Tupolev Tu-144 genesis

V OKB Tupoleva započali práce na lietadle typu SST začiatkom šesťdesiatych rokov, pričom aj tu šlo spočiatku o úpravy diaľkových bombardérov. Zhruba v roku 1961 navrhol S. Yeger nové lietadlo, poháňané motormi Nk‑144, ktorému bolo pridelené označenie Tu‑144. Kým však vzlietlo do vzduchu, bolo potrebné vyriešiť obrovský okruh otázok, súvisiacich so stabilitou, manévrovateľnosťou, aerodynamikou či tepelným ohrevom. Podľa predpokladov sa mal trup počas letu ohriať na 100 až 120 stupňov Celsia. Veľmi prísne požiadavky boli kladené aj na pohonnú jednotku a regulovateľný vstup vzduchu k motoru, ktoré mali zabezpečiť efektívnu a ekonomickú prevádzku počas všetkých fáz letu. Pri nadzvukovom dopravnom lietadle je už nutné zohľadniť aj ekologické vplyvy, najmä v súvislosti s vplyvom emisií na ozónovú vrstvu, vplyvom hluku na ľudí, zvieratá a budovy a vplyv vesmírnej radiácie na posádku a pasažierov vo vyšších vrstvách atmosféry. Prvé štúdie boli inšpirované Concordom, čo sa prejavilo na vonkajšom tvare lietadla.

V roku 1963 bol stavbou prvého sovietskeho nadzvukového dopravného lietadla poverený Tupolev. Podľa zadaní malo ísť o stroj s rýchlosťou 2300 až 2700 km/h, schopný dopraviť 80 až 100 pasažierov na vzdialenosť 4000 až 4500 km. Vo výkonnejšej verzii s dodatočným pohonom a palivovými nádržami (ale len pre 30 až 50 pasažierov) sa maximálna rýchlosť zvýšila na 6000 až 6500 (!) km/h. Lietadlo malo byť schopné pri svojej štandardnej vzletovej hmotnosti 120 až 130 ton prevádzky na letiskách prvej triedy. Na základe technických, ekonomických a hmotnostných prepočtov bola maximálna rýchlosť obmedzená na Mach 2,2.

Konečný tvar trupu sa začal odvíjať od tradičnej koncepcie so šípovým krídlom a horizontálnymi chvostovými plochami. Tento návrh bol však zamietnutý po testoch v aerodynamickom tuneli, pri ktorých sa zistilo, že horizontálne chvostové plochy vytvárajú plných 20% aerodynamického odporu. Ďalším krokom bol koncept s kačacími chvostovými plochami, až kým konštruktéri definitívne nedospeli k bezchvostému tvaru s deltakrídlom. To malo dvojitú lomenú nábežnú hranu so šípovitosťou 78 a 55 stupňov. Pod krídlom boli umiestnené dve gondoly s dvojicou motorov Kuznecov NK‑144. Na odtokovej hrane každej polovice krídla sa nachádzali štyri elevóny. Nevýhodou jeho optimalizácie pre nadzvukové rýchlosti bol nedostatočný vztlak počas pristátia. Preto muselo lietadlo pristávať s pomerne veľkým uhlom nábehu a tak na zabezpečenie výhľadu z pilotnej kabíny nevyhnutne potrebovalo sklopný nepretlakový nos. Dve predné miesta v kokpite boli určené pre pilotov, za nimi sedel inžinier a v prvom prototype bolo ešte miesto pre druhého inžiniera „experimentátora“. Všetci mali k dispozícii (u civilného lietadla po prvýkrát v histórii použité) vystreľovacie sedadlá.

Stavba prvého prototypu Tu‑144 (044) No.68001 sa začala v roku 1965. Súbežne s ním bol zhotovovaný aj druhý stroj pre pozemné testy. Na rozdiel od pôvodných predpokladov mal miesto len pre 98 pasažierov (ich počet bol neskôr zvýšený na 120) a maximálna vzletová hmotnosť sa zvýšila na 150 ton. Tu‑144 044 bol koncom roka 1967 prevezený do oblasti Žukovskij, kde počas nasledujúcich mesiacov prebiehali dokončovacie práce. Prvý let uskutočnila posádka v zložení E. Yelian, M. Kozlov, V. Benderov a Y. Seliverstov 31. decembra 1968. Prototyp bol počas tridsiatich siedmich minút doprevádzaný strojom MiG‑21I. Na overenie aerodynamických vlastností takto koncipovaného krídla boli v konštrukčnej kancelárii MiG postavené dva prototypy MiG-21I (Analog, A-144, 21-11), ktoré podstúpili sériu letových testov. Takéto riešenie sa ukázalo ako mimoriadne výhodné, keďže budúci piloti Tu‑144 mali okrem iného plnohodnotný trenažér, schopný operovať aj pri rýchlostiach 2500 km/h.

Tupolev Tu-144S/D/DA/LL

Uskutočnenie prvého letu na Silvestra bolo dôsledkom enormnej snahy „vyžmýkať“ z lietadla čo sa len dá, podľa možností čo najskôr. Veľmi paradoxne vyznieva fakt, že napriek tomu, že modely Tu‑144 podstúpili najviac testov v aerodynamických tuneloch v sovietskej histórii (a pretromfli tak napríklad aj Suchoj T‑10), jeho konštrukcia ostala značne nedopracovaná. Vďaka tomu, že západné tajné služby odhalili mnoho špiónov, kradnúcich materiály Concordu, mohli im podstrčiť zavádzajúce a neúplné informácie. Časť z nich sa týkala krídla, ktoré síce na prvý pohľad vyzerá rovnako, ale v prípade Tu‑144 je značne nedokonalé pri nízkych podzvukových rýchlostiach.

Nový stroj sa Sovieti rozhodli triumfálne prezentovať na 30. parížskom aerosalóne v roku 1973. Pre tento účel dostal druhý prototyp farby Aeroflotu a 3. júna vzlietol tesne po vystúpení anglo-francúzskeho Concordu do vzduchu. Krátko po štarte však vypukol na palube požiar a následná explózia vyrazila časti trupu nahor. Žeravá guľa, ktorá bola ešte pred chvíľou triumfom sovietskeho aerokozmického priemyslu, dopadla na hlavnú ulicu malej obce Goussainville. Pri nehode prišlo okrem kompletnej osádky o život 22 ľudí. Táto tragédia samozrejme spôsobila škandalóznu potupu a na dlhý čas uzemnila všetky už vyrobené stroje. Príčina havárie je dodnes sporná. Podľa jednej z verzií vzlietlo súčasne s Concordom jedno lietadlo Mirage, ktoré malo za úlohu tajne získať letové fotografie Tu‑144, najmä jeho zasúvacích chvostových plôch. Sovieti samozrejme nevedeli, že vo vzduchu je blízko nich ďalší stroj a takmer došlo ku kolízii. Pilot Tu‑144 v snahe vyhnúť sa zrážke začal drasticky klesať, čím sa samozrejme odtrhol prúd vzduchu v nasávacích kanáloch a motory prestali pracovať. Na ich opätovné naštartovanie ostávalo už len 1500 m výšky, takže pilot začal prudko stúpať, čo však nevydržala konštrukcia a lietadlo sa začalo zhora nadol rozpadať. Obidve strany sa rozhodli incident zakamuflovať. Francúzska vláda nechcela niesť zodpovednosť za smrť svojich občanov, kým Sovietsky zväz nepripustil akúkoľvek konštrukčnú chybu na pýche svojho letectva.

Sériové stroje Tu‑144S dostali prepracované krídlo so zvýšenou stabilitou pri podzvukových rýchlostiach s rozpätím 28 metrov (ktoré mimochodom vyrobili v OKB Antonova), rozmernejší trup s dĺžkou 65,7 metra a zaujímavo riešené zaťahovateľné kačacie chvostové plochy s rozpätím 6,1 metra. Keďže trup bol predĺžený o viac než šesť metrov na zvýšenie prepravnej kapacity, zmenami prešiel aj podvozok a motorové gondoly. Lietadlá 77101 až 77103 a 77144 dostali pôvodné motory Kuznecov NK‑144F, kým do strojov 77105 až 77110 boli nainštalované prúdové motory Kolesov RD‑36‑51A. Kolesovove pohonné jednotky mali síce nižší ťah, ale nepotrebovali stále prídavné spaľovanie, čo sa priaznivo prejavilo na spotrebe paliva (NK‑144F – 26 kg/km, RD‑36‑51A 11,2 kg/km). Keďže do nádrží sa ho vošlo 118 750 litrov, je pomerne ľahké prepočítať si maximálny teoretický dolet. V roku 1974 nasledovalo šesť lietadiel Tu‑144D, ktoré mali ešte väčší trup, miesto pre 155 pasažierov a takmer dvojnásobný dolet. Optimálna preletová rýchlosť bola prepočítaná na 2124 km/h. Samozrejme ani to ešte nebol koniec. Na konštrukčných tabuliach sa objavila aj verzia Tu‑144DA opäť so zväčšeným trupom a štyroma experimentálnymi motormi Projekt-61. Tie však neboli nikdy dokončené.

26. decembra 1975 začali sériové stroje pravidelné lety na nákladných a poštových spojoch. Prví cestujúci sa na linke Moskva – Alma Ata previezli 1. novembra 1977, pričom do 1. júna 1978 uskutočnili lietadlá celkovo 102 letov. Používali sa výhradne na domácich tratiach, keďže neboli schopné preletieť päť z prvých šiestich naplánovaných letov do zahraničia. Pri jednom prelete, našťastie bez cestujúcich, došlo k tragickej nehode, po ktorej bola prevádzka typu Tu‑144 ukončená. Od tohto momentu ešte určitý čas prepravovalo poštu, ale čoskoro bolo definitívne stiahnuté z prevádzky.

V roku 1994 podpísali americký viceprezident A. Gore a ruský premiér V. Černomirdin kontrakt, ktorý umožnil NASA využívať jedno upravené lietadlo Tu‑144D na výskum nadzvukových rýchlostí. Hlavným cieľom bolo získať letové údaje pre vývoj nadzvukového dopravného lietadla druhej generácie, ktoré by malo trojnásobnú kapacitu a dvojnásobný dolet v porovnaní s Concordom, ale cena letenky by bola v porovnaní s konvenčnými lietadlami len o 20 % vyššia. Stroj Tu‑144D 77114, vyrobený v roku 1981, bol vybavený štyroma motormi Kuznecov NK-321 a rôznym výskumným vybavením. Tak vzniklo experimentálne lietajúce laboratórium Tu‑144LL. Pohonné jednotky boli odvodené od motorov, používaných na strategickom bombardéri Tu‑160. Maximálna rýchlosť sa zvýšila na 2740 km/h pri dolete 6500 km. Lietadlo uskutočnilo v období rokov 1996 až 1999 celkovo 26 letov a dva pozemné testy, pričom po ich skončení bolo ponúknuté na predaj prostredníctvom internetovej aukcie za 10 miliónov USD. V súčasnosti ho ponúka americká spoločnosť Tejavia.

Suchoj S-21/S-51

Konštrukčná kancelária Suchoj začala v roku 1989 pod vedením M. P. Simonova s vývojom dvoch rozdielnych konceptov nadzvukových dopravných lietadiel. Prvým bol väčší dopravný stroj S‑51 s kapacitou 30 až 50 pasažierov, nasledovaný menším obchodným lietadlom S‑21 pre 5 až 8 ľudí. Spoločnou filozofiou bolo dopraviť pasažierov nadzvukovou rýchlosťou medzi akýmikoľvek dvoma priemyselnými centrami na svete maximálne s jedným medzipristátím. Suchoj S‑51 je poháňaný štyroma prúdovými motormi, spárovanými v samostatných gondolách pod krídlom.

Splnenie úlohy jediného medzipristátia si vyžadovalo dolet na úrovni 7400 až 9000 km pri preletovej rýchlosti Mach 1,8 až 2,2. Z mnohých konceptov dvoj až štvormotorových lietadiel sa v spolupráci s americkou firmou Gulfstream vykryštalizoval konečný návrh S-21 s dĺžkou 36 a rozpätím 18 metrov. Zmenšené modely podstúpili rozsiahle testy v aerodynamických tuneloch CAGI a SibNIA, zamerané hlavne na zníženie intenzity nadzvukovej šokovej vlny tak, aby lietadlo spĺňalo predpisy FAR part 36 stage 3. Pri prototypoch sa počítalo s použitím britských pohonných jednotiek Rolls Royce, kým sériové stroje by už dostali ruské motory Aviadvigatel D‑21A1 alebo Sojuz VK‑21. V súčasnosti sa firma Suchoj snaží vytvoriť medzinárodné konzorcium, ktoré by daný typ dokázalo presadiť na medzinárodnom trhu.