Ударно-разведывательный самолет Т-4 - Ильдар Бедретдинов

В ВИАМе с участием НИИСУ была разработана технология производства деформационно-упрочненного крепежа из сплава ВТ-16, позволившая осуществить массовое централизованное изготовление продукции на Нижегородском заводе "Нормаль". Работа была удостоена Государственной премии Совета министров.

Следует отметить, что при изготовлении полуфабрикатов из титановых сплавов для самолета Т-4 был проведен огромный объем работ на металлургических заводах, как авиационной промышленности, так и черной металлургии.

На металлургическом заводе в г. Рустави было освоено производство балок из титанового сплава ВТ- 22 сечением 160x270 мм для лонжеронов самолета.

На заводе ВИЛСа разработана технология производства методом прессования профилей с законцовкой для самолета Т-4.

На Верхнее-Салдинском металлургическом заводе освоена вся номенклатура полуфабрикатов (поковки, штамповки, прутки, профили, трубы и др.) из титановых сплавов ВТ-20, ВТ-22, ВТ-16 и др. для самолета Т-4).

Работы по изделию Т-4 проводились ВИАМом совместно с другими предприятиями отрасли. В ВИАМе выполнялись работы по разработке титановых сплавов различного назначения, в которых активное участие принимали сотрудники: С.Г. Глазунов, В.Н. Моисеев, Е.А. Борисова, Ю.И. Захаров, Л.Н. Терентьева, К.И. Соколиков, Г.Н. Тарасенко, Л.В. Шохолова, Б.М. Михайлов, М.В. Поплавко, Л.В. Груздева, В.Н. Калугин и некоторые другие. В работу по изготовлению полуфабрикатов из титановых сплавов на Верхнее-Салдинском металлургическом заводе большой вклад внесли И.Н. Каганович, С.А. Кушакевич, В.В. Тетюхин и др.; сотрудники ВИЛС: В.А. Добаткин, Н.Ф. Аношкин, И.С. Полькин и др.; сотрудники НИАТа В.С. Сотников, Я.И. Спектр.

В создании технологии изготовления конструкций из титановых сплавов для изделия Т-4 участвовали сотрудники ОКБ Сухого: И.В. Аргунов, И.А. Вакс, А.А. Веселов и др.; предприятия ТМЗ: Б.И. Дуксин-Иванов, А.В. Потопалов, Б.М. Устинов и др.

Технология изготовления деталей из этих сплавов была связанна с различными видами термической обработки, применяемой на разных стадиях изготовления деталей, а именно: отжиг для снятия внутренних напряжений, нагрев под штамповку, термоупрочняющая обработка для придания сплавам необходимых свойств.

Указанные нагревы приводили к тому, что на поверхности сплавов образовывались окалина и хрупкие газонасыщенные слои, которые снижали конструктивную прочность и пластичность деталей. Удалить эти слои механической обработкой не всегда было возможно, поэтому возникла проблема создания технологии химической обработки поверхности полностью удаляющей окалину и так называемый "алфированный слой". При этом требовалось сохранить пластичность сплавов, не снижая механических свойств, и исключить наводораживание сплавов с разным фазовым составом. И такая технология была создана сотрудниками ВИАМа В.П. Батраковым, Л.Н. Пивоваровой и Т.В. Антоновой Одновременно стояла задача разработать технологию размерного травления (химического фрезерования) листовых заготовок с целью изготовления сложнопрофилированных равнопрочных деталей, не снижающую механические свойства, обеспечивающую высокое качество поверхности, исключающую наводораживание сплавов независимо от их фазового состава. Эта задача также впервые была решена В.П. Батраковым, Л.Н. Пивоваровой и И.И.Гуреевой.

Для самолета Т-4 ВИАМом был разработан целый ряд марок высокопрочных сталей и технологических процессов изготовления полуфабрикатов и деталей с учетом специфики их работы в конструкции самолета. В указанных работах активно участвовали ведущие специалисты ВИАМа - Я.М. Потак, Ю.Ф. Оржеховский, В.В. Сачков, О.К. Ревякина, С.В. Лепнев, А.Л. Селяво и др.

Потребность в размещении максимального объёма топлива и высокие эксплуатационные напряжения в силовых элементах конструкции определили необходимость применения в качестве конструкционных материалов коррозионностойких высокопрочных сталей.

Задачи по их созданию были успешно решены коллективом учёных ВИАМа. При этом высокие характеристики механических свойств разработанных сталей и технологические возможности изготовления из них деталей и сварных узлов позволили определить целый ряд конструктивных решений узлов самолёта.

Так, для несущих высокие нагрузки топливных кессон-баков были разработаны коррозионно-стойкие стали ВНС-2 и ВНС-5 (Я.М. Потак, Ю.Ф. Оржеховский, Л.С. Попова, С.И. Бирман, Н.М. Вознесенская), обладающие высокой прочностью (более 1150 МПа и 1500 МПа соответственно), вязкостью разрушения, коррозионной стойкостью, высоким сопротивлением повторным нагрузкам, термостойкостью. На заводах металлургической промышленности была разработана технология выплавки, деформации с получением поковок, профилей, штамповок, листов.

Для стали ВНС-2, являющейся основным материалом цельносварных отсеков, были разработаны режимы и присадочные материалы для сварки без проведения последующей термообработки. Применение стали ВНС-2, отличительной особенностью которой являются незначительные деформации при сварке, (что связано с низкой температурой мартенситного превращения), позволило изготовлять крупногабаритные сварные конструкции сложной формы с высокой точностью и дало возможность выполнять ремонтные подварки практически в полевых условиях.

Для силового набора планера (лонжероны, балки) были освоены крупногабаритные полуфабрикаты из стали ВКС-3, режимы термообработки, обеспечивающие надёжную работоспособность деталей при температурах до 450°С. Ряд силовых шпангоутов и балка основной стойки шасси были выполнены из стали 30ХГСН2А, обработанной на прочность 1600-1800 МПа, при этом были проведены глубокие исследования режимов термообработки, работоспособности стали с учётом концентрации напряжений и условий нагружения деталей (В.В. Сачков, С.В. Лепнев, М.Ф. Алексеенко, Ф.Ф. Ажогин, И.Г. Покровская).

Впервые для ресурсных деталей - цилиндры амортизатора, штоки, балка передней стойки шасси - была создана высокопрочная сталь ВКС-210 с прочностью 2100 МПа (Я.М. Потак, О.К. Ревякина, В.В. Сачков). Для этих крупногабаритных деталей из стали ВКС-210 были разработаны технологии вакуумной выплавки слитков, деформации полуфабрикатов, специальные режимы термообработки заготовок и деталей, обеспечивающие работоспособность узлов шасси.

Разработанные материалы обеспечили создание надёжной конструкции узлов изделия "100" и их высокую весовую эффективность.

Была отработана технология сварки сплава ВНЛ-3 и его сочетаний с ВНС-2, проведены исследования по свариваемости сплавов ВТ-21 Л конструкций больших размеров (под руководством В.А. Костюка).

Проводились работы по отработке технологии пайки неразъемных соединений из разнородных материалов применительно к трубопроводным системам (под руководством А.П. Световидова), а совместно с ТМЗ исследованы вибропрочность и работоспособность сварных трубопроводов из титановых сплавов, применяемых в трубопроводах, работающих под внутренним давлением.

В конструкции планера самолёта Т-4 впервые в отечественной практике были применены принципиально новые для того времени теплостойкие полимерные материалы: стеклопластики радиотехнического назначения, герметики,клеи,топливостойкие резины и уплотнители и др., способные длительно работать при температурах до 250- 300°С, соответствующих экстремальным рабочим условиям полёта.

Эти материалы, разработанные ВИАМом совместно с институтами химической промышленности и Академии наук СССР, с успехом были применены в конструкциях антенных обтекателей, топливных баков, остекления и других элементов фюзеляжа самолёта.

В связи с огромным значением, которое придавалось научно-исследовательским работам по созданию и освоению новых топливостойких полимерных материалов, решением Правительства СССР был создан Межведомственный научный совет по топливостойким полимерным материалам для сверхскоростных самолётов под научным руководством академика Кузьмы Андриановича Андрианова. Его заместителем был назначен начальник ВИАМа Алексей Тихонович Туманов.

Одной из важнейших и несомненно сложных задач, возникших при проектировании и создании уникальной реактивной машины, была проблема носового антенного обтекателя. К его конструкции, помимо требований по параметрам радиотехнических свойств, предъявлялись требования по высоким прочностным характеристикам при нагреве конструкции до температур 300-350°С. Сотрудниками ВИАМа (В.В. Павлов, Б.А. Киселёв, О.К. Белый, И.Ф. Давыдова, В.А. Косарев) были разработаны высокотермостойкое полиамидное связующее (совместно с НИИПМ) и стеклотекстолит на его основе, сохраняющий необходимый комплекс радиотехнических и прочностных свойств при воздействии высоких температур (300-400°С).

Пришлось разрабатывать специальные оригинальные соты на основе стеклянных наполнителей, пропитанных тем же термостойким связующим. Была создана пятислойная конструкция обтекателя, в которой средний слой с толщиной стенки до 1,5 мм нёс основную силовую нагрузку. Для защиты внешней поверхности обтекателя сотрудниками ВИАМ Э.К. Кондрашовым и Л.А. Бутомо было разработано термостойкое, атмосферостойкое кремнийорганическое покрытие.