Уникальный самолет Ту-155 с водородным двигателем
Фото: Николай Евтюхов
15 апреля 1988 года самолет Ту-155 совершил первый полет (экипаж под руководством летчика-испытателя В.Севанакаева). Это была одна из глобальных программ советского времени по замене нефтяного углеводородного топлива альтернативным и экологически чистым.
Интерес к применению водорода в качестве топлива в авиации возник в середине 50х годов прошлого века, когда в ЦИАМ была выпущена научно-техническая справка с аргументацией замены керосина на водород.
Инициативу ЦИАМ активно поддержали сотрудники ЦАГИ. В дальнейшем, группа во главе с академиком Струминским предложила интересный вариант сопровождения самолета с водородным двигателем отдельным самолетом6заправщиком. В итоге появились комплексно- целевые программы (КЦП) "Холод-1", "Холод-2" и т.д. Одним из главных результатов упомянутых КЦП и стал первый полет летающей лаборатории самолета Ту-155, один из трех двигателей которого (хвостовой) был заменен на водородный двигатель НК-88.
Самолет Ту-155 прошел обширный комплекс испытаний, в ходе которых установлено 14 мировых рекордов, совершен международный перелет по маршруту Москва - Братислава (Чехословакия) - Ницца (Франция), Москва - Ганновер (ФРГ).
Как это было
Валерий Владимирович Архипов входил в состав экипажа из пяти человек того исторического полета Ту-155 в качестве ведущего инженера.Валерий Владимирович рассказывает, что перед полетом Генеральный конструктор опытно-конструкторского бюро по созданию двигателя НК-88, дважды Герой социалистического труда, генерал-лейтенант Николай Дмитриевич Кузнецов подошел к нему, посмотрел в глаза и четко сказал: "Тебе замены нет и у тебя нет права на ошибку. Посвяти этот полет тем, кого больше всего любишь". Легко сказать “нет права на ошибку”. А попробуй сохранить четкость мышления, когда у тебя за спиной емкость объёмом 17,5 куб. метров, частично заполненная жидким водородом.
На фото: экипаж самолета Ту-155 после завершения полного цикла испытаний при работе двигателя НК-88 на жидком азоте*
Весьма опасные последствия его возможных утечек должны нейтрализоваться азотом, ёмкость с которым разделяли кабину пилотов и эксплуатационно-топливный комплекс (ЭТК). ЭТК включал также и сложную систему управления, основной контроль за которой как раз и осуществлял В.В. Архипов в качестве ведущего инженера, а стало быть, и бортового руководителя полета.
При отрыве самолета от взлетной полосы Валерий Владимирович через самолетное переговорное устройство сделал заявление в открытом эфире о посвящении полета памяти майора Архипова (это заявление было зафиксировано службой внешней разведки США). По успешному завершению полета генерал обнял и поблагодарил бортового руководителя полета. Первый полёт завершился чуть раньше намеченного, для чего у бортового руководителя были веские доводы: в азотном отсеке датчики зафиксировали наличие азота, который должен был автоматически появиться при утечках водорода. Но причина была иная: азот поступал через баллонный вентиль, разгерметизировавшийся при осуществлении самолетом крена в обе стороны от оси. Это стало понятно только на земле.
Полет продолжался всего 21 минуту по малым кругам на разных высотах - не выше 600 м.
Командиром экипажа являлся опытный летчик-испытатель В.А. Севанькаев, вторым пилотом Герой Советского Союза А.И. Талалакин, а его дублером был В.В. Павлов. Функции бортинженера выполнял А.А. Криулин. В дальнейшем менялся состав экипажей по испытаниям как водородного двигателя НК-88, так и двигателя НК-89, работающего на сжиженном природном газе.
Общая наработка двигателей НК-88 и НК-89 в составе летающей лаборатории Ту-155 превысила 145 часов, включая время перелета из Москвы в Ниццу и обратно.
При совершении демонстрационного полета из Москвы в Ниццу и обратно одним из участников исторического события был академик РАН О.Н. Фаворский. Олег Николаевич (который никогда не сомневался и не сомневается в научно-технической и технологической безупречности реализации грандиозного проекта) позже отмечал: "Было слегка неуютно ощущать на высоте соседство столь необычного топлива, каким является сжиженный природный газ. Психологическое напряжение было достаточно устойчивым". Напротив, В.В. Архипов чувствовал себя, как рыба в воде: ведь у него за спиной все полеты с двигателями НК-88 и НК-89, особенно первый полет, наградивший его первой проседью, видимо тогда, когда он решительно (к недоумению первого пилота) отдавал команду на посадку.
По итогам огромной работы создателей летающей лаборатории Ту-155 выпущен в виде книги обобщающий труд «Внимание, газы. Криогенное топливо для авиации».
Эпиграф к книге принадлежит Зинаиде Гиппиус "Ничто не сбывается. А я верю. Везде разрушения. А я надеюсь".
Авторы (В.А. Андреев, В.Д. Борисов, В.Т. Климов, В.В. Малышев и В.Н. Орлов) этим эпиграфом еще раз подчеркивали свою оптимистическую позицию, причем с приведением следующих доводов:
"…Тема криогенных топлив вышла из моды. Бесценные наработки в этой области, как и во многих других, где российские специалисты занимали ведущие мировые позиции, могут быть безвозвратно утеряны. Но переход на новые альтернативные источники энергии являются жестокой необходимостью. Ученые могут ошибаться на 50 и даже на 100 лет, однако ископаемые топлива в какой-то момент будут исчерпаны. Потеря источников энергии такой же "конец света", как и любые другие глобальные катастрофы и беды. Та страна, ученые и специалисты которой первыми найдут оптимальное решение проблемы перехода на неисчерпаемые источники энергии, получит доминирующее положение в мире. Особенно это важно для России с учетом огромного населения, богатейших природных ресурсов, занимаемого географического положения, климатических зон и огромных расстояний".
Добавить к приведенному высказыванию нечего. Нынешнее время только подкрепляет прогноз о том, что необходимо быстрее обретать уверенность в спасительном назначении водорода и эту уверенность воплощать в мегапроектах, подобных криогенному самолету Ту-155.
Для справки: в 80-е годы в АНТК им. А.Н. Туполева был создан первый в мире самолет -летающая лаборатория Ту-155 (первоначальное обозначение ЛЛ Ту -154). Жидкий водород с его высокой удельной теплотворной способностью, втрое превосходящей углеводородные топлива, с исключительной экологической чистотой оказался чрезвычайно перспективен как горючее для различных двигателей.
Создание и летные испытания экспериментального самолета Ту-155 обогатили советскую науку. Был приобретен опыт проектирования систем, работающих на криогенных топливах, накоплен опыт в разработке технологических процессов изготовления таких систем, удалось освоить новое оборудование и новые технологические процессы.
Приобретенный опыт в создании и испытаниях самолета Ту-155 стал хорошей базой для будущего освоения технологий создания пассажирских и грузовых самолетов на криогенных видах топлива, а также основой для участия нашей страны в международном сотрудничестве в этой области. Кроме того, к 90-м годам удалось создать реальную внутриотраслевую и межотраслевую кооперацию различных предприятий по разработке авиационных криогенных систем.
* На фото представлен экипаж самолета Ту-155 после полного завершения цикла испытаний на жидком водороде - сверху вниз:
бортинженер-испытатель Кремлев Юрий Михайлович;
заслуженный летчик-испытатель Севанькаев Владимир Андреевич;
ведущий инженер-испытатель Архипов Валерий Владимирович;
бортинженер-испытатель Криулин Анатолий Александрович;
заслуженный летчик-испытатель Талалакин Андрей Иванович.
Статья подготовлена с использованием открытых источников.