоре флагманом советской бомбардировочной авиации стал турбовинтовой Ту-95, в котором, однако, использовались многие решения, испытанные на Ту-85.
История создания Созданию межконтинентального стратегического бомбардировщика Ту-85 (самолёт «85») предшествовала программа создания тяжёлого бомбардировщика дальнего действия Ту-80 (самолёт «80») — глубокая модернизация серийного Ту-4 в направлении увеличения взлётной массы и увеличения дальности полёта, путём увеличения запаса топлива и улучшения аэродинамики. Опытный самолёт «80» явился советским ответом на создание и запуск в серию американского бомбардировщика B-50 — глубокой модернизации В-29. Ту-80 был построен в опытном экземпляре, его расчётная дальность достигала 8200 км, превышая на 30÷35 % дальность Ту-4. Однако, с учётом успешного завершения разработки американского межконтинентального бомбардировщика В-36 (поступил на вооружение ВВС США в 1949 году) заявленные лётно-технические данные Ту-80 перестали в полной мере удовлетворять ВВС. Назревала острая необходимость в ответ на В-36 создать советский бомбардировщик с межконтинентальной дальностью полёта. Аэродинамические характеристики и параметры силовой установки Ту-80 не обеспечивали межконтинентальную дальность, достаточную для возвращения на советскую базу после нанесения ответного ядерного удара по территории США. В этой связи, программа испытаний, доводки и серийного производства Ту-80 была приостановлена, и ОКБ-156 А. Н. Туполева совместно с ЦАГИ, сосредоточили усилия на осуществление программы создания бомбардировщика по проекту «85» с межконтинентальной дальностью полёта.
В 1948 году ОКБ-156 А. Н. Туполева, в инициативном порядке (до получения официального задания от ВВС) приступило к исследованию возможности создания оптимальной базовой конструкции перспективного дальнего и сверхдальнего бомбардировщика, по аналогии с американскими В-50А и его проектным вариантом В-54. Такая концепция, по сравнению с разработкой проекта аналогичного В-36, требовала значительно меньших затрат для осуществления. Первоначальный проект под внутренним обозначением «487», представлял собой в значительной степени дальнейшее развитие бомбардировщика проекта «80», с использованием проработок бригады общих видов Б. М. Кондорского 1947÷1948 гг., в направлении повышения лётно-тактических данных, с использованием существующих поршневых мощных высотных моторов: АШ-2ТК, ВД-3ТК, М-35, М-501, М-51, ВК-2. Проект «487» разрабатывался в двух вариантах: самолёт для дальних стратегических операций и самолёт для сверхдальних операций, отличавшийся в основным увеличенным размахом крыла, за счёт пристыковки новых отъёмных консолей крыла и увеличенной взлётной массой, в основном за счёт увеличения запаса топлива.
Летом 1948 г. были определены предварительные геометрические параметры вариантов самолёта проекта «487»: — длина самолёта — 35,2 м; — размах крыла для дальнего варианта — 44,94 м; — размах крыла для сверхдальнего варианта — 53,0 м; — площадь крыла для дальнего варианта — 202,5 м²; — площадь крыла для сверхдальнего варианта — 221,0 м²;
Проведенные расчёты лётных характеристик для каждого из вариантов, с использованием различных типов двигателей, показали, что сверхдальний вариант «487» с наилучшими по удельным параметрам двигателями АШ-2ТК или ВД-3ТК — не обеспечивает межконтинентальную дальность — необходимую для возвращения на советскую базу после нанесения ответного бомбового удара по территории США.
В сентябре-октябре 1948 года в ОКБ-156 был проработан вариант проекта «487» с увеличенным размахом и площадью крыла, с небольшой стреловидностью крыла, для обеспечения приемлемого диапазона изменения центровок, с ниже следующими проектными параметрами:
Параметры: Дальний вариант Сверхдальний вариант Длина самолёта, м 35,2 35,2 Размах крыла, м 47,2 56,0 Площадь крыла, м² 209,8 240 Удлинение крыла 10,6 13,1 Взлётная масса 90881 98181 Масса пустого самолёта 45591 47091 Бомбовая нагрузка, кг 5000 5000 Полётный запас топлива, кг 36000 42000
Но этот вариант и последующие этапные проектные варианты при заданных аэродинамических характеристиках крыла и заданных двигателях (АШ-2ТК или ВД-3ТК) не обеспечивали бомбардировщику требуемой межконтинентальной дальности полёта. В этой связи пришлось отказаться от унификации на базе предшествующего проекта «80» и перейти к разработке только сверхдальнего варианта — проект «85», с качественно иной аэродинамической компоновкой крыла, обеспечивающей значительное увеличение максимального аэродинамического качества Кмах на крейсерском режиме полёта, с использованием новых более мощных и более экономичных двигателей. [АК 1997-07(17)]
С 1948 года в аэродинамических трубах ЦАГИ Т-101 и Т-102, было проведено большое количество продувок различных моделей самолёта «85».
В конце 1948 года ЦАГИ, по результатам сравнительных продувок в аэродинамических трубах Т-101 и Т-102, двух моделей: «М-85» и «М-64/85» (модель самолета «85» с крылом проекта «64» с мотогондолами для моторов АШ-2К) предоставил ОКБ-156 А. Н. Туполева исходные данные для аэродинамического расчета и предварительной оценки устойчивости и управляемости самолёта «85». В дальнейшем, в период 1949÷1951 гг., ЦАГИ провёл аэродинамические исследования проектных моделей самолёта «85» по оценке эффективности вариантов механизации крыла (закрылков), устойчивости и управляемости самолета на различных режимах полёта. В результате предварительных совместных исследований ЦАГИ и ОКБ-156, для самолета «85» удалось спроектировать прямое крыло большого относительного удлинения (λ = 11,75), имеющее принципиально новую (кессонную) конструктивно-силовую схему и аэродинамическую компоновку с использованием ламинизированных аэродинамических профилей. В результате обеспечивалось: максимальное аэродинамическое качество крыла Кmax = 28,6 (у Ту-4 Кmax = 26,5), максимальное аэродинамическое качество самолёта Кmax = 19,5 (у Ту-4 Кmax = 17) которое сохранялось до скорости полёта, соответствующей числу М = 0,6. Крыло самолёта «85» по своим аэродинамическим характеристикам явилось наилучшим среди прямых крыльев большого удлинения, в мировой практике самолётостроения[И1_120916][АК 1997-07(20)].
В январе 1949 г. вышло первое Постановление СМ СССР по официальному проекту сверхдальнего самолёта-бомбардировщика «85» и двигателям для него, хотя работы в ОКБ А. Н. Туполева и в смежных с ним организациях и предприятиях, как видно из выше изложенного, шли начиная с 1948 г.
Для реализации проекта «85», в первую очередь требовались новые высотные двигатели — более мощные, надёжные и экономичные.
Для определения оптимальных параметров силовой установки для проекта «85», ОКБ-156 А. Н. Туполева совместно с ЦАГИ и ЦИАМ провели объёмную исследовательскую работу рассматривая варианты силовых установок с различными имеющимися поршневыми двигателями. В результате была выбрана комбинированная схема двигателя (сочетание поршневого двигателя с турбиной постоянного давления с реактивным соплом и импульсных турбин, использующих кинетическую энергию выхлопных газов), обеспечивающая, по сравнению с автономным поршневым двигателем, снижение удельного расхода топлива с Се = 240÷270 г/л. с.час, до Се = 155÷170 г/л. с.час. Для разработки необходимого комбинированного двигателя на конкурсной основе, были привлечены две независимые моторостроительные организации: ОКБ-36 (главный конструктор — В. А. Добрынин) и ОКБ-19 (главный конструктор — А. Д. Швецов).
В ОКБ-156 разработка проекта «85», на всех этапах, велась в трёх основных направлениях: проектирование силовой установки для комбинированных двигателей большой мощности, а так же для перспективных турбовинтовых двигателей ещё большей мощности; проектирование аэродинамически совершенного крыла большого удлинения и оптимизация его конструктивно-силовой схемы для уменьшения относительной массы конструкции.
В январе 1949 г. моторостроительные ОКБ-36 В. А. Добрынина и ОКБ-19 А. Д. Швецова внесли на рассмотрение руководства МАП технические предложения по созданию поршневых-комбинированных двигателей большой мощности, соответствующих требованиям проекта «85». ОКБ-36 предложило проект комбинированного двигателя водяного охлаждения М-253К, взлётной мощностью 4300 э.л. с. и удельным расходом топлива Се = 0,185…0,195 кг/л. с.ч.) — на базе мотора М-251ТК. ОКБ-19 предложило проект комбинированного двигателя воздушного охлаждения АШ-2К, взлётной мощностью 4700 э.л. с. — на базе мотора АШ-2ТК.[АДТИ 2003 г.][И2_120916]
С конца июля 1949 г. в цехах завода № 156 начало разворачиваться производство первого опытного самолёта «85/1», параллельно, в производство были запущены агрегаты планера самолёта «85» для статических испытаний: носовая и хвостовая части фюзеляжа, крыло и хвостовое оперение. [АК 1997-07(27)]
16 сентября 1949 г. вышло Постановление СМ СССР № 3929-1608 о постройке дальнего четырёхмоторного бомбардировщика «85» с двигателями АШ-2К или М-253К (ВД-4К), с беспосадочной дальностью полёта — 12000 км. Этим же Постановлением моторостроительным ОКБ-19 и ОКБ-36 поручалось, при весьма коротком сроке исполнения, создать выше указанные комбинированные двигатели с заявленными характеристиками. Это Постановление подтверждал Приказ МАП № 740, от 19.09.1949 г. В этих документах оговаривался срок сдачи первого экземпляра самолёта на Заводские лётные испытания Государственной комиссии — в декабре 1950 г., окончание испытаний — в августе 1951 г. Самолёт «85» признан одним из наиважнейших в программе МАП, поэтому для контроля за его проектированием, испытаниями и доводками предусматривалось создание специальных Государственных комиссий из представителей ВВС и промышленности.[АК 1997-07(26)]
В проекте «85», ОКБ-156 А. Н. Туполева делало ставку на двигатели АШ-2К, так как его заявленные данные были выше чем у ВД-4К, рассматриваемого в качестве резервного варианта. Поэтому на этапе рабочего проектирования конструкторская и технологическая документация разрабатывалась с учётом обеспечения возможности установки на самолёт обоих типов двигателей. [И2_120916]
В третьем квартале 1949 г. ОКБ-156 завершило рабочее проектирование самолёта "«85» и подготовило все рабочие чертежи на его производство в цехах опытного завода № 156, как "заказ 851″. [И2_120916]