М-55 «Геофизика» (по принятой в НАТО кодификации Mystic-B) – советский, а впоследствии российский высотный дозвуковой разведчик. Был спроектирован и построен по схеме цельнометаллического полумонококового высокоплана, нормальной аэродинамической схемы со свободнонесущим крылом. Со временем самолет стал использоваться исключительно в гражданских целях. Высотный самолет М-55 способен проводить исследования в стратосфере на высотах до 20 км., осуществляя мониторинг воздушной среды, суши, водных бассейнов, а также выступать ретранслятором для обеспечения радио- и телефонной связи. Также на базе М-55 была спроектирована система противоградовой защиты.
Высотный самолет М-55 «Геофизика» в состоянии находиться в исследовательском полете на протяжении более 6 часов и нести на своем борту до 1,5-2 тонн различного рода научной аппаратуры, которая обеспечивает как непосредственные измерения состава и параметров окружающей среды, так и дистанционные микрофизические и химические исследования на расстоянии до нескольких километров от борта самолета. При этом М-55 «Геофизика» обладаем уникальными высотными характеристиками, которые вместе с приличной грузоподъемностью позволили сделать самолет незаменимым при проведении разного рода исследований нижних слоев стратосферы Земли.
В свое время высотный самолет М-55 разрабатывался в интересах военных и был одним из наиболее таинственных и оригинальных советских летательных аппаратов (подтверждением этому является даже его кодовое натовское название – Mystic, что означает мистический, загадочный), однако уже более десяти лет он несет мирную службу, служа науке. Судьба данного самолета столь же необычна, сколь необычен его внешний вид. Созданный для войны он со временем превратился в средство по укреплению мира, а также развития международного сотрудничества. В настоящее время данный самолет используется учеными, представляющими различные страны мира, для выполнения высотных исследований атмосферы, а также решения экологических проблем Земли.
Самолет использовался в различных научных экспедициях, в том числе и в Латинской Америке. В Бразилии в рамках международной научной программы TROCCINOX самолет принял участие в серии экспериментов по исследованию высоких слоев атмосферы. Также в 1999 году самолет использовался для исследования атмосферы в высоких южных широтах, совершая полеты с территории Аргентины. Есть на счету высотного самолета М-55 «Геофизика» и полеты в тропики (серия экспериментов с базированием на Сейшелах в 1999 году), и экспедиции в Арктику (полеты с территории Швеции и Финляндии в 1996-1997 году и 2003 году соответственно). Самолет помимо участия в современных научных исследованиях стал причастен к установлению многих мировых авиационных рекордов.
создания и использования
История высотного самолета М-55 берет свое начало еще в далеком 1967 году, когда коллективу только что образованного в подмосковном Жуковском Экспериментального машиностроительного завода (ЭМЗ), возглавил которое патриарх советского авиастроения Владимир Мясищев, было предложено решить задачу по разработке средств для ведения эффективной борьбы с разного рода высотными автоматическими дрейфующими аэростатами. Такие аэростаты, начиная с 1950-х годов XX века, доставляли CCCР немало неприятностей: находясь в свободном дрейфе, они вторгались на советскую территорию и достаточно длительное время успешно вели свою шпионскую деятельность.
Борьба с такого рода аэростатами оказалась достаточно сложной: их малая скорость полета и большая высота дрейфа существенно затрудняли их перехват с помощью имевшихся тогда на вооружении войск ПВО СССР сверхзвуковых истребителей-перехватчиков. Представляли определенную проблему и достаточно крупные размеры аэростатов-шпионов, для их гарантированного поражения требовалось повредить значительную часть поверхности аэростата, что предъявляло достаточно высокие требования к боевым частям ракет и снарядам. Помимо этого, затруднителен был и сам процесс обнаружения подобных целей, которые имели достаточно низкую отражающую поверхность.
Для решения этой достаточно непростой задачи Владимир Мясищев предложил разработать проект специального высотного самолета, который был бы способен совершать полеты на большой высоте – до 23-25 км и мог нести на своем борту специальные электронно-оптические средства для обнаружения аэростатов противника, а также достаточной мощности подвижную артиллерийскую установку для их уничтожения. Учитывая специфику дальнейшего применения, самолет было решено оснастить высотной модификацией самого мощного на тот момент в СССР турбореактивного двигателя РД36-51, созданного в Рыбинском КБ моторостроения, а также крылом, обладающим очень большим удлинением (более 10). Двигатель созданный в РКБМ (сегодня НПО «Сатурн) был спроектирован под руководством П. А. Колесова и первоначально предназначался для советского сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144Д. Высотная модификация данного двигателя, которая была способна выдавать требуемую тягу на высоте более 20 000 метров, получила обозначение РД36-51 В.
Аэродинамическая компоновка создаваемого высотного истребителя аэростатов, который получил обозначение М-17, была выполнена по достаточно оригинальной двухблочной схеме. В центральной фюзеляжной гондоле самолета находилась кабина летчика, пушечная установка (за кабиной сверху), прицельно-навигационное оборудование, а также силовая установка с боковыми воздухозаборниками. Центральная фюзеляжная гондола заканчивалась соплом двигателя, расположенным на уровне задней кромки высокорасположенного крыла самолета. К консолям крыла примерно на 1/5 их полуразмаха прикреплялись хвостовые балки, которые были связаны между собой П-образным хвостовым оперением. Передняя опора шасси самолета убиралась в специальный отсек в центральной части фюзеляжа, а основные стойки шасси – в отсеки хвостовых балок.
К производству первой машины приступили только в 1974 году. К концу 1978 году первый летный экземпляр самолета был готов. Машину выкатили на заводской аэродром «Воротыновка». В маскировочных целях самолет был покрашен в цвета «Аэрофлота», а также получил гражданский регистрационный номер СССР-17100. К сожалению, первый же полет машины завершился трагически. 24 декабря 1978 года в условиях плохой видимости при заходе на второй круг самолет зацепился законцовкой крыла за невидимый в условиях пурги холм. В результате авиакатастрофы погиб летчик-испытатель Кир Чернобровкин.
В результате испытания сначала были отложены на 3,5 года, а потом попросту затянулись. При этом к середине 1980-х годов потребность в таких машинах сильно поубавилась. Проблема разведывательных аэростатов потеряла свою актуальность, так как они уже практически не залетали на территорию СССР. По этой причине было принято решение создать на базе М-17 высотный разведывательно-ударный комплекс, который бы состоял из наземного пункта управления и наведении, который бы обеспечивал целеуказание ударным самолётам и ракетам «земля-земля» и собственно самолёта-разведчика. В итоге модифицированный высотный самолет М-17РМ совершил свой первый полет 16 августа 1988 года. Данная машина вскоре получила название М-55 «Геофизика».
После развала СССР перед машиной были поставлены новые задачи. К этому моменту было принято решение о том, что самолет можно продемонстрировать публично. В итоге в 1992 году он принял участие в «Мосаэрошоу-92», а в следующем году в работе авиасалона МАКС-93. В ноябре 1993 года данный самолет впервые вылетел за границу, в Италию, где он принял участие в европейской научной конференции по исследованию Заполярья. Именно там открылась новая страница в биографии этих дозвуковых высотных машин, благодаря которой он и стал известен во всем мире.
Осенью 1993 года на самолете был выполнен ряд полетов с установлением международных авиационных рекордов. С 21 сентября по 4 октября 1993 года летчики-испытатели В. П. Бухтояров, В. В. Васенков, О. А. Щепетков установили 16 мировых рекордов скороподъемности и высоты. В частности ими были получены значения высоты полета в 21 360 метров с грузом в 1 и 2 тонны на борту, а также высоты горизонтального полета 21 340 м и времени набора высоты в 20 км (с 2 тоннами груза на борту) – 22 мин. 14 сек.
После полета в Италию было заключено соответствующего соглашения о научно-техническом сотрудничестве с итальянцами, после чего самолет был значительно доработан в соответствии с требованиями ученых. При этом создание, проверка и установка оборудования, которое смогло бы работать в негерметизированных отсеках самолета в условиях низких температур, было достаточно сложной задачей. Научное оборудование, установленное на самолете, включало в свой состав мощные и маломощные лидары для обнаружения полярных стратосферных облаков и аэрозолей, спектрометры для проведения дистанционного анализа химического состава атмосферы, а также комплекс аппаратуры, предназначенный для проведения измерений основных метеорологических параметров атмосферы на различных высотах в нижней стратосфере и тропосфере.
В октябре-ноябре 1996 года в Италии были проведены контрольно-тестовые испытания всей научной аппаратуры, которая была установлена на борту самолета М-55. Данная аппаратура была создана и произведена в России, Италии, Швейцарии и Германии, а также других странах участницах программы AirbornePolarExperiment (АРЕ). Первая научная экспедиция переоборудованного самолета проходила с декабря 1996 по январь 1997 года. В это время высотный самолет М-55 «Геофизика» принял участие в программе по исследованию атмосферы Арктики – APE-POLECAT. В это время самолет базировался на финском аэродроме «Санта Клаус» у города Рованиеми. Самолет был задействован для проведения серии научных экспериментов, во время которых ученые изучали озоновую дыру над Арктикой, гравитационные волны и полярные стратосферные облака. В рамках данных научных работ самолет провел в воздухе 45 часов, получив при помощи установленной на борту аппаратуры уникальные данные о составе и строении нижней стратосферы над арктической частью территории России, а также над различными районами Скандинавии.
Ученое сообщество было довольно привлечением к своим исследованиям российского самолета «Геофизика». Ни один другой летательный аппарат на Земле не был способен осуществлять длительные полеты в стратосфере на высоте более 20 км., принимая при этом на борт до 2 тонн различной научной аппаратуры. Именно уникальные возможности самолета открыли для него долгое научное будущее.
Тактико-технические характеристики М-55 «Геофизика»:
Размеры: размах крыла – 37,46 м., длина – 22,67 м., высота – 4,83 м.
Площадь крыла – 131,6 кв. м.
Масса самолета нормальная взлетная – 23 400 кг.
Тип двигателя – 2 ТРДД Д-30-10В, тягой по 9 000 кгс каждый.
Максимальная скорость – 743 км/ч.
Практическая дальность полета – 1 315 км.
Перегоночная дальность – 5 000 км.
Практический потолок – 21 550 м.
Экипаж – 1 человек.
Источники информации:
-http://www.airwar.ru/enc/spy/m55.html
-http://www.arms-expo.ru/049049056055124054056054057.html
- http://ru.wikipedia.org/wiki
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.
Перед отправкой в очередную экспедицию по исследованию атмосферы в ангаре предприятия тщательно проверяется работоспособность всех систем.
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.
«Чистого крыла» больше нет: на консолях размещены пилоны для крепления метеорологических сенсоров. На такой пилон их крепится до трех штук.
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.
Самолету приходится работать порой в экстремальных климатических условиях. В полете над Сейшелами (высота 17 000 м) была зафиксирована температура -92 градуса.
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.
Фото сделано в одной из международных экспедиций по исследованию атмосферы. Как видно, в работу таких экспедиций вовлечено множество исследователей, работающих с большим количеством приборов и сенсоров.
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).
Длина: 27.67 м // Размах крыла: 37.46 м // Высота: 4.83 м // Масса пустого: 14 000 кг // Нормальная взлетная масса: 23 400 кг // Максимальная скорость на высоте 20 000 м: 743 км/ч // Максимальная скорость на высоте 5000 м: 332 км/ч // Крейсерская скорость: 0.7 м // Продолжительность полета на 17 000 м: 6.5 ч.
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.
«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.
М-55 «Геофизика» (по кодификации НАТО: Mystic-B) - дальнейшее развитие и конверсия советского высотного дозвукового самолета М-17 «Стратосфера» (по кодификации НАТО: Mystic-A) .Построен по схеме цельнометаллического полумонококового высокоплана со свободнонесущим крылом нормальной аэродинамической схемы.
Взглянем на него и на земле и в воздухе. Когда теперь такую красоту увидим.
001/04 СССР-17401 М-17 foto Эксплуатантом являлось ОКБ Мясищева. Имел цветовую схему Аэрофлота. Произведен в 1985 году. Доставлен речным путем в Жуковский. Собран на ЭМЗ. Имел поисково-прицельную станцию и пушку. 20 марта 1985 года совершил первый полет (летчик В.В. Архипенко). Во время пятого испытательного полета совершил аварийную посадку на запасном аэродроме из-за отказа демпфера курса. В 1985 году участвовал на смотре авиационной техники на а/д Мачулищи в Белоруссии. В 1985-1987 годах совершил 51 испытательный полет, в том числе в ГК НИИ ВВС по программе Госиспытаний. Проходил боевые стрельбы - было сбито 9 аэростатов на высоте 17-21 км. Проходил испытания и иследования пилотажного комплекса ПК-17, прочностных характеристик планера и вибронагрузок, определения загазованности, доводки САУ. Весной 1990 года установил 25 мировых рекордов высоты, скорости и скороподъемности в подклассе С-11. 28 марта 1990 года поднялся на высоту 21880 метров и совершил там горизонтальный полет (летчик В.В. Архипенко). 6 апреля 1990 года поднялся на высоту 20000 метров за 21 минуту 58 секунд (летчик В.В. Архипенко). 18 апреля 1990 года пролетел по замкнутому 500-км маршруту со средней скоростью 734 км/ч (летчик В.В. Архипенко). 19 апреля 1990 года поднял 2 тонны груза на 12000 метров за 8 минут 44,8 секунды (летчик О.Г. Смирнов). 3 мая 1990 года поднял 2 тонны груза на 15000 метров за 12 минут 54 секунды (летчик Н.Н. Генералов). В декабре 1990 года участвовал в программе "Глобальный резерв озона" для изучения состояния ознового слоя над Москвой. foto Последний полет совершил в 1992 году по маршруту Жуковский-Чкаловская. Позже передан в музей ВВС в Монино. Впервые замечен в августе 1995 года. Во время транспортировки получил серьезные повреждения. До 2004 года находился в основной экспозиции музея ВВС в Монино с разрушенным (оторванным) хвостовым оперением. В августе 2004 года помещен в остойник музея ВВС в Монино. Сильно разрушен вандалами. В настоящее время находится в отстойнике музея ВВС в Монино.
Фото 44.
Фото 45.
Фото 46.
Фото 47.
Фото 48.
Фото 49.
Фото 50.
Фото 51.
Фото 52.
Фото 53.
все машины по теме 55 (55.2) выпущены СмАЗом. Всего было построено 5 машин, в т.ч. 4 летных и одна статическая. Заложены еще 5 серийных, но не достроены. Список:
1. СССР/РФ-01552 - первый опытный, облет 16.08.1988, Эдуард Чельцов. Потерян в катастрофе 29 мая 1995 в Жуковском (погиб Э.Чельцов; вероятная причина - потеря летчиком сознания)
2. Экз. для стат.испытаний
3. РФ-55203 - второй летный (летал по программе ГСИ)
4. РФ-55204 - третий летный (летал по научной программе)
5. РФ-55205 - четвертый летный. Потерян в аварии 13.11.1998 в Ахтубинске, В.Бухтояров катапультировался (причина, по словам бывшего генконструктора ЭМЗ, ошибка летчика - вывод за пределы экспл.ограничений)
В 1994 г. на СмАЗе было заложено 5 серийных самолетов, но ни один из них до сих пор так и не достроен, хотя планеры двух из них были практически готовы к 1999 г., но не укомплектованы двигателями и оборудованием. После аварии 55205 решили таки достроить одну серийную для продолжения ГСИ, начатых в 1998 году (в них осталась только одна машина - 55203), да так и не достроили...
В итоге, на сегодня имеется всего две летных машины: 55204 (время от времени летает по научным программам по всему миру) и 55203 - формально принадлежит военным, но, похоже, ГСИ на ней давно уже заглохли...
Технические характеристики М-55 М-17 Экипаж: 1 пилот Длина: 22,67 м 22,27 Размах крыла: 37,46 м 40,32 Высота: 4,83 м 4,87 Площадь крыла: 131,6 м² 137,7 Профиль крыла: П-173-9 База шасси: 5,735 м 5,618 Колея шасси: 6,6 м Масса пустого: 14 000 кг 13790 Нормальная взлётная масса: 23 400 кг 18400 Масса топлива во внутренних баках: 7900 кг Масса полезной нагрузки: 1500 кг Силовая установка: 2 × ТРДД Д-30-10В 1 × ТРД РД-36-51В Тяга: 2 × 88,26 кН (9 000 кгс) (номинальная) 1 × 58,84 кН (6000 кгс) (номинальная) взлётная: 2 × 186,3 кН (19000 кгс) 1 × 117,7 кН (12000 кгс) на высоте 21000 м: 2 × 6,57 кН (670 кгс) 1 × 5,88 кН (600 кгс) Максимальная скорость: на высоте 20000 м: 743 км/ч на высоте 5000 м: 332 км/ч Крейсерская скорость: 0,7 М Скорость отрыва: 175 км/ч Посадочная скорость: 188 км/ч (при посадочной массе 23400 кг) 188 км/ч (при посадочной массе 16300 кг) Практическая дальность: 1 220 км максимальная дальность полёта на потолке: 1 315 км (с высоты 20250 м до 20620 м) максимальная дальность полёта на 17000 м: 5 000 км Продолжительность полёта на потолке: 2 ч 14 мин Продолжительность полёта на 17000 м: 6,5 ч Время патрулирования: 48 мин Практический потолок: 21 550 м Время набора высоты потолка: 35 мин Длина разбега: 340 м Длина пробега: 875 м 950 Аэродинамическое качество: ~30 (планирование с выключенным двигателем)
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 обычное трёхстоечное 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 лётный 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.
Самолёт Объединённой авиастроительной корпорации М-55 «Геофизика» примет участие в исследованиях глобального изменения климата Земли в рамках совместного проекта с Комиссией Совета Европы.
Полёты в рамках проекта были проведены в январе 2016 г. в Швеции. Основные часть научной экспедиции начнется 1 июля и должна завершиться 30 сентября 2016 г. Самолёт будет базироваться в Индии и Таиланде. Всего запланировано совершить около до 20 научных полётов (продолжительностью до 4 часов) и несколько полётов для настройки размещенной на борту летающей лаборатории измерительной аппаратуры.
Полученная в ходе полётов М-55 над акваторией Индийского океана информация позволит создать модель атмосферы Земли и спрогнозировать климатические изменения на десятилетие вперёд.
В течение почти двадцати лет Комиссия Совета Европы, которая является правительством Европейского союза, проводит глобальные исследования по изменению климата на Земле.
В этих работах задействованы сотни специалистов из десятков европейских институтов. Изучается состав атмосферы и его изменение, содержание различных химических элементов, строятся прогнозы изменения климата на основе создаваемых математических моделей. Ключевая роль в исследованиях принадлежит российскому самолёту М-55 «Геофизика».
История высотного самолёта М-55 берёт своё начало ещё в далеком 1967 году, когда коллективу только что образованного в подмосковном Жуковском Экспериментального машиностроительного завода (ЭМЗ), возглавил которое патриарх советского авиастроения Владимир Мясищев, было предложено решить задачу по разработке средств для ведения эффективной борьбы с разного рода высотными автоматическими дрейфующими аэростатами. Такие аэростаты, начиная с 1950-х годов XX века, доставляли CCCР немало неприятностей: находясь в свободном дрейфе, они вторгались на советскую территорию и достаточно длительное время успешно вели свою шпионскую деятельность.
Борьба с такого рода аэростатами оказалась достаточно сложной: их малая скорость полёта и большая высота дрейфа существенно затрудняли их перехват с помощью имевшихся тогда на вооружении войск ПВО СССР сверхзвуковых истребителей-перехватчиков. Представляли определенную проблему и достаточно крупные размеры аэростатов-шпионов, для их гарантированного поражения требовалось повредить значительную часть поверхности аэростата, что предъявляло достаточно высокие требования к боевым частям ракет и снарядам. Помимо этого, затруднителен был и сам процесс обнаружения подобных целей, которые имели достаточно низкую отражающую поверхность.
Для решения этой достаточно непростой задачи Владимир Мясищев предложил разработать проект специального высотного самолёта, который был бы способен совершать полёты на большой высоте – до 23-25 км и мог нести на своём борту специальные электронно-оптические средства для обнаружения аэростатов противника, а также достаточной мощности подвижную артиллерийскую установку для их уничтожения. Учитывая специфику дальнейшего применения, самолёт было решено оснастить высотной модификацией самого мощного на тот момент в СССР турбореактивного двигателя РД36-51, созданного в Рыбинском КБ моторостроения, а также крылом, обладающим очень большим удлинением (более 10). Двигатель созданный в РКБМ (сегодня НПО «Сатурн) был спроектирован под руководством П. А. Колесова и первоначально предназначался для советского сверхзвукового пассажирского самолёта Ту-144Д. Высотная модификация данного двигателя, которая была способна выдавать требуемую тягу на высоте более 20 000 метров, получила обозначение РД36-51 В.
Аэродинамическая компоновка создаваемого высотного истребителя аэростатов, который получил обозначение М-17, была выполнена по достаточно оригинальной двухблочной схеме. В центральной фюзеляжной гондоле самолёта находилась кабина лётчика, пушечная установка (за кабиной сверху), прицельно-навигационное оборудование, а также силовая установка с боковыми воздухозаборниками. Центральная фюзеляжная гондола заканчивалась соплом двигателя, расположенным на уровне задней кромки высокорасположенного крыла самолёта. К консолям крыла примерно на 1/5 их полуразмаха прикреплялись хвостовые балки, которые были связаны между собой П-образным хвостовым оперением. Передняя опора шасси самолёта убиралась в специальный отсек в центральной части фюзеляжа, а основные стойки шасси – в отсеки хвостовых балок.
К производству первой машины приступили только в 1974 году. К концу 1978 года первый лётный экземпляр самолёта был готов. Машину выкатили на заводской аэродром «Воротыновка». В маскировочных целях самолёт был покрашен в цвета «Аэрофлота», а также получил гражданский регистрационный номер СССР-17100. К сожалению, первый же полёт машины завершился трагически. 24 декабря 1978 года в условиях плохой видимости при заходе на второй круг самолёт зацепился законцовкой крыла за невидимый в условиях пурги холм. В результате авиакатастрофы погиб лётчик-испытатель Кир Чернобровкин.
В результате испытания сначала были отложены на 3,5 года, а потом попросту затянулись. При этом к середине 1980-х годов потребность в таких машинах сильно поубавилась. Проблема разведывательных аэростатов потеряла свою актуальность, так как они уже практически не залетали на территорию СССР. По этой причине было принято решение создать на базе М-17 высотный разведывательно-ударный комплекс, который бы состоял из наземного пункта управления и наведении и обеспечивал целеуказание ударным самолётам и ракетам «земля-земля» и собственно самолёта-разведчика. В итоге модифицированный высотный самолёт М-17РМ совершил свой первый полёт 16 августа 1988 года. Опытный образец № 00-004 самолёта М-17РМ стал самолётом-лабораторией М-55 «Геофизика».
В конце 80-х годов необходимый объём испытаний прошёл высотный двигатель Д-30В12, разработанный ОАО «Авиадвигатель» (г. Пермь). Именно этот двигатель и установлен на самолёте М-55.
В 1993 году состоялся показ самолёта европейским ученым в Риме, в 1995-м подписан контракт на создание самолёта-лаборатории, а в декабре 1996-го - январе 1997-го выполнены первые исследовательские полёты с «аэродрома Санта Клауса» финского города Рованиеми.
М-55 «Геофизика», разработанный «ОАО Экспериментальный машиностроительный завод им. В. М. Мясищева», способен выполнять горизонтальный полёт на высотах до 21 километра (рекорд - 21 540 м) с 2 000 кг полезной нагрузки и продолжительностью полёта до 6 часов. По эксплуатационным показателям самолёт не имеет особенностей и обслуживается на стандартных аэродромах. Этим он выгодно отличается от американского аналога U-2R (TR-1), который использует уникальное авиатопливо, а при посадке необходим лётчик-корректировщик и два мощных автомобиля, которые в движении должны установить подкрыльные стойки шасси.
М-55 идеально подходит для самых разных целей: стратегической военной разведки и сдерживания (современная аппаратура позволяет машине фиксировать происходящее на удалении до 400 км), мониторинга состава атмосферы и активного воздействия на неё, дистанционного зондирования Земли на больших площадях, астрофизических исследований и астрономических наблюдений (высота полёта снижает атмосферные искажения), испытания всех видов приборов будущих космических аппаратов и валидации спутниковых измерений, как высотная телекоммуникационная платформа для развёртывания систем связи в условиях чрезвычайных ситуаций и катастроф.
За прошедшие годы самолёт М-55 «Геофизика» принял участие в ряде крупных европейских проектов - выполнены научно-исследовательские полёты над Арктикой из заполярного шведского города Кируна (с посадкой на острове Шпицберген), над Антарктидой с острова Огненная Земля, над Индийским океаном с Сейшельских островов, над австралийским континентом из Дарвина, над африканским континентом из Уагодуги (Буркино Фасо), над континентальной частью Бразилии из Арасатубы.
«Именно в этих регионах происходит наиболее активное формирование воздушных масс, которые затем переносятся в другие части света, - говорит главный инженер ЭМЗ им. Мясищева Геннадий Беляев. - Постоянный мониторинг и сопоставление данных позволяет сформировать математическую модель атмосферы Земли, проводить её корректировку и создавать глобальные прогнозы по изменению климата».
Продолжительность экспедиции составляет от 20 дней до 2-х месяцев. За это время самолёт выполняет до 15 полётов, на борту может быть установлено до 28 приборов в различной комбинации, масса которых колеблется от 12 кг до 398 кг.
«Каждый полёт уникальный, идёт подготовка и самолёта, и всего бортового научного комплекса. Количество участников международной экспедиции, например в Австралии, достигало 120 человек, которые представляли 48 научных организаций и институтов мира. Иногда полёты дают неожиданные результаты. Над Индийским океаном на высоте 16 км в тропопаузе была зафиксирована рекордно низкая для атмосферы Земли температура - минус 91,8 °С, которую и самолёт, и его системы выдержали», - говорит Беляев.
Эксплуатация высотного самолёта имеет и некоторую специфику. «Размах крыла у нашего одноместного самолёта 37,5 м, как у Ту-154. Самолёт обладает очень хорошими аэродинамическими характеристиками, поэтому для поддержания скорости при снижении на высотах 17−18 км лётчик выпускает и тормозные щитки, и шасси. Для повышения весовой отдачи, что критично для высотного самолёта, конструкторы спроектировали непропорционально маленькие тормоза и колёса.
Во время посадки колёса шасси нагреваются, и для их охлаждения при положительных температурах необходимо 150−200 литров воды. Для этих целей проще всего использовать пожарную машину. Поначалу руководство аэродромов напряженно относилось к нашим просьбам о пожарной машине: это что же за самолёт, которому при посадке нужны пожарные. Но один раз и нам пришлось поволноваться. При полётах на Сейшельских островах к заходящей на посадку «Геофизике» под вой сирен направилась целая колонна пожарных машин. Наступила наша очередь беспокоиться: неужели с самолётом случилось что-то, о чём мы не знаем. Но руководство аэропорт успокоило - нашу специфику посадки использовали для организации учений. Каждый расчёт вылил на шасси по нескольку литров воды, после чего брандмейстеры уехали», - рассказывает Беляев.
Совместные работы специалисты фирмы Мясищева проводят и с европейским космическим агентством ESA. «Геофизика» может «забираться» на высоты, где давление атмосферы составляет 40 мм рт. ст., а температура в негерметичных отсеках минус 60 °С. Эти условия являются идеальными для тестирования приборов будущих космических аппаратов.
Важным элементом отработки спутниковой аппаратуры является и валидация спутниковых данных. Один и тот же прибор проводит измерения со спутника и с борта самолёта, а затем эти данные сличаются. Так, в Бразилии «Геофизика » участвовала в эксперименте по валидации данных европейского спутника ENVICAT. В воздухе была построена «этажерка», где на высоте 790 км находился спутник ENVICAT, на 19 км - российский М-55 «Геофизика», на 12 км - немецкий самолёт-лаборатория F-20 Falcon, а на 2,8 км - бразильский самолёт-лаборатория Bandeirante.
