Стратегический реактивный бомбардировщик М-4

Самолет М-4 - первый серийный советский реактивный дозвуковой стратегический бомбардировщик, разработанный ОКБ Владимира Михайловича Мясищева. Проектирование самолета М-4 велось на конкурсной основе одновременно с проектированием турбовинтового стратегического бомбардировщика Ту-95 ОКБ Андрея Николаевича Туполева. Эти самолеты должны были быть ответом американскому стратегическому бомбардировщику Б-52 фирмы "Боинг". В серийное производство и на вооружение Дальней Авиации ВВС СССР были приняты обе машины, которые в течение всего периода доводки и модернизации конкурировали, а практически подстраховывали и дополняли друг друга в обеспечении ядерного паритета со стороны СССР. Сейчас такое решение кажется трудоемким и финансово очень затратным, но в то время оказалось правильным и дало быстрый результат. Самолет М-4 превосходил Ту-95 по скорости на всех режимах, включая полет на предельно малой высоте, по величине бомбовой нагрузки, обладал меньшей акустической и радиолокационной заметностью, но уступал ему в дальности полета по причине большого расхода топлива реактивных двигателей марки АМ-3.

В 1946 году ОКБ Владимира Михайловича Мясищева с подачи Андрея Николаевича Туполева и Сергея Владимировича Ильюшина было расформировано с мотивировкой - по экономическим соображениям. Помещения и производственную базу передали Ильюшину, а специалистов из ОКБ и завода распределили по авиационным предприятиям. Подходящей должности для Владимира Михайловича Мясищева не нашлось и он устроился на работу в МАИ (Московский авиационный институт), первоначально в должности декана самолетостроительного факультета, а затем заведующим кафедрой самолетостроения. Стремясь возвратиться к конструкторской работе, Владимир Михайлович Мясищев предложил составить "План научно-исследовательских работ МАИ совместно с ЦАГИ (Центральный аэро-гидродинамический институт) по перспективным вопросам самолетостроения". В 1948 году в МАИ и ЦАГИ приступили к первым наработкам по теме скоростного дальнего бомбардировщика. В течение двух лет Владимир Михайлович Мясищев и авиационный инженер Георгий Николаевич Назаров ввели эту тему в научно-исследовательские работы кафедры самолетостроения, аспирантов и студентов МАИ. Инициативные проработки скоростного дальнего бомбардировщика на кафедре самолетостроения МАИ велись поэтапно. Были рассмотрены многие варианты аэродинамической компоновки, объемно - весовой и конструктивно - силовой схем самолетов подобного и других классов. Предварительный проект бомбардировщика разрабатывался в МАИ в качестве инициативного технического предложения и представлял собой цельнометаллический свободнонесущий моноплан, нормальной аэродинамической схемы со стреловидным, высоко расположенным крылом большого удлинения, со стреловидным, однокилевым хвостовым оперением. Шасси велосипедного типа. Силовая установка состояла из четырех турбореактивных двигателей АМ-3, расположенных в обтекаемых гондолах по два в крыле в месте стыковки с фюзеляжем. Крыло по передней и задней кромкам имело переменную стреловидность. В начале 1950 года на заседании НТС ЦАГИ были заслушаны доклады Владимира Михайловича Мясищева и Георгия Николаевича Назарова по результатам исследований стратегического бомбардировщика. Доклады иллюстрировали выполненные исследовательские работы по теме скоростного дальнего бомбардировщика, которые соответствовали техническому предложению и предварительному проекту. НТС вынес решение о возможности создания стратегического бомбардировщика с представленными характеристиками: размах крыла 50 метров, длина самолета 44 метра, наибольший взлетный вес 140 тонн, нормальный взлетный вес 110 тонн, расчетная дальность полета 12000 км с бомбовой нагрузкой 5 тонн, максимальная бомбовая нагрузка 20 тонн, скорость полета 850 км/час. Все материалы НТС немедленно попали на стол И.В. Сталина. Узнав об отрицательном отношении к этому проекту со стороны А.Н. Туполева, Сталин волевым решением распорядился Тактико - Техническое Задание на разработку проекта реактивного бомбардировщика выдать одновременно ОКБ Андрея Николаевича Туполева и группе во главе с Владимиром Михайловичем Мясищевым, пока работающей в инициативном порядке в стенах МАИ и ЦАГИ. ОКБ Владимира Михайловича Мясищева было официально сформировано 24 марта 1951 года. Предварительный проект, разработанный инициативной группой инженеров МАИ под руководством Владимира Михайловича Мясищева, в впоследствии был положен в основу проекта бомбардировщика под шифром М-4.

Особенностью стратегического бомбардировщика М-4 было аэродинамически чистое крыло - на нем отсутствовали двигатели и гондолы для шасси. Следствием такой компоновки явилось велосипедное шасси, которое сделало посадку самолета очень трудной. Выбрали велосипедную схему с двумя основными опорами с четырехколесными тележками, имеющую выигрыш в весе по сравнению с трехопорным шасси. Для обеспечения устойчивости при движении по аэродрому использовались поддерживающие опоры на концах крыла. Испытания показали, что самолету трудно поднять нос во время взлета. Выход нашли в оригинальном решении - самолет начинал разбег со стояночным углом, при нарастании скорости подъемная сила крыла постепенно компенсировала вес, давление в специальном гидроцилиндре носовой опоры выжимало шток, который поворачивал тележку так, что земли касалась только задняя пара колес - механизм "вздыбливания". Нос самолета приподнимался, создавался взлетный угол, и машина отрывалась от полосы практически без вмешательства летчика. Вооружение кроме ядерных боеприпасов включало обычные бомбы калибром от 500 до 9000 кг, морские мины, торпеды и управляемые бомбы. Максимальная бомбовая нагрузка составила 24000 кг, что значительно превышало возможности бомбардировщика Ту-95, разрабатываемого ОКБ А.Н. Туполева. Оборонительное вооружение, состоявшее из трех двуствольных дистанционно управляемых пушечных установок, имело круговой обстрел, в то время как у Ту-95 была мертвая зона в нижней части передней полусферы. На расчетных скоростях нагрузки на органы управления самолета М-4 превышали физические возможности человека. Мясищев решил использовать гидравлический бустер (гидроусилитель). При его использовании летчик управлял золотниками бустера посредством тяг, а нагрузки на штурвале и педалях имитировались пружинными механизмами. В конструкции самолета впервые на тяжелом бомбардировщике был применен ряд новых материалов, и прежде всего, высокопрочные алюминиевые сплавы.

Первый полет опытного бомбардировщика М-4 состоялся 20 января 1953 года. Самолетом управлял экипаж летчика-испытателя Федора Федоровича Опадчего в составе семи человек. Конкурировавший с самолетом М-4 туполевский самолет Ту-95 к тому времени уже проходил испытания. Прежде чем выполнить полеты по программе Государственных Испытаний, самолет был продемонстрирован на воздушном параде 1 мая 1954 года над Красной площадью, и произвел сильное впечатление на нашу публику и зарубежных дипломатов. Первый опытный самолет М-4 с двигателями АМ-3 имел дальность полета 9050 км на скорости 800 км/час, у серийных самолетов было еще меньше. Это было недостаточно. Частично проблему решили отработкой дозаправки самолета в воздухе. Стратегический реактивный бомбардировщик М-4 имел следующие характеристики - размах крыльев 50.53 метра, длина 48.70 метра, высота 14.10 метра, площадь крыла 326.35 кв. метра. Вес пустого самолета 79700 кг, нормальный взлетный 138500 кг, максимальный взлетный 181500 кг. Силовая установка четыре реактивных двигателя АМ-3А тягой по 8750 кг, максимальная скорость 947 км/час, практическая дальность 8100 км, боевой радиус действия 5600 км, практический потолок 11000 метров. Экипаж восемь человек. Вооружение девять 23 мм пушек НР-23 или шесть 23 мм пушек АМ-23 в трех башенных установках с дистанционным управлением. Боевая нагрузка - 9000 кг нормальная, 24000 кг максимальная. Ядерные и обычные бомбы во внутренней подвеске или 4 ракеты большой дальности на наружной подвеске. Всего было выпущено 34 самолета. В Дальней Авиации ВВС СССР непосредственно эксплуатировать новые стратегические бомбардировщики М-4 стала 201-я тяжелая бомбардировочная дивизия с базой на аэродроме Энгельс, специально модернизированном под новый самолет. Из Энгельса М-4 могли долететь только до цели в центре и на севере Канады. Для того, чтобы достать до территории США, потребовалось модернизировать аэродромы Шяуляй в Прибалтике и Украинка на Дальнем Востоке. Оттуда намечалось совершать боевые вылеты в случае начала войны. Главными целями должны были стать крупные военные и промышленные объекты, а главным оружием М-4 была термоядерная бомба мощностью 3 мегатонны тротилового эквивалента, которая могла уничтожить целый город или промышленный район. В арсенал самолета также входили менее мощные боеприпасы. Все понимали, что в случае войны и атаки целей на территории США на возвращение домой топлива не хватит. На этот случай был разработан вариант выбрасывания экипажа с парашютом в заданном районе океана по маршруту возвращения, где экипаж на надувных лодках подберет подводная лодка.

Освоение летным и техническим составом новой техники началось в 1954 году прямо на заводе-изготовителе. Близкое знакомство с самолетом М-4 не радовало - очень сложный был самолет. Каждый экземпляр М-4 имел свои особенности, иногда существенные, что затрудняло обучение. Добиться стабильности работы системы управления оказалось очень сложно - количество узлов, подлежащих регулировке, было велико. Число операций, выполняемых каждым членом экипажа при подготовке к взлету, оказалось большим. Машина была строгой в пилотировании, особенно на взлете и посадке. Проблем добавлял пружинный загрузочный механизм, из-за которого усилия на штурвале были большими. Больше всего отказов было в системе управления, даже больше, чем у радиоэлектронного оборудования. Бывало, что бустерная система внезапно отключалась из-за резкого падения давления в гидросистеме, причем сигнализация не всегда срабатывала вовремя. Отмечались частые отказы и других систем. Зимой характерным явлением было подмерзание тросиков замков открытия щитков, что приводило к поломкам самих щитков. На заснеженном аэродроме ломались боковые опоры шасси на концах крыльев. Много проблем доставляли тормозные парашюты. В 1958 году эксплуатация всего парка М-4 из-за большого количества отказов и высокой аварийности была остановлена. За время простоя М-4 переоборудовали в танкеры и провели большой комплекс доработок, в том числе по шасси и системе управления. В строю осталось чуть более двух десятков машин, из которых позднее сформировали две эскадрильи самолетов - заправщиков, которые эксплуатировались еще некоторое время. Дальнейшим развитием самолета М-4 стал серийно выпускавшийся стратегический бомбардировщик 3М разработки Владимира Михайловича Мясищева, в котором многие недостатки были устранены. Бомбардировщик М-4 был хотя и недоведенный, но во многом новаторский самолет - это был первый самолет такого размера с турбореактивными двигателями. Двигатели были размещены в стыке крыла с фюзеляжем, это уменьшило сопротивление. Было применено велосипедное шасси, для большого самолета это было необычным.