Tupoljev Tu-144
„Kommunista luxusgép”
Tervezés:
Amikor a véres polgárháborút követően az Orosz Birodalomban győzött a kommunista vörös oldal, az országot átkeresztelték Szovjetunióra és a cár szerepét átvevő Kommunista Párt Központi Bizottságának főtitkára (Joszif Visszarionovics Sztálin) irányításával megkezdődött egy teljes mértékben felülről irányított, tervutasításos gazdaság kiépítése.
Ennek részeként az összes magánkézben lévő orosz céget megszüntették és helyüket néhány állami óriásvállalat vette át: a polgári légi közlekedést például egyetlen egy vállalatba, az Aeroflot-ba vonták össze. A központosítás hatására a Szovjetunióban a légi közlekedés és a repülőgép-gyártás is összeomlott: amíg Európában, de különösen az Amerikai Egyesült Államokban a cégek egymással versenyezve mind modernebb és biztonságosabb, mégis olcsóbb típusokat dobtak piacra, a kommunista országban az egyetlen cél a kijelölt gyártási kvóták teljesítése volt, függetlenül a gépek minőségétől, árától vagy az utazók igényeitől. A helyzetet tovább rontotta, hogy nemcsak a gyártást, de a gépek tervezését is monopolizálták: a Szovjetunióban kisszámú tervezőiroda tervezte a (túlnyomórészt katonai felhasználásra szánt) repülőgépeket, azonban egy-egy iroda jellemzően csak egy géptípust gyárthatott (pl.: a Polikaprov vadászgépeket, a Tupoljev bombázókat, az Iljusin pedig teherszállító repülőket).
A helyzet az 1930-as évekre sem javult, sőt, 1937-ben Sztálin parancsára az összes prominens repülőgép-tervezőt elfogták és szervezkedés vádjával koncentrációs táborba zárták (ennek részeként a világszínvonalú Központi Aero- és Hidrodinamikai Intézet, röviden CAGI vezető munkatársainak nagy részét kémkedés és szabotázs vádjával agyonlőtték). A leghíresebb szovjet repülőgép-tervezők, köztük Andrej Nyikolajevics Tupoljev, Vlagyimir Mihajlovics Mjasziscsev, Vlagyimir Mihajlovics Petljakov és Roberto Oros di Bartini vagy a rakéta-fejlesztéssel foglalkozó Szergej Pavlovics Koroljov és Valentyin Petrovics Glusko ugyan elkerülték a kivégzést, de köztörvényes elítélteknek épített kényszermunkatáborokba kerültek.
Ezzel a lépéssel a szovjet repülőgép-fejlesztés teljesen megszűnt, amit hamarosan a szovjet felső-vezetés is realizált, ezért létrehoztak egy speciális munkatábort (saraska), amelyben a tervezők folytathatták a munkát. Az idős, törékeny egészségű mérnökök közül többen életüket vesztették a munkatáborokban vagy az ott szerzett betegségekben, a túlélők mellett azonban a második világháború alatt új tervezőmérnökök emelkedtek fel: a (pl.: a Pavel Oszipovics Szuhoj vezette Szuhoj tervezőiroda és a Mihail Ioszifovics Gurevics, valamint Artyom Ivanovics Mikojan vezette Mikojan-Gurjevics, röviden MiG iroda).
A második világháborút követően a Szovjetunióban folytatták a háború alatt megkezdett előremutató fejlesztéseket, megalkotva több kiemelkedő képességű katonai repülőgépet (főleg együléses vadászgépeket, köztük a MiG-21-est), de emellett igyekeztek polgári téren is felzárkózni az amerikai és európai típusokhoz.
Erre a lépésre szükség is volt, mert amíg a második világháborút követően nyugaton megjelentek az első sugárhajtóműves utasszállító repülőgépek (pl.: de Havilland DH 106 „Comet”), az 1950-es években pedig a korábbiaknál több ülőhellyel rendelkező új generációs típusok (pl.: Boeing 707), a Szovjetunióban továbbra is a bombázókból és katonai teherszállítókból átalakított, alacsony kapacitású légcsavaros típusok domináltak (köztük az amerikai Douglas DC-3-as helyi másolata, a Liszunov Li-2-es).
A szovjetek a megoldást egy radikális új típusban látták: ahogy az amerikaiak és a britek/franciák, a szovjetek is úgy vélték, az 1960-as években a polgári légi közlekedés típusai egyesíteni fogják a nagyméretű sugárhajtóműves utasszállító gépek kapacitását és a MiG-21-eshez hasonló katonai vadászgépek kétszeres hangsebességen haladásának képességét.
Erre a feladatra a Tupoljev irodát választották ki, mert az sugárhajtóműves bombázói (pl.: Tu-14, Tu-16, Tu-22) révén komoly tapasztalatra tett szert hasonló méretű és sebességű repülők fejlesztésében (a Szovjetunióban az Antonov tervezőiroda felelt a nagyméretű repülőgépekért, de ők csak légcsavaros típusokat gyártottak). Az új típus a Tu-144 jelet kapta, NATO kódja Charger (angol; töltő) volt (a ”C” kezdőbetű „civilian” - polgári - modellre utal), de mivel a jármű mind külsőre, mind képességeit tekintve rendkívül hasonlított a kortárs brit-francia Concord-ra, a keleti blokkban a konkordszkij becenév terjedt el.
Konstrukció:
A második világháborút követően rövid időre drasztikusan lecsökkent a katonai típusok, így a bombázók iránti igény, miközben nőtt a polgári légi forgalom, ezért a Tupoljev irodát kötelezték arra, hogy bombázóiból civil változatokat is létrehozzon (a Tupoljev Tu-104 a Tu-16-oson, a Tu-114 és Tu-116 pedig a Tu-95-ös stratégiai bombázón alapult). E fejlesztéseknek köszönhetően a Tupoljev irodának már volt tapasztalata katonai modellek polgárivá alakításában, a Tu-144 azonban önálló konstrukció volt (tervezték egy katonai változat gyártását is Tu-135 jelzéssel, de ez nem valósult meg).
A fejlesztés egyik nehézségét az okozta, hogy az 1950-es, 60-as évekbeli szovjet vadászgépek többsége rendkívül kisméretű és könnyű típus volt (ld.: MiG-21), ezért egyetlen hajtómű is jelentős sebességet biztosított számukra, miközben e repülőgépek kiemelkedő mozgékonysággal bírtak. Egy kétszeres hangsebességre tervezett utasszállító repülőnél a manőverező-képesség gyakorlatilag irreleváns volt, ugyanakkor a nagyméretű utastér számos nagyméretű hajtóművet, valamint speciális kialakítást igényelt.
A Tu-144 testét ezért rendkívül keskenyre és hosszúra tervezték (a gép teljes hossza 65,7 méter volt), mivel a fokozatosan elkeskenyedő orr- és farokrész kedvezőbb légellenállási együtthatót eredményezett. A nyújtott orrára, valamint az ebbe beépített hőpajzsra és speciális, hőálló üvegre szükség volt a kétszeres hangsebességen történő repüléshez, azonban ezzel a landolás közel lehetetlen lett volna, mert a pilóta egyáltalán nem látott lefelé vagy oldalra, ezért (hasonlóan a Concord-hoz) a Tu-144-es orra is lebillenthető volt: fel- és leszállásnál lehajtották, míg nagy sebességnél felemelték (ezt a kialakítás az angolszász terminológia „droop-nose”-nak nevezi és a Tu-144 mellett mindössze egyetlen sorozatgyártású típus, a Concorde használta).
A Tu-144-es legfontosabb részegysége azonban nem teste, hanem speciális szárnya volt, amelyet a kiemelkedően nagy sebességre optimalizáltak. A típus karcsú alakját tovább erősítette a gép hosszánál lényegesen keskenyebb (28,8 méteres) fesztávolságú megtört, kettős deltaszárny, amely nagy sebességen optimális üzemanyag-fogyasztást tett lehetővé (a szárny alakját egy átalakított - együléses - MiG-21-es vadászgépen kísérletezték ki). E kialakítás az 1950-es években a vadászgépeken széles körben elterjedt, az utasszállító repülőkön azonban (szintén a Concorde kivételével) nem jelent meg, mert a hosszú törzzsel párosítva alacsony sebességen rendkívül rossz jellemzőket (magas leszállósebességet és átesést) eredményezett.
A Tu-144-esen e problémákat két darab kisméretű kacsaszárnnyal oldották meg, amelyeket a pilótafülke két oldalára építettek: ezek stabilizálták a repülőgépet és ellensúlyozták a lehajtott orr által keltett erőhatásokat, ráadásul a kitéríthető kormányfelületeknek köszönhetően csökkentették a típus leszállási sebességét. Azért, hogy elkerüljék a kacsaszárnyak jelentette többlet-légellenállást, azokat behajthatóra tervezték. A deltaszárnyas kialakítás révén a Tu-144-es nem rendelkezett vízszintes vezérsíkokkal (ehelyett kombinált csűrő és magassági kormányokat használta), egyetlen nagyméretű függőleges vezérsíkja miatt a repülőgép magassága elérte a 12,55 métert.
A szárnyak mellett a hajtóművek kiválasztása is kritikus kérdés volt: a Szovjetunió ugyan rendelkezett kétszeres hangsebességre képes erőforrásokkal, de ezeket lényegesen kisebb vadászgépekhez tervezték és az ekkora végsebességet lehetővé tevő utánégetőt rendkívül magas üzemanyag-fogyasztása miatt csak a harcérintkezés perceiben használták - az utasszállító viszont a fel- és leszállás kivételével teljes útvonalán kétszeres hangsebességgel haladt. A Szovjetunióban a gép tervezésekor egyetlen, kifejezetten erre a célra fejlesztett hajtómű rendelkezett a szükséges paraméterekkel (a Kuznyecov NK-144-es), amelyekből 4 db-ot építettek párosával a gép hasa alá (szintén hasonlóan a Concorde-hoz), bár annál lényegesen egyszerűbb, dobozszerű beömlő-nyílásokkal.
Mivel a típust kizárólag kiemelkedően nagy sebességre tervezték, a Tu-144 polgári repülőgépek között rekordnak számító, 315-330 km/h-s leszálló-sebességgel rendelkezett, amelyek rendkívül igénybe vették az egyetlen első és két hátszó futószár 2, illetve 8-8 darab kerekét (a kifutópálya hosszát - polgári nagygépek között utolsóként - fékernyőkkel csökkentették). A lehajtható orr miatt a típus rendkívül hosszú első futóművet kapott.
A Tu-144-es egyetlen kialakításban repült: 143 fővel a fedélzetén két osztályban (3 fő legénységgel, 11 fős első és 129 fős turista-osztályokkal), soronként 3+2 üléssel. Polgári típusként a Tu-144-es nem hordozott fegyverzetet.
Szolgálatban:
Egy szuperszonikus utasszállító (angol rövidítéssel SST) kifejlesztésének ötlete a Szovjetunióban már a Tu-144-es előtt is felmerült és a Mjasziscsev tervezőiroda elvégezte a szükséges számításokat, de a tényleges program csak 1963-ban indult el. A Sztálin halála után hatalomra került Nyikita Szergejevics Hruscsov parancsára indult el egy olyan maximum 120-130 tonnás repülőgép tervezése, amely 80-100 utast 2300-2700 km/h-s sebességgel 4000-4500 km-re képes szállítani (vagy ennél kevesebb utast jóval nagyobb távolságra), amely programnak 3 év alatt (1966-ra) kész gépet kellett (volna) eredményeznie.
Az 1960-as ével elején az egész világon összesen három SST program indult el: az Amerikai Egyesült Államok rendkívül fejlett gépiparára és önálló cégeire támaszkodva több tervezet is született, de amikor értesültek a szovjet fejlesztésről, a politikusok egy még ambiciózusabb típust követeltek (300 utast közel 3-szoros hangsebességgel), a rendkívüli költségek és a technikai nehézségek miatt azonban sem a Boeing 2707, sem pedig a Lockheed L-2000 nem valósult meg.
Európában az Egyesült Királyság és Franciaország cégeinek összefogásából született meg a Concorde, amely 1969-ben emelkedett először a levegőbe, de mindössze 20 példány épült belőle és ebből csak 14 volt sorozatgyártású gép. A Tu-144-es első prototípusa 1968. december 31-én teljesítette szűzfelszállását és 1975 végi rendszeresítésével is megelőzte a Concorde-ot (előbbi esetben 3, utóbbiban 1 hónappal). A Tupoljev Tu-144-es a Szovjetunió újabb nagyméretű politikai repülőgépévé vált (hasonlóan a két világháború közötti ANT-típusokhoz), amely (a szovjetek szemében) a kommunizmus felsőbbségét hirdette, ennek ellenére a repülőgép minden téren kudarcnak bizonyult.
A típus kifejlesztése kétségtelenül komoly mérnöki teljesítménynek számított, azonban a Concorde-hoz képest a típus rendkívül kiforratlan volt: nem rendelkezett annak sem két szembefordított ”S”-et formázó (ogee) deltaszárnyával, sem optimalizált kialakítású légbeömlő-nyílásával, sem kifinomult hajtómű-vezérlő rendszerével, de még megfelelő zajszigeteléssel sem (utóbbi miatt teljes sebességen a hajtóművek zaja lehetetlenné tette a beszélgetést).
A legnagyobb problémát a hajtóművek okozták: amíg a Concorde maximális sebességre gyorsítást követően kikapcsolhatta utánégetőit, addig a Tu-114-es teljes útján működött, ami a speciális hűtőrendszerrel együtt üresen is közel 100 tonnás, teljes terhelés mellett pedig 207 tonnás tömeget eredményezett, amiből 93 tonnát tett ki az üzemanyag (a Concorde maximum 185 tonnás tömeg mellett több üzemanyagot hordozott). Ez azt eredményezte, hogy bár a Tu-144-es 2430 km/h-s (2,29 Mach-os) végsebessége kisméretékben felülmúlta a Concorde adatát, a brit-francia típus lényegesen nagyobb hatótávolsággal rendelkezett. A Tu-144Sz bázismodell mellett ezért kialakították a Tu-144D variánst, amelyet az új, erősebb Koleszov RD-36-51-es sugárhajtóművekkel szereltek fel, amivel csökkent a fogyasztás, ezáltal nőtt a gép hatótávolsága (bár a kitűzött célt nem sikerült elérni).
A legnagyobb problémát mégis az jelentette, hogy a típust egy nemlétező piaci igényt kielégítésére szánták. A Concorde-ot ugyan szintén alacsony számban gyártották és üzemeltetése rendkívül drága volt, de a demokráciákban számos üzletember, politikus, sztár és más tehetős, prominens személyiség hajlandó volt kifizetni a rendkívül magas jegyárakat a gyorsabb utazásért, luxus-kiszolgálásokért vagy csupán az egzotikum miatt, ami nagyrészt fedezte az üzemeltetési költségeket.
A Szovjetunióban ezzel szemben egyedül a párt vezető politikusai rendelkeztek a szükséges anyagi forrássokkal, azonban őket semmi nem ösztönözte a gyors utazásra. Már maga az ülőhelyek osztályokra bontása is ellenkezett a kommunisták elveivel, amely papíron éppen azért harcolt, hogy az alacsony keresetű munkások kivételével felszámolja a jobban kereső osztályokat. Ez azt eredményezte, hogy a tucatnyi első osztályú ülést leszámítva a Tu-144-es jegyárai nem térhettek el az Aeroflot többi utasszállítóján elkért jegyártól, emiatt a gépek üzemeltetése óriási veszteségeket generált (emiatt a szovjet légitársaság igyekezett szabadulni a presztízs-gépektől).
A Szovjetunió megpróbálta felkelteni külföldi országok érdeklődését, ezért a típus számos légi kiállításon megjelent, amelyet azonban két katasztrófa is beárnyékolt. Még a repülő rendszerbe állítása előtt, az 1973-as Párizsi légi parádén bemutatott Tu-144-es egy éles manővert követően a levegőben darabokra szakadt: a tragédiában nemcsak a fedélzeten tartózkodó 6 fő vesztette életét, de a földön további 8 fő meghalt és 60 megsebesült. Öt évvel később egy átadásra váró gépen a felszállást követően megsérült a jobb szárny üzemanyag-tartálya, emiatt a szárnyban tűz ütött ki: a pilóta letette a gépet egy mezőre (annak ellenére, hogy annak 4-ből 3 hajtóműve leállt és a típus 4 hajtóművel is nehezen vezethető volt), de a hosszú első futószár a földet érésnél kiszakadt a helyéből és átszúrta a gép törzsét, megölve a felette helyet foglaló két fedélzeti mérnököt.
A Tu-144-est kizárólag az Aeroflot üzemeltette, a Szovjetunión belül (elsőként a Moszkva-Almati útvonalon), de a teszteket leszámítva mindössze 102 repülést hajtottak végre és ezeknek is csak a felében (55 alkalommal) szállítottak utasokat (összesen 3194 főt, ami utanként átlagosan 58 utast jelentett - kevesebb, mint a gép kapacitásának felét) - a fennmaradó repülések demonstrációs célt szolgáltak.
A nagysebességű repülések rendkívüli erőhatásai és hőterhelése a vártnál gyorsabban tönkretették a gép testét és szányait, amelyen nagyszámú repedés keletkezett, 1980-ban egy újabb alkatrészhiba miatti kényszerleszállás rontotta be a típus statisztikáját, egy évvel később pedig egy próbapados teszten a fejlesztett Tu-144D modell hajtóműve teljesen megsemmisült, ezért ideiglenesen az összes Tu-144-est leállították.
1982-ben a szovjet felső vezetés is belátta, hogy a program nem folytatható, ezért a gép előállítását leállították, 1983-ban pedig az összes gépet kivonták az Aeroflot szolgálatából, bár néhány példányt a katonaság tovább használt repülő laboratóriumként. A Szovjetunió összeomlását követően az amerikai űrhivatal (NASA) megvásárolt és helyreállított egy példányt, amellyel több tesztrepülést végeztek. Ahogy nyugaton, a Szovjetunióban sem folytatták a kétszeres hangsebességre képes utasszállító repülőgépek fejlesztését: a Tu-144-es helyét (mások mellett) a nagyméretű Iljusin Il-86-os és a Szovjetunió legsikeresebb sugárhajtóműves utasszállító repülőgépe, a Tu-154-es vette át, amelynek azonban hasonló neve ellenére nincsen köze a Tu-144-eshez.
Műszaki adatok:
Név: Tupoljev Tu-144D (NATO kód: Charger)
Típus: szuperszonikus utasszállító repülőgép
Fizikai jellemzők:
Hossz: 65,70 m
Fesztáv: 28,80 m
Magasság: 12,55 m
Szerkezeti tömeg: 99.200.kg
Max. felszálló tömeg: 207.000.kg
Motor: sugárhajtóműves, 4 db, egyenként 200 kN tolóerejű (800 kN összteljesítménnyel) (Koleszov RD-36-51)
Személyzet: 3 fő (+ 140 fő utas)
Fegyverzet: nincs
Teljesítmények:
Végsebesség: 2300 km/h (2,15 Mach)
Csúcsmagasság: 20.000.m
Emelkedőképesség: 3000 m/perc
Hatótávolság: 6500 km