Pozostający w cieniu latającego komercyjnie przez blisko trzy dekady Concorde, okryty złą sławą nieudanej konstrukcji za sprawą niezawinionej katastrofy w czerwcu 1973 roku w Paryżu, Tu-144 jest w rzeczywistości pierwszym w historii i jak dotąd największym pasażerskim samolotem naddźwiękowym. Bynajmniej nie zasługuje on na często nadawane mu miano „Konkordski” błędnie sugerujące, że jest on kopią swojego młodszego naddźwiękowego anglo-francuskiego rywala. Tu-144 był bez wątpienia ważnym krokiem w rozwoju lotnictwa, a doświadczenia z jego eksploatacji będą wykorzystywane jeszcze przez wiele lat co doceniła nawet tak prestiżowa instytucja jak NASA.
Dynamiczny rozwój technologii lotniczych a w szczególności wojskowych naddźwiękowych samolotów w lat 50. i na początku lat 60. Prędzej czy później musiał doprowadzić do transferu tych technologii na również rozwijający się rynek lotnictwa cywilnego które w tym czasie wkraczało w epokę samolotów odrzutowych o coraz większych prędkościach, wysokościach lotu i coraz większym zasięgu rynek cywilny.
Zarówno na wschodzie jak i na zachodzie producencie lotniczy opracowujący naddźwiękowe maszyny dla wojska prowadzili prace studialne nad projektami naddźwiękowych samolotów pasażerskich.
Naddźwiękowy samolot pasażerski musiał zapewnić długotrwała prędkość przelotową na poziomie ok. Ma=2 oraz zapewnić odpowiedni poziom bezpieczeństwa i komfortu przewozu pasażerów co jest zadaniem daleko trudniejszym niż skonstruowanie np. latającego z analogicznymi prędkościami bombowca.
Na początku lat 60. prace nad naddźwiękowym samolotem pasażerskim rozpoczęło Biuro konstrukcyjne Tupolewa – jednostka najbardziej doświadczona w budowie dużych samolotów – zwłaszcza bombowców (m.in. Tu-22) oraz mająca już na swoim koncie produkowane seryjnie pasażerskie konstrukcje odrzutowe Tu-104, Tu-124, Tu-134
Głównym konstruktorem i szefem projektu był Aleksiej Tupolew. Cała koncepcja Tu-144 powstała pod jego kierownictwem z udziałem najlepszych specjalistów w dziedzinie lotnictwa. W późniejszym okresie projekt był kierowany przez J. Popowa i B. Ganczewskiego. Wkrótce Tu-144 stał się głównym projektem biura konstrukcyjnego i całego Ministerstwa Przemysłu Lotniczego ZSRR na całą najbliższą dekadę
Pierwsze propozycje oparte były na koncepcji bombowców dalekiego zasięgu. S.Jegier zaproponował wstępny projekt Tu-144 napędzany silnikami NK-144. Oprócz Tupolewa prace studyjne nad konstrukcją naddźwiękowego samolotu pasażerskiego prowadzone były przez Biuro Konstrukcyjne Nr 23 im. Miasiszczewa. Analiza warunków funkcjonowania naddźwiękowych samolotów pasażerskich kontekście dostępnych technologii przemysłu lotniczego ZSRR oraz potencjału ekonomicznego kraju oraz potrzeb radzieckiego lotnictwa cywilnego wykazała, że najbardziej pożądane byłoby stworzenie samolotu o parametrach zbliżonych do projektowanego w tym czasie Concorde mogącego latać z prędkością większą niż Ma=2 na odcinki 6-6,5 tys km i mogącego przewozić 120-140 pasażerów.
Przede wszystkim aby zapewnić powyższe wymagania oraz zapewniające bezpieczeństwo charakterystyki startu i lądowania należało zadbać o czystość aerodynamiczną konstrukcji. Aby temu sprostać relacja siły nośnej do sił oporu aerodynamicznego powinna wynosić 7,5 do 8. Niezbędnym stało się rozwiązanie problemów w zakresie stabilności i sterowności samolotu podczas lotów z prędkościami pod, trans i naddźwiękowymi oraz wypracowanie metod wyważania samolotu w tych wszystkich stanach lotu z możliwie najmniejszymi stratami dla czystości aerodynamicznej konstrukcji.
Ponadto długotrwały lot z prędkościami rzędu Ma=2 wymuszał odpowiednią konstrukcję płatowca na który oddziaływały wysokie temperatury 100-120 stopni Celsjusza). Konstruktorzy zamierzali stworzyć odporne na temperaturę materiały do bodowy płatowca, smary, uszczelnienia i stworzyć nowe odporne na długotrwałe operacje w zakresie zmieniających się cyklicznie temperatur konstrukcje.
Wysokie wymagania postawiono zespołowi napędowemu który Musiał operować podczas lotów naddźwiękowych zapewniając jednocześnie odpowiednią moc oraz wydajność. Potrzebne było także rozwiązanie problemów sterowania wlotami powietrza w szerokim zakresie prędkości i wysokości lotu aby zapewnić przepływ powietrza z możliwie najmniejszymi stratami aerodynamicznymi. Najbardziej wydajnym rozwiązaniem było przeprowadzanie długich lotów naddźwiękowych na dużych wysokościach. Tym samym kolejnymi wyzwaniami dla biur konstrukcyjnych było zaprojektowanie odpowiednich systemów klimatyzacji i podtrzymywania życia dla załogi i pasażerów podczas lotów na dużych wysokościach (do 20 km) z drugiej strony mając do czynienia z silnym nagrzewanie się elementów konstrukcyjnych. Długie loty naddźwiękowe wymusiły konieczność zaprojektowania nowych systemów kontroli lotu, nawigacji oraz automatycznego lądowania. Kolejne problemy stworzył wpływ samolotu na środowisko naturalne w związku między innymi z wpływem huku fali uderzeniowej przy przekraczaniu bariery dźwięku na ludzi zwierzęta i budynki oraz wpływu na pasażerów i załogę Ponadto należało uwzględnić ograniczenia dotyczące lotnisk oraz zagadnienia związane z kontrolą ruchu lotniczego podczas eksploatacji samolotu o bardzo odmiennych niż dotychczas charakterystykach
Powyższe zagadnienia były przedmiotem studiów CAGI, Biura konstrukcyjnego Tupolewa oraz innych biur konstrukcyjnych zaangażowanych w tworzenie samolotu. Oficjalna podstawą do rozpoczęcia prac nad naddźwiękowym samolotem pasażerskim pierwszej generacji była uchwała Rady Ministrów ZSRR z 1963 i jej dekret z tego samego roku. Biuro konstrukcyjne Tupolewa otrzymało zadania zaprojektowania i zbudowania naddźwiękowego samolotu pasażerskiego zdolnego latać z prędkością 2300 – 2700 km/h z 80-100 pasażerami na pokładzie na trasach o długości 4000-4500 km. W wersji szybszej z dodatkowym zbiornikami paliwa z 30-50 pasażerami na trasach 6000-6500 km. Zakładano masę startową rzędu 120-130t. W latach 1966-1967 planowano budowę pięciu płatowców Tu-144 w tym dwóch do prób naziemnych.
Prac nad zasięgiem samolotu, zostały podzielone na dwa etapy. Pierwszy etap zakładał jako cel osiągnięcie zasięgu 4000-4500 km, drugi zwiększenie go do 6500 km. Pierwotnie dla Tu-144 przewidywano użycie dwuprzepływowych silników turbowentylatorowych z dopalaniem.
Biuro konstrukcyjne im. Kuzniecowa rozpoczęło prace nad silnikami oznaczonymi jako NK-144 o ciągu startowym 20 000 KG i zużyciu paliwa na poziomie 1,35-1,45 kg/kgf/h przy prędkości i wysokości przelotowej. Rozwój projektu zależał przede wszystkim od sukcesu rozwoju zespołu napędowego
W 1964 roku zdecydowano o podjęciu prac nad bardziej wydajnym turboodrzutowym silnikiem bez dopalania dla naddźwiękowego samolotu pasażerskiego w biurze konstrukcyjnym Nr-36 pod kierownictwem P. Koliesowa zaczęto projektowanie silnika turboodrzutowego RD-36-51 dla Tu-144 o ciągu 20 000 KG i przewidywanym zużyciu paliwa 1,23 kg/kgf/h przy prędkości naddźwiękowej
Pierwotna normalna konfiguracja ze standardowym usterzeniem poziomym została odrzucona ponieważ powiększała aż 20% opór aerodynamiczny. Konstrukcja w układzie „kaczka” została także odrzucona ze względu na wpływ przedniego usterzenie na główne skrzydło. Finalnie zdecydowano się dolnopłat w układzie bezogonowym z (skrzydło miało kształt dwóch trójkątów ze zmiennym skosem krawędzi natarcia 78 do 55 stopni. Jako zespół napędowy przewidywano 4 silniki turboodrzutowe z dopalaniem zainstalowane pod skrzydłami. Pojedynczy statecznik pionowy i trójpodporowe podwozie. Konstrukcja kadłuba miała być wykonana ze stopów aluminium. Skrzydło miało posiadać profil symetryczny i skręcenie podłużne i poprzeczne. Miało to zapewnić najlepszy opływ przy prędkościach naddźwiękowych, ponadto skręcenie poprawiało wyważenie podłużne przy tych prędkościach.
Cała krawędź spływu została wyposażona w czteroczęściowe sterolotki Skrzydło miało konstrukcję wielodźwigarową z grubym poszyciem z płyt ze stopów aluminium. Centropłat i klapolotki wykonane były ze stopów tytanu. Klapolotki wychylane były przez dwa jednokierunkowe siłowniki. Ster kierunku był wychy6lany przez dwa jednokierunkowe napędy i podzielony był na dwie odrębne sekcje.
Konfiguracja aerodynamiczna kadłuba została zoptymalizowana pod kątem generowania minimalnego oporu aerodynamicznego przy prędkościach naddźwiękowych. Charakterystyczną cechą Tu-144 był opływowy nos kadłuba odchylany w dół (o 12 stopni) przed kabina pilota aby zapewnić lepszą widoczność podczas startu i lotów na dużych kątach natarcia częstych dla maszyny o małym wydłużeniu skrzydeł. Nos odchylany i podnoszony był przez napęd hydrauliczny. Przy konstruowaniu samolotu zdołano zachować gładkie połączenie poszycia pomiędzy częścią ruchomą kadłuba oraz nieruchomą.
Gondole silników zostały zaprojektowane tak aby zapewnić niezawodne funkcjonowanie zespołu napędowego. Cztery silniki turbowentylatorowe NK-144 zostały umieszczone pod skrzydłami blisko siebie. Każdy silnik posiadał własny wlot powietrza. Każde dwa wloty powietrza zostały połączone w jedną jednostkę. Podskrzydłowe wloty powietrza były płaskie i wyposażone w poziomą żaluzję, która służyła do sterowania przepływem powietrza i falami uderzeniowym przy locie z prędkościami naddźwiękowymi. Każdy wlot powietrza sterowany był przez automatyczny system który mógł zmieniać pozycję (żaluzji) od ustawienia silnika NK-144 Długość gondoli silnika była określona przez długość silnika oraz wymagania dla długości duktu wlotu powietrza dla prawidłowego funkcjonowania silnika.
System hamowania planowano oprzeć na odwracaczu ciągu, w który zamierzano wyposażyć zewnętrzne silniki – ostatecznie jednak nie opracowano go i w rezultacie zarówno prototyp jak i maszyny seryjne były wyposażone w spadochron hamujący. Podwozie główne wciągane było do skrzydła z obrotem dwunastokołowego wózka (tylko w prototypie) o 180 stopni do przodu tak, że powierzchnia która przy wysuniętym podwoziu skierowana była do ziemi w czasie lotu była odwrócona do góry. Zastosowanie dwunastokołowych wózków z małymi kołami było wymuszone przez małą przestrzeń dostępną wewnątrz skrzydła na skutek jego małe grubości Goleń podwozia składała się do przodu. Dwukołowe podwozie przednie składało się do tyłu w przestrzeń pomiędzy wlotami powietrza. Główne zbiorniki paliwa znajdowały się w skrzydłach. Oprócz nich samolot był wyposażony w dodatkowe zbiorniki w skrzydłach i ogonie samolotu służyły do wyważania maszyny przy użyciu paliwa podobnie jak w Concorde.
Duże znaczenie w projektowaniu samolotu Tu-144 miało opracowanie systemu sterowania samolotem – które miało cechy systemu sterowania elektordystansowego. W szczególności testowano przesyłanie sygnałów stabilizujących i kontrolujących w kanałach podłużnym i kierunkowym. W pewnych warunkach wspomniane operacje pozwalały realizować lot w warunkach statycznej niestateczności.
W kabinie dwa przednie fotele zajmowali pilot i drugi pilot. Za nimi siedział inżynier pokładowy. Czwarty fotel w pierwszym prototypie zarezerwowany był inżyniera kierującego badaniami. Kabina pilotów została zaprojektowana zgodnie z zasadami ergonomii i ówcześnie dostępnymi najnowszymi technologiami – również pod względem wykończenia kabiny. Podobnie wyposażenie awioniczne – nowoczesny (jak na owe czasy) autopilot, komputer pokładowy o funkcjach zbliżonych do dzisiejszych FMS. Autopilot pozwalał na wykonanie automatycznego podejścia do lądowania w każdych warunkach.
Prototyp
Budowa pierwszego prototypu oznaczonego numerem “044” rozpoczęła się w 1965 roku. Równolegle budowano drugi prototyp do testów statycznych. Pierwotnie „044” planowano jako samolot o pojemności do 98 pasażerów – później zmieniono to na 120 pasażerów. W Odpowiednio masę startową zwiększono z 130 do 150 ton. Prototyp zbudował zakład „Opyt”. W roku 1967 główne elementy samolotu zostały zmontowane i pod koniec 1967 przetransportowano go do Żukowskiego gdzie kończono montaż w 1968.
Równolegle z pracami nad Tu-144 Biuro Konstrukcyjne Mikojana budowało i testowało samolot MiG-21I (A-144, 21-11, aerodynamiczny analog samolotu Tu-144), który wyposażony był w skrzydła o koncepcji aerodynamicznej zbliżonej do samolotu Tu-144. Jego celem było poznanie właściwości aerodynamicznych i pilotażowych płata Tu-144, jak i dopracowanie jego parametrów. Ponadto późniejsi piloci doświadczalni Tu-144 mieli dzięki niemu okazję do zapoznania się z grubsza z własnościami pilotażowymi Tu-144. Samolot ten brał także udział jako maszyna towarzysząca w pierwszych lotach prototypu Tu-144. Do standardu 21-11 przebudowano dwa samoloty, które wykonywały loty z prędkościami do 2500 km/h
Pod koniec 1968 roku prototyp 044 (68001) był gotowy do lotu. W pierwszym locie był pilotowany przez załogę w składzie: dowódca E.Jelian, drugi pilot M.Kozłow, inżynier do badan w locie W.Benderow i inżynier pokładowy J.Seliwestrow. Z uwagi na zakres innowacji zastosowanych w konstrukcji zdecydowano się na niestandardowe podejście od kwestii bezpieczeństwa załogi i zainstalowano w samolocie fotele wyrzucane. Podczas miesiąca prób przeprowadzono testy uruchamiania i pracy silników, próby kołowania i naziemne próby systemów samolotu. W końcu grudnia 1968 samolot był w pełni gotowy do lotu i 31 grudnia 1968 prototyp 044 wystartował do pierwszego 37 minutowego lotu z lotniska w Żukowskim.
Według ocen załogi samolot okazał się elastyczny i łatwy w pilotażu. Pierwszy lot Tu-144 był wydarzeniem o znaczeniu światowym – był to pierwszy lot naddźwiękowego samolotu pasażerskiego ponieważ Concorde wystartował dopiero 2 marca 1969 roku. 5 czerwca 1969 Tu-144 po raz pierwszy przekroczył prędkość dźwięku na wysokości 11 000 m (FL360). Do maja 1970 roku samolot wykonywał loty z prędkościami Ma=1,25 do Ma=1,60 na wysokościach do 15 000m (FL490). 12 listopada 1970 roku samolot „044” wykonał 1,5 godzinny lot z prędkością ponad 2000 km/h na wysokości 16960m (FL556) z maksymalną prędkością 2430 km/h.
W trakcie testów samolot latał kilka razy poza granice ZSRR. W maju i czerwcu 1971 „044” brał udział pokazach lotniczych na Le Bourget w Paryżu – gdzie był wystawiany razem z Concorde. Tu-144 „044” był wyposażony w silniki NK-144 zużywające w reżimie lotu naddźwiękowego 2,23 kg/kgf/h. Przy takim zużyciu paliwa zasięg w locie naddźwiękowym wynosił 2920 km co było daleko niższe od zakładanego. Ponadto w trakcie tekstów wykryto następujące problemy:
- Podwyższony poziom wibracji
- Nagrzewanie tylnej części kadłuba od ciepła wydzielanego przez zespół napędowy do tego stopnia, że nie pomagało nawet zastosowanie struktur tytanowych.
Po zakończeniu cyklu prób samolot został wycofany i złomowany.
Dalszy rozwój Tu-144 na tym etapie miał dwa podstawowe cele technologiczne wdrożenia zaawansowanego silnika turboodrzutowego RD-36-51 oraz istotnej poprawy aerodynamiki płatowca. Zastosowanie silników RD-36-51 w Tu-144 zostało zatwierdzone formalnie decyzją Rady Ministów ZSRR z 1969.
Ponadto Ministerstwo Przemysłu Lotniczego zaproponowało budowę sześciu Tu-144 z perspektywicznymi silnikami NK-144A o zmniejszonym zużyciu paliwa. Projekt został później oznaczony Tu-144 DA. Wstępne badania wykazały możliwość zwiększenia zapasu paliwa do 125 ton zamiast (90-95 ton w przypadku Tu-144D) a co za tym idzie podniesienie masy startowej do 235 ton. Konsekwentnie powierzchnia skrzydeł powinna być powiększona do 544 m2 zamiast 507 m2 jak to miało miejsce w przypadku Tu-144D. Konsumpcja paliwa miałaby wynieść 1,23 kg/kgf/h a ciąg startowy 21 000 KG. Ilość pasażerów miałaby wzrosnąć do 130-160 osób a zasięg do 7 000 – 7 500 km. W rezultacie jednak projekt Tu-144DA pozostał na papierze a silniki NK-144A nigdy nie były zastosowane, w związku z zamknięciem całego programu Tu-144.
Montaż przedprodukcyjnego Tu-144 numer 01-1 (77101) rozpoczęto w zakładzie Opyt w 1968. Oczekiwany zasięg w locie ponaddźwiękowym z silnikami miał wynieść 3275 km W celu poprawy charakterystyk aerodynamicznych w locie naddźwiękowym z prędkością Ma=2,2 kształt skrzydła został zmodyfikowany – skos skrzydła został zredukowany do 76 stopni podczas gdy skos w części trzykadłubowej wzrósł do 57 stopni.
W porównaniu do prototypu powierzchnia skrzydła wzrosła podobnie jak jego skręcenie. Najważniejsza modyfikacja dotycząca aerodynamiki skrzydła dotyczyła części centralnej, która miała właściwości samoczynnego wyważenia przy prędkości przelotowej.
Kadłub został przedłużony aby pomieści 150 pasażerów, przeprojektowano też część nosową. Przeprojektowano też gondole silnikowe rozdzielając obie pary silników i przesunięto je spod dolnej części kadłuba pod skrzydła z powodu nadmiernego nagrzewania się i wibracji oddziałujących na dolną część kadłuba. Zmodyfikowano także przestrzeń pomiędzy dolną powierzchnią skrzydła a wlotami powietrza do silnika. Zmiany te przyczyniły się do poprawy aerodynamiki w stosunku do egzemplarza 044. W efekcie zmian konstrukcyjnych gondol silnika – zmieniono podwozie. Golenie podwozia głównego zostały umieszczone pod gondolami silników. Zmieniono wózki z 12 kołowych na 8-kołowe i chowano je pomiędzy kanały wlotowe powietrza do silnika. Zmodyfikowano także mechanizm chowania podwozia przedniego.
Od tego egzemplarza wprowadzono także charakterystyczne dla Tu-144 wysuwane z przedniej części kadłuba dwa destabilizujące płaty nadające samolotowi cechy układu „kaczki” poprawiające właściwości samolotu na niskich prędkościach. W rezultacie powyższych zmian obejmujących także powiększenie pojemności zbiorników paliwa masa startowa maszyny wzrosła do 190ton tj. 40 ton więcej niż w prototypie.
Budowa maszyny została ukończona na początku 1971 roku i 1 czerwca 1971 wykonał on swój pierwszy lot. W ramach testów fabrycznych samolot zrealizował 231 lotów w czasie 338 godzin. W tym 55 godzin w lotach naddźwiękowych. Na tej maszynie wypróbowano także różnorodne interakcje pomiędzy płatowcem oraz zespołem napędowym. 20 września 1972 roku samolot wykonał lot na trasie pomiędzy Moskwą i Taszkientem – została ona pokonana w ciągu 1 h 50 min. Prędkość przelotowa wyniosła 2500 km/h. Egzemplarz przed produkcyjny posłużył jako podstawa do produkcji seryjnej samolotu w zakładach w Woroneżu.
Drugi egzemplarz samolotu (01-2 numer burtowy 77102 ) wystartował po raz pierwszy 20 marca 1972 roku. W oparciu o wyniki badań pierwszej maszyny przedprodukcyjnej aerodynamika skrzydła została poprawiono – zmniejszono także jego powierzchnię. Masa startowa wynosiła 195 ton. Jednostkowe zużycie paliwa silników NK-144A przewidywano na 1,65-1,67 kg/kgf/h a docelowo 1,57 kg/kgf/h. W tej sytuacji zasięg samolotu wzrósłby do ok. 3855-4260 km a docelowo do 4550 km. W rzeczywistości w 1977 podczas testów silnika NK-144A osiągnięto 1,81 kg/kgf/h przy ciągu naddźwiękowym 5000 KG, 1,65 przy ciągu startowym z dopalaniem 20 000 KG, 0,92 przy locie poddźwiękowym (ciąg 3000 KG) i przy maksymalnym ciągu z dopalaniem przy prędkościach około dźwiękowych (ciąg 11800 KG)
3 czerwca 1973 roku podczas pokazów lotniczych na Le Bourget samolot ten rozbił się. Cała 6 osobowa załoga zginęła (pilot M.W. Kozłow, drugi pilot W.M Mołchnow, Zastępca Głównego Projektanta W.Benderow, inżynier pokładowy A.I Dralin, nawigator G.N Bazniechow, inżynier B.A Pierwuchin). Podczas stromego wznoszenia samolot nagle wyrównał bardzo gwałtownie, następnie zaczął nurkować złamał się i eksplodował jeszcze w powietrzu. Szczątki samolotu spadły na zamieszkany obszar, niszcząc kilkanaście budynków zabijając 8 osób na ziemi i poważnie raniąc 60. Możliwą przyczyną była nadmierna reakcja pilota zaskoczonego nagłym i bliskim pojawieniem się myśliwca Mirage (który jakoby miał fotografować z bliska przednie powierzchnie aerodynamiczne Tu-144) w pobliżu Tu-144, co doprowadziło do dynamicznego przeciągnięcia samolotu i przekroczenia obwiedni jego wytrzymałości.
Specjalna radziecko-francuska komisja powołana do ustalenia przyczyn katastrofy oficjalnie ustaliła, że jej przyczyną było niefortunne złożenie kilku zdarzeń: Na skutek nagłego pojawienia się samolotu myśliwskiego Mirage w pobliżu Tu-144 (prawdopodobnie na skutek błędów francuskiej kontroli lotów) kamera filmowa znajdująca się w dłoni jednego z członków (nie przypiętego pasami do fotela) załogi upadła i zakłóciła pracę wolantu w kabinie samolotu co w rezultacie doprowadziło do utraty kontroli nad samolotem i katastrofy. W związku z niemożliwością udowodnienia winy francuskiego pilota tę wersję przyjęły obie strony.
Inna nie potwierdzona teoria mówi o celowym przeprogramowaniu systemów stabilizacji samolotu przez radzieckich techników już w Paryżu i zmniejszeniu marginesu bezpieczeństwa po to aby uczynić jego pokaz bardziej spektakularnym co w efekcie doprowadziło do utraty kontroli na samolotem przez pilota i katastrofy.
Egzemplarz Nr 02-1 (77103) wystartował po raz pierwszy 13 grudnia 1973. Testowano na nim kompleks pilotażowo-nawigacyjny NPK-144, system zasilania, procedurę przerwanego startu. Ponadto wykonywał on loty techniczne do różnych miast ZSRR.
Egzemplarz Nr 02-2 (77104) – wykonał pierwszy lot 14 czerwca 1974 – służył on testów aerodynamiki, wytrzymałości oraz kątów natarcie. Na tym egzemplarzu testowano systemy samolotu i jego wyposażenie w nie standardowych warunkach pracy. W 1975 roku egzemplarz ten był prezentowany na wystawie na Le Bourget.
Egzemplarz Tu-144 Nr 03-1 (77105) zbudowany 1973 i zmodyfikowany do wersji TU-144D (wyposażony w silniki Koliesow RD-36-51A w 1976 roku
Egzemplarz Nr 04-1 (77106) wykonał pierwszy lot 4 marca 1975 roku – używano do m.in testów system klimatyzacji oraz do rozwiązywania problemów z systemem paliwowym. Samolot ten wykonał 26 grudnia 1975 pierwszy lot komercyjny przewożąc pocztę i towary na trasie Moskwa - Ałma-Ata Obecnie znajduje się on w muzeum w Monino.
Egzemplarz Nr 04-2 (77108) wykonał pierwszy lot 12 grudnia 1975. Ulepszono w nim systemy nawigacyjne, zastosowano nowy wyposażenie do podejścia do lądowania oraz uproszczony system automatycznego sterowania ciągiem.
Egzemplarz Nr 05-1 (77107) wystartował po raz pierwszy 20 sierpnia 1975 – po testach fabrycznych został przedstawiony do prób państwowych w 1977. W ich toku ustalono, że z wyjątkiem zasięgu i masy startowej (z założoną ilością pasażerów) samolot spełnia pierwotne założenia. Jednocześnie odnotowano, że założony zasięg mógłby być osiągnięty gdyby zastosowano silniki Koliesow RD-36-51A zamiast Kuzniecow NK-144.
Na podstawie wyników testów podjęto decyzję o rozpoczęciu lotów pasażerskich Tu-144 z silnikami NK-144. Loty pasażerskie na trasie Moskwa – Ałma-Ata (3260 km) wykonywały samoloty 05-2 (77109), 06-1 (77110). Loty pasażerskie były wykonywane na wysokości 16 000 – 17 000 m z prędkościami rzędu 2000 km/h. Wykonywano je raz w tygodniu w okresie listopad 1977 – maj 1978. W tym okresie wykonano 55 lotów przewożąc 3284 pasażerów (średnio ok. 80 osób/lot)
Zasięg przy masie startowej 150 ton ze 150 pasażerami oceniano na 4500 km, ze 120 pasażerami i przy masie startowej 180 ton na 6500 km. Tu-144 z nowymi silnikami nazywany był Tu-144D. Silniki te stały się dostępne w połowie lat 70. Ciąg startowy silnika RD-36-51A wynosił 20 000 KG, ciąg w przelotowym reżimie pracy 5100 KG, zużycie paliwa podczas lotu naddźwiękowego 1,26 kg/kgf/h.
Pod koniec lat 70. Zakład w Woroneżu rozpoczął seryjną produkcję Tu-144D. Samolot nr 06-2 (77111) był pierwszym seryjnym samolotem. Pierwszy lot wykonał 27 kwietnia 1978. 23 maja 1978 samolot ten podczas prób rozbił się niedaleko Jegoriewska. Przyczyną wypadku była awaria przewodu paliwowego w przedziale silnikowym. Samolot był pilotowany przez pilota Popowa i drugiego pilota E. Jeliana. Załoga zdołała wykonać lądowanie awaryjne ze schowanym podwoziem. Podczas lądowania E. Jelian został ranny a dwóch inżynierów prowadzących badania zginęło. Ta katastrofa przyczyniła się do zawieszenia lotów pasażerskich.
W wersji Tu-144D zbudowano jeszcze 4 maszyny (07-1, 08-1, 08-2, 09-1). Samoloty nr 07-1 i 08-1 przechodziły testy państwowe które trwały do połowy lat 80. W ich rezultacie zarekomendowano użycie do lotów pasażerskich w samolotach Tu-144 silników NK-144A. Samolot otrzymał certyfikat ale lotów pasażerskich już nie wznowiono, a program Tu-144 zakończono. Ostatni Tu-144 Nr 09-2 składowany był długi czas na lotnisku w Woroneżu. Ponadto zbudowano kilka płatowców, które użyto do prób statycznych.
Prace nad Tu-144 zostały oficjalnie zakończone decyzją rządu ZSRR 1 lipca 1983. W latach 80 niektóre Tu-144 zostały użyte jako latające laboratoria do różnorodnych testów do potencjalnych programów budowy przyszłych samolotów naddźwiękowych. Wtedy też biuro Tupolewa rozpoczęło pracę nad przerobiony na latające laboratorium Tu-144LL “Moskwa” i wyposażony w silniki Kuzniecow NK-321. Wykorzystywano go do badań biologicznych i radiologicznych górnych części atmosfery. Od 1985 roku Tu-144 były również wykorzystywane do szkolenia pilotów perspektywicznego radzieckiego promu kosmicznego Buran. Prowadzone były także badania na wersją wojskową Tu-144R – nosicielem międzykontynentalnego pocisku balistycznego – pozostały one jednak tylko na etapie koncepcyjnym m.in. w związku z paliwożernością samolotu.
W lipcu 1983 jeden z Tu-144D pilotowany przez S.Agapowa i B.Weremieja ustanowił 13 rekordów prędkości i wysokości lotu z różnym ładunkiem.
Przyczyn porażki programu Tu-144 jako samolotu komercyjnego było kilka:
- Przede wszystkim brak odpowiedniego silnika zapewniającego oprócz osiągów także rozsądne zużycie paliwa ponieważ zastosowane w latających komercyjnie Tu-144 silniki NK-144 zużywały o ok. 60% więcej paliwa niż ich odpowiedniki w Concorde, a silniki RD-36-51A ni weszły do eksploatacji komercyjnej co automatycznie przełożyło się na koszty eksploatacji oraz zasięg samolotu który z ładunkiem 15 ton niewiele przekraczał 3000 km
- Ważnym czynnikiem który wpłynął na lot Tu-144 był brak popytu w ZSRR na usługi transportowe na takim poziomie. Samoloty zdolne przewozić nawet 120 do 150 osób nigdy nie brały na pokład więcej niż 80 pasażerów – co nasuwa pytanie o opłacalność takich lotów. Z drugiej strony na zachodzie Europy i w USA zdecydowanie więcej było pasażerów którzy gotowi byli zapłacić nawet kilka tysięcy USD za lot po to by szybciej znaleźć się po drugiej stronie oceanu…
- Praktycznie cała eksploatacja Tu-144 w barwach Aerofłotu była deficytowa. Poza prestiżem dla ZSRR posiadania największego naddźwiękowego samolotu pasażerskiego, w ilości podobnej do całej francuskiej i angielskiej floty Concorde razem wziętej, który na dodatek został oblatany dwa miesiące wcześniej niż Concorde (02.03.1969) było to dla ZSRR jedynie źródło kosztów, które wobec nadchodzącego kryzysu ekonomicznego i politycznego końca lat 80. w ZSRR zostało zlikwidowane.
- Bez wątpienia do upadku projektu przyczyniła się także katastrofa egzemplarza 77111 w maju 1977 ponieważ podkopała ona zaufanie do nowego zespołu napędowego, który mógł poprawić ekonomikę eksploatacji i parametry samolotu.
Opis konstrukcji:
Samolot skonstruowany głównie ze stopu aluminium VAD-23 z integralnie usztywnionymi panelami. W krawędziach natarcia, sterolotkach, usterzeniu oraz tylnej-dolnej części kadłuba użyto także tytanu i stali nierdzewnej.
Kadłub:
Konstrukcja półskorupowa, metalowa, część dziobowa kadłuba odchylana o 12 stopni w dół dla poprawy widoczności przy lądowaniu. Kabina pasażerska na 120-150 osób, załoga 3 osoby
Skrzydło:
Skos krawędzi natarcia 76 stopni przy kadłubie i 57 stopni od połowy rozpiętości. Konstrukcja wielodźwigarowa, półskorupowa, na krawędzi spływu po cztery segmenty sterolotek
Usterzenie:
Pionowe wielodźwigarowe, metalowe,. Ster kierunku dwusegmentowy. Z przedniej części kadłuba wysuwane dwa destabilizujące płaty nadające samolotowi cechy układu „kaczki” poprawiające właściwości samolotu na niskich prędkościach.Wszystkie powierzchnie wychylane hydraulicznie.
Podwozie:
chowane trójpodporowe z kołem przednim hydraulicznie, amortyzacja olejowo-gazowa, hydrauliczne hamulce tarczowe. W prototypie podwozie główne posiadało wózki 12-kołowe. W późniejszych egzemplarzach wózki 8-kołowe
Zespół napędowy:
4 turboodrzutowe silniki z dopalaniem NK-144 (Tu-144 – oznaczany także jako Tu-144S) lub RD 36-51-A (Tu-144D „Dalnyj”) lub NK-321 (Tu-144LL) umieszczone w gondolach po dwa pod skrzydłami. Pojemność zbiorników paliwa 90 000 - 110 000 l w zależności od wersji.
Wyposażenie:
radar meteorologiczny, zespół pilotażowo nawigacyjny NPK-144, autopilot z funkcją automatycznego podejścia i częściowo automatycznym sterowaniem ciągiem
Wybrane parametry Tu-144 i porównanie z analogicznymi danymi Concorde
Montaż serynego Tu-144
Pierwszy lot prototypu wraz z 21-11
Tu-144 z silnikami RD-36-51 (foto internet)
