Tu-104B ( CCCO-42480 ) στο Vnukovo .
Ο κινητήρας RD-3M με τον εκκινητήρα S-300-75 στο « ρύγχος ». Η διάταξη του πιλοτηρίου με τον « κάτω όροφο » να διακρίνεται στο βάθος .
Tu-104 : Η γέννηση του σχεδιασμού « Fail-Safe » και η δραματική εμπειρία του « Comet »
Η ανάπτυξη του Tu-104 εξελισσόταν την εποχή που συνέβησαν τα τρομακτικά περιστατικά του βρετανικού αεριωθούμενου DH 106 « Comet 1 ». Το 1954 είχαν απολεσθεί μυστηριωδώς πάνω από τη Μεσόγειο δύο βρετανικοί « Κομήτες » δίχως να προλάβουν να εκπέμψουν κάποιο σήμα ανάγκης , δείγμα ότι « κάτι συνέβη ξαφνικά » εν μέσω κανονικών συνθηκών πτήσης . Οι πιθανές αιτίες αναζητήθηκαν μεταξύ των παρακάτω : δολιοφθορά ( π . χ . έκρηξη βόμβας ), βραχυκύκλωμα-φωτιά ( που οδήγησε και πάλι σε έκρηξη ), κατασκευαστική αστοχία σε πτέρυγες ή πηδάλια και τέλος εκρηκτική αποσυμπίεση καμπίνας εξαιτίας κάποιας άλλης αστοχίας . Τελικά οι ερευνητές οδηγήθηκαν στην τελευταία εξήγηση και κατάφεραν να προσδιορίσουν ότι η έναρξη της αστοχίας στη δομή της ατράκτου είχε προέλθει από ρωγμή που δημιουργήθηκε στις άκρες των παραθύρων της καμπίνας . Έπειτα από ενδελεχείς δοκιμές πραγματικής κλίμακας με την καμπίνα σε δεξαμενή ύδατος που προσομοίωνε την κυκλική φόρτιση της κατασκευής ( pressurization cycles ), ανακάλυψαν ότι οι πραγματικές τάσεις κόπωσης ( fatigue stress ) στην άτρακτο ήταν σημαντικά μεγαλύτερες από τις έως τότε εκτιμώμενες , ενώ στις γωνίες των παραθύρων η συσσώρευση τάσεων ήταν έως και τρείς φορές μεγαλύτερη . Ο οίκος Tupolev σε αντίθεση με την de Havilland είχε ήδη σημαντική εμπειρία στον σχεδιασμό αεροσκαφών με συμπιεζόμενη καμπίνα ( βλ . Tu- 70 , Tu-75 , Tu-80 και Tu-95 ). Όμως , στο Tu-104 η ομάδα σχεδιασμού υπέβαλλε για πρώτη φορά
διεθνώς τη δομή του πρωτοτύπου εξαρχής σε δεξαμενή ύδατος για δοκιμές κόπωσης από κύκλους συμπίεσης-αποσυμπίεσης που υφίσταται μια αεροπορική κατασκευή . Δοκιμές διάρκειας δύο ετών , ισοδύναμες με 7.200 κύκλους οδήγησαν στον εντοπισμό άνω των πενήντα σημείων αστοχίας , πολλά εκ των οποίων εκτιμήθηκαν ως πιθανά για την πρόκληση καταστροφικού αποτελέσματος . Αναφέρεται ότι ένας ανάλογος αριθμός βελτιώσεων , ενισχύσεων και ανασχεδιασμών της δομής των πρωτοτύπων κατέστη δυνατόν να γίνει χάρη στις πρωτοποριακές δοκιμές προσομοίωσης κόπωσης . Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στα παράθυρα του Tu-104 τα οποία είχαν σχεδιασθεί εξαρχής με κυκλικό προφίλ ( διαμέτρου 40 cm ) και όχι με το ολέθριο , όπως αποδείχθηκε για το « Comet 1 », τετραγωνικό περίγραμμα . Τα παράθυρα ήταν διπλά διατηρώντας επαρκή θερμική και ηχητική μόνωση και σε περίπτωση θραύσης του εξωτερικού το εσωτερικό θα μπορούσε να αντέξει τη διαφορά πίεσης . Εκτελέστηκαν επίσης και καταστροφικές δοκιμές μεγάλης κλίμακας ώστε να μελετηθεί η συμπεριφορά της ατράκτου σε κατάσταση αποσυμπίεσης από αστοχία ενός παραθύρου . Στις δοκιμές υποβάλλονταν ειδικά δοκίμια ατράκτων αλλά και τα πρώτα αποσυρόμενα Tu-104 που είχαν ήδη συμπληρώσει σημαντικό αριθμό ωρών . Με επίκεντρο την ασφάλεια πτήσεων του συγκεκριμένου τύπου δημιουργήθηκε ένα ειδικό κλιμάκιο από μηχανικούς του οίκου Tupolev που εκπαίδευσε σειρά τεχνικών της Aeroflot σε θέματα επιθεώρησης κατασκευών και κόπωσης , ενώ ταυτόχρονα συγκέντρωσε στοιχεία από την επιχειρησιακή χρήση του στόλου . Για πρώτη φορά στην ΕΣΣΔ εγκαταστάθηκαν μετρητές strain-gauge σε υπηρεσιακά αεροσκάφη τροφοδοτώντας με δεδομένα συσκευές καταγραφής πτήσεων ( FDR ). Η επεξεργασία αυτών των μετρήσεων οδήγησε σε ασφαλή εκτίμηση του επιχειρησιακού « ορίου ζωής » του τύπου , ο οποίος έδειχνε ότι υπερκάλυπτε τις αρχικές προδιαγραφές των 25.000 ωρών . Με εισαγωγή επιμέρους βελτιώσεων το όριο ανήλθε στις 35.000 ώρες ( 15.000 κύκλους ), κάτι που τελικά επιβεβαιώθηκε σε μονάδες αρχικής παραγωγής που έφτασαν απροβλημάτιστα τους 18.000 κύκλους . Σε ύψος 10.000 m / 32.810 πόδια η άτρακτος του Tu-104 παρέμενε σε πίεση ισοδύναμη με ύψος 2.500m / 8.202 πόδια οδηγώντας σε διαφορά πίεσης ίση με 0,57 atm . Ως πιο πιθανό σημείο αστοχίας και δημιουργίας εκρηκτικής αποσυμπίεσης θεωρήθηκε κάποιο παράθυρο στο πιλοτήριο και στον εμπρόσθιο γυάλινο θόλο του πλοηγού , οπότε μεταξύ θαλάμου διακυβέρνησης και καμπίνας παρεμβαλλόταν μια απόλυτα αεροστεγής θυρίδα . Επιπλέον , το πλήρωμα διέθετε μάσκες και σύστημα παροχής οξυγόνου το οποίο υπήρχε και στην καμπίνα . Στις επόμενες εκδόσεις η θυρίδα αυτή θα αφαιρούνταν ως περιττή και μετά το 1962 θα αφαιρούνταν -κατά την πρακτική της Aeroflot που ίσχυσε και σε άλλους τύπους- και το σύστημα οξυγόνου … καμπίνας με το σκεπτικό ότι δημιουργούσε μεγαλύτερο κίνδυνο απ ’ ό , τι βοήθημα , κάτι που φυσικά αποτελεί ατόπημα στην ασφάλεια πτήσης . Τελικά ο πρωτοποριακός « fail-safe » σχεδιασμός του Tu-104 αποδείχθηκε απόλυτα επιτυχής , αφού κατά την εικοσαετή και πλέον υπηρεσιακή ζωή του τύπου κανένα συμβάν ή απώλεια δεν προκλήθηκε από αστοχία δομής λόγω κυκλικής φόρτισης .
05 / 5015 125