Появление первого самолета поставило перед инженерами и конструкторами множество проблем, одна из которых была связана с увеличением дальности полета. В 20-е годы прошлого столетия возникла идея заправки самолетов топливом от воздушного заправщика. А в 1923 году она впервые была осуществлена в американском городе Сан-Диего. Правда, процесс заправки был примитивным и трудоемким, но он показал осуществимость этой идеи.

В последующем развитие авиации, необходимость постоянного увеличения тактических радиусов боевого использования и межконтинентальное базирование заставили авиационных специалистов за рубежом успешно решить проблему дозаправки в воздухе практически всех типов боевых самолетов и широко это использовать.

Сделано в СССР

В Советском Союзе работы в области дозаправки самолетов в воздухе начались в 1931 году в НИИ ВВС летчиком и изобретателем П. Гроховским. В первых экспериментах система заправки была элементарной: с самолета-заправщика Р-5 в воздухе выпускался шланг длиной несколько десятков метров, а член экипажа заправляемого самолета-бомбардировщика ТБ-1 должен был поймать свободный конец шланга и вставить его в приемную горловину. В таком положении самолеты должны были совершать совместный полет, строго выдерживая необходимое положение относительно друг друга.

Испытания системы заправки прошли успешно, но она широкого развития как у нас, так и за рубежом в дальнейшем не получила. Затем исследования по заправке топливом в полете продолжились в конце 40-х годов, когда на вооружение советских ВВС поступили дальние бомбардировщики Ту-4 с дальностью полета 5100 км. Но эта дальность была недостаточной, предположим, для нанесения бомбовых ударов в условиях начавшейся холодной войны по авиабазам на территории США.

Американцы имели в то время стратегические бомбардировщики B-36, которые без заправки в воздухе могли пролететь более 16 000 км. Вот почему вопрос об увеличении дальности полета советских бомбардировщиков встал со всей остротой перед учеными и инженерами Летно-исследовательского института (ЛИИ) и машиностроительного завода "Звезда", возглавляемого в то время Семеном Алексеевым.

Заправки: "шланг-конус" или "крыльевая"?

В то время отрабатывались системы заправки, выполненные по двум различным схемам: система "шланг-конус" и "крыльевая". Первая создавалась с учетом уже имеющегося в мировой практике опыта группой под руководством В. С. Вахмистрова, а вторая явилась оригинальной отечественной разработкой, авторами которой стали летчики испытатели ЛИИ И. Шелест и В. Васянин.

При отработке крыльевой системы потребовался большой объем исследований, связанных с трудоемкой отработкой устойчивости шланга в потоке, особенно в зоне вихревого жгута законцовки крыла, устойчивости петли шланга и оценки действующих на шланг аэродинамических нагрузок. Трудности возникали и при отработке приемлемой методики пилотирования при контактировании и полете в строю заправки.

Творческий вклад в решение этой проблемы внесли летчики-испытатели А. Якимов и Амет Хан Султан. "Крыльевая" система заправки на самолетах Ту-4 эксплуатировалась в частях дальней авиации в течение нескольких лет. В этот же период предпринимались попытки создания "крыльевой" системы для заправки истребителей. Этот вариант был экспериментально отработан на самолетах Ту-2 (заправщике) и Як-15 и МиГ-15 (заправляемых), а позднее на самолетах Ту-16 (заправщик) и МиГ-19. Однако в дальнейшем разработки этой схемы для заправки истребителей не были реализованы.

Система заправки "шланг-конус"

Полученный опыт освоения и эксплуатации "крыльевой" системы заправки на самолетах Ту-4 позволил в середине 50-х годов создать и отработать модификацию подобной системы для заправки самолетами Ту-16. Серийная эксплуатация "крыльевой" системы заправки обладала рядом положительных качеств, но процесс заправки по этой схеме был сравнительно многооперационный и, как показал опыт эксплуатации, не в полной мере отвечавший современным требованиям безопасности полетов.

Испытания системы заправки "шланг-конус" проводились на оборудованных для этой цели самолетах-заправщиках Ту-4, оснащенных двумя заправочными точками на консолях крыла, и истребителях МиГ-15 с установленными в носовой части фюзеляжа штангами приемниками топлива. Система позволяла заправлять топливом в полете два истребителя одновременно. Опытная система заправки истребителей МиГ-15 от самолета-заправщика Ту-4 прошла Государственные испытания с положительными результатами, однако решения о серийном производстве этой системы принято не было.

В середине 50-х годов возникла идея с помощью системы "шланг-конус" обеспечивать заправкой топливом в полете самолеты дальней стратегической авиации. Для этого с учетом рекомендаций, полученных при теоретических, стендовых, летных и трубных испытаниях, машиностроительным заводом "Звезда" был спроектирован и изготовлен в 1952 году комплексный агрегат заправки (КАЗ-831), а ОКБ им. В. М. Мясищева оборудовало этой системой бомбардировщик М-4 (а впоследствии М-ЗМ), используемый в качестве заправщика. Для осуществления контактирования была разработана телескопическая "стреляющая" штанга - приемник топлива ПТ-1. Она устанавливалась в носовой части заправляемого самолета и обеспечивала контактирование и дозаправку самого большого бомбардировщика того времени М-4.

После успешно проведенных испытаний система эксплуатировалась серийно. От самолетов-заправщиков заправлялись самолеты М-4, М-ЗМ, Ту-95, Ту-22 и другие. Несмотря на присущие этой системе заправки недостатки (с точки зрения современных требований), она оказалась весьма "живучей" и применялась практически без изменений до настоящего времени.

Управляемый конус

Опыт эксплуатации системы типа "шланг-конус" показал, что наиболее сложным и трудным этапом заправки является процесс контактирования (стыковки) самолетов. Поэтому уже с начала серийной эксплуатации системы предпринимались попытки облегчить этот процесс. Наряду с предложениями по улучшению стабилизации системы "шланг-конус" в воздушном потоке в одной из лабораторий ЛИИ и с участием будущего генерального конструктора "Звезды" Г. И. Северина прорабатывалась возможность создания управляемого (дистанционно или автоматически) конуса на шланге, наводящегося на штангу заправляемого самолета. Был предложен оригинальный способ управления положением конуса в пространстве с помощью кольцевого руля. В макетном варианте система с управляемым конусом успешно прошла летные испытания на специально оборудованных для этой цели летающих лабораториях, созданных на базе самолета Ил-28.

Система "штанга"

На Западе для заправки топливом в полете используется как система "шланг-конус", так и система "штанга", которая применяется на большинстве самолетов ВВС США КС-135, КС-10А. На самолете- заправщике стоит управляемая телескопическая штанга длиной не более 15 м, а на заправляемом самолете - специальный приемный узел типа "воронки". Для стабилизации штанги в воздушном потоке перед стыковкой она имеет жесткое оперение, являющееся одновременно рулевой поверхностью, с помощью которой осуществляется управление положением наконечника штанги в процессе стыковки.

Стыковку в системе "штанга" осуществляет оператор, находящийся на самолете-заправщике, который с помощью рулевых поверхностей устанавливает наконечник заправочной штанги в такое положение, при котором он входит в приемное гнездо заправляемого самолета и фиксируется в нем. Система "штанга" имеет большую производительность заправки - до 5-7 тысяч л/мин., однако в эксплуатации она более опасна.

Из зарубежных источников известно, что за все время эксплуатации произошло 156 летных происшествий, включая шесть катастроф с гибелью обоих самолетов, при заправке по системе "телескопическая штанга". В качестве основной причины аварийности системы "штанга" называется недостаточная квалификация операторов заправки и пилотов заправляемых самолетов.

Стандарты РФ и НАТО совмещены

Расширенные диапазоны маневрирования самолетов в строю заправки и принятые величины давления топлива при использовании системы "шланг-конус" потребовали специальных мер по обеспечению герметичности стыка в контактном узле, что привело к некоторым отличиям конструкции контактного узла, принятого в России, от контактного узла на конусе типа МА-2 западной разработки.

Однако универсальная головка разработанного на "Звезде" приемника топлива ГПТ-2Э, в конструкции которой удалось совместить стандарты РФ и НАТО, позволяет осуществлять заправку как от заправщиков российского, так и западного производства. В настоящее время на вооружении ВВС России имеются только четыре типа самолетов, способных служить для дозаправки других самолетов в воздухе: самолет-заправщик Ил-78, фронтовой бомбардировщик Су-24 и палубные истребители Су-33 и МиГ-29К / МиГ-29КУБ. Для использования за рубежом российский самолет-заправщик Ил-78 необходимо оснастить как УПАЗами, так и английскими ПАЗами МК-32 В. Реализация таких предложений не будет затрагивать конструкцию ПАЗов и требует проведения сравнительно простых и относительно дешевых работ по танкеру. Стоимость таких работ оценивается примерно в 1,2-1,5 млн долларов....