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Tupolev Tu-144

Avión de línea ruso
Rusian airliner

 


DATOS TÉCNICOS TECHNICAL DATA
TIPO:Avión de línea supersónico. TYPE:Supersonic airliner.
TRIPULANTES:3 CREW:3
ENVERGADURA:28´8 m. SPAN:94.6 ft.
LONGITUD:65´7 m. LENGTH:215.7 ft.
ALTURA:12´55 m. HEIGHT:41.2 ft.
SUPERFICIE ALAR:506´35 m². WING AREA:5,450.3 ft².
PESO EN VACÍO:99.200 kg. EMPTY WEIGHT:218,699 lb.
MOTOR:Cuatro turborreactores  Kolesov RD-36-51 o Kuznetsov NK-144 con posquemador. ENGINE:Four Kolesov RD-36-51 or Kuznetsov NK-144 afterburning turbojet engines.
VELOCIDAD MÁX.:2.300 km/h. MAX. SPEED:1,429 mph.
TECHO:20.000 m. CEILING:66,000 ft.
ALCANCE:6.500 km. RANGE:4,039 ml.
PRIMER VUELO:31 de diciembre de 1968. FIRST FLIGHT:December 31, 1968.
VERSIONES:5 VERSIONS:5
CONSTRUIDOS:16 BUILT:16

Los años posteriores al final de la Segunda Guerra Mundial fueron testigos de enormes desarrollos en la aviación civil, cuyos aviones se hicieron más grandes y veloces, y también volaban más alto. La URSS había logrado mantenerse al par de estos avances y en ocasiones había incluso estado por delante de ellos. Muchos centros de investigación, como el TsAGI (Tsentralniy Aerogidrodinamicheskiy Institut, Instituto Central de Aerohidrodinámica) seguían trabajando en la solución de diversos problemas antes de que los aviones de pasajeros pudiesen volar más rápido. Se alcanzaban ya velocidades Mach, pero elevarlas aún más suponía que el avión estaría sometido al aleteo aerodinámico de las velocidades transónicas. La alternativa era ir más allá de la barrera del sonido, hacer un avión supersónico.

A inicios de los años 60, la investigación sobre los metales, aleaciones y plásticos necesarios para fabricar un avión capaz de soportar las altas temperaturas del vuelo supersónico continuo comenzaban a dar resultados. Mientras tanto, en noviembre de 1962, Francia y Gran Bretaña firmaron un acuerdo para el desarrollo y producción de un avión SST (transporte supersónico), el Concorde.

Por entonces, los viajes supersónicos se consideraban una manera de ahorrar valioso tiempo y de aminorar el cansancio provocado por el síndrome de descompensación horaria (jet lag) ocasionado por los vuelos prolongados. Los argumentos en contra del SST eran principalmente económicos, aunque esto no fue una rémora para el proyecto anglo-francés ni para el de Tupolev, y ecológicos, si bien en aquel momento no se sabía mucho sobre este aspecto, salvo que el ruido de la explosión sónica podría ser un problema para los habitantes asentados bajo las rutas de vuelo.

Tupolev inició el trabajo reuniendo a su equipo a principios de 1963. Pese a la gran experiencia adquirida por el departamento en el diseño de aviones militares de gran velocidad, quedaban muchos problemas por resolver. Uno de los primeros era el perfil del avión. El TsAGI, situado por entonces en la base de pruebas Zhukovski, poseía uno de los mejores túneles de viento del mundo, y los diseños de Tupolev se convertían en modelos cuya calidad aerodinámica se probaban en dichas instalaciones. Esta calidad debía ser de al menos un 50% mejor que la de los aviones militares del momento para asegurar un vuelo confortable a los pasajeros. Por la misma razón, era necesario estudiar los efectos de atravesar la barrera del sonido en cuanto a la estabilidad del avión y su centro de gravedad.

Se necesitaba desarrollar en algunos casos nuevos materiales termorresistentes y en otros seleccionarlos para adecuarlos al calentamiento cíclico (la expansión del avión al ser sometido a presión y calentamiento por la fricción del aire acompañada de su contracción a baja cota y velocidad y en tierra). Un fuselaje de 60 m. se contrae unos 300 mm. en vuelo. Acaso no es mucho, pero sus efectos sobre una cabina sellada y presurizada tenían que ser mínimos. Eran necesarios nuevos lubricantes, sellantes e incluso nuevos modos de fabricación. Debían diseñarse nuevos sistemas de ambiente en cabina que permitieran al pasaje disfrutar de un entorno normal a 20.000 m.

Para llevar a cabo todo este trabajo, considerado por el gobierno soviético una cuestión de prestigio nacional, se asignaron a Tupolev más de 1.000 personas procedentes de otras ramas de la industria aeronáutica. Una de las primeras decisiones fue probar las cualidades aerodinámicas del diseño del ala. Esto se realizó modificando un caza MiG-21 mediante la instalación de las alas del Tu-144. El trabajo lo realizó MiG en los talleres de su departamento en Leningradskoe Shosse.

En el prototipo, que se fabricaba en la fábrica Opyt, muchas de las piezas debieron ser ajustadas al material del que debían fabricarse, y luego terminadas manualmente. Los depósitos de combustible se sellaron manualmente desde dentro.

La casi idéntica similitud entre el avión de Tupolev y el Concorde franco-británico se ha atribuido con frecuencia a ser una copia de este. Estas acusaciones comenzaron en junio de 1965, cuando un modelo del Tu-144 fue exhibido en el Salón Aéreo de París. Aunque al ser comparados en detalle las diferencias son muy claras, ambos aviones se parecen. Los diseñadores de Tupolev aconsejaron que la forma del avión siguiese las leyes de la aerodinámica, combinadas con las necesidades (o el futuro mercado) del avión y con los materiales disponibles.

El prototipo del Tu-144 estuvo terminado en el verano de 1968. El gobierno soviético estaba ansioso por verlo volar antes que el Concorde, ya que en el Salón de París se había anunciado que volaría en 1968. Como de costumbre en los aviones de Tupolev, el avión fue desmontado para su traslado a la base de pruebas de Zhukovski. El 31 de diciembre de 1968, horas antes del plazo fijado, Eduard Yelian despegó con el SSSR68001 en la pista de 5 km. de Zhukovski escoltado por un MiG-21 en el primer vuelo supersónico de un avión de pasajeros. Se había esperado un plazo de 16 días a que las condiciones atmosféricas fuesen razonables para el vuelo.

Se fabricaron cuatro aviones solo para pruebas, dos de ellos fueron al TsAGI para pruebas estáticas. Uno fue a Sib Nil en Novosibirsk para pruebas de calor y al cuarto se le probó la fatiga de materiales en Zhukovski. El nuevo avión de pasajeros llevaba cuatro motores de nuevo desarrollo NK-144 diseñados por el Departamento de Motores Kuznetsov dotados de posquemador que se empleaba sobre todo al despegue. La estructura y las alas eran de duraluminio, aunque los bordes de ataque de las alas, donde el vuelo supersónico generaba altas temperaturas, se fabricaron de acero inoxidable y titanio.

El prototipo del Tu-144 fue mostrado en el Salón Aéreo de París de 1971, ya con varios cambios en su diseño derivados de la experiencia de las pruebas de vuelo. Fue una oportunidad de comparar los dos SST, ya que en las cercanías se encontraba el prototipo del Concorde. El Tu-144 era más largo y sus raíces alares comenzaban en un barrido muy marcado que mejoraba las características de vuelo. En ambos aviones los motores iban montados en contenedores subalares, pero en distinta disposición. Los últimos Tu-144 llevarían un par de pequeñas alas por detrás de la carlinga que pivotaban hacia afuera para ayudar en el vuelo a baja velocidad y se plegaban a grandes velocidades.

Aeroflot se mostró entusiasmada en un principio y expresó la posibilidad de pedir gran número de Tu-144. La producción se estableció en la fábrica N64 de Voronezh. Mientras tanto, el programa de pruebas de vuelo seguía adelante. El 5 de junio de 1969, el Tu-144 traspasó la barrera del sonido por vez primera, volando a 11.000 m. Un año después, el 26 de mayo de 1970, superó Mach 2 con una velocidad de 2.150 km/h. a 16.300 m. Se había dado a conocer a la opinión pública sólo unos días antes, el 21 de mayo, cuando fue exhibido en el aeropuerto de Sheremetyevo e inspeccionado por autoridades del Ministerio de Aviación Civil.

Pronto quedó claro que el consumo de combustible era más grande de lo calculado. En términos de la economía soviética no tenía gran importancia, pero tenía un gran efecto en la autonomía del avión. En lugar de los 6.500 km. prometidos, solo llegaba a unos 3.500 km. y no podía alcanzar muchas ciudades orientales y surorientales de la URSS sin parar a repostar, perdiendo en ello el tiempo que se esperaba ahorrar. Para empeorar las cosas, el segundo avión de serie sufrió un accidente mientras era exhibido en el Salón Aéreo de París de 1973 ante 300.000 espectadores y los medios de comunicación de todo el mundo. No se publicó informe alguno del suceso ya que no era costumbre en el periodo soviético, pero no parece haber habido ningún fallo atribuible al avión. La causa principal pudo haber sido el evitar un Mirage francés no identificado que filmaba el evento. Sin embargo, la determinación de la URSS por ser primera se interpretó como la causante de acelerar el programa de pruebas y suscitó comentarios negativos.

En ese momento se habían terminado cinco aviones de serie y cinco más estaban en proceso. En 1973, Aleksei Tupolev, designado diseñador principal del OKB tras la muerte de su padre, traspasó el programa del SST a Valentin Blizniuk, que estaría a cargo del mismo hasta su terminación en 1990.

La escasa autonomía del Tu-144 llevó al gobierno soviético a pedir al Departamento de Diseño de Motores de Kolesov el desarrollo de un nuevo y más eficiente motor capaz de alcanzar los 20.000 kg. de empuje pero con los posquemadores. El quinto avión de serie, SSSR77105, fue modificado para aceptar el nuevo motor, designado RD-36-51A, y voló con la denominación de Tu-144D con estos motores en noviembre de 1974.

Tras el accidente de París, Aeroflot disminuyó su entusiasmo por el Tu-144, aunque el entrenamiento de tripulantes comenzó a fines de 1974 a cargo de pilotos de pruebas de Tupolev. Ningún piloto de Aeroflot llegó a comandar nunca un Tu-144. Los vuelos en los primeros Tu-144 se realizaban sobre Domodedovo (por entonces el nuevo aeropuerto doméstico de Moscú) en la ruta Bakú-Tashkent. A partir de diciembre de 1975, el cargamento y el correo se llevaban en servicio regular entre Moscú y Alma Ata, capital de Kazajistán. En febrero de 1977, si bien con peso de carga restringido, los servicios de transporte empezaron a unir Moscú y Jabárovsk. En ambos servicios se alcanzaba velocidad supersónica sobre las escasamente pobladas regiones del trayecto. Los pilotos al mando pertenecían siempre a Tupolev.

Finalmente, el 1 de noviembre de 1977, el Tu-144 recibió su certificado NLGS de habilitación aérea y el mimo día se iniciaron los servicios de pasaje. Pero no los de Aeroflot. En su lugar, el Ministerio de Producción Aeronáutica se encargó de los vuelos, proporcionando pilotos, ingenieros y apoyo técnico, si bien Aeroflot vendía los billetes y recaudaba el dinero. Los pilotos de Aeroflot eran copilotos, pero el mando de la aeronave era siempre de un piloto de pruebas de Tupolev. Los servicios volaban sólo la ruta Domodedovo-Alma Ata. Se realizaron un total de 50 vuelos ida-regreso y el billete costaba 81 rublos (unos 91 dólares del momento) por cada trayecto en clase económica. El Tu-144 podía llevar hasta 122 pasajeros en clase turista y 11 en primera clase. Se transportaron unos 3.194 pasajeros. Sólo dos aviones, SSSR-77108 y 77109, fueron empleados en este servicio., que finalizó el 31 de mayo de 1978, unos pocos días tras la terminación del primer Tu-144D de serie, que voló en pruebas desde Zhukovski y sufrió un incendio en vuelo, resultando destruido tras un aterrizaje de emergencia en Yegonevsk. El avión, SSSR-77111, se había fabricado recientemente. La causa del incendio no se reveló jamás.

La causa de que el Tu-144 no tuviese éxito no tuvo relación con el avión o sus problemas irresolubles. Fue que el apoyo político al SST comenzó a desvanecerse tras el accidente de París. Aeroflot empleó el segundo accidente como excusa para dejar los servicios de un avión que no había llegado a operar plenamente. Tras la pérdida del SSSR77111, se terminaron cuatro de los cinco aviones de la línea de montaje. Tenían su base en Zhukovski y volaban ocasionalmente como laboratorios aéreos, dos de ellos siguieron dedicándose a investigaciones de la capa de ozono hasta finales de 1990.

En total, los 16 Tu-144 fabricados realizaron 2.556 vuelos y 4.110 horas de vuelo. El de mayor uso, SSSR-77144 (que debería haber sido en secuencia 77104) voló sólo 432 horas.

A mediados de los años 90 quedaban 10 Tu-144, cuatro de ellos en museos: SSSR -77106 en Monino desde el 29 de febrero de 1980, SSSR-77107 en Kazán (29 de marzo de 1985), SSSR-77108 en Kuibyshev (27 de agosto de 1987) y SSSR-77110 en Ulyanovsk (1 de junio de 1984). El SSSR-77109 se quedó en la fábrica de Voronezh donde fue terminado y el SSSR-77105 en Zhukovski. Los cuatro Tu-144D (excepto el accidentado) SSSR77112 a -77115 permanecieron en la base de Zhukovski.



The years following the end of the Second World War saw huge developments in civil aviation with aircraft becoming larger and faster, and also flying higher. The Soviet Union had kept pace with, and had sometimes been ahead of, many of these developments, and many research institutes, including TsAGI (Tsentralniy Aerogidrodinamicheskiy Institut, Central Aerohydrodynamic Institute), had continued to work on the problems which needed to be solved before airliners could go any faster. Already high Mach numbers were being achieved; any higher, and the aircraft would be subject to the aerodynamic buffeting of transonic speeds. The alternative was to go through the sound barrier, to go supersonic.

In the early 1960s, research on the metals, alloys and plastics needed to build an aircraft capable of enduring the high temperatures resulting from sustained supersonic flight began to give results. Meanwhile, in November 1962, France and Britain had signed an agreement for the development and production of an SST (supersonic transport), the Concorde.

At that time, supersonic travel was seen as a means of saving valuable time and of easing the tiredness of jet lag that resulted from long flights. The arguments against SSTs were mostly economical, although that did not stop the Anglo-French project or Tupolev’s one, and ecological, although at the time not very much was known about this aspect, except that the noise of sonic booms could be a problem for people living under the flight path.

Tupolev set to work and gathered his team. Despite the huge experience gained by the design bureau on the development of high-speed military aircraft, many problems remained to be solved. The aircraft’s shape was one of the first. TsAGI, now situated at the Zhukovski test base, had some of the world’s finest wind tunnels, and Tupolev’s designs were formed into models and tested for aerodynamic quality here. This needed to be at least fifty per cent better than that of military aircraft of the period to assure passengers of a comfortable ride. For the same reason, it was necessary to study the effects of going through the sound barrier on the aircraft’s stability and CG.

New heat-resistant materials needed to be in some cases developed, in others selected to meet the needs for cyclical heating, i.e. the aircraft’s expansion when pressurised and heated by air friction followed by its contraction at low levels and speeds and on the ground. A 60 m./197-foot fuselage would expand by 300 mm./one foot in flight. Not much, perhaps, but its effects on a sealed, pressurised cabin had to be minimal. New lubricants were needed as were new sealants and even construction methods. New cabin environment systems had to be designed to allow passengers to experience normal living conditions at 20,000 m./65,620 feet.

To carry out the work involved, which was regarded by the Soviet government as a matter of national prestige, over 1,000 staff were temporarily assigned to Tupolev from other aviation industry bodies. An early decision was taken to test the aerodynamic qualities of the wing design. This was done by modifying a MiG-21, by fitting a new -144-shaped wing to it. This was done by MiG at its design bureau workshop on Leningradskoe Shosse.

For the prototype, which was being constructed at the Opyt factory, many of the parts had to be chemically etched on to the material from which they were to be made, and then manually finished. The fuel tanks had to be sealed manually from the inside.

The visual similarity of Tupolev’s aircraft and the Anglo-French Concorde has often led to charges of copying. These began in June 1965, when a model of the Tu-144 was shown at the Paris Air Salon. Although when compared in detail the differences are major, the aircraft certainly look alike. Tupolev’s designers advise that the general shape of the aircraft was determined mostly by the laws of aerodynamics, combined with the needs (or market) for the aircraft and by materials available.

The prototype Tu-144 was completed in the summer of 1968. The Soviet government was anxious to see it fly before the Concorde, and at the 1965 Paris Air Salon, it had been announced that it would fly in 1968. As usual with Tupolev aircraft, it was disassembled for transfer to the test base at Zhukovski. On 31 December 1968, hours before the deadline, Eduard Yelian pulled back the control column and SSSR68001 lifted off Zhukovski’s 5 km./3.1-mile-long main runway with a MiG-21 escort, on the world’s first SST flight. He had waited for sixteen days for reasonable weather conditions to make the flight.

Four aircraft were manufactured just for tests; two went to TsAGI for static tests. One went to Sib Nil in Novosibirsk for heat tests, and the fourth was fatigue-tested at Zhukovski. The new airliner was powered by four newly developed NK-144 engines designed by the Kuznetsov engine design bureau which were fitted with afterburners used mainly on take-off. The airframe and wings were made from duraluminium, although the leading edge of the wings, where supersonic flight generated high temperatures, was manufactured of stainless steel and titanium.

The prototype Tu-144 was shown at the 1971 Paris Air Salon, already showing a number of design changes resulting from the experience gained during the flight test programme. It was an opportunity to compare the two SSTs, for further down the flight line was the French prototype Concorde. The -144 was larger and the wing roots began with a marked increase in sweep to help improve slow flying characteristics. On both aircraft, the engines were mounted in the underwing pods, but with very different arrangements. Later -144s would feature a small pair of wings just behind the cockpit, which pivoted outwards from the fuselage to assist low-speed performance, and was retracted at higher speeds.

With Aeroflot, enthusiastic at first, expressing the possibility of ordering large numbers of the Tu-144s, production was set up at Voronezh factory N64. Meanwhile, the flight test programme was proceeding. On 5 June 1969, the Tu-144 went through the sound barrier for the first time, flying at an altitude of 11,000 m./36,091 feet. A year later, on 26 May 1970, it exceeded Mach 2, flying at 2,150 kph./l,336 mph. at an altitude of 16,300 m./53,480 feet. It had been unveiled to the public for the first time a few days earlier, on 21 May, when it was demonstrated at Sheremetyevo airport, and inspected by officials from the Ministry of Civil Aviation.

It was soon apparent that fuel consumption was much higher than calculated; while in Soviet economic terms this may not have been of great importance, it had a marked effect on the aircraft’s range. Instead of the promised 6,500 km./4,039 miles, it could only fly about 3,500 km./2,175 miles, and could not reach many of the eastern and south-eastern cities of the Soviet Union without stopping for fuel and thus losing the time it was intended to save. To make matters worse, the second production aircraft crashed while giving a display at the 1973 Paris Air Show with 300,000 onlookers and the world’s media present. No accident report was issued; this was not done in Soviet times, but there seems to have been no blame attributable to the aircraft. A major cause seems to have been the need to avoid an unidentified French Mirage filming the airshow. Nonetheless, the Soviet Union’s determination to be first was widely interpreted as hurrying along the test programme, and drew much unfavourable comment.

By that time, five production aircraft had been completed, and five more were in the course of production. In 1973, Aleksei Tupolev, now appointed general designer of the OKB following his father’s death, handed over the SST programme to Valentin Blizniuk, who would remain in charge until the programme ended in 1990.

The shortened range of the -144 had led the Soviet government to order the Kolesov Engine Design Bureau to develop a new, more efficient engine capable of delivering the same 20,000 kg./44,092 lb. of thrust with afterburners on. The fifth production aircraft, SSSR77105, was modified to take the new engine, designated the RD-36-51A, and flew as the Tu-144D with these engines for the first time in November 1974.

After the accident at Paris, Aeroflot’s enthusiasm for the -144 diminished, although training of crews began in late 1974; with Tupolev test pilots as instructors, no Aeroflot pilot would ever command a Tu-144. Training flights were flown with the early Tu- 144s over the Domodedovo (Moscow’s new domestic airport) Baku-Tashkent route. Later, from December 1975, cargo and mail were carried on regular services between Moscow and the Kazakhstan capital, Alma Ata. In February 1977, but with restricted payloads, cargo services began linking Moscow and Khabarovsk. On both these services, supersonic speeds were achieved over the sparsely populated regions below. Always, the pilot in command was from Tupolev.

At last, on 1 November 1977, the Tu-144 received its NLGS certificate of airworthiness, and on the same day passenger services began. But not Aeroflot services. Instead, the Ministry of Aviation Production operated the flights, providing pilots, engineers and technical support, although Aeroflot sold the tickets and retained the money. Aeroflot pilots served as copilots, but command was always with a Tupolev test pilot. The services were only on the Domodedovo-Alma Ata route. A total of fifty return flights were made; the ticket cost was eighty-two roubles (approximately $91) each way for an economy-class seat. The -144 held 122 economy- and eleven first-class passengers. Some 3,194 passengers were carried. Only two aircraft, SSSR-77108 and 77109, served. The service ended on 31 May 1978, a few days after the first production Tu-144D, flying on test from Zhukovski, experienced an in-flight fire, and was destroyed while making an emergency landing at Yegonevsk. The aircraft, SSSR-77111, had only recently been completed. The cause of the fire has never been revealed.

But the reason that the Tu-144 did not succeed had little to do with the aircraft or its teething problems. It was that political support for the SST had started to fade after the Paris accident. Aeroflot used the second accident as an excuse to stop services on an aircraft it had never actually operated. After the loss of SSSR77111, four of the five aircraft still on the production line were completed. They were based at Zhukovski and flew occasionally as aerial laboratories with two continuing in service on ozone layer research until late 1990.

Altogether, the sixteen flying Tu-144s built made 2,556 flights, and totalled 4,110 flying hours. The high time aircraft SSSR-77144 (sequentially, this should have been -77104) flew just 432 hours.

In the mid-1990s, ten Tu-144s remain, and four of these are in museums: SSSR-77106 was flown to Monino on 29 February 1980 by Giorgi Voronchenko; SSSR-77107 was flown to Kazan on 29 March 1985 by Vladimir Matveev; SSSR-77108 was flown to Kuibyshev on 27 August 1987 by Boris Vasiliev; and SSSR-77110 was flown to Ulyanovsk on 1 June 1984 by Sergei Agapov. SSSR-77109 remains at Voronezh, at the factory where it was produced, and SSSR-77105 remains on the dump at Zhukovski. The four Tu-114Ds (excluding the fifth that crashed) SSSR77112 to -77115 remain at Zhukovski.


FUENTES Y REFERENCIA – SOURCES & REFERENCE

Paul Duffy and Andrei Kandalov, Tupolev. The Man and His Aircraft, SAE International, 1996.

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