Цивилизация
Два высотных самолета – легендарный американский U-2 и уникальный российский M-55 «Геофизика» — имеют долгую историю, в которой судьбы обеих машин оказались переплетены друг с другом. Сегодня М-55, детище «холодной войны», должен объединить ученых в тот момент, когда отношения России и Европы охладели, как никогда за последние десятилетия.
Когда в 1954 году в Вашингтоне узнали о наличии у СССР стратегического бомбардировщика М-4 (ОКБ Мясищева), первого, способного донести ядерное оружие до США, сразу же встал вопрос: сколько их на самом деле у СССР – единицы, десятки или сотни?
Чтобы ответить на этот вопрос, в США срочно разработали высотный самолет-разведчик U-2, который стал летать на недоступной для самолетов-перехватчиков рекордной высоте 20 км и фотографировать секретные объекты.
Стало ясно, что количество M-4 измеряется десятками, и стратегического преимущества в бомбардировщиках СССР не имеет. Однако после появления в СССР зенитных ракет С-75 и сбитого в 1960 году над Свердловском летчика Пауэрса полеты U-2 над СССР прекратились.
Тогда США начали запускать над СССР высотные шары-зонды, несущие по 50 кг разведывательной аппаратуры. Шары оказались настоящей головной болью для советских военных: используя преобладающую розу ветров, они могли безнаказанно летать над европейской частью СССР и следить за всем, чем угодно. Бороться с ними было крайне сложно – тысячи тихоходных целей летали на потолке возможностей перехватчиков, которые просто проскакивали мимо них, а если снаряды и попадали, то прошивали тонкие оболочки насквозь, не взрываясь. Тогда Владимиру Мясищеву поставили задачу разработать советский высотный самолет для борьбы с шарами – тихоходный и способный достигать высот в 20 км.
Так в 1978 году был создан самолет однодвигательный М-17 с двухбалочной схемой и удлиненным крылом, оснащенный пушкой, снаряд которой обладал высочайшей чувствительностью – он взрывался от столкновения с дождевой каплей.
Испытания прошли успешно, и к началу 80-х годов полеты шаров прекратились. Из высотного истребителя шаров было предложено сделать разведчик. Летая вдоль госграницы на высоте 20 км, одноместный двухдвигательный М-17РМ мог «заглянуть» на сотни километров в глубь территории сопредельных государств. В 1988–1992 годах было изготовлено четыре летных образца и два образца для статических испытаний, самолет прошел этап заводских испытаний, и были начаты государственные испытания.
Дружба дружбой, а самолеты врозь
Из-за изменений в нашей стране в начале 90-х годов уникальный мясищевский самолет остался не у дел, однако благодаря научным контактам Центральной аэрологической обсерватории самолетом удалось заинтересовать европейских ученых. Дело в том, что для изучения климата и процессов в атмосфере требуется проводить измерения на высотах, доступных тогда лишь TR-1, сделанному на основе американского U-2. Однако на два таких самолета, принадлежащих NASA, была огромная очередь, и попытки европейцев использовать их не увенчались успехом – на них проводили в основном американские эксперименты. Поэтому в 1993 году европейцы заинтересовались возможностью проводить исследования на бывшем советском самолете-разведчике, который также мог забираться на высоту 20 км.
Так на основе четвертого летного образца в 1996 году был создан одноместный самолет-лаборатория М-55, получивший название «Геофизика», которому предстояло служить не военным, а научным целям.
Русская «Геофизика» оказалась неприхотливее американского разведчика. TR-1, хоть и летает дальше, требует особого топлива, да и посадка требует особых трюков — при посадке его сопровождает летчик на спортивной машине, который помогает пилоту, а в конце пробега специальная команда должна «поймать» самолет и установить подкрыльные стойки шасси, которые самолет сбрасывает при взлете. Кроме того, у американского самолета на высоте 20 км очень низкое давление в кабине, поэтому полет на нем сравним с выходом в скафандре в открытый космос, к которому готовятся несколько часов.
Всех этих особенностей М-55 лишен и может использоваться с любого аэродрома класса 2, заправляясь обычным авиатопливом.
В 1995 году был подписан контракт, в рамках которого с самолета снималось ненужное оборудование и устанавливались итальянские научные приборы. Состоялась первая экспедиция в Финляндии. Затем с участием многих европейских институтов состоялось около 20 других экспедиций: М-55 летал в Арктике, в Антарктиде, над Индийским океаном, Африкой, Бразилией и Австралией. Летая по определенному маршруту, самолет, оснащенный большим набором физических приборов, способен делать «срез» воздушных потоков, получая полную картину происходящих процессов.
Переоборудованный под научные цели, стал видоизменяться и сам самолет: он обрел специальные обтекатели над фюзеляжем и подкрыльевые гондолы, в которых разместились измерительные инструменты. Все это ухудшило аэродинамику самолета, и расход топлива увеличился на 8%. Но и после этого самолет остался настолько «летуч» (аэродинамическое качество порядка 21),
что для эффективного снижения с высоты 20 км пилоту приходится выпускать тормозные щитки и шасси. Приборами заполнили и носовой отсек, где раньше была антенна.
Полет на высоте 20 км сопряжен с двумя главными трудностями. Во-первых, давление атмосферы там более чем в 10 раз ниже, чем у земли. Поэтому от 5 т тяги каждого из двух двигателей на 20 км остается лишь по 650 кг. Во-вторых, температура воздуха там может опускаться до -90 градусов.
Сейчас Экспериментальный машиностроительный завод им. В.М. Мясищева начал готовить самолет к новой масштабной европейской научно-исследовательской программе StratoClim, которая состоится в рамках совместного проекта с Комиссией Совета Европы. В этой экспедиции примут участие ученые из 26 институтов Европы и России. Многие годы учеными создаются сложные математические модели атмосферы Земли, предсказывающие изменения климата на годы вперед.
Глобальная цель проекта – делая замеры в различных уголках Земли, проверять точность этих моделей.
Мирный разведчик
В ходе экспедиции, которая начнется в конце 2015 года, ученые планируют подробнее исследовать так называемый азиатский муссон — сезонные перемещения тропических воздушных масс, которые зарождаются в районе Филиппин и направляются через Аравийский полуостров в сторону Средиземноморья. Пик этого явления наблюдается в Индии, где и планируется провести основные наблюдения летом 2016 года.
«Из американских самолетов лишь ER-2, Global Hawk, WB57 могут забираться на такую высоту, но они недоступны для зарубежных ученых уже 15 лет. Кроме того, самолет ER-2 имеет лишь один двигатель, и он не способен садиться и взлетать при сильном ветре. Глобальные изменения климата и процессы, их вызывающие, – неотложные вопросы, требующие решения международным научным сообществом как можно быстрее. Политическая обстановка может затруднять такие исследования, однако, к счастью, до настоящего времени нашему сотрудничеству не мешали политические проблемы», — рассказал «Газете.Ru» Фред Штро, руководитель научно-исследовательской программы StratoClim из Исследовательского центра Юлиха, Германия.
В ходе полетов будут изучаться температура, химический состав, содержание озона, распределение аэрозолей, электрических и оптических параметров атмосферы, различных загрязнений, рентгеновские и гамма-вспышки. «Самолет изготовлен в 1991 году. И теперь мы подошли к тому моменту, когда смежники не продлевают ресурс комплектующих, и самолет требует модернизации», — рассказал «Газете.Ru» главный конструктор ЭМЗ им. В.М. Мясищева Геннадий Беляев.
Поэтому в контракт, оценивающийся в несколько миллионов евро, была внесена стоимость необходимой модернизации самолета. «Это экспериментальный самолет, мы уходим от аналоговой техники, и он становится современнее с использованием цифровых технологий», — добавляет Беляев.
Дав вторую жизнь легендарному самолету, мясищевские авиаторы надеются привлечь внимание Минобороны к «Геофизике», чьи особые качества еще ждут своего применения.