Смена лидеров 2 page

После войны основными игроками в авиационном моторостроении стали США, СССР и Великобритания. Причем Великобритания уже имела сложившуюся школу конструирования турбореактивной техники, а в США и СССР только предстояло ее создать. Таким образом, именно Великобритания (фирмы «Роллс‑Ройс», «Бристоль» и «Армстронг‑Сиддли») шла впереди. Парадокс, но к моменту «войны моторов» на турбореактивном поле позиции главных геополитических соперников США и СССР были почти одинаковы – стартовали они от нуля с разницей в пять лет. Если до войны в США в поршневом авиамоторостроении доминировали фирмы «Кертис‑ Райт» и «Пратт‑Уитни», то с наступлением эры воздушно‑ реактивных двигателей ситуация изменилась. «Кертис‑ Райт» долго сопротивлялась, но не смогла адаптироваться к изменившимся условиям и вскоре сошла со сцены. Но зато появилось мощное моторное отделение фирмы «Дженерал Электрик», доселе не участвовавшее в этом бизнесе в качестве основного игрока.

«Дженерал Электрик», фирма, созданная еще Томасом Эдисоном, в начале XX века занималась в том числе и разработкой стационарных турбин для привода электрогенераторов. В 1930‑е гг. ее опыт в разработке турбин пригодился при создании турбокомпрессоров наддува авиационных моторов. Большую роль в этом сыграл инженер Сэнфорд Мосс (Sanford Moss). Большая потребность в турбокомпрессорах наддува привела к расширению производственной базы «Дженерал Электрик» – ее продукция производилась на заводах в четырех штатах. Таким образом, к моменту начала инновационной волны развития турбореактивных двигателей «Дженерал Электрик» оказалась наиболее подготовленной в США. В мощном старте и последующем быстром развитии этой фирмы явным образом виден и немецкий след («БМВ»). В этом смысле советским аналогом американской «Дженерал Электрик» является также возникшее после войны ОКБ Н.Д. Кузнецова, ставшее со временем самым мощным КБ в Советском Союзе.

И здесь, как и в случае с «Дженерал Электрик», определяющим фактором развития ОКБ Н.Д. Кузнецова стало немецкое наследие, причем не только и не столько в виде материальных носителей (чертежи, узлы моторов), сколько в носителях знаний. Первоначально налаживание серийного производства трофейных немецких аналогов Юмо 109–004 (РД‑10) в Уфе поручили В.Я. Климову. Но когда появилась возможность приобрести и наладить серийное производство английского, более совершенного двигателя, то В.Я. Климов уехал в Великобританию за «Нином» в 1946 г., а затем и перебрался с ним в Ленинград. Вскоре под его крыло попали заводы № 45 и № 500, где начали производство английских двигателей под советскими индексами РД (соответственно РД‑45 и РД‑ 500). В Уфе за Климова остался Н.Д. Кузнецов. Лавочкин тоже перебрался в Москву, а его самолетное ОКБ‑21 в Нижнем Новгороде (тогда г. Горький) также было расформировано.

Вскоре (1946 г.) постановлением Правительства на площадках номерных заводов были организованы новые Государственные заводы – № 1 (в Подберезье на границе Московской и Тверской области) и № 2 (Самара), целью которых было освоение немецкого наследия фирмы «Юнкерс» (инновационный по тому времени самолет с крылом обратной стреловидности Ю‑287 с турбореактивными двигателями «Юмо» 109–012 и турбовинтовой двигатель «БМВ» 109–028). Самолетное КБ (Госзавод № 1) возглавил заместитель Лавочкина С.М. Алексеев, а моторное КБ (Госзавод № 2) – Н.М.Олехнович. После закрытия ОКБ‑26 в Уфе в 1949 г. руководителем госзавода № 2 становится заместитель В.Я. Климова и не менее в будущем знаменитый Н.Д. Кузнецов. А на госзаводе № 1 работал, в частности, технический директор фирмы «Юнкерс» Брунольф Бааде. Летчики‑испытатели тоже были немцы.

Так и на берегу Волги под Самарой возник поселок Управленческий, куда было переведено, по сути, немецкое конструкторское бюро с фирмы «Юнкерс Моторен» из Дессау и Бернберга: ни много ни мало 400 инженеров и столько же квалифицированных рабочих. Полноценное КБ! Город Дессау, центр фирмы «Юнкерс», расположенный недалеко от Лейпцига, попал под советскую зону оккупации.

Главный конструктор ОКБ Н.Д. Кузнецов был выходцем (с 1938 г.) из Военно‑воздушной инженерной академии им. проф. Н.Е. Жуковского, «генерал», как его позже называли. В свое время, будучи на фронте в 1942 г. в должности старшего инженера 39‑й ИАД, он «познакомился» с всесильным Г.М. Маленковым. Как это произошло? События нетрудно реконструировать. Как правило, Маленков выезжал на фронт в качестве председателя комиссии ЦК для разборки крупных неприятностей (в частности, после известной битвы под Прохоровкой или неудачного наступления Западного фронта в Белоруссии зимой 1943/44 г.). Очевидно, что и этот выезд преследовал подобную цель. По‑видимому, одним из факторов военной неудачи явилась плохая боеготовность авиации. Докладывать пришлось Н.Д. Кузнецову, который убедительно «перевел стрелки» на моторный завод в Уфе, поставлявший дефектные моторы. Маленков еще до войны курировал авиапром и поэтому принял простое решение – направить грамотного военного инженера Н.Д. Кузнецова парторгом ЦК в ОКБ‑26 в Уфу для исправления положения. Как говорится, ему и «карты – в руки».

Как говорят, Н.Д. Кузнецов, будучи уже генерал‑лейтенантом, надевал мундир, когда надо было ходить по высокому начальству. Вообще в СССР среди главных конструкторов‑мотористов было всего пять генералов авиационной инженерной службы: генерал‑майор А.А. Микулин, генерал‑майор В.Я. Климов, генерал‑майор А. Д. Чаромский, генерал‑лейтенант АД. Швецов и уже упомянутый генерал‑лейтенант НД.Кузнецов. Оставшись единственным (в 1960‑е гг.) действующим генералом, он и получил это персональное прозвище. За время освоения двигателя 109–004 в Уфе он хорошо познакомился с немецкой техникой. На новом же месте в Управленческом начали новый проект из заделов того же «Юнкерс Моторен» и «БМВ».

Основой разработок советских турбовинтовых двигателей стал немецкий проект «Юмо» 109–022, получивший обозначение ТВ‑2, и имевшаяся информация по проекту большого турбовинтового «БМВ» 109–028, а «главными конструкторами» – доктор Шойбе (Scheibe) с «Юнкерса» (ОКБ‑1) и доктор Престель (ОКБ‑2) с «БМВ». Позже объединенное КБ возглавил австриец доктор Фердинанд Бранднер. Как мы помним, талантливого конструктора немца Мюллера на проекте «Юмо»109–004 заменил австриец Ансельм Франц – почему‑то руководство «Юнкерса» предпочитало австрийцев, возможно, из‑за оппозиции нацистской идеологии. Здесь же в Управленческом была создана мощная материальная база для разработки двигателей: опытное производство, лабораторная база и испытательные стенды.

Интересна и трансформация системы названий авиационных двигателей. В Великобритании и США после войны почти исчезают «агрессивные», можно сказать, романтические названия моторов типа холодного оружия («Сабля», «Рапира», «Кинжал», как реликт после войны остался только турбовинтовой двигатель Dart – «Копье»), хищных животных («Лев», «Пума») и птиц («Ястреб», «Кондор» и т. п.), жалящих насекомых («Оса», «Шершень»). Вместо них вводится система «нейтральных» названий – в Великобритании на фирме «Роллс‑Ройс» по именам шотландских рек (Avon, Conway, Spey, Тау и т. п.), а на Бристоле выбрали мифологические, античные наименования («Орфей», «Протей», «Олимп», «Пегас», «Кентавр», «Геркулес»). Названия «хищников» (почему‑то змей) сохранились только на фирме «Армстронг‑Сиддли», разрабатывавшей турбовинтовые двигатели «Мамба», «Питон», «Гадюка» («Viper»). Как известно, в долине шотландской реки Спей (Speyside) находится производство знаменитого односолодового шотландского виски. Обозначения газотурбинных двигателей разработки «Роллс‑Ройс» начинались и с использованием индекса RB (например, тот же Spey имел и обозначение RB.163, атакже другие двигатели – RB. 199, RB.211), что означало «Rolls‑Royce Barnoldswick» по первоначальному (в 1942 г.) месту расположения КБ газотурбинных двигателей в северном Ланкашире.

А в США переходят, по сути, на немецкую систему обозначений, и это неслучайно – по сути, во главе американских моторных фирм стояли немцы. В довоенной Германии никогда не увлекались названиями моторов, предпочитая использовать инициалы фирмы‑разработчика (DB, BMW) с порядковым числовым номером. В США вместо привычных индексов поршневых моторов, обозначающих схему расположения цилиндров (R и V) и величину объема цилиндров в кубических дюймах, для турбореактивных двигателей вводятся обозначения «J» (т. е. jet‑реактивный) с числовым порядковым индексом и инициалами фирмы‑разработчика (Pratt & Whittney, Westinghouse, General Electric, Wright). Например, первые американские реактивные двигатели имели индексы J‑30‑PW, J‑30‑WE («Yankee» – «Янки»), J‑31‑GE. Потом появились и ставшие широко известными J‑47, J‑57, J‑58, J‑75, J‑79, J‑85, J‑93 и т. п. Кстати, последней разработкой некогда успешной фирмы «Райт» был турбореактивный двигатель с осевым компрессором J‑65‑W для самолета‑истребителя F‑84.

Соответственно двухконтурные, или, иначе, турбовентиляторные, двигатели военного назначения получили обозначения «TF» (т. е. «turbo‑fan»‑турбовентиляторный): известные TF‑30, TF‑33, TF‑39, TF‑41 и т. п. Турбовальные (вертолетные) двигатели обозначались индексом «Т» с соответствующим числовым индексом (Т‑56, Т‑64 и т. п.). В новейшее время двигатели гражданского назначения имеют «немецкую» систему обозначения по инициалам фирмы: PW (Pratt‑Whitney), GE (General Electric) с четырехзначным числовым обозначением. Первые две цифры обозначают номер серии, а вторые – уровень тяги в тысячах фунтов (PW.2037, т. е. серия 2000, тяга ‑37 тыс. фунтов, PW.4084H т. п.). Как уже, наверное, заметил читатель, количество разрабатываемых новых типов реактивных двигателей было очень велико. Это и неудивительно в первой фазе бурного роста инновационной волны. К1970 г. ситуация изменится: многие игроки сойдут со сцены, произойдет удорожание разработок, потребуется кооперация в разработке инноваций в отдельных узлах. Сегодня разработка каждого нового двигателя – это событие.

Американские двигатели военного назначения с начала 1970‑х гг. стали обозначаться однотипно индексом «F», начиная от F100 (для самолета F‑15 «Eagle» – «Орел») и далее по порядку. Сегодня самый современный двигатель, стоящий на самолете Р‑22(«Рэптор»), имеет индекс F119‑PW. В общем, несмотря на попытки упорядочить классификацию разрабатываемых в США двигателей, полной прозрачности добиться не удалось – при смене поколения бюрократов система обозначений менялась тоже. Как известно, придумывать название – самый приятный и легкий процесс.

Количество разработанных в мире турбореактивных двигателей и их модификаций необозримо. Описывать все это многообразие – задача архивиста или музейщика авиационной техники. Можно бесконечно бродить по лабиринту двигателей и их модификаций, составляя из них причудливые «пазлы». Автор не ставит перед собой такой задачи, выше кратко демонстрируя только свое знакомство с предметом. Мы выберем только те несколько, можно сказать знаменитых, двигателей, которые определили вехи развития турбореактивной техники и, что важно, реально либо готовились принять участие, либо участвовали в «войне моторов» по обе стороны противостояния.

Главной проблемой выживания для КБ в Советском Союзе всегда являлся недостаточный объем серийного производства. Поскольку любой серийный завод министерством (тогдашнее министерство, – по сути, огромный концерн по современной терминологии) всегда загружался полностью, то недостаточная серия грозила вытеснением будущих разработок КБ с завода и в перспективе вообще закрытием КБ. Так временно произошло, например, с Омским КБ, созданным в войну на базе эвакуированного Запорожского (сего двигателем М‑88), ставшим в одно время филиалом Пермского в эпоху поршневой техники, затем получившим самостоятельность, а позже закрытым. В новейшее время после окончания «холодной» войны такая же судьба постигла некогда знаменитое «микулинское» ОКБ‑300.

Битва за серийные заводы была главной целью разработчиков и самолетов, и двигателей в СССР. То есть «война моторов» происходила не только между геополитическими соперниками в лице США и СССР, но и внутри Министерства авиационной промышленности СССР. А на войне – как на войне: все средства хороши. Именно победа в этой битве обеспечивала конкурентные преимущества: проигравший для возможного реванша должен был ждать окончания жизненного цикла какого‑либо двигателя без гарантии выигрыша. Если учесть, что в моторном 3‑м Главке числилось шесть основных, наиболее крупных моторных заводов (Тушино, Рыбинск, Казань, Пермь, Уфа, Запорожье), а конструкторских бюро было в два раза больше, то конкуренция между КБ за заказы была очень высокая. Директора заводов тоже придирчиво высматривали наиболее выгодные заказы: чем больше серия, тем лучше, военные заказы считались лучше гражданских (дороже и меньше последствий в случае авиационных катастроф) и тем самым могли влиять на выбор двигателя для постановки его на серийное производство.

Для устойчивой работы моторного КБ необходимо иметь рынок применения своих разработок на 4–5 типах объектов. Дело в том, что цикл разработки двигателя составляет 5–7 лет, а жизненный цикл – 25 лет. Следовательно, для непрерывной деятельности КБ, которая позволяет развиваться и сохранять конкурентоспособность, и нужны те самые 4–5 типов.

В СССР оригинальным разработчиком первого работающего советского турбореактивного двигателя был Архип Михайлович Люлька (1908–1983). Его творческая траектория была отличной от пути остальных известных конструкторов авиадвигателей. Он не занимался поршневой тематикой, а вышел из турбинного направления. Окончив Киевский политехнический институт, Люлька начал работать в Харькове, где сильна была турбинная инженерная школа. Затем его поддержал известный турбинист профессор МВТУ В.В. Уваров, одновременно преподававший в ВВИА им. Жуковского. В 1930‑е гг. существовала идея применения паровых турбин на тяжелых бомбардировщиках КБ Туполева.

А.М. Люлька является автором патента СССР на двухконтурный двигатель (1937 г.), но до 1970‑х гг. скептически относился к применению этой схемы на двигателях для сверхзвуковой авиации. Он еще до Великой Отечественной войны начал разрабатывать проект турбореактивного двигателя, не имея информации об уже развернутых работах в этом направлении в Англии и Германии. Поскольку авиационные КБ были заняты поршневой тематикой, то скромную конструкторскую базу под проект будущего первого турбореактивного двигателя С‑18 (С‑«самолетный») выделили в СКБ‑1 Кировского завода в Ленинграде. После начала войны всех эвакуировали на Урал (Свердловск и Челябинск) вместе с Кировским заводом. На Урале, в Билимбае под Свердловском, А.М. Люльку «пригрел» профессор Болховитинов, разработчик первого отечественного ракетного истребителя БИ‑1 (Болховитинов – Исаев) и руководитель НИИ‑3, бывшего РНИИ, ставшего позднее (1944 г.) НИИ‑1 и, наконец, сегодня знаменитого НТЦ им. Келдыша. А.М. Исаев был конструктором ракетного двигателя для этого самолета, а позже стал руководителем успешного КБ, разрабатывавшего тормозные двигательные установки для космических ракет Королева.

После возвращения из эвакуации в 1944 г. под руководством Люльки создается отдел главного конструктора в ЦИАМе, вся документация и частично персонал КБ кочует вместе с главным конструктором. Но и здесь закрепиться не удается: в ЦИАМе газотурбинную тематику курирует В.В. Уваров со своим собственным проектом турбовинтового двигателя, и конкурент ему не нужен. Люлька со своим КБ перебазируется в уже знакомый ему по эвакуации и позднее ставший знаменитым в области ракетных исследований, а тогда только что образованный (точнее, восстановленный после репрессий 1937 г. РНИИ) научно‑исследовательский институт реактивной техники НИИ‑1.

Наконец, после долгих мытарств в эвакуации на площадке номерного завода № 165 вблизи Московской окружной железной дороги (недалеко от ВДНХ) обосновалось в Москве и ОКБ Люльки, ставшее ОКБ‑165. Используя широкую производственную и научную кооперацию, Люльке удается весной 1945 г. собрать первый оригинальный отечественный турбореактивный двигатель С‑18. Этот завод и станет в дальнейшем базой для люльковского ОКБ‑165, позднее НПО «Сатурн».

Вот как описывает первый запуск первого отечественного турбореактивного двигателя участник этого события:

«Настал день первого запуска. Блестящий новым металлом сигарообразный двигатель установлен в специальном станке на качающейся раме, его реактивное сопло направлено в среднее окно. Наконец все готово к пуску. Раскрутить двигатель проектировали паром перекиси водорода. Генератор установили на улице, трубопровод с краном провели в помещение. Когда все было готово, налажены все приборы и все, кому положено, расставлены по своим местам, главный конструктор дал команду включить генератор пара. Генератор зашипел, пошел пар с водой, но двигатель не запускался. Тогда Э.Э. Лусс (один из ближайших сподвижников Люльки, будущий главный конструктор ОКБ на заводе № 45) предложил использовать 20‑киловаттный мотор…Часам к семи вечера закончили всю подготовку. Включили рубильник на щитке направо от двери, и двигатель стал вращаться на малых оборотах. Включили следующую скорость, подали топливо и зажгли его паклей, намотанной на металлический прут. Скорость вращения увеличилась. Электромотор выключили, но двигатель с шумом продолжал набирать обороты. Из‑за вырывающихся языков пламени защитный кожух электромотора накалился докрасна. А из временного сопла диаметром около метра, как из жерла гигантской паяльной лампы, с сильным гудящим звуком вылетала голубовато‑оранжевая струя пламени. Все смотрели как зачарованные на этот раскаленный вихрь. Вдруг потоком сорвало защитный кожух и обмотка электромотора загорелась. Двигатель остановили, выключив топливо. Горящую изоляцию быстро погасили – огнетушителей было приготовлено много… Впоследствии испытания С‑18, а потом и ТР‑1 проводились почти ежедневно. От рева двигателя звенели стекла в окрестных домах, иногда по неизвестной причине происходил взрыв, оставляя от компрессора груду искореженного железа‑ «салат из лопаток», а то и выстреливая отлетевшей деталью далеко за пределы «испыталки» (этот «салат» из лопаток будет часто повторяться при создании новых двигателей, в частности в 1967 г. при доводке двигателя Д‑30КУ разработки КБ Соловьева в Перми. – А.В.). В обиход вошло новое слово «помпаж». От невыносимого оглушающего грохота страдали в первую очередь те, кто обслуживал испытания, – персонал стенда и прибористы. Даже занавесили окно принесенным из дома одеялом, но это мало помогало. Но А.М. Люлька жестко ответил: «Лучше сейчас терпите грохот, чем потом в вас стрелять будут» (Комаров Е.). Однако до шедевра, каким, несомненно, является двигатель АЛ‑31Ф для Су‑27 тогда было еще очень далеко.

Логика развития авиации проста и известна с 1930‑х гг.: летать выше всех, дальше всех, быстрее всех (в наше время добавилось еще: незаметнее всех). В начале любой инновационной волны участвует множество игроков, предлагающих большое количество оригинальных технических решений: еще неизвестно, что окажется наиболее жизнеспособным. Со временем фирмы‑неудачницы сходят с арены как по причине недостатка ресурсов, так и из‑ за ошибок в стратегии. Так, в течение двадцати лет после войны, по сути, исчезла английская авиапромышленность полного цикла. И некогда известная частная самолетостроительная фирма «Де‑Хэвиленд» (первый реактивный пассажирский самолет «Комета»), и моторная «Бристоль‑Сиддли» (уникальный двигатель «Пегас» для военного самолета вертикального взлета «Harrier» – «Гончая») прекратили свое существование как самостоятельные, несмотря на квалифицированный состав инженеров. Последней амбициозной попыткой Великобритании удержаться в ряду авиационных держав был проект и опытный экземпляр ударного самолета TSR‑2 (Tactical Strike‑Reconnaissance), закрытый по финансовым соображениям в 1964 г. Позже и в ФРГ, и в Японии пытались возродить авиапром, разрабатывая оригинальные проекты, но… ресурсов не хватило. Сошла с арены как авиационная держава и некогда первенствующая Франция, сохранив за собой лишь нишевые продукты военной авиации (легкие истребители и вертолеты). Авиапром полного цикла (бомбардировщики, истребители, вертолеты, штурмовики, транспортные, пассажирские самолеты и специальные – танкеры, разведывательные, амфибии, учебно‑тренировочные) сохранился только в США и СССР (России) в силу их глобального противостояния (так уж распорядилась история).

В 1980‑е гг. в СССР работало 18 (!) самолетных и 5 вертолетных заводов. Вот дислокация авиазаводов: Москва (МиГ‑29), Луховицы (Моск. обл.) (МиГ‑29), Воронеж (Ил‑86, Ил‑96), Нижний Новгород (МиГ‑31), Казань (Ту‑160, Ту‑214), Самара (Ту‑154), Саратов (Як‑42), Ульяновск (Ан‑124, Ту‑204), Смоленск (Як‑42), Харьков (Ту‑134), Тбилиси (Су‑25), Ташкент (Ил‑76), Новосибирск (Су‑24, Су‑34), Иркутск (Су‑27), Улан‑Удэ (Су‑25), Комсомольск‑ на‑Амуре (Су‑27), Таганрог (Бе‑200), Киев (Ан‑70). Поэтому, несмотря на интересную и многообразную историю развития мировых авиации и моторостроения после войны, мы ограничимся только главными игроками и, кроме того, главными направлениями развития, задающими тон прогресса.

Какое же наследство в виде готовых изделий, документации, испытательного оборудования и, самое ценное, квалификации действующих инженеров получили от Германии США и СССР? Вместе с обширной документацией и частично уцелевшей оснасткой в руки советских инженеров попало 19 двигателей «Юмо» 109–004 и «БМВ» 109–003 [41]. Эти трофеи раздали для освоения: «Юмо» – в Уфу (ОКБ‑26), а «БМВ» – в Казань (завод № 16). Советские аналоги этих двигателей получили обозначения РД‑10 и РД‑20. Кроме доставшихся по праву победителя трофейных двигателей, СССР закупил в Великобритании в 1946 г. несколько двигателей Nene и Derwent, но без лицензий на их изготовление. Nene тягой 5000 фунтов (2270 кг), первый запуск которого был осуществлен в 1944 г., был самым мощным двигателем того времени. Derwent был поменьше‑3600 фунтов (1630 кг).

Но, как уже отмечалось ранее, мало иметь в руках «железо» для его воспроизведения. Надо было научиться «чувствовать» абсолютно новую технику, предугадывать возможные дефекты, понимать физику происходящих в турбореактивном двигателе процессов. Любая сложная система живет «своей жизнью», по своим законам, которые надо научиться понимать. Инженерное знание, воплощенное в готовом «железе», покоится на огромной пирамиде опыта неудачных вариантов, дефектов, ошибок и прочего, подчас не содержащегося ни в одном документе. Опытный инженер просто «знает», что так делать нельзя, а этак – можно. Решения же при неполной информации приходится принимать на каждом шагу.

Прежде всего, надо знать возможные «родовые» наиболее серьезные дефекты турбореактивного двигателя так же, как раньше поршневого. Эти дефекты могут проявиться на любом двигателе, так как они обусловлены природой авиационного турбореактивного двигателя. Автоколебания лопаток компрессора, автоколебания потока воздуха в компрессоре («помпаж»), титановый пожар и усталостное разрушение дисков турбокомпрессора – вот «джентльменский» набор возможных наиболее серьезных неприятностей. Последствия этих дефектов могут быть очень тяжелыми. Так, из‑за автоколебаний сверхзвуковой лопатки компрессора произошло разрушение двигателя ВД‑7 с последующим пожаром самолета. Огромный стратегический бомбардировщик М‑4, заправленный топливом «под завязку», полностью сгорел на взлетной полосе. Из‑за титанового пожара компрессора двигателя АЛ‑21Ф потерпели катастрофу восемь опытных самолетов Су‑24. Разрушение диска тоже приводит к катастрофам (случай с Ту‑154М), так как удержать в пределах корпуса крупные фрагменты диска (в отличие от тонких и сравнительно легких лопаток) невозможно из‑за их большой кинетической энергии. Диск обычно разлетается на три‑четыре части и фрагмент диска может вывести из строя жизнеобеспечивающую систему самолета (как в недавнем случае с Ту‑154М, – гидросистему).

Все эти дефекты обусловлены авиационным применением газотурбинного двигателя. Требования минимальной массы двигателя и максимальной динамичности изменения режима работы приводят к следующему.

Тонкие лопатки компрессора имеют малую жесткость и склонность к колебаниям, как вынужденным, так и автоколебаниям. Быстрое увеличение режима работы двигателя, необходимое для маневрирования самолета в воздухе (к примеру, уход на второй круг), приводит к большим градиентам температуры между массивной (холодной) ступицей диска и его сравнительно тонким (горячим) ободом. Непрогретые диски дополнительно (на 50 %) нагружаются термическими напряжениями, которые уменьшают их циклическую долговечность. Если при этом, не дай бог, на поверхности или внутри материала диска есть концентратор напряжений в виде риски, постороннего включения или чего‑либо подобного, то «пиши пропало». Например, казалось бы, безобидное клеймение (присвоение шифра детали) диска электроискровым способом при его изготовлении приводит к снижению усталостной долговечности и преждевоеменному появлению трещин. Этому же способствуют любые отверстия в диске. Титановый пожар возникает при трении титана по титану (ротор лопатками «чиркает» о корпус, что при радиальных зазорах между ротором и статором около 0,5 мм может случиться), причем титан начинает гореть как термитная шашка (зажигательная бомба) и потушить такой пожар невозможно. Но без применения титана с его большим отношением предела прочности к удельному весу двигатель неконкурентоспособен из‑за большой массы.

Но все это будет в недалеком будущем. А пока нужно было учиться. В самом выгодном положении оказалось ОКБ Климова – именно ему было поручено освоение английских «Нина» и «Дервента». Оба двигателя имели центробежные компрессоры, что облегчало всегда неизбежную доводку. Не нужно было заниматься сложной работой согласования ступеней компрессора в осевых схемах. В них – много ступеней в отличие от одноступенчатого центробежного компрессора. Другой вопрос, что путь развития турбореактивных двигателей с центробежным компрессором оказался тупиковым. Прошло долгих (для быстрого развития реактивной техники) пятнадцать лет, прежде чем ОКБ Климова нашло себя в массовой нише разработки вертолетных и танковых двигателей, и только через двадцать пять лет смогло вернуться в престижную область разработок двигателей для истребителей воздушного боя. Сегодняшний двигатель РД‑33 для МиГ‑29 – это «климовский» двигатель, хотя сам родоначальник этого КБ к этому времени уже ушел из жизни, что видно и из изменившегося обозначения двигателя («ВК» было заменено на «РД» и только недавно возвращено разработкам этого КБ).

Скорее всего, именно поэтому англичане так легко и продали эти двигатели с центробежным компрессором. В это время они под большим секретом уже приступили к разработке более мощного двигателя – одновального ТРД «Avon» («Эвон») с осевым компрессором. Этот двигатель будет успешно применяться с 1952 г., в том числе и на первом в мире пассажирском самолете «ДеХэвиленд» «Комета‑4» и послужит аналогом для двигателя ОКБ‑300, а именно АМ‑3, детища С.К. Туманского и П.Ф. Зубца. Этот двигатель тоже попадет на первый советский пассажирский самолет Ту‑104 в 1955 г.

Кстати, Ту‑104 в сравнении с «Кометой» будет иметь на 20 % лучшую экономичность, поэтому слухи о «прожорливости» двигателя АМ‑3 сильно преувеличены. Для того поколения самолетов и двигателей это был хороший результат. Только АМ‑3 будет по размерности в два раза больше «Эвона» и на Ту‑104 будет соответственно стоять два двигателя, а на «Комете» – четыре двигателя. Вопрос об оптимальной размерности (и соответственно тяге) двигателя зависит прежде всего от выбранного количества двигателей на самолете. Сегодня общепринятое количество – два двигателя на самолет исходя из минимальных затрат на обслуживание силовой установки и обеспечения безопасности полетов. Однако с точки зрения весовой отдачи по все тому же закону «куба‑квадрата», чем меньше размер двигателя (до определенного значения) и больше их количество на самолете, тем эффективней весовая отдача самолета. Поэтому применение четырех двигателей на транспортных самолетах вместо двух вполне оправданно. Правда, в некоторых случаях это выглядит несуразно. Так, англичанами был разработан региональный, т. е. небольшой пассажирский самолет ВеА‑146 (типа нашего Ан‑24 или Як‑40, только, конечно, значительно комфортнее). Так вот, на этом небольшом самолете стоит четыре (!) двигателя. Вообще‑то нонсенс! Неслучайно англичане потом «рекламировали» неслыханную надежность этого самолета, скрывая очевидный промах его конструктора.

Спустя много лет, когда АМ‑3 станет уже давно музейным экспонатом, жизнь «Эвона» продлится в качестве наземной газотурбинной установки для привода насосов перекачки газа в Газпроме и получит название «Коберра». Только в конце XX века эти установки будут заменяться на отечественные, тоже, кстати, «аэродеривативы», т. е. разработанные на базе авиационных двигателей. «Долгая жизнь Эвона» – почти название романа.

Date: 2016-01-20; view: 480; Нарушение авторских прав