Испытательные полеты на Ту-16 и Ту-104 показали, что причиной возникновения аварийных ситуаций могут стать недостаточные запасы продольной устойчивости и управляемости.
Во время эксплуатации самолетов М-4 и 3М на высотах, близких к практическому потолку, имели место срывы потока с крыла, что потребовало дополнительных исследований на больших углах атаки, к которым приступили в начале 1960 года. Для обеспечения безопасности полета на случай попадания самолета в штопор машину № 0705 оснастили противоштопорным парашютом. Эти исследования и испытания проводились до лета 1961 года, причем не только на М-4, но и на 3М и 3МД.
За годы серийной постройки (1956–1960 годы) завод № 23 выпустил 85 самолетов 3М, из них 30 – с двигателями АМ-3, остальные – с ВД-7.
В 1970 году начали разрабатывать и спустя пять лет передали на государственные испытания носитель крылатых ракет КСР-5 и КСР-5Н, подвешивавшихся под отсеками двигателей на держателях Дер5-48. Самолет, построенный на базе бомбардировщика 3МН1 № 0503, практически полностью обновил оборудование. В частности, вместо РБП-4 установили «Рубин-1КВ», оптический прицел ОПБ-11р заменили ОПБ-112, сопряженный с РЛС, на борту появился и навигационно-бомбардировочный автомат, радиовысотомеры РВ-2 и РВ-УМ заменили на РВ-5. Появились новые радиостанции Р-847Т с приемником Р-876Т, Р-832М, радиосистема дальней навигации РСДН-3С, аппаратура ЗАС, разнообразные средства постановки активных и пассивных помех. Доработанный автопилот АП-15 обеспечивал полет на высотах не менее 200 метров. Но самолет, получивший обозначение 3М-5, так и остался в единственном экземпляре.
Модель самолета проекта «30»
В 1962 году из 116 серийных М-4 и 3М в строю находилось 78 стратегических бомбардировщиков 3М и 25 самолетов-заправщиков М-4. Большинство из этих машин эксплуатировалось свыше шести лет, что привело к выработке предварительно установленного ресурса 1000 летных часов. 15 апреля 1962 года председатель ГКАТ П.В.Дементьев докладывал в ЦК КПСС, что «… в связи с требованиями ВВС по обеспечиванию безопасности этих самолетов до 1970 г. становится целесообразным проведение отдельных конструкторских и производственных работ, направленных на поддержание самолетов 3М и М-4 на уровне современных требований к эксплуатации и тактическому применению».
Для выполнения этих работ на филиале ОКБ-52 создали конструкторское бюро КБ-201 по самолетам 3М и М-4. Заводу имени Хруничева (№ 23) поручили все производственные работы, связанные с текущей эксплуатацией самолетов 3М и М-4 и переоборудованием их в заправщики.
Летом этого же года началась работа по усилению крыльев М-4 в связи с имевшими место в эксплуатации разрушениями консолей. Конструкторскими доработками занималась группа из 10 человек под руководством заместителя главного конструктора Я.Б. Нодельмана. Всего же в КБ-201 числилось 30 сотрудников.
После перехвата советской зенитной ракетой в 1960 году в районе Свердловска американского разведывательного самолета U-2 стало ясно, что большая высота полета перестала быть гарантией неуязвимости бомбардировщиков.
В США быстро сориентировались, предусмотрев с 1962 года возможность прорыва самолетами В-52 зон действия ЗУРов противника на малых высотах.
В январе-августе 1964 года в СССР провели летные исследования, показавшие возможность выполнения полетов на Ту-95 и 3М на полную тактическую дальность днем на высотах 50-200 м при визуальной видимости ориентиров и препятствий. Ночью высота полета повышалась до 200–300 м. Снижение высоты полета существенно повышало эффективность преодоления средств ПВО одиночными самолетами. Но это были лишь опыты. Для освоения бреющего полета экипажами дальней авиации требовалась доработка самолетов, в том числе и 3М.
Но МАП от этой работы отказался, и ее пришлось выполнять Министерству общего машиностроения. Правительство поручило главному конструктору филиала № 1 ОКБ-52 В.Н. Бугайскому включить в план КБ-90, возглавляемого М.В. Гусаровым, проработку в январе-феврале 1966 года возможности боевого применения самолетов 3М на малых высотах.
Дальность полета по профилю большая-малая высота значительно снижалась. Например, самолет В-52Н с ТРДД Пратт-Уитни TF33-Р-3 имеет максимальную дальность без дозаправки в полете около 16 700 км. Полет по новому профилю уменьшал дальность до 11 700 км (при участке полета на малой высоте протяженностью 4450 км), т. е. примерно на 25 %. Но снижение уязвимости при прорыве ПВО противника вынуждало идти на эти жертвы.
В 1980 году в состав дальней авиации входили четыре полка, вооруженных самолетами Мясищева: 40-й и 79-й тбап, 73-й тбад в Украинке, а также 1096-й и 1230-й тбап, 201 тбад – в Энгельсе. Эти полки входили в 37-ю ВА Верховного главного командования стратегического назначения.
Последний полет самолеты 3МС2 совершили 23 марта 1994 года с аэродрома Энгельс, а в августе 1997-го их сняли с консервации и передали на базу разделки и утилизации авиационной техники.
За месяц до начала государственных испытаний Владимир Михайлович в одном из писем в МАП отмечал, что «М-4 имеет тягу, меньшую на 22 процента и большее вооружение: шесть пушек вместо двух, что потребовало восемь человек экипажа, вместо шести у В-52.
За счет лучшей аэродинамики, лучших весов конструкции и большего запаса топлива у М-4 дальность полета больше, а у М-4 двигателями ВД-7 (имеется в виду будущий 3М. – Прим. авт.), за счет снижения удельного расхода топлива – значительно больше».
При этом к записке прилагалась следующая таблица
Сравнение первых стратегических реактивных бомбардировщиков с газотурбинными двигателями, проведенное спустя 40 лет, приводит к следующим выводам. М-4 отличался минимальным относительным весом пустого самолета – 40,6 процента, что соответственно на 3,25 процента и 1,3 процента меньше, чем у Ту-95 и В-52А. Если учесть, что американское оборудование самолетов тех лет было значительно легче и экономичнее отечественного, то разница между весовым совершенством Б-52А и М-4 еще более увеличится. Отсюда напрашивается вывод, что ОКБ-23 сумело создать самую легкую конструкцию планера в соответствии с отечественными нормами прочности при удельной нагрузке на крыло 548–550 кг/кв.м. Для сравнения скажем, что у В-52А удельная нагрузка на крыло составляла 475 кг/квадратный метр, а у Ту-95-605 кг/квадратный метр.
Самолет М-50 на заводском аэродроме
В то же время чрезмерный удельный расход топлива двигателями АМ-3 и РД-3М не позволял достигнуть дальности полета В-52А. В-52А и М-4 расходовали соответственно 1,9 и 2,05 граммов топлива на перевозку 1 кг бомбового груза на 1 км. У Ту-95 этот параметр составлял 1,22 г/кг. км.
Сравнивая стратегические бомбардировщики 3М, Ту-95 и В-52А, для полноты не хватало их весовых сводок. Лишь недавно обнаружились некоторые данные в письме Р.Л. Бартини, пытавшегося доказать, что предложенный им проект сверхзвукового стратегического бомбардировщика-ракетоносца А-57 имеет право на жизнь. Неизвестно откуда Роберт Людвигович заимствовал относительные веса агрегатов и систем самолетов чужих ОКБ, поэтому можно допустить, что это приближенные значения. Тем не менее приведенные данные позволяют объективно судить о весовом совершенстве рассматриваемых самолетов.
Сравнение американского В-52А фирмы «Боинг» с Ту-95 и 3М показывает, что относительный вес силовой установки первого (13,26 процента) находится между аналогичными показателями Ту-95 (15,43 процента) и 3М (10,03 процента). При этом взлетная тяговооруженность 3М выше, чем у В-52А.
Относительный вес оборудования В-52А ниже, чем 3М, на 0,2 процента, а по сравнению с Ту-95 – на 0,26 процента.
Относительный вес конструкции В-52А, в который, видимо, включили не только планер, но и шасси, составляет 22 %. В то же время относительный вес планера (17,96 процента), шасси, системы управления и гидросистемы (5,67 процента) самолета 3М в сумме составляет 23,63 процента. У Ту-95 этот показатель чуть ниже 21,86 процента. Из сказанного следует, что весовое совершенство всех тех самолетов примерно одинаковое и соответствует уровню технологии производства тех лет.
Развитие бомбардировщиков М-4 и 3М завершилось, по существу, в 1960 году. Топтание на месте в двигателестроении, связанное с расширением сферы влияния ТВД НК-12 (пассажирский самолет Ту-114, транспортный Ан-22, экраноплан «Орленок»), затормозило развитие отечественных двухконтурных ТРД, установка которых на 3М позволила бы создать бомбардировщик, не уступающий по дальности полета ни Ту-95, ни В-52.
Дозаправка
На машине «ДМ» так и не удалось превзойти практическую дальность 9500 км с грузом бомб 5000 кг. Оставались два пути решения этой задачи: установка новых, более экономичных двигателей с одновременным улучшением аэродинамики самолета или оснащение его системой дозаправки топливом в полете. Последнее направление к тому времени уже прочно прижилось в воздушных силах США и Великобритании.
В Советском Союзе первые работы в этом направлении развернулись в соответствии с постановлением Совета Министров от 18 декабря 1953 г. В ЛИИ под руководством С.М. Алексеева, В.С. Вахмистрова, И.Н. Шелеста проходили исследования по методам «Пеленг», с «крыла на крыло» и «штырь – конус». Последний путь и был выбран для разработки устройств, предназначенных к установке на М-4. 26 мая 1954 года вышло Постановление Совета Министров «О создании средств заправки самолетов топливом в полете». Документом предписывалась разработка систем дозаправки самолетов МиГ-19 и Ту-16 от танкера Ту-16, «М-4» – от танкера «М-4». Последнюю «сцепку» предписывалось предъявить на государственные испытания в первом квартале 1955 года. В ОКБ-23 работы по созданию и отработке систем дозаправки (проект «35») проводились под руководством Л.М. Роднянского, Г.И. Архангельского и Л.С. Блинкина.
Четвертая серийная машина со штангой для дозаправки топливом в полете
Первую «стреляющую» штангу-топливоприемник, построенную на заводе № 918, установили на М-4 № 0104, а в танкер переделали М-4 № 0205. После длительных тренировок первую дозаправку в полете удалось осуществить летчику-испытателю Н.И. Горяйнову. В ходе заводских испытаний машина № 0104 выполнила 36 полетов, а танкер – 32, налетав 77 часов 7 минут и 63 часа 21 минуту соответственно.