Смена лидеров 5 page

Вообще, «самый большой» – это, как правило, разовый, т. е. нежизнеспособный проект. Возможности его дальнейшего применения ограниченны. Такой же огромный (тягой 680 тонн), только ракетный двигатель F‑1 для лунной ракеты «Сатурн‑5» тоже после закрытия программы «Аполлон» оказался не востребован. В нашей истории тоже есть примеры «голиафов»: царь‑пушка и царь‑колокол. Аналоги этому есть и в природе: ныне уже вымершие динозавры. Эффект размерности, видимо, связан с жизнеспособностью через адаптивность. Двигатель GE4 завершил эпоху одноконтурных турбореактивных двигателей и в США. Начиная с 1970‑х гг. применение двухконтурных двигателей становится тотальным в авиации: не только на дозвуковых транспортных самолетах, где они в 1960‑е гг. вначале вытеснили турбовинтовые двигатели из‑за их шума и меньшей скорости полета (ограниченной по эффективности винтов), но и в военной сверхзвуковой авиации, перешедшей к этому времени от однорежимного (сверхзвукового) применения к многорежимному (дозвуковому и сверхзвуковому).

В этой «битве гигантов» (США и СССР) остальные авиационные державы в области военной авиации остались далеко позади. А вот в коммерческой, гражданской – Европа преуспела. Успех пришел не сразу, но надолго благодаря грамотно выбранной стратегии, консолидации усилий и эффективного управления. Первым совместным (англо‑французским) проектом был амбициозный сверхзвуковой (М=2,2) пассажирский самолет «Конкорд» («Согласие»), совершивший первый вылет 2 марта 1969 г., спустя два месяца после первого вылета аналогичного советского самолета Ту‑144. Это было «золотое» время дешевой нефти (до 1973 г. – очередной арабо‑израильской войны «Судного дня») и отсутствия террористической угрозы (до Мюнхенской олимпиады 1972 г. с ее захватом и убийством израильских спортсменов).

И здесь нужно дать пояснение об оптимальной сверхзвуковой скорости полета. Почему если самолет сверхзвуковой, то его крейсерская скорость полета должна быть именно в 2,2 раза больше скорости звука. Формула Бреге, представленная нами ранее, для расчета дальности полета самолета как критерия качества авиационной системы годится и здесь. Но в явном виде трудно получить зависимость дальности от скорости полета, так как и аэродинамическое качество самолета, и кпд двигателя, входящие в формулу, сами являются функцией скорости. Аэродинамическое качество самолета резко уменьшается при переходе через звуковой барьер за счет роста волнового сопротивления, а далее хоть и уменьшается, но постепенно. Кпд двигателя с ростом скорости увеличивается, так как увеличивается степень сжатия в воздухозаборнике. В результате зависимость дальности от скорости полета имеет два почти одинаковых максимума: в дозвуковой области при М=0,8 (максимум аэродинамического качества) и в сверхзвуковой области при М=2,2 (максимум кпд). Американцы, выбрав крейсерскую скорость М=2,7 для своего В‑2707, очень тщательно отработали аэродинамику самолета, что дало им возможность повысить аэродинамическое качество и «затянуть» падение эффективности на большую скорость. Европейцы подошли к проектированию «Конкорда» с меньшим риском. На этом проекте они отработали модель интеграции европейской авиационной науки и промышленности. Планер был французский, турбореактивный двухвальный двигатель «Олимп‑593» был разработан британской фирмой «Бристоль‑Сиддли». Далее, как известно, был создан успешный германско‑французский концерн «Эйрбас», производящий весь спектр дозвуковых магистральных самолетов, включая новейший престижный А‑380. Вначале на самолеты «Эйрбас» европейцы ставили американские двигатели. Но со временем научились делать и свои (CFMI‑международный концерн с долями 50x50 американской «Дженерал Электрик» и французской SNECMA – «Societe National d’Etudes et Construction de Moteurs d’Aviation).

В Советском Союзе, разумеется, не могли «отстать», претендуя (тогда еще справедливо) на передовые позиции в авиастроении. Да и по смыслу применения на трассах Москва – Хабаровск, Москва – Владивосток и Москва – Петропавловск‑на‑Камчатке этот проект сверхзвукового самолета имел право на существование не меньше, чем «Конкорд» на трассе Лондон – Сидней. Началась гонка Ту‑144 – «Конкорд». Проект Ту‑144 стал самым престижным – под него ресурсы выделялись в приоритетном порядке. В результате нехватки ресурсов запоздали с заменой ближнемагистрапьного самолета Ту‑ 134, который планировалось заменить еще в 70‑80‑е гг. следующим Ту‑164 с более экономичным и менее шумным двигателем. Так, Ту‑134 отлетал срок амортизации в два раза больше положенного для смены поколений (40–50 лет вместо 25). Ругать его за шум и несовременность сегодня не надо – техника 1960‑х не виновата, что ее эксплуатируют в 2000‑х. Автор этих строк, кстати, и в американском аэропорту Сиэтла видал не так уж давно (в 1997 г.) заруливавшие на посадке весьма старые и закопченные от сажи на выхлопе DC‑9 аналоги наших Ту‑134.

Создание Ту‑144 тем не менее стало отличной школой для конструкторских бюро, задействованных в этом проекте. К сожалению, этот проект забросили так же, как и инновационные ЗМ, Т‑4, космический челнок «Буран», когда они были уже на выходе, а Ту‑144 уже начал пробные грузовые рейсы на трассе Москва – Алма‑Ата. Да, топливо подорожало, да, к сожалению, произошли известные катастрофы Ту‑144 в Ле‑Бурже, в которой сам самолет не был виноват, и в СССР, но надо же смотреть и в будущее. «Конкорд» отлетал свои 30 лет и закончил свою эксплуатацию эффектной катастрофой в парижском аэропорту Шарль де Голль при взлете в августе 2000 г., но это не должно останавливать прогресс. С учетом грядущего повышения роли Дальнего Востока, на взгляд автора, необходимо вернуться к созданию пассажирского сверхзвукового самолета вновь на новой технической базе. Учитывая, что полет его будет проходить полностью над территорией России, никаких надуманных ограничений по экологическим или другим мотивам не будет. А рентабельность проекта надо рассматривать в общей социально‑экономической системе, а не в отдельной ее части. Как известно, Транссиб, построенный в начале XX века, тоже был нерентабельным с узкоэкономической точки зрения.

Но все это – предыстория, необходимая для понимания дальнейшей «войны моторов». Дело в том, что двигатель для Ту‑144 проектировало передовое ОКБ Н.Д. Кузнецова. Это был первый в СССР двухконтурный двигатель с форсажной камерой для сверхзвукового, хотя и пассажирского самолета. ОКБ Н.Д. Кузнецова начало экспериментировать с этой схемой еще в середине 1950‑х гг., предлагая двигатель НК‑6 тягой 22 000 кг с форсажем только в наружном контуре на конкурс в качестве силовой установки для сверхзвукового разведчика Ту‑22Р. Как мы помним, именно эта схема была запатентована А.М. Люлькой в 1937 г. Тогда НК‑6 закономерно проиграл рыбинскому одноконтурному ВД‑7М по массе (оказался тяжелее) и «лбу», реванш состоится позже. До выхода на Ту‑144 в Самаре создавали двигатели для дозвуковой авиации: на базе «ядра» – газогенератора НК‑6 был создан первый серийный двигатель НК‑8 ОКБ Кузнецова для магистральных самолетов. В сравнении со своим прототипом НК‑6 он имел уменьшенный диаметр вентилятора и соответственно расход воздуха.

Попытка приставить форсажную камеру к двухконтурному двигателю, чтобы расширить область его применения на сверхзвуковые скорости, является типичной. В этом случае дожигание топлива за турбиной дает возможность увеличить скорость истечения газов до оптимального соотношения 1,5–2 по отношению к увеличившейся же скорости полета. Скорость истечения, как известно, пропорциональна корню квадратному из температуры газов. Поэтому, увеличивая температуру газа от типичных 800‑900К за турбиной до 2000К, мы получим увеличение скорости истечения, а следовательно, и тяги в условиях взлета в 1,5–1,6 раза. Но… в отличие от одноконтурного в двухконтурном двигателе температура газа на выхлопе ниже за счет подмешивания большой части «холодного» воздуха из наружного контура. Поэтому для подогрева его до нужной температуры 2000К в последнем случае нужно сжечь больше топлива – экономичность двухконтурного двигателя становится хуже и тем в большей степени, чем больше отношение расходов «холодного» (наружного) и горячего (внутреннего) контуров, т. е. чем больше степень двухконтурности. Поэтому на двигателях для сверхзвуковых самолетов редко применяют степень двухконтурности больше 0,5, если время полета на сверхзвуке составляет основную часть полетного профиля. Если доля времени полета на дозвуке увеличивается, то и компромиссное значение степени двухконтурности также увеличивается, максимально до величины 2,0 (двигатель F101‑GE для стратегического бомбардировщика В‑1 В «Рапира» с большим участком траектории полета на дозвуке).

Если посмотреть на историю развития конструкторских разработок газотурбинных двигателей ОКБ Н.Д. Кузнецова, то первое слово, которое приходит в голову для интегральной оценки этого ряда, – это добротность. Двигатели Н.Д. Кузнецова – это добротные двигатели Они выглядят добротнее своего американского аналога JT3D разработки «Пратт‑Уитни», придерживавшейся схожей концепции проектирования. Имея средний уровень параметров, эти двигатели были сконструированы по принципу минимальной суммы рисков. В некотором смысле для 1960‑х гг. эти двигатели были оптимальными, т. е. они, скорее всего, обеспечивали минимальную стоимость жизненного цикла (т. е. минимальную сумму затрат на обслуживание, топливо, ремонт). Прежде всего ядром, или «сердцем», большинства ряда двигателей НК был газогенератор – 6‑ступенчатый компрессор, кольцевая камера сгорания и одноступенчатая турбина. Как ядро двигателя это сочетание оптимально: механизация компрессора, а вместе с ней и проблемы ее длительной работоспособности отсутствует, умеренная нагрузка на одноступенчатой турбине идеально соответствует максимуму ее кпд. Это удачно сконструированное «сердце» долгое время было константой всех модификаций кузнецовских двигателей. Но в таком ядре получить, степень сжатия 15 и выше в то время было невозможно.

Поэтому требовалась постановка впереди дополнительных «бустерных», или подпорных ступеней, работающих только на внутренний контур (аналог наддува в поршневых моторах). Эти ступени, две или три, вместе с вентилятором, работающим на оба контура (наружный и внутренний), составляли компрессор (или каскад) низкого давления. Надежная двухвальная конструкция. Все было хорошо, пока не подорожало топливо.

В ОКБ Н.Д. Кузнецова очень тщательно занимались техническим совершенствованием отдельных элементов и узлов двигателя. Лопатки турбины, подшипниковые опоры и т. п. во множестве вариантов испытывались в лабораториях и стендах поузловой доводки. Именно на двигателе НК‑12 впервые были применены литые лопатки турбины из жаропрочных сплавов. Как писал И. А. Биргер [7]: «Это предложение было технически дерзким. Несколько поколений инженеров воспитывалось на утверждении, что ответственные элементы конструкций, испытывающих большие статические и динамические напряжения, не могут быть литыми из‑за более низкой пластичности. Но жаропрочность (при Т=1000 градусов Цельсия) литых сплавов выше, чем деформируемых. Оказалось, что можно работать и с малыми показателями пластичности, если в системе отсутствуют возможности больших статических перегрузок, что свойственно лопаткам турбин». Большое внимание уделялось ресурсу узлов и двигателя в целом. Как только ресурс двигателей достиг уровня 6000 часов, возникла проблема: как проводить длительные испытания в подтверждение ресурса. Ведь годовой фонд времени составляет около 7000 часов. Получается, что несколько двигателей необходимо «гнать» без остановки целый год, а далее и два, и три года! Затраты и керосина, и времени колоссальные. А в случае возникновения дефектов испытания нужно повторять. Именно в ОКБ Н.Д Кузнецова (М.Я. Цейтлин) была разработана технология ускоренных, так называемых эквиналентных циклических испытаний, при которых циклические нагрузки, требующие малого времени, воспроизводились полностью, а длительные статические нагрузки заменялись более короткими этапами испытаний, но… на более высоких режимах работы. Передовые технологические процессы осваивались именно на этой фирме, прежде чем они транслировались на всю отрасль. Так, в частности, осваивалась далеко не простая технология изготовления лопаток компрессора из титановых сплавов.

О драматической конкурентной «войне моторов» ОКБ Н.Д. Кузнецова и ОКБ П. А. Соловьева на этом дозвуковом поприще более подробно рассказано ниже – в главах «Мотор для перехватчика» и «Последний из «могикан». Но и здесь для пассажирского сверхзвука столкнулись конкуренты: уже зарекомендовавшее себя на военном сверхзвуке Рыбинское ОКБ‑36 В.А. Добрынина и не менее опытное ОКБ Н.Д. Кузнецова в области гражданского дозвука. А нужен был симбиоз: двигатель для гражданского сверхзвука. Кому отдать предпочтение? Как и все первые двухконтурные двигатели с форсажем в мире, НК‑144 получили, по сути, «пристыковкой» форсажной камеры к готовому дозвуковому НК‑8. Обычно из этого приема нового качества не получается, как свидетельствует опыт.

Если же по‑честному, то надо идти от объекта, т. е. посчитать, какой из двух двигателей дает наилучший интегральный результат в дальности по траектории полета самолета, включая взлет, набор высоты и крейсерский полет. Проект Ту‑144 вел сын А.Н. Туполева – Алексей Андреевич Туполев. Почему первоначально выбрали для Ту‑144 двухконтурный двигатель Кузнецова с весьма средним уровнем температуры газа перед турбиной, остается загадкой. Где была наша авиационная наука в лице уважаемых центральных институтов ЦИАМ и ЦАГИ? Впрочем, нашей авиационной науке верить можно далеко не всегда – и дальше будут примеры этого. В общем‑то, исходя из личного небольшого опыта общения с А.А. Туполевым, автор этих строк вынес впечатление, что последний, по крайней мере, в двигателях разбирался слабо. А это значит, что вопрос о выборе двигателя решался априори: ведь расчетам можно «не верить». Тем более что всегда есть «альтернативные» расчеты конкурентов. Если главный конструктор не понимает сути дела, то дело плохо – он запутается в противоречивых мнениях.

Скорее всего, при выборе двигателя могли сыграть совсем другие обстоятельства. Дальше – больше. Чудачества с двигателем продолжились. Похоже, что на туполевской фирме расчетам вообще не верили – однажды напоровшись на нехватку тяги двигателя при переходе через звуковой барьер (по собственной, кстати, вине – не задали в ТЗ на двигатель соответствующую реперную точку), когда резко возрастает волновое сопротивление, теперь пытались сделать запас по тяге «на всякий случай». Но ненужный запас – это лишний вес и время на доводку. Когда туполевцы разобрались уже после натурных летных испытаний, что этот запас тяги не нужен и все в порядке, как по расчету, то потребовали от мотористов убрать лишний вес. А это – опять время, лишние испытания и т. д., и т. п. Время в авиационной технике имеет колоссальное значение, по сути, является одним из параметров оптимизации системы.

Казалось бы, и зарубежный опыт, который всегда выполнял арбитражные функции у нас в стране, должен был склонить выбор в пользу не двухконтурного НК‑144, а в пользу одноконтурного проекта добрынинского бесфорсажного РД36‑51 в классе тяги 20 тонн: ведь и «Олимп‑ 593», и GE46bmn классическими одноконтурными двигателями. Только первый – двухвальный, а второй – одновальный. Тем более что и по расчетам получалась большая дальность самолета в варианте с РД36‑51 из‑за большой длительности крейсерского полета на сверхзвуке без форсажа (как и у «Олимпа»), где одноконтурный двигатель имел преимущество в экономичности перед двухконтурным. Но… получился зигзаг. Разработку РД36‑51 придержали на три года до момента, когда Ту‑ 144 уже начал полеты с двигателем Н К‑144. А ведь прежде, чем получить разрешение на летные испытания в составе самолета, необходимо провести еще комплекс длительных и дорогих натурных испытаний двигателя на стенде, на высотном стенде, налетающей лаборатории и т. д.

Самый мощный советский одноконтурный турбореактивный двигатель РД36‑51 для самолета Ту‑144Д.

Вначале сделали НК‑144, недополучили заявленной дальности на 2500 км в сравнении с «Конкордом», а затем срочно сделали РД36‑51 с системой ДФТ (дополнительное форсирование тяги – этакая мини‑форкамера) «по просьбе главного конструктора» – тот самый «запас по тяге». «Ограниченный форсаж» имел место и на «Олимпе» и на американском GE4 – поэтому и здесь, невзирая на расчеты, «попросили» сделать то же самое. А ведь разница между РД36‑51 и зарубежными аналогами была принципиальная. При близких взлетных весах «Конкорда» и Ту‑144 двигатель РД36‑51 был мощнее «Олимпа» – его бесфорсажная тяга на взлете была такой же, как у «Олимпа» на форсаже. А близкий по размерности (расходу воздуха) к РД36‑51 американский GE4 ставился на самолет В2707 существенно большего веса. Поэтому применение ограниченного форсажа и на «Олимпе», и на «американце» было оправданным, а на РД36‑51 ненужным. Другой вопрос, что бесфорсажный РД36‑51 получился в этом случае переразмеренным по массе в сравнении с «Олимпом», но это уже вопрос выбора концепции. Иметь форсажную камеру со своей (дополнительной) топливной системой на пассажирском самолете – тоже не «сахар». Ведь для пассажирского самолета еще был нужен и реверсор тяги, который сделали‑таки в Рыбинском ОКБ (при посадках Ту‑144 с двигателем НК‑144 использовались тормозные парашюты, что, конечно, не красило самолет). Короче, можно было сообразить без всяких расчетов, что зарубежная аналогия с применением форсажа для РД36‑51 не работает.

Двигатель РД36‑51 поставили на самолет, получивший индекс Ту‑144Д («дальний»), и получили хорошие результаты – дальность увеличилась на 2200 км. Пресловутое ДФТ оказалось ненужным. Контрольный полет самолетов на дальность в России осуществляется, как правило, по маршруту Москва – Хабаровск. 22 февраля 1977 г. такой полет самолета Ту‑144Д состоялся. Время в пути составило 3 часа 23 минуты (!), правда, без коммерческой нагрузки. Просматривалась перспектива создания на базе Ту‑144Д 150‑местного самолета с дальностью свыше 8000 км. Для этого нужен был двигатель со взлетной тягой 23–24 тонны. Создание такого двигателя было вполне реальным делом на базе того же РД36‑51, и в 1972 г. в ОКБ‑36 приступили к работе.

Но… время ушло, и амбициозный проекте 1980 г. закрыли совсем, а затраты списали. Легко распоряжались народными деньгами в пользу корпоративных интересов. Куда смотрел ЦК КПСС, непонятно. Туполевское ОКБ в это время уже вовсю занималось проектом новых бомбардировщиков. Вначале выдвинув проект якобы модификации Ту‑22 (Ту‑22М) для защиты своего серийного завода в Казани от П.О. Сухого с его проектом Т‑4, а затем и противовеса объявленного в США к этому времени нового поколения бомбардировщиков. А уникальный двигатель РД36‑51 для Ту‑144Д закрыл собой эпоху одноконтурных двигателей в советской авиации, также как и его близкий аналог GE4 в американской. РД36‑51 был все тем же развитием газотурбинных двигателей серии ВД‑7 с увеличенным более чем в полтора (!) раза расходом воздуха и в два раза тягой (до возможных 24 тонн в модификации РД36‑51 А), а также увеличенной степенью сжатия в компрессоре (с 9 до 15 при развитии компрессора от 9 до 14 ступеней). Температура газа перед турбиной была уже на уровне 1200–1250 °C. Интересно сравнить эти два двигателя – последних представителей одновальных турбореактивных двигателей.

Ниже в таблице представлены параметры двигателей для СПС (сверхзвуковых пассажирских самолетов), проекты которых опередили свое время.

Кстати, одним из факторов, ограничивающих повышение экономичности одноконтурных турбореактивных двигателей, была трудность получения в компрессоре этой схемы двигателя больших (20–40) степеней сжатия из‑за узкого диапазона устойчивой работы компрессора по режимам. В случае двухконтурной схемы двигателя компрессор, часть которого работает на оба контура, получает свойство адаптивности благодаря возможности свободного перераспределения воздуха между контурами. Но для того чтобы двухконтурные двигатели вытеснили обычные турбореактивные двигатели из боевой авиации, нужен был дальнейший шаг вперед по повышению температуры газа перед турбиной, т. е. были нужны новые материалы и новые конструкции охлаждаемых лопаток турбин. И такой шаг в авиационных технологиях в начале 1970‑х гг. был сделан.

А между тем американские военные не успокаивались. После отказа от гиперзвука «Валькирии» как средства неуязвимости специалисты пришли к выводу об использовании для этой цели предельно малых высот полета. Как известно, средства дальнего обнаружения ПВО бессильны против объектов, летящих на малых высотах. Для реализации этого качества в США стали разрабатывать дальний стратегический бомбардировщик В‑1, способный летать на малой высоте с большой дозвуковой скоростью, отслеживая рельеф местности. Многорежимность его использования обусловила и его внешний облик: крыло переменной стреловидности и силовая установка, состоящая из двухконтурных двигателей (со степенью двухконтурности 2,0) с форсажной камерой. Вооружение этого самолета тоже было инновационным: вращающиеся барабаны, как у револьвера, только вместо патронов заряженные крылатыми ракетами с ядерными боеголовками.

Особенности двигателя, входящего в состав силовой установки этого нового бомбардировщика В‑1, будут рассмотрены в следующей главе. А здесь мы коснемся советского ответа на новый американский вызов.

Начало 1970‑х. Закладывается новое поколение боевых самолетов: перехватчик МиГ‑31, самолеты воздушного боя тяжелый Су‑27 и легкий МиГ‑29, самолет вертикального взлета и посадки для ВМФ Як‑141. Среди этого ряда и новый стратегический бомбардировщик Ту‑160. Вернее, даже не бомбардировщик, а авиационная система оружия: носитель крылатых ракет по типу американской «Рапиры» В‑1В. Наконец‑то найдено авиационное (составное) решение стратегической задачи ядерного сдерживания. Двигатели для всех этих самолетов – турбореактивные двухконтурные с форсажем.

При выборе двигателя для Ту‑160 колебаний не было – разработка ОКБ Н.Д. Кузнецова. Это был уже третья попытка захода ОКБ в тематику сверхзвуковых тяжелых самолетов: Ту‑22, Ту‑144 и вот теперь Ту‑160. К этому времени в двигателях был достигнут уровень температуры перед турбиной 1250 °C (1500К), и это потребовало кардинального отхода от классической схемы НК‑8 – чтобы реализовать термодинамические возможности повышения экономичности, нужно было вслед за температурой повышать степень сжатия. Наращивание ступеней в компрессоре высокого давления отбрасывало бы ОКБ от доведенного высокотемпературного ядра двигателя к началу доводки. Увеличение же ступеней в «бустере» неэффективно из‑за низкой окружной скорости и, следовательно, располагаемой работы сжатия в компрессоре – требуется добавление не одной, а нескольких ступеней. Это влечет за собой увеличение длины валов, проблемы с опорами и т. д.

Именно в это время Н.Д. Кузнецов принимает решение о переходе от двухвальной с «бустером», условно схемы Пратт‑Уитни, к трехвальной (роллс‑ройсовской) схеме двигателя, которая решает все эти проблемы, но и… ставит новые. Трансмиссия становится очень сложной – три вала один в другом. Для серийного производства таких двигателей требуется высокая технологическая культура изготовления и сборки, чтобы обеспечить соосность трех валов. Это своего рода экзамен на высочайший уровень культуры производства газотурбинных двигателей. К этому времени технология сборки двигателей существенно изменилась: для достижения соосности роторов сборка ведется на… вертикально установленном двигателе с применением лазерного луча.

В мире существует только три фирмы, серийно производящие трехвальные двигатели: «Роллс‑Ройс», Самарское ОКБ Н.Д. Кузнецова (серийное производство в Уфе) и Запорожское ОКБ с серийным заводом, имеющим сегодняшнее название «Мотор‑Сич». Автор этих строк бывал на Уфимском моторном заводе, ведущем свое происхождение, как мы помним, от эвакуированных из Рыбинска завода № 26 и еще двух моторных заводов. Вообще, это самый крупный моторный завод в России (и был самым крупным и в СССР). Огромная, почти безбрежная территория, большое количество испытательных стендов, большая номенклатура выпускаемой продукции. И люльковские АЛ‑31Ф, и (по кооперации) кузнецовские трехвалки НК‑32, и Р95Ш, двигатели для массового армейского штурмовика Су‑25 – все это изготавливается в Уфе и сегодня.

Вертикальная сборка современного двухконтурного двигателя ПС‑90А.

Что еще можно придумать в военных технологиях обеспечения неуязвимости авиационных систем с учетом быстрого развития средств ПВО? Придумать можно много чего, но вот сделать… Следующее поколение стратегических бомбардировщиков США воплотило в себе идею физической незаметности. С применением этой технологии в США были сделаны стратегический бомбардировщик В‑2 и ударный самолет F117, потерпевший фиаско в Югославии в 1999 г. от системы югославской ПВО.

Для иллюстрации снижения заметности в радиоволновом диапазоне излучения ниже в таблице представлены уровни эффективной площади рассеивания (ЭПР) для различных самолетов. Здесь ЭПР – это площадь круга, уровень радиоотражения от которого равен радиоотражению от самолета. Автор не несет ответственности за эти опубликованные на Западе показатели. Вполне возможно, что они являются дезинформацией ввиду их важности.

Вот уж где прогресс налицо! В сравнении с бомбардировщиком первого поколения В‑52 эффективная площадь рассеивания «незаметного» В‑2 уменьшилась (по рекламным данным зарубежных источников) в 4000 раз и достигла уровня отражения птицы! За счет чего это достигнуто? Отсутствие вертикальных стабилизаторов и острых углов, применение композитных материалов с радиопоглощающими свойствами за счет ячеистой структуры (многократное отражение радиосигнала с затуханием и последующим превращением поступающего направленного радиоизлучения от радара в диффузное тепловое излучение во все стороны), обеспечение отклонения лучей передающей РЛС от принимающей за счет специальной формы самолета. Но и стоит такой самолет по 1 млрд долларов за штуку. Прогресс в двигателях, конечно, не столь впечатляющ.

Был ли «советский стелс»? Да, был, но только на стадии опытных работ – дальше не успели: началась так называемая «перестройка». Главным конструктором «стелса» был известный Н.С. Черняков в КБ Сухого, и это был плохой признак. Н.С. Чернякову не везло: он был главным конструктором закрытого на стадии опытных работ проекта стратегической крылатой ракеты «Буря» у Лавочкина до перепрофилирования его КБ на космическую тематику, затем главным конструктором также закрытого уникального самолета Т‑4. Та же судьба постигла и «советский стелс», хотя, как и все проекты КБ Сухого, этот самолет был новаторским. Планировалось, что этот самолет будет почти «электрическим», т. е. с минимумом гидравлических и механических связей и полной интеграцией электронных систем управления двигателя и самолета. Подробнее об «электрических» самолетах написано дальше. Первый экземпляр самолета уже начали делать в Новосибирске. По размерности этот самолет был значительно меньше американского В‑2, т. е. «советский стелс» не был стратегическим бомбардировщиком.

Его силовая установка по проекту должна была состоять из двух двигателей тягой по 18 тонн разработки ОКБ‑300, т. е взлетный вес самолета был меньше 100 тонн.

Как раз в это время ОКБ‑300, потеряв позиции в «мейнстриме» основных самолетов воздушного боя, попыталось сделать нишевый продукт – двигатель Р79‑ 300 для вертикально взлетающего самолета Як‑141 морской авиации. Двигатель Р79‑300 кардинально отличался от своих предшественников разработки этого же ОКБ. Во‑первых, он был двухконтурным с большой для военных (скоростных) двигателей степенью двухконтурности, равной 1. Во‑вторых, он имел поворотное на 90° сопло, что в сочетании с впереди установленным подъемным двигателем (РД36‑35, или РД‑38, разработки Рыбинского ОКБ) обеспечивало самолету вертикальные взлет и посадку. В‑третьих, в отличие от пионера двигателей вертикального взлета «Пегас» разработки «Бристоль‑ Сиддли», Р79‑300 имел форсажную камеру, что обеспечивало сверхзвуковой полет самолету. Короче, это был инновационный двигатель, по сути, аналог суперсовременного F136 для американского JSF F‑35 «Локхид‑Мартин», только с большей массой – число ступеней турбины в нем было в два раза больше, чем у нынешнего «американца». Уровень конструкторских разработок ОКБ‑300 был традиционно высок, особенно в области охлаждаемых лопаток турбин (фирменной разработкой была конструкция паянной из двух половин лопатки с высокой эффективностью охлаждения), но, как оказалось, и не только в ней. Конструкция поворотного сопла оказалась настолько удачной, что в 1990‑е безденежные годы эту разработку купили, или, еще более точно, «оторвали с руками», американцы. Сегодня именно на американском F136 можно увидеть это «советское» поворотное сопло. В общем, двигатель Р79‑300 обещал быть очень перспективным, особенно если бы его еще и поставили на «советский стелс». Но… не судьба – СССР «развалился», а вместе с ним и мощный советский авиапром.

На двигателе «стелса» П.О. Сухого должно было быть установлено так называемое «плоское» (т. е. с выходным сечением не круглой, а сильно вытянутой прямоугольной, почти щелевой формы) сопло с отклоняемым вектором тяги, экранирующее прямое инфракрасное излучение от турбины. Благодаря изменению вектора тяги с помощью отклонения плоских панелей сопла решалась извечная проблема отрыва передней стойки шасси при взлете – вектор тяги отклонялся… вверх, создавая нужный момент для отрыва шасси спереди. Это сопло было изготовлено и проходило летные испытания на Су‑27. А с Н.С. Черняковым автор лично встречался по работе, и он произвел на него сильное впечатление, как и многие инженеры КБ Сухого.

А с распадом СССР в 1991 г. закончилось и бездумное пиршество авиапрома (вслед за таким же безумием ВПК США), описанию небольшой части которого была посвящена настоящая глава. Еще в конце 1980‑х гг. собирались строить новые заводы авиационной промышленности, в частности большой моторный завод в Ульяновске – разметка площадки уже была сделана. Очевидное экономическое безумие. Несмотря на то, что авиационная техника к этому времени усложнилась и подорожала на порядок в сравнении с 1930‑ми гг. и соответственно требовала для управления разработками глубоко продуманной стратегии, мышление в советском ВПК оставалось на прежнем, тактическом уровне. «Армиями» командовали, как «полками». Морская команда для судов, идущих кильватерным строем, «поворот все вдруг» использовалась слишком часто в советском авиапроме.

Date: 2016-01-20; view: 534; Нарушение авторских прав