Вариант II – на основе компоновочных схем М-20-7, М-20-9 (проект на основе использования технологии обеспечения ламинарного обтекания крыла). М-20-10. М-20-11, М-20-14, М- 20-15;
Вариант III-разрабатывался на основе компоновочных схем М-20-16, М- 20-17, М-20-18 М-20-19. М-20-21;
Вариант IV – но основе компоновочных схем М-20-22, М-20-23 и М- 20-24 с системой контроля за обтеканием крыло. Взлетная масса самолетов донного варианта достигала 30000-325000 кг, а в случае применения подвесных топливных баков, взлетная масса доходила до 345000 кг.
Следует отметить, что проблемами внедрения системы контроля за обтеканием крыла занимались не только мясищевцы. На начальном этапе развития проекта Ту-160, когда самолет рассматривался в варианте с жестким крылом, подобное техническое решение предполагалось и для Ту-160. Некоторое представление о широте поисков компоновочных схем и решений можно получить по Приводимым схемам проекта М-20.
Выполнив предварительную часть работы, В.М.Мясищев продолжал считать главной целью своего возрожденного ОКБ перспективную задачу создания скоростного тяжелого самолета. Имея масштабные исследования по теме «20», В.М.Мясищев добился включения ЭМЗ в конкурс по созданию сверхзвукового многорежимного стратегического самолета-носителя. Соответствующие Приказы МАП вышли 15 сентября 1969 года, 17 сентября и 9 октября 1970 года Начались новые роботы по теме «18» (самолет М-18). За основу были взяты наработки по вариантам М-20 с крылом изменяемой стреловидности.
15 февраля 1971 года В.М.Мясищев выступил с докладом перед представителями различных НИИ и ОКБ касательно проведенных коллективом ЭМЗ совместно с ЦАГИ, а также различными НИИ Министерства обороны, радиопромышленности и оборонной промышленности исследований Мясищев отметил в докладе основные особенности технического задания по новому самолету, о именно:
– увеличение боевой нагрузки при нормальном полетном весе в 1,8 раза;
– необходимость установки специального оборудования, необходимого для преодоления ПВО потенциального противника;
– увеличение веса боевой нагрузки и вследствие этого – полетного веса самолета;
– увеличение тяговооруженности минимум в 1,5-1,7 раза из-за требования по взлету с грунтовых аэродромов 1-го класса;
– увеличение крейсерской скорости до 3000-3200 км/ч.
Проект М-20 с интегральным фюзеляжем и поворотными консолями крыла, имеющими небольшие размеры
Вариант самолета М-20 с поворотными консолями большого размаха
Все это, с точки зрения Мясищева и специалистов ЭМЗ, приводило к уменьшению дальности полета на 28-30%. Генеральный конструктор также проинформировал присутствовавших, что по теме многорежимного CMC на ЭМЗ был проведен огромный объем теоретических и практических исследований, в том числе:
– параметрические исследования характеристик различных компоновок самолета М-20 с помощью ЭВМ (до 1200 часов), динамики и управляемости на различных режимах полета; много экспериментальных исследований было проделано совместно с ЦАГИ;
– исследование оптимизации геометрических и весовых характеристик различных схем самолета при различных полетных весах (от 150 до 300 т) и размерах самолета;
– исследование коэффициентов теплопередачи и теплоотдача на моделях самолета в трубе Т-33 ЦАГИ;
– исследование характеристик прочности и жесткости и оптимизация основных расчетных режимов для различных схем и различных материалов, в том числе исследования в трубах СибНИА и ЦАГИ;
– исследования и выбор схем, функционирования и весов основных систем (управления, оборудования, шасси, вооружения, силовых установок и т.д.);
– проектные работы на основных узлах конструкции самолета (крыла, фюзеляжа, шасси, силовых установок).
В итоге большого объема исследований сотрудники ОКБ пришли к убеждению, что многорежимный стратегический самолет должен иметь крыло с изменяемой стреловидностью. Это заключение выкристализовалось еще на этапе проработки проекта М-20 и укрепилось в ходе работ по М-18. Поэтому наработки по М-20 органично перешли в проект М-18. К моменту начала работ по М-18, оценив все за и против, В.М.Мясищев, вслед за А.Н. Туполевым, стал сторонником ограничения максимальной крейсерской скорости самолета-носителя, с тем чтобы максимально использовать в конструкции алюминиевые сплавы и освоенные в нашем самолетостроении технологии, с одновременным снижением стоимости самолета. Кстати, если вернуться к В-1, американцы также шли по этому пути.
Варианты многорежимного CMC разрабатывались под непосредственным руководством Генерального конструктора В.М.Мясищева при участии многих ведущих специалистов воссозданного ОКБ: заместителя главного конструктора Г.И.Архангельского, и.о.заместителя главного конструктора М.В.Гусарова, и.о.заместителя главного конструктора В.А.Федотова, начальника отдела аэродинамики А.Д.Тохунца и многих других. Ведущим конструктором по CMC был назначен К.П.Лютиков.
Проект М-18 по своим компоновочным решениям во многом соответствовал компоновке американского бомбардировщика В-1 и, вполне возможно, с оглядкой на американцев, был принят в ходе «конкурса проектов» и руководством МАП и руководством ВВС, как более перспективный для дальнейшего развития.
Проект самолета М-20 с пакетным расположением двигателей
Проект М-20 с отдельными двигательными гондолами
Вскоре началось рабочее проектирование узлов самолета. Опережающими темпами разрабатывался наиболее важный и ответственный элемент конструкции многорежимного самолета с изменяемой стреловидностью крыла ~ оригинальный шарнирный узел для поворота консоли (его модель проходила прочностные и динамические исследования в ЦАГИ). В ходе этих работ были задействованы девять стендов и две летающие лаборатории. В результате проведенных работ проектный взлетный вес самолета удалось уменьшить на 10%, во многом за счет оптимизации конструкции этого узла и связанных с ним элементов конструкции самолета.
В своем окончательном варианте самолет проекта М-18 предназначался для нанесения ударов по важным военно-промышленным центрам, авианосным ударным группировкам, ведения стратегической разведки, борьбы с подводными лодками, а также для нарушения стратегических военно-транс- портных воздушных перевозок. Основными базовыми вариантами являлись ударный и противолодочный.
Самолет проекта М-18 представлял собой цельнометаллический моноплан с крылом изменяемой стреловидности. Первоначальные варианты проработки проекта (М-20) рассчитывались на крейсерский полет со скоростью, соответствующей М=3, в связи с чем конструкция планера была выполнена в основном из титановых сплавов. Для М-18 крейсерское число М было ограничено на уровне М=2,2 с возможностью кратковременного выхода на скорости, соответствующие М=2,7, что позволило использовать в конструкции в основном алюминиевые сплавы. Мясищевцы, в ходе работ над проектом многрежимного стратегического самолета, вышли на те же принципиальные выводы, которые по данному вопросу «исповедовали» туполевцы, начиная с проекта «135».
Важной особенностью самолета являлось объединение неподвижной части крыла с фюзеляжем (ярко выраженная «интегральная» схема), при значительных строительных размерах этой части. Это позволило увеличить объемы, занимаемые центропланом, где можно было с минимальными издержками разместить шарнирные узлы поворотных консолей крыла, отсеки шасси, грузотсеки под боевую нагрузку, топливные баки-отсеки и ниши для по- вортных частей крыла, обеспечив сравнительно простое сочленение поворотных частей с неподвижной частью, с минимальными аэродинамическими потерями при различных положениях поворотных консолей.
Силовая схема поворотных частей крыла – кессонная с трехслойными панелями с гофровым наполнителем, обеспечивавшим высокую жесткость.
Модель самолета М-20 по схему 'утка' с пакетным расположением двигателей
Модель самолета М-18 в конфигурации со сложенным и разложенным крылом Хорошо видна общая азродинамическая компоновко, схожая с компоновкой будущего бомбардировщика Ту-160
Внутренняя часть кессона являлась топливным баком-отсеком. Оперение самолета стреловидное, нормальной схемы, со стабилизотором на фюзеляже.
Шасси пятиопорное. Подобная схема позволяла снизить приведенную нагрузку на ВПП. Носовая двухколесноя стойка и две внутренние четырехколесные убирались в фюзеляж. Две внешние четырехколесные – в мотогондолы. Для уменьшения длины пробега использовался тормозной парашют.
Силовая установка состояла из четырех двухконтурных ТРДДФ НК-54-20 с взлетной тягой по 18000 кгс. Двигатели размещались попарно в двух мотогондолах, расположенных под неподвижной частью крыла. Предполагалась система дозаправки топливом в полете от однотипного самолета-заправщика.
Экипаж самолета должен был размещаться на рабочих местах, оборудованных катапультируемыми сиденьями. Но перспективу предполагалось внедрение в конструкцию целиком отделяемой спасаемой кабины. В ударном варианте экипаж состоял из двух пилотов и штурмона. В противолодочном варианте экипаж состоял из двух летчиков, двух штурманов и шести операторов, размещенных в отдельной кабине.
Для решения широкого круга задач самолет оборудовался рядом автоматизированных комплексов, способных решать задачи навигации, радиосвязи, разведки, обороны и нанесения ударов разнообразными средствами поражения.
Вооружение самолета размещалось в трех фюзеляжных отсеках и на внешних узлах подвески В ударном варианте М-18 мог нести как ракеты, так и широкую номенклатуру обычных и ядерных бомб. В противолодочном варианте самолет мог брать на борт две-четыре противолодочные торпеды или до 20 противолодочных глубинных авиабомб и гидроакустические буи В разведывательном варианте на внешних узлах подвешивалось несколько типов контейнеров с различным разведывательным оборудованием. В варианте «рейдера» М-18 мог нести до 16 ракет класса «воздух-воздух» большой дальности полета.