При проработках проекта во главу угла ставилась задача получения конкурентноспособного по отношению к находившимся в эксплуатации и в разработке магистральным дозвуковым пассажирским самолетам. Конкурентноспособность такого самолета (по сравнению с обычным дозвуковым лайнером) должна была обеспечиваться экономической эффективностью, экологической приемлемостью и удобствами для пассажиров. При этом экономическая эффективность (меньшие удельные затраты) обуславливалась большей производительностью СПС-2, чем у дозвуковых машин (за счет скорости), что должно было обеспечить перевозку растущих пассажиропотоков меньшим количеством самолетов, по сравнению с парком дозвуковых самолетов. Разница в стоимости необходимого количества тех и других пассажирских самолетов и в затратах на их эксплуатацию должна была компенсировать для авиаперевозчиков увеличение затрат на топливо, связанное с использованием менее экономичных СПС-2. Экологическая приемлемость СПС-2 во многом определяла успех или неуспех проекта. Решение этой проблемы было связано с определением уровня экологического воздействия СПС-2 на окружающую среду (звуковой удар, шум на местности, эмиссия вредных веществ, в том числе влияние выбросов на озоновый слой). Все эти проблемы в той или иной степени стояли и при создании СПС-1, но в момент их начального проектирования (первая половина 60-х) годов, к ним относились не как к основным. Основная задача стояла в создании и внедрении в эксплуатацию реально летающего СПС.
Работы по СПС-2 велись и ведутся в ОКБ вот уже в течение 25 лет. За эти годы было подготовлено несколько различных проектов Ту-244, отличавшихся друг от друга аэродинамической компоновкой, конкретными конструктивными решениями по планеру, силовой установке и летно-техническими данными. Основным отличием подготовленных проектов СПС-2 от СПС-1 стал более высокий уровень аэродинамических характеристик самолета, большая экономичность силовых установок, а также возрастание их массо-габаритных параметров, при обеспечении перевозки большего количества пассажиров на большие дальности полета. Работами по СПС-2 в ОКБ долгие годы руководил непосредственно А.А.Туполев. В настоящее время Главным конструктором по теме СПС-2 является А.Л. Пухов, техническое руководство по работам над Ту-244 осуществляет М.И.Казаков.
Один из первых проектов ОКБ самолета Ту-244 стал проект 1973 года с четырьмя двигателями с взлетной тягой по 37500 кгс с удельным расходом топлива на крейсерском сверхзвуковом режиме 1,23 кг/кгс х час. По проекту взлетная масса самолета достигала 360 тонн, коммерческая нагрузка 30 тонн (в различных вариантах компоновок пассажирских салонов могло размещаться от 264 до 321 пассажира). Площадь крыла достигала 1100 м2. На крейсерской скорости 2340 км/ч самолет с нормальной коммерческой нагрузкой должен был иметь дальность полета 8000 км. По своей схеме этот проект являлся дальнейшим развитием Ту-144. Основные усилия при разработке аэродинамической компоновки были направлены на увеличение значений Кмакс с целью получения заданной дальности полета. С этой целью на самолете уменьшили относительные мидели фюзеляжа и мотогондол, применили крыло увеличенной площади и удлинения, применили механизацию передней кромки крыла в виде отклоняемых носовых частей (отклонение предусматривалось на дозвуковых режимах), расположили раздельные мотогондолы с осесимметричными воздухозаборниками за линией максимальных толщин крыла, оптимизировали форму поверхности крыла с учетом интерференции с мотогондолами и т.д. В результате удалось при продувках моделей получить крейсерское К макс=8,75-9,0 на М=2,2 и на дозвуковом режиме Кмакс=14,8.
В конце 1976 года появилось решение ВПК при СМ СССР по СПС-2, определявшее порядок разработки и основные данные Ту-244. Согласно этому решению на первом этапе предполагалось проектирование СПС-2 сравнительно небольших размеров с взлетной массой 245-275 тонн, площадью крыла 570-750 м2 и с двигателями со взлетной тягой 22500-27500 кгс. В дальнейшем планировался переход к СПС-2 более крупных размерностей. К 1985 году ОКБ подготовило техническое предложение по Ту-244 с четырьмя двигателями изменяемого цикла (ДИЦ) с взлетной тягой по 24000 кгс. Проект предусматривал создание Ту-244 в параметрах несколько больших размерностей, чем Ту-144Д: взлетная масса 260 тонн, площадь крыла 607 м2, количество пассажиров - 150-170. Расчетная дальность полета 7000-10000 км. Крейсерское расчетное аэродинамического качества на сверхзвуке для проекта определилось в 8,65. Особенностью проекта стало применение двигателей ДИЦ в сочетании с укороченными по сравнению с Ту-144 воздухозаборниками. Применение ДИЦ позволяло в наибольшей степени оптимизировать работу силовой установки на различных режимах полета и давало возможность выполнять высокоэкономичный дозвуковой полет над зонами с высокой плотностью населения.
Прорабатывался проект с двигателями на жидком водороде.
В 1993 г. два Ту-144Д переоборудуются под летающие лаборатории в рамках работ по СПС второго поколения.
Техническая сложность и возрастающая стоимость программ создания СПС-2 заставили ведущие авиастроительные фирмы США, Великобритании, Франции, Германии, Италии, Японии и СССР (России) начиная с конца 80-х годов координировать свои исследования по СПС-2 прежде всего в области экологического воздействия, а также в оценке потребности человечества в СПС и определении их рациональных параметров (следует отметить, что подобное сотрудничество осуществлялось и раньше: начиная с середины 60-х годов между СССР и Францией было налажено, хотя и в ограниченных объемах, сотрудничество по некоторым проблемам создания СПС-1). В начале 90-х годов с целью решения проблем создания СПС-2 на международном уровне оформилась так называемая «Группа Восьми», включавшая фирмы «Боинг», «Мак Доннелл-Дугласс», «Бритиш Аэроспейс», «Аэроспасьяль», «Дойче Аэроспейс Эрбас» (DASA), «Аления», Объединение Японских авиационных корпораций и ОАО АНТК им.АН.Туполева.
На основании предыдущих проработок по СПС-2, учитывая перспективы как российского, так мирового рынка для будущих СПС, в тесном контакте с ведущими российскими отраслевыми научными центрами (ЦАГИ, ЦИАМ, ВИАМ, ЛИИ) ОКБ продолжало в 90-ые годы работать над различными аспектами проекта СПС-2. Ко второй половине 90-х годов облик будущего российского СПС-2 Ту-244 более менее сложился, хотя в ходе дальнейшего развития проекта первый полет Ту-244 возможен при нормальном развитии работ не ранее чем через пять-десять лет. Базовая аэродинамическая схема «бесхвостка», силовая установка из четырех ТРД в раздельных мотогондолах, взлетная масса 320-350 тонн, крейсерская скорость М=2,0-2,05. Выбранные взлетная масса, габариты и пассажировместимость (250-300 и более пассажиров) позволяют обеспечить конкурентноспособность с дозвуковыми самолетами (такими, как Боинг 747 и А 310), имеющими 300-500 мест. Компоновка Ту-244 подчинена обеспечению высокого аэродинамического качества как в сверхзвуковом крейсерском полете (до 9 и более), так и на дозвуковых режимах полета (до 15-16), а также на взлетно-посадочных режимах для снижения уровня шума и создания повышенного комфорта для пассажиров. Крыло трапецевидной формы в плане с наплывом имеет сложную деформацию срединной поверхности и переменный профиль по размаху. Управление по тангажу и крену, а также балансировка обеспечиваются элевонами, передняя кромка снабжена механизацией типа отклоняемых носков. По сравнению с Ту-144 базовая часть крыла имеет значительно меньший угол стреловидности по передней кромке, при сохранении большой стреловидности наплывной части, что обеспечивает компромисс между крейсерскими полетами на больших сверхзвуковых скоростях и на дозвуке. Конструкция крыла близка к Ту-144. Предусматривается широкое использование композитов в конструкции крыла, фюзеляжа, оперения, мотогондол, что должно обеспечить снижение массы планера на 25-30%. Как и на Ту-144, вертикальное оперение имеет двухсекционный руль и конструктивно подобно крылу. Фюзеляж состоит из гермокабины, носового и хвостового отсека. Для выбранной пассажировместимости 250-320 человек оптимальным явился фюзеляж шириной 3,9 м и высотой 4,1 м. На Ту-244 отказались от отклоняемой носовой части фюзеляжа. Остекление кабины экипажа дает необходимый обзор в полете, а на взлетно-посадочных режимах требуемая видимость обеспечивается системой оптико-электронного обзора. Увеличение массы самолета потребовало изменить схему шасси, в отличие от Ту-144, на Ту-244 шасси состоит из одной передней и трех главных стоек, из которых наружные имеют трехосные тележки и убираются в крыло, а средняя стойка имеет двухосную тележку и убирается в фюзеляж. Взлетная тяга каждого двигателя определяется в 25000 кгс, с типом пока полной ясности нет: рассматриваются и ДИЦ, и обычные двухконтурные ТРД с эжекторным соплом, обеспечивающим шумопоглощение на взлете и посадке. Системы и оборудование Ту-244 должны разрабатываться с учетом опыта по Ту-160 и Ту-204.
Стремясь обеспечить гибкость подхода к проблеме СПС-2, в ходе работ по проекту в ОКБ было подготовлено несколько возможных проектов Ту-244, отличающихся массами, габаритами, пассажировместимостью и незначительными отличиями в компоновочном и конструктивном плане. В одном из последних вариантов Ту-244, предложенных ОКБ, речь идет о самолете с взлетной массой 300 тонн, площадью крыла 965 м2, четырьмя ТРДД с взлетной тягой по 25500 кгс и с пассажировместимостью 254 человека. Расчетная практическая дальность полета на сверхзвуке с нормальной коммерческой нагрузкой равняется 7500 км.
Весомым вкладом России в разработку СПС-2 стало создание на базе серийного Ту-144Д летающей лаборатории Ту-144ЛЛ «Москва». Работа по Ту-144ЛЛ шла в рамках международного сотрудничества с США, при активном финансировании со стороны американцев.
Информация о самолете была представлена на Парижском авиасалоне в июне 1993 г. Предположительный срок поступления в эксплуатацию - 2025 г. Потенциальный рынок оценивается более чем в 100 самолетов.
Компоновка самолета Ту-244 подчинена обеспечению высокого аэродинамического качества как на сверхзвуковом крейсерском, так и на взлетно-посадочном режимах для снижения уровня шума, а также созданию повышенного комфорта для пассажиров.
КРЫЛО Ту-244 трапециевидной формы в плане с наплывом имеет сложную деформацию срединной поверхности и переменный профиль по размаху. Управление по тангажу и крену, а также балансировка обеспечиваются элеронами. Передняя кромка снабжена механизацией типа отклоняемых носков. Если на Ту-144 было реально достигнуто аэродинамическое качество 8,1 при М=2, то на Ту-244 намечалось получить качество 10 при М=2 и 15 при М=0,9.
Конструктивно крыло делится на среднюю, проходящую через фюзеляж, консоли и переднюю часть. Принята многолонжеронная и много-нервюрная силовая схема для средней части и консолей и безнервюрная для передней части крыла, как на Ту-144.
В качестве конструкционного материала для наиболее нагруженного кессона средней части крыла и консолей целесообразно использование высокопрочного титанового сплава типа ВТ-6Ч. Для сравнительно мало нагруженной передней части крыла, для механизации и несиловых элементов исследуются алюминиевые сплавы и композиционные материалы. Широкое применение композиционных материалов, например графитоэпоксидных, в конструкции крыла, оперения, мотогондол, фюзеляжа по оценкам наших и зарубежных специалистов, может обеспечить к 2000 году снижение веса планера на 25-30 %.
В крыле расположены топливные кессон-баки, ниши для уборки основных стоек шасси.
ВЕРТИКАЛЬНОЕ ОПЕРЕНИЕ имеет двухсекционный руль направления .и конструктивно подобен крылу.
ФЮЗЕЛЯЖ состоит из гермокабины, носового и хвостового отсеков. Выбор оптимального диаметра фюзеляжа зависит от пассажировместимости. Для числа пассажиров 250-320 оптимальным является фюзеляж шириной 3,9 метра, в котором пассажирские кресла размещаются по схеме 3+3 в ряд в туристском и бизнес-классах и 2+2 в первом классе. Высота 4,1 метра позволяет оборудовать удобный багажник под полом пассажирского салона с погрузкой контейнеров международного образца. Подобное сечение фюзеляжа имеет самолет Ту-204. Гермокабина будет изготовлена из алюминиевых сплавов, носовой и хвостовой отсеки - из композитов.
На самолете не предусматривается отклоняемый нос, как на Ту-144. Нет и обычного «фонаря» пилотской кабины. Остекление кабины экипажа дает необходимый обзор в полете, а на взлете, посадке и движении по земле требуемая видимость взлетно-посадочной полосы обеспечивается системой оптико-электронного обзора, действующей при любых метеоусловиях.
ШАССИ состоит из передней стойки и трех главных, из которых наружные имеют трехосные тележки и убираются в крыло, а средняя стойка имеет двухосную тележку и убирается в фюзеляж. Прототипом носовой опоры является стойка самолета Ту-144. Схема с тремя главными опорами выбрана из условий обеспечения заданных нагрузок на бетон взлетно-посадочной полосы.
Пилотажно-навигационное оборудование должно было обеспечивать посадку по категории IIIА ИКАО.
Описание Разработчик ОКБ им. А.Н.Туполева
Обозначение Ту-244
Тип Cверхзвуковой пассажирский самолет
Вариант 1999 г.
Количество пассажиров 300 254
Размещение пассажиров (число / шаг кресел, мм) I класс 20 / 1050
II класс 108 / 960
Туристский класс 108 + 65 / 870
Геометрические и массовые характеристики
Длина самолета, м 88,7 88,0
Размах крыла, м 54,77 45,0
Высота самолета, м 15,0
Площадь крыла, м2 1200 965
Удлинение крыла 2,5
Стреловидность крыла по передней кромке центроплан 75о
консоли 35о
Ширина фюзеляжа, м 3,9 3,9
Высота фюзеляжа, м 4,1
Объем багажного отделения, м3 32
Взлетный вес (максимальный), кг 350000 300000
Вес самолета без топлива, кг 172000
Коммерческая нагрузка, кг 25000
Вес топлива, кг 178 000 150000
Силовая установка
Число двигателей 4 4
Тип двигателя ДТРД ДТРД или ДИЦ
Тяга двигателя, кгс 4х 33 000 4х 25 000
Летные данные
Крейсерская скорость, М= 2,05 2,0
Практическая дальность полета, км 9200 7500
Высота полета, м 18000-20000 18000-20000
Потребная длина ВПП, м 3000
