Tupolev Tu-144LL

Typ:  speciální výzkumná modifikace těžkého nadzvukového dopravního letounu typu Tu-144D (Charger C)

Určení:  stanovení rozložení teplot na potahu draku nadzvukového dopravního letounu v různých letových režimech (experiment 1.2), stanovení teploty motorů nadzvukového dopravního letounu v různých letových režimech (experiment 1.5), stanovení vlivu přízemního efektu na křídlo o malém rozpětí a značné hloubce (experiment 1.6), stanovení akustického zatížení na konstrukci draku nadzvukového dopravního letounu a úrovně hluku v kabině v různých letových režimech (experiment 2.1), stanovení stability a ovladatelnosti nadzvukového dopravního letounu v různých letových režimech (experiment 2.4 a 5.0), stanovení vlivu (frikčního a tlakového) mezní vrstvy na křídlo nadzvukového dopravního letounu v různých letových režimech (experiment 3.3) a stanovení ohybového zatížení křídla nadzvukového dopravního letounu v různých letových režimech (experiment 4.1) v rámci vývoje technologií pro nadzvukový dopravní letoun druhé generace

Odlišnosti od letounu Tu-144D (Charger C):

- instalace 25 000 kp dvouproudových motorů typu NK-32-1, které jsou opatřeny přídavným spalováním, na místo 20 000 kp proudových motorů typu RD-36-51A bez přídavného spalování. To si ale vyžádalo přepracovat konstrukci zadní části motorových gondol a zadní části vzduchových kanálů a zároveň zmenšit rozpětí a plochu (o 5 %) vnitřních elevonů (zadní část motorových gondol tohoto modelu má totiž větší šířku).

- modifikovaný palivový systém

- instalace digitálního systému řízení pohonných jednotek (FADEC) typu ESUD-32-1 a systému pro monitorování chodu pohonných jednotek typu SKSU-32-1

- instalace systému pro regulaci lapačů vzduchu pohonných jednotek typu SUZ-10M (na místo typu SUZ-10)

- instalace trojitého brzdícího padáku z letounu typu Tu-160 s celkovou plochou 105 m² na místo zdvojeného brzdícího padáku

- instalace modifikovaných pilotních sedaček. Sedačky tohoto modelu umožňují pilotům mít při sobě padák typu S5-I (s kyslíkovým přístrojem typu ORK-11). Ostatní členové posádky letounu typu Tu-144LL mají k dispozici padák typu PNL-58 (s kyslíkovým přístrojem typu KP-52M).

- modifikované přední servisní dveře. Přední servisní dveře tohoto modelu lze pyrotechnicky odhodit za letu. Díky tomu je letová posádka může v případě nouze použít k opuštění paluby na padácích.

- přítomnost průlezu se „skluzavkou“ a bezpečnostním zábradlím na podlaze přední kabiny, kde se nachází pracoviště zkušebních techniků. Díky tomu mohou zkušební technici v případě nouze opustit palubu na padácích skrz přední vstup do zavazadlového úložného prostoru.

- instalace dekompresních klapek na pozici postranních nouzových výstupů zadní kabiny

- přepracovaný elektrický systém. Součástí elektrického systému tohoto modelu se staly 120 kW třífázové generátory střídavého proudu typu GT120NŽČ-12K s hydraulickým pohonem typu GP-22 (ty nahradily 60 kW generátory typu GT60MČ-8U), nový systém zajišťující ochranu proti přetížení typu URG-115V a systém zamezující poškození elektrického systému po napojení na špatný pozemní zdroj elektrické energie typu BKNA-115V. Naproti tomu součástí elektrického systému tohoto modelu nejsou generátory střídavého proudu.

- modifikovaný hydraulický systém instalací modifikovaných čerpadel typu NP-103-3 poháněných motory

- instalace nového požárního systému

- zjednodušený automatický letový řídící systém (AFCS). AFCS tohoto modelu umožňuje pouze automatické přiblížení na přistání za podmínek ICAO Cat I.

- instalace záznamníku letových dat typu MSRP-A-0.1-0.3 (na místo typu MSRP-64), který dokáže současně zaznamenávat 176 povelů a 80 parametrů

- instalace palubního testovacího systému typu SBI, který dokáže zaznamenat 972 letových parametrů a 2 028 parametrů ze speciálních měřících přístrojů. Součástí systému typu SBI jsou i komponenty západní výroby, včetně datové sběrnice DAMIEN francouzské značky SFIM.

- instalace počtu čidel, které slouží k snímání celé řady fyzikálních veličin (tlak, teplota, zvuk, tření potahu a třetí mezní vrstvy vzduchu), na celém povrchu draku

Historie:  V první polovině 70. let se konstrukční tým OKB A.N. Tupoleva pustil do prací na nástupci prvního nadzvukového dopravního letounu domácí konstrukce v podobě typu Tu-144 (Charger). Zmíněný stroj totiž, stejně jako jeho západní protějšek v podobě britsko-francouzského typu Concorde, nemohl konkurovat podzvukovým dopravním letounům, a to hned z několika důvodů. Za hlavní nedostatky tohoto stroje bylo přitom možné považovat značnou spotřebu paliva a malou přepravní kapacitu. Díky tomu byl jeho provoz velmi neekonomický. Problémy v civilním provozu ale činil též sonický třesk, který provází let nadzvukovou rychlostí. Zmíněný stroj vešel ve známost jako Tu-244 a před svým předchůdcem v podobě letounu typu Tu-144 (Charger) měl mít navrch zejména v nižších provozních nákladech a vyšší šetrnosti k životnímu prostředí. Podoba letounu typu Tu-244 se v průběhu vývoje několikrát měnila. Protože ale již v roce 1983 zájem o nadzvukové dopravní letouny v SSSR opadl, veškeré práce na téma Tu-244 se nakonec omezily pouze na testy v laboratorních podmínkách a aerodynamickém tunelu. K ověření takto získaných poznatků o chování velkého dopravního letounu při letu rychlostí řádu M=2 v praxi měla posloužit vzdušná zkušebna. Zmíněná vzdušná zkušebna vešla ve známost jako Tu-144LL a její základem se stal čtvrtý sériový exemplář letounu typu Tu-144D (Charger C) (CCCP-77114), který v letech 1981 až 1990 nalétal celkem 82 h a 40 min (z toho 27 h a 37 min nadzvukovou rychlostí). Pro potřeby programu Tu-144LL byl ale vyčleněn též druhý a pátý sériový exemplář toho samého stroje. Zatímco druhý sériový Tu-144D (CCCP-77112) měl plnit funkci pozemní zkušebny, pátý sériový (CCCP-77115) exemplář tohoto stroje měl v rámci programu Tu-144LL tvořit zálohu. Na počátku 90. let se k programu Tu-144LL připojily též americké společnosti, které se podílely na programu HSCT (High Speed Civil Transport) institutu NASA zaměřeném na vývoj a ověření technologií pro nadzvukový dopravní letoun druhé generace, a to ne náhodou. Sovětský letoun typu Tu-144D (Charger C) měl totiž k typu HSCT, který měl mít rychlost M=2,4 a přepravní kapacitu 300 osob, z hlediska aerodynamických charakteristik, letových výkonů i rozměrů daleko více blízko než evropský typ Concorde. Pro typ Tu-144D (Charger C) ale hovořilo též vysoké zastoupení titanu v konstrukci draku (téměř 20 %), instalace zatahovatelných kachních plošek a unikátní vnitřní konstrukce trupu a křídla. Oficiálně byla spolupráce ruského a amerického průmyslu na programu Tu-144LL stvrzena podpisem mezistátní smlouvy z června roku 1993. Tomu dne 17. června 1994 následoval podpis smlouvy mezi ANTK A.N. Tupoleva a NASA o společném postupu při pracích na toto téma. Před zahájením konverze na vzdušnou zkušebnu letoun Tu-144D (CCCP-77114) prošel, mezi 21. lednem a 10. květnem roku 1994, nedestruktivními statickými zkouškami. Některé kritické strukturní komponenty tohoto stroje byly přitom zkontrolovány za pomoci rentgenu. Dne 2. června téhož roku ANTK A.N. Tupoleva vydala dokumenty, které se vztahovaly k prodloužení technické životnosti jeho palubního vybavení a palubních systémů. Vlastní konverze letounu Tu-144D (CCCP-77114) na vzdušnou zkušebnu Tu-144LL se rozeběhla v květnu roku 1994 a byla završena dnem 19. září 1996. Zmíněná konverze spočívala zejména v záměně původních pohonných jednotek typu RD-36-51A motory typu NK-32-1. Zmíněný motor přitom nebyl ničím jiným, než modifikací motoru typu NK-32, pohonné jednotky strategického bombardovacího letounu typu Tu-160 (Blackjack A). Motor typu RD-36-51A se totiž již řadu let nevyráběl a byl dostupný jen v nevelkém počtu exemplářů. A ty ještě k tomu měly takřka již vyčerpanou technickou životnost. Záměna motorů typu RD-36-51A motory typu NK-32-1 se ale neobešla bez výměny zadní části motorových gondol a zadní části přívodních vzduchových kanálů. Protože měly nové zadní části motorových gondol větší šířku, současně bylo nezbytné zmenšit rozpětí a plochu vnitřních elevonů. Změny se ale dotkly též palubních systémů. Vzhledem k výzkumnému poslání bylo v neposlední řadě nutné vyřešit též nouzové opuštění kabiny za letu. Dle plánů, které byly schváleny dne 17. dubna 1996, měl jediný exemplář speciálu typu Tu-144LL vykonat celkem 32 letů. Zatímco posláním prvních 21-ti z nich se mělo stát ověření činnosti palubních systémů a stanovení letových výkonů, náplní posledních 11-ti letů tohoto stroje měla být výzkumná měření. První motorová zkouška speciálu typu Tu-144LL se konala dne 15. prosince 1995. Tomu následovaly pozemní zkoušky palubního testovacího systému typu SBI. První pojížďku po VPD tento stroj vykonal dne 20. ledna 1996. To byl stále ještě nekompletní. Svůj „roll-out“ si speciál typu Tu-144LL odbyl dne 17. března 1996. Ve stejnou dobu tento stroj obdržel civilní registraci RA-77114. Ke zkouškám byl letoun Tu-144LL (RA-77114) formálně odevzdán dne 19. září téhož roku. Pozemní zkoušky tohoto stroje zabraly více než měsíc. První dvě jízdy po VPD vysokou rychlostí letoun Tu-144LL (RA-77114) vykonal dne 1. listopadu 1996. Do oblak se tento stroj napoprvé vydal dne 29. listopadu téhož roku. Zmíněný let přitom letoun Tu-144LL (RA-77114) absolvoval s vysunutým podvozkem a kachními ploškami a sklopenou špicí trupu pod úhlem 11°. První let tohoto stroje ale provázaly potíže s příčnou stabilitou, což bylo obzvláště nebezpečné při přibližování na přistání. Ke svému druhému letu se letoun Tu-144LL (RA-77114) vydal dne 11. prosince 1996. Při zmíněném letu byl poprvé zasunut podvozek, kachní plochy a příďový aerodynamický kryt. Letoun Tu-144LL (RA-77114) při svém druhém letu dosáhl rychlosti M=0,725 a výšky 8 250 m. Nadzvukově tento stroj nelétal ani při následujících třech letech, které vykonal dne 2. dubna, 11. dubna a 18. dubna roku 1997. V průběhu zmíněných letů letoun Tu-144LL (RA-77114) nalétal dalších 10 h a 14 min. Jejich posláním se stalo prověření resistence motorů typu NK-32-1 vůči pumpování ve výškách 4 000 m, 6 000 m a 8 000 m při různých rychlostech a změření spotřeby paliva. V průběhu zmíněných letů byla ale též ověřena možnost opětovného nahození motorů za letu. Motory letounu Tu-144LL (RA-77114) byly přitom za letu nahozeny 28 x, a to ve výškách 6 000 až 8 300 m při rychlostech 520 až 650 km/h. Kromě toho byla ověřena příčná a podélná stabilita ve vzletové/přistávací konfiguraci a přeletové konfiguraci ve výšce 2 500 m. Při třetím, čtvrtém a pátém letu měl letoun Tu-144LL (RA-77114) vzletovou hmotnost 155 t, 165 t a 177 t. Největší rychlosti a výšky tento stroj dosáhl při prvním z nich, a to M=0,925 a 10 500 m. Rychlost zvuku tento stroj poprvé překročil při svém šestém letu. Šestý, sedmý a osmý let letoun Tu-144LL (RA-77114) vykonal dne 21. května, 30. května a 10. června roku 1997. V průběhu zmíněných letů tento stroj dosáhl rychlosti M=1,42, M=1,83 a M=2,02. Vzletová hmotnost letounu Tu-144LL (RA-77114) při šestém, sedmém a osmém letu činila 147 t, 176 t a 183 t. V průběhu zmíněných letů tento stroj strávil ve vzduchu 3 h a 52 min, z toho 1 h a 57 min při nadzvukové rychlosti. Max. dosažená výška činila 17 800 m. Součástí těchto prvních nadzvukových letů letounu Tu-144LL (RA-77114) se ale stala též některá vědecká měření. Konkrétně přitom šlo o výzkum vlivu přízemního efektu na křídlo s malou štíhlostí (experiment 1.6) a ověření stability a ovladatelnosti (experiment 2.4). Díky instalaci silnějších motorů byl letoun Tu-144LL (RA-77114) schopen akcelerovat na cestovní rychlost M=2,0 rychleji než letoun typu Tu-144D (Charger C). Kromě toho se dokázal dostat rychleji na cestovní výšku. Zatímco letoun Tu-144LL (RA-77114) na cestovní výšku vystoupal za 20 min (přitom urazil vzdálenost 355 km), letounu typu Tu-144D (Charger C) výstup na cestovní výšku zabral 32 min (přitom urazil vzdálenost 740 km). Zástavba silnějších motorů ale sebou přinesla též vzrůst přistávací rychlosti z 290-ti km/h na 315 až 330 km/h a zvýšení rizika přelétnutí VPD při klouzání v malé výšce (1 až 2 m) na dynamickém vzduchovém polštáři vyvozeném přízemním efektem. Posledně uvedené se přitom přihodilo při třetím letu tohoto stroje. Stabilitu a ovladatelnost měl letoun Tu-144LL (RA-77114) prakticky identickou jako letoun typu Tu-144D (Charger C) v celém rozsahu letové obálky. Z tohoto důvodu bylo rozhodnuto první fázi zkušebního programu letounu Tu-144LL (RA-77114), která byla zaměřena na ověření činnosti palubních systémů a stanovení letových výkonů, ukončit po realizaci zmíněných osmi letů a následně přejít rovnou k druhé fázi letových zkoušek, jejíž náplní byla experimentální měření. Dne 25. května 1997, po završení pozemních zkoušek motorů zaměřených na odhalení příčiny úniku oleje, byl letoun Tu-144LL (RA-77114) uzemněn, za účelem přípravy na druhou fázi letových zkoušek. Součástí příprav na druhou fázi letových zkoušek se stala instalace a integrace dalších komponent palubního testovacího systému typu SBI. Kromě toho byla provedena kontrola motorů, palivového potrubí, protipožárních přepážek a kritických částí konstrukce draku. Přípravy letounu Tu-144LL (RA-77114) na druhou fázi letových zkoušek byly završeny dnem 24. září téhož roku. Mezitím, v srpnu, byl tento stroj prezentován široké veřejnosti na moskevské airshow MAKS 97. První let letounu Tu-144LL (RA-77114) v rámci druhé fáze letových zkoušek byl zároveň devátým letem tohoto speciálu v celkovém pořadí. Druhá fáze letových zkoušek tohoto stroje byla stejně jako ta první realizována v Žukovském. V průběhu druhé fáze letových zkoušek letoun Tu-144LL (RA-77114) vykonal, mezi 8. říjnem 1997 a 11. únorem 1998, celkem 11 letů s celkovou délkou trvání 23 h a 52 min. Nadzvukově přitom tento stroj létal 6 h a 24 min. Za chodu druhé etapy letových zkoušek letounu Tu-144LL (RA-77114) došlo k jedné jediné mimořádné události. Dne 24. prosince 1997, při vzletu, bylo odhaleno, že jsou palivové filtry vnitřních motorů tohoto stroje ucpané. Zmíněný vzlet proto musel být přerušen a letoun Tu-144LL (RA-77114) následně odstaven, a to až do 21. ledna 1998. Poletovou analýzu naměřených dat prováděli odborníci ANTK A.N. Tupoleva, institutu NASA a společnosti Boeing. Závěrečná zpráva z druhé fáze letových zkoušek tohoto stroje byla podepsána dne 19. února 1998. Závěrečný briefing programu Tu-144LL se konal mezi 23. a 26. březnem téhož roku. Protože byly americkými partnery výsledky zkušebního programu tohoto stroje hodnoceny nanejvýš kladně, dne 16. června 1998 americká společnost IBP Aviation podepsala smlouvu s ANTK A.N. Tupoleva na další využití vzdušné zkušebny Tu-144LL (RA-77114). Další zkoušky tohoto stroje se měly sestávat ze čtyř etap a měli se na nich podílet též dva piloti NASA. Podrobněji byla náplň letových zkoušek letounu Tu-144LL (RA-77114) specifikovaná ve smlouvě, která byla podepsána dne 6. července téhož roku zástupci společností ANTK A.N. Tupoleva, Boeing a IBP Aviation a institutu NASA. Zatímco součástí první etapy zkušebního programu měla být příprava letounu Tu-144LL (RA-77114) a zaškolení hostujících pilotů NASA, náplní etapy druhé se mělo stát ověření stability a ovladatelnosti tohoto stroje. Posláním třetí etapy mělo být vydání projektových dokumentací a instalace a kalibrace nových měřících zařízení. V závěrečné čtvrté etapě zkušebního programu měl letoun Tu-144LL (RA-77114) vykonat dalších pět zkušebních letů. Piloti NASA přitom do Žukovského dorazili dne 5. září 1998. Přeškolením na typ Tu-144LL oba zmínění američtí piloti (a američtí mechanici) prošli mezi 5. a 14. zářím téhož roku. Ke svému 20-tému letu, který byl zároveň prvním letem v rámci druhé etapy druhého zkušebního programu, se letoun Tu-144LL (RA-77114) vydal dne 8. září 1998. Američtí piloti ale za kniply tohoto stroje seděli až při následujícím letu, který se konal 15. dne toho samého měsíce. Zvukovou bariéru američtí piloti poprvé s letounem Tu-144LL (RA-77114) prolomili dne 18. září, při svém druhém letu s tímto strojem. Při zmíněném letu přitom dosáhli rychlosti M=1,95 a výšky 16 400 m (za 20 min). Součástí toho samého letu se ale stal též průlom zvukové bariéry ve výšce 9 500 m. Druhý a zároveň poslední let s letounem Tu-144LL (RA-77114) v rámci druhé etapy druhého zkušebního programu američtí piloti uskutečnili dne 23. září 1998. Při zmíněném letu dosáhli rychlosti M=1,95 a výšky 16 200 m (a podniky průnik M=1 ve výšce 9 000 m). Závěrečná zpráva z druhé etapy druhého zkušebního programu letounu Tu-144LL (RA-77114) byla podepsána dne 30. září téhož roku. Příprava zmíněného letounu na závěrečnou (čtvrtou) etapu zkušebního programu byla poněkud zdlouhavá a byla zahájena dne 2. říjnem 1998 a završena dnem 3. březnem 1999. Důvodem toho byly průtahy s dodávkami měřících přístrojů jak tuzemské, tak i americké výroby. Za způsobilý k letu v rámci závěrečné fáze zkušebního programu byl letoun Tu-144LL (RA-77114) prohlášen dne 11. března 1999. V rámci závěrečné fáze zkušebního programu tento stroj vykonal, mezi 22. březnem a 14. dubnem roku 1999, celkem 4 lety s celkovou dobou trvání 8 h a 35 min. Nadzvukově přitom létal 2 h a 50 min. Součástí zmíněných zkoušek byly ale též dva pozemní testy. Zatímco cílem prvního z nich se stalo definování optimální konfigurace lapačů vzduchu pohonných jednotek nadzvukového letounu, ten druhý (experiment 3.1) byl zaměřen na integraci krátkých přívodů vzduchu pro pohonné jednotky nadzvukového dopravního letounu (nadzvukový dopravní letoun druhé generace měl mít znatelně kratší motorové gondoly než nadzvukové dopravní letouny první generace). Posledně uvedený test byl přitom proveden na pozemní zkušebně, jejíž součástí se stal motor typu RD-36-51A. Závěrečný briefing ze zkoušek letounu Tu-144LL (RA-77114) proběhl mezi 3. a 7. červnem roku 1999. Druhý zkušební program za využití zmíněného letounu byl hodnocen rovněž jako úspěšný. V srpnu roku 1999 byl letounu Tu-144LL (RA-77114) napodruhé prezentován široké veřejnosti, a to na moskevské airshow MAKS 99. Tehdejší plány ANTK A.N. Tupoleva počítaly s testy letounu Tu-144LL (RA-77114) v americké Oklahomě. Tyto plány ale nakonec nebyly realizovány, stejně jako prezentace tohoto stroje na airshow ILA-2000, která se konala v březnu roku 2000 na Hannoveru. Letoun Tu-144LL (RA-77114) se nicméně stal součástí statické ukázky moskevské airshow MAKS 2001, pořádané v srpnu roku 2001. Poté byl opatřen samotnými tryskami motorů typu RD-36-35A a trvale uskladněn v Žukovském.

Verze:  -

Vyrobeno:  jeden exemplář (vznikl konverzí sériového Tu-144D)

Uživatelé:  žádní (pouze výzkumný stroj)

Posádka:    ?

Pohon:       čtyři dvouproudové motory typu Kuzněcov NK-32-1 s max. tahem po 13 000 / 25 000 kp s vypnutým /zapnutým přídavným spalováním

Radar:        povětrnostní impulsní dopplerovský radiolokátor typu Groza-144A s vyhledávacím dosahem 350 km, instalovaný v přední části trupu

Poslední úpravy provedeny dne: 26.9.2017