Die Tupolew Tu-144 (russisch Туполев Ту-144, NATO-Codename: Charger) war das erste Überschallverkehrsflugzeug der Welt. Entwickelt wurde sie vom Konstruktionsbüro Tupolew des sowjetischen Flugzeugkonstrukteurs Alexei Andrejewitsch Tupolew.
Der erste sowjetische Flugzeugkonstrukteur, der mit der Entwicklung von sowjetischen Überschall-Passagierflugzeugen begann, war Wladimir Michailowitsch Mjassischtschew. Im OKB-23 wurden die ersten wissenschaftlich fundierten Anforderungen an Geräte dieser Klasse und deren Motoren formuliert. 1960, kurz nach der Entscheidung, OKB-23 zu schließen, wurde versucht, die Entwicklung solcher Maschinen im Iljuschin-Konstruktionsbüro einzusetzen, die später die Bezeichnung Il-66 und IL-72 erhielten. Auch Suchoi, mit der Suchoi T-4P, und Mikojan-Gurewitsch mit der MiG-25 VIP SST starteten solche Überlegungen. Diese Projekte kamen aber alle nicht über das Reißbrett hinaus.
Der offizielle Start zur Entwicklung der Tu-144 erfolgte am 26. Juli 1963 durch die Weisung des Ministers für Luftfahrtindustrie Nr. 276ss. Vorausgegangen war der Regierungsbeschluss Nr. 768-271 des Ministerrats der Sowjetunion vom 16. Juli 1963, wonach das Konstruktionsbüro Tupolew verpflichtet wurde, fünf flugtaugliche Exemplare in nur viereinhalb Jahren zu bauen. Die erste Maschine sollte schon 1966 fertig sein. Zuvor hatten Frankreich und Großbritannien im Jahre 1962 auf der Grundlage seit 1956 laufender Arbeiten Konstruktion und Bau der Concorde vereinbart. In der Sowjetunion war im Januar 1962 in der Zeitschrift Technik der Luftflotte ein Beitrag von Seljakow, Oscherow, Istomin und Dobrowski mit dem Titel Erforschung der Parameter eines Überschallverkehrsflugzeuges erschienen.
Das Konstruktionsbüro Tupolew war zu diesem Zeitpunkt das einzige der Sowjetunion (und eines der wenigen weltweit), das sowohl über Erfahrungen im Bau von Überschallflugzeugen (Tu-22-Bombern, Tu-128-Langstreckenjägern) als auch von großen Verkehrsflugzeugen (Tu-104, Tu-114, Tu-124) verfügte. Das rivalisierende Konstruktionsbüro Mjassischtschew hatte bisher den Bomber M-50 (der knapp Mach 1 erreichte) und noch kein Passagierflugzeug konstruiert. Auf Basis der amerikanischen XB-70 hatte das Büro aber Konzepte zu einem Überschallbomber M-56 erörtert, die später mit Arbeiten bei Tupolew unter dem Namen Tu-135 weitergeführt wurden. Wie bei den USA das Projekt für die NAC-60 aus der XB-70 erörtert wurde oder die Convair Modell 58-9 aus der Convair B-58, wurde dasselbe auf der Basis der Tu-135 als Passagierversion angedacht. Dessen Chefkonstrukteur Sergei Michailowitsch Jeger versuchte, Tupolew davon zu überzeugen, dass dieser Weg erfolgversprechend wäre, doch gab es Druck von außen, ein Flugzeug in der Klasse der Concorde zu bauen. Die Gerüchte, die in den Westen drangen, wurden erst konkreter, als die Tu-144 im Jahr 1965 auf der Pariser Luftfahrtschau bekannt wurde.
An diesem Projekt arbeitete nicht nur das Konstruktionsbüro Tupolew, sondern auch viele Institutionen wie das ZAGI, ZIAM, Sibirna, Technische Universitäten trugen maßgeblich dazu bei. Es wurden über 30 verschiedene Grundlayouts entworfen, die sich in Triebwerksanordnungen, Flügel, Leitwerksform unterschieden. Als der Grundentwurf festgelegt war, folgten Tests mit über 400 variierenden Formgebungen, die ausgiebigen Tests in Unter- und Überschallwindkanälen unterzogen wurden. Erstmals kamen in der UdSSR bei der Entwicklung der Tu-144 auch Wasserkanäle zum Einsatz, um das Strömungsverhalten der Flugzeugform zu erforschen. Diese Strömungsanlage wurde originär durch das Konstruktionsbüro Tupolew gebaut, erst später wurde dieses Verfahren Standard beim ZAGI für Flugzeugentwicklungen. Um die passende Flächengeometrie zu ermitteln, wurden auch Versuchsgleiter per Feststoffbooster gestartet oder von einer Schleppleine an einem Mi-4-Hubschrauber ausgelöst. Miniaturisierte Strukturmodelle mit einer transparenten Plexiglasbeplankung lieferten Erkenntnisse zur optimalen Festigkeit bei gleichzeitiger Gewichtsersparnis und verringerter Flatterneigung.
Es wurden diverse Teststände im Maßstab 1:1 hergestellt, etwa für Triebwerkseinlässe, Fahrwerke, Cockpit oder das gesamte Treibstoffsystem der Tu-144, darunter ein begehbares Holzmodell zu Anschauungszwecken. Eine verkleinerte Version der Tu-144 wurde als Strukturmodell erstellt, bei dem bereits Lebenszyklusbelastungstests simuliert werden konnten. Da bei Überschallflügen am gesamten Flugzeugrumpf Reibungswärme entsteht, war eine übliche Kabinenklimatisierung nicht möglich. Um diese Herausforderung zu lösen, wurde ein Tu-134-Rumpf komplett in einer heiz- und kühlbaren Druckkammer untergebracht. Der Tu-134-Rumpf war durch Schleusengänge in der Druckkammer begehbar. Die Körperwärme der Passagiere wurde durch Wärmelampen erzeugt. So gelang es, die lebensnotwendige Kabinenklimatisierung zu entwickeln und zu testen. Das KB Tupolew stand in engem Kontakt mit den französischen Concorde-Entwicklern von Aérospatiale. Gegenseitige Besuche der Entwicklungszentren und der Austausch von Forschungsresultaten brachten beiden Seiten Erkenntnisse für die eigene Arbeit am Überschallpassagierflugzeug.
Analogflugzeug MiG-21I von Mikojan
Das Flugverhalten und die Luftströmungen an den für die Tu-144 vorgesehenen Doppeldeltaflügeln wurden beginnend im April 1968 mit zwei vom OKB Mikojan-Gurewitsch aus Serienmaschinen MiG-21S abgeleiteten MiG-21I (auch MiG-21 „Analog“) erprobt. Spätere Flüge dienten auch dazu, weitere Piloten mit den Eigenheiten des Verhaltens von Deltaflügeln bekannt zu machen und die dabei veränderten Start- und Landeprozeduren mit bis dahin ungewöhnlich hohen Anstellwinkeln zu trainieren.
Die erste MiG-21I startete am 18. April 1968 mit Pilot Gudkow zum Erstflug. Die Testflüge dauerten bis weit in das Jahr 1969, obwohl der Prototyp der Tu-144 (die СССР-68001 s/n 00-1) bereits am 31. Dezember 1968 seinen Jungfernflug absolviert hatte. Die „21-11“ erreichte 19.000 Meter Gipfelhöhe und Geschwindigkeiten bis zu Mach 2,05. Die beiden Prototypen unterschieden sich insbesondere durch ihre Tragflächengeometrie, die bei der „1“ eher einem reinen Doppeldelta mit 78° bis 55° Vorderkantenpfeilung entsprachen. Die zweite Maschine stattete man mit näher am ogivenförmigen Flächengrundriss des ersten Prototyps liegendem Flügel aus. Am 28. Juli 1970 stürzte die erste Maschine bei einem in niedriger Höhe ohne Genehmigung durchgeführten Kunstflugmanöver durch einen Steuerfehler ab, der Pilot Wiktor Konstantinow kam ums Leben.
Die zweite Maschine wurde erst Mitte 1969 fertiggestellt, sie diente auch der Einweisung zukünftiger Tu-144-Piloten und wurde später dem Museum Monino übergeben, wo sie sich bis heute direkt neben einer Tu-144S (CCCP-77106) befindet. Aufgrund der geringeren Flächenbelastung war die MiG-21I deutlich agiler als die Serienausführung der MiG-21, einige Piloten waren von der Handhabung so begeistert, dass sie eine Serienproduktion vorschlugen.
Baubeginn des Prototyps der Tu-144 war 1965. Gebaut wurden drei Exemplare (der flugfähige Prototyp mit der Losnummer 00-1 sowie zwei Exemplare nur für Statiktests). Die Piloten Edward Eljan und Michail Koslow führten am 31. Dezember 1968 in der Nähe von Moskau mit dem ersten Prototyp (Luftfahrzeugkennzeichen СССР-68001) den Jungfernflug der Tu-144 durch. Am 26. Mai 1970 erreichte diese Maschine als erstes ziviles Verkehrsflugzeug zweifache Schallgeschwindigkeit (Mach 2).
Insgesamt wurden ab 1969 bis zur Einstellung des Programms 1984 noch ein Vorserienexemplar und 15 Serienmaschinen hergestellt, von denen die letzte Maschine nicht mehr fertiggestellt wurde. Neun Flugzeuge gelangten an die Aeroflot, fünf der übrigen Flugzeuge waren nur für Postflüge eingesetzt worden. Das letzte vollständige Exemplar wurde 1981 fertiggestellt, hatte seinen Erstflug jedoch erst am 4. Oktober 1984 und diente später als Testflugzeug im Buran-Programm.
Zwar flog der erste Prototyp der Tu-144 vor der Concorde und erreichte als erstes ziviles Flugzeug Schall- und doppelte Schallgeschwindigkeit, die unausgereifte Konstruktion wurde aber schon für den Bau des zweiten fliegenden Exemplars Tu-144S stark modifiziert. Die anfangs in einem widerstandsärmeren kompakten Viererblock unter dem Rumpf liegenden Triebwerke erzeugten erhebliche thermische Belastungen der innen liegenden Triebwerke und der Rumpfstruktur. Sie wurden deshalb im neuen Entwurf paarweise unter den Tragflächen angeordnet. Die langen Lufteinlässe wurden verkürzt, und die gerade Tragfläche wich einer Konstruktion mit nach unten geneigten Flügelenden. Der ursprüngliche ogivenförmige Grundriss, ähnlich der Flächengestaltung bei der kleineren Concorde, wurde faktisch durch reine Doppeldeltaflügel ersetzt. Der Rumpf wurde um 7,63 m verlängert. Durch die veränderte Triebwerksanordnung wurde die Tu-144 der Concorde trotzdem noch ähnlicher. Das Hauptfahrwerk wurde nun in die Triebwerksgondeln eingezogen und die Anzahl der Räder von zwölf auf acht reduziert. Die Serienmaschinen erhielten ausfahrbare Canard-Flügel zur Verbesserung der Langsamflugeigenschaften. Dies war bei der ersten Tu-144 nicht möglich gewesen, da an der Stelle der Canards die Schleudersitzöffnungen der Crew angeordnet waren.