Валерий Августинович - Битва за скорость. Великая война авиамоторов

• Название: Битва за скорость. Великая война авиамоторов
• Автор: Валерий Августинович
• Издательство: М. : Яуза : Эксмо, 2010. — 448 с.: ил.
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2010
• ISBN: 978-5-699-43214-1

Борьба за господство в воздухе — это прежде всего ВОЙНА МОТОРОВ. Опыт Второй Мировой показал, что именно превосходство в скорости является решающим фактором в воздушном бою, а отставание СССР в моторостроении стало главной «ахиллесовой пятой» наших ВВС в Великой Отечественной войне. Вся история авиации есть ожесточенная БИТВА ЗА СКОРОСТЬ, а значит — за мощность авиадвигателей, по праву считающихся вершиной технологии и доказательством научно-технической состоятельности государства.

Эта книга — первое серьезное исследование великой войны моторов, продолжавшейся весь XX век и определившей развитие авиапромышленности, — от первых поршневых двигателей до новейших газотурбинных, от неуклюжих «этажерок», летавших со скоростью мопеда, до гиперзвуковых стратосферных суперджетов последнего поколения. Будучи признанным авторитетом в области проектирования авиационных двигателей с более чем 40-летним стажем, автор лично участвовал в этой битве за скорость, а его книга не только в высшей степени компетентна, но еще и на редкость увлекательна, читаясь как захватывающий технотриллер.

---

В начале войны (1941 г.) авиационная промышленность была эвакуирована на восток: в Поволжье, на Урал и в Сибирь. Московский завод им. Фрунзе (№ 24) — в Самару (там он и остался под тем же именем Фрунзе), Рыбинский № 26 — в г. Черниковск вблизи Уфы (сегодня это единый город Уфа), Тушинский — в Казань, Запорожский завод № 29 — в Омск. Однако уже в 1942 г. началась реэвакуация заводов. При этом база эвакуированных заводов осталась на местах. Таким образом, авиапромышленность фактически удвоилась за время войны. В Москве появились завод № 45 (на месте № 24), в Тушино — завод № 500. Появились и новые ОКБ: № 300 Микулина, № 165 Люльки в Москве и № 117 Климова в Ленинграде.

Ниже дана таблица основных авиамоторов периода Второй мировой войны. Лучше всего прослеживается родословная моторов по размерам диаметра цилиндра и хода поршня — диаметр цилиндра при модификации лицензионных моторов старались не трогать. Принципиальным отличием моторов жидкостного охлаждения англо-саксонской и германской школ являлась схема развала рядов цилиндров: V-образная в первом случае и перевернутая V-образная (схема () во втором случае. Перевернутая V-образная схема была выбрана немецкими конструкторами еще до Первой мировой войны исходя из лучшего обзора из кабины летчика и лучшего охлаждения наиболее горячей части цилиндров, располагающейся в этом случае внизу. Из-за разности температур более холодная вода в рубашке охлаждения тоже оказывалась внизу, увеличивая тем самым отвод тепла.

В Японии, как и во многих странах, развитие собственного моторостроения начиналось со сборки и освоения лицензионных образцов. «Мицубиси» начала в 1918 г. с мотора воздушного охлаждения «Рено» (70 л.с.) и в 1920 г. — водяного охлаждения «Испано-Сюиза» (300 л.с., 140x150). К 1930-м гг. японская промышленность стала производить собственные модели. Из таблицы видно хорошее качество конструирования японских «звезд» воздушного охлаждения (минимальный ход поршня 150 мм и, следовательно, минимальный лоб мотора: «Хомаре» и «Сакае» — для самых лучших японских истребителей: палубного «Зеро» и армейского Ki-84). Эту схему японские конструкторы, выйдя из авиации, предпочитали жидкостному охлаждению из-за лучших весовых характеристик, особенно для палубных самолетов. Из таблицы понятно, почему советский мотор АМ-35 оказался тяжел для истребителя МиГ-3: мотор жидкостного охлаждения с максимально возможным (как показала практика конструирования) по условиям надежности диаметром цилиндра 160 мм, да еще с ходом поршня 190 мм! Наследие устаревшего BMW-VI и реализация принципа безыскусного проектирования микулинского АМ-35 — мощность любой ценой.

Форсирование моторов повсеместно осуществлялось несколькими способами:

• увеличением оборотов за счет имеющихся запасов прочности;

• повышением давления воздуха на входе (нагнетатель — лопаточный компрессор с механическим или турбинным лопаточным приводом) — это уже были, по сути, гибридные, турбопоршневые моторы, переходный вид моторов к полностью турбореактивным;

• уменьшением потерь давления воздуха на входе (замена карбюратора непосредственным впрыском топлива в цилиндры);

• повышением коэффициента наполнения за счет лучшей очистки цилиндров от выхлопных газов (усовершенствование клапанной коробки, например увеличение количества клапанов).

Кто же выиграл войну моторов? Войну моторов технически выиграла Германия (хотя и проиграла войну в целом): за немыслимо короткий отрезок времени (около десяти лет) для разработки таких сложных технических систем, как авиамотор, немецкая конструкторская школа и авиапромышленность с помощью государства с нуля разработала серию инновационных турбореактивных двигателей, обеспечивших в потенциале непревзойденные на то время характеристики самолетов (скорость и высоту). Показателем этого является беспрепятственный пролет (оказавшийся последним в этой войне) самолета-разведчика «Арадо-234» над территорией Шотландии всего за месяц до окончания войны 10 апреля 1945 г. Вся авиационная промышленность Германии к этому времени лежала в развалинах от массовых бомбардировок союзной авиации, а топлива для моторов уже не было. Наследством Германии в разработках реактивных двигателей в полной мере воспользовались США и СССР по праву победителей. Великобритания же сумела создать собственную конструкторскую школу разработок: ее первый истребитель «Глостер Метеор» с турбореактивным двигателем «Welland» совершил первый боевой вылет 16 апреля 1945 г. Но это — уже другая история.

Историю развития поршневых авиамоторов можно систематизировать, как это сейчас принято, по поколениям. Ниже в таблице представлены типичные представители поколений авиамоторов. Очевидно, что каждое новое поколение содержало в себе технологические инновации, без которых переход на следующий уровень был бы невозможен.

Не мешает и выделить «десятку» наиболее талантливых конструкторов мирового авиамоторостроения, внесших большой вклад в развитие поршневой авиации. Эти имена легко выделить по их частой упоминаемости в настоящей главе. Ниже мы просто подытоживаем результаты их работы. Среди советских конструкторов А. Д. Швецов выбран неслучайно. Моторы его конструкции явили миру образцы долгожительства и широты сферы применения от боевых и транспортных самолетов времен Второй мировой войны до вертолетов, бомбардировщиков и пассажирских самолетов послевоенного периода.

Как видно из краткого описания прогресса в авиационном моторостроении, решающий скачок в котором произошел в конце 1920-х гг., СССР безнадежно отставал в этой области техники. Быстрота же, с которой в мире создавалось множество оригинальных и инновационных конструкций мощных авиамоторов, поражает. Не закупи советское правительство в это время лицензии на производство западных моторов, грядущую войну с Г ер-манией было бы не выиграть. Все, чем мы обладали к середине 1930-х гг., — это был мотор Микулина АМ-34, отстававший от мирового уровня по удельной мощности от мировых образцов на целое поколение. Это и неудивительно: он создавался на базе уже устаревшего к этому времени БМВ-6. Германия тоже отставала в авиамоторостроении из-за поражения в Первой мировой войне и, по сути, не явила миру превосходящие образцы техники, но у нее… все было впереди, и мы увидим ее блестящие достижения в следующей главе.

АВИАЦИОННЫЕ МОТОРЫ ВТОРОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ

Примечания:

1. DxS — диаметр цилиндра и ход поршня.

2. Советский И-16 (Поликарпов) — первый в мире истребитель с убирающимся вручную шасси. Летчики успешно воевали на нем с японскими Ki-27 (с неубирающимися шасси и без бронеспинки) в 1939 г на Халхин-Голе и не очень успешно — с Bf. 109 («Мессершмитт») в Испании и 1937–1939 гг. В 1941 г. — основной истребитель.

3. знаком! отмечены наиболее удачные истребители.

4. (TL — Turbinenluftstrahl, т. е ТРД-турбореактивный двигатель). Проекты реактивных двигателей имели индекс 109 — от 109–001 до 109–030.

5. Рекордный беспосадочный перелет Чкалова, Белякова и Байдуков в 1937 г. по маршруту Москва — Ванкувер был совершен на одномоторном самолете АНТ-25 (КБ А. Н. Туполева), оснащенном мотором жидкостного охлаждения АМ-34, модификацией М-17 (лицензия БМВ).

6. Самолеты именно этого типа потопили два британских линейных корабля — «Принц Уэльский» и «Рипалс» 10 декабря 1941 г. недалеко от Сингапура.

После войны история поршневых моторов еще не закончилась: «уходящая натура» в виде американских «летающих крепостей» В-29 настоятельно требовала паритета, который можно было быстро создать только на базе поршневой техники. Не надо забывать, что важнейшим параметром бомбардировщиков является дальность полета, которую в те годы начинающие турбореактивные двигатели обеспечить не могли из-за худшей (в сравнении с поршневыми) экономичности. Хотя скорость поршневых самолетов-бомбардировщиков уступала скорости реактивных истребителей, но опыт только что закончившейся войны показывал, что при полете «летающих крепостей» в группе можно обеспечить их защиту эффективным управлением огнем сильного бортового вооружения. Реально же работающих образцов мощных турбовинтовых двигателей еще не было. Кроме того, переход к мирной жизни возродил и пассажирскую авиацию с ее требованиями надежности и экономичности, которые могли обеспечить только хорошо отработанные поршневые моторы. Только в области истребительной авиации вопрос о замене поршневых моторов на реактивные был уже бесповоротно решен самой историей.

Вехами окончания эры доминирования поршневых моторов явились самолеты-бомбардировщики Ту-4, Ту-85, пассажирский самолет Ил-14 и вертолет Ми-4. История создания этих машин, как и почти всего в авиации, была драматична. Эта авиационная драма обусловлена постоянной гонкой (в буквальном смысле) вооружений и возникающей из-за этого нехваткой времени. Особенностью создания вооружений, в том числе и авиации, является сильное влияние фактора времени: сложные технические системы надо создавать быстро, чтобы не дать преимущества противнику. Отсюда — риски стратегических ошибок при выборе направления, бесполезной траты ресурсов, но и… возможности прорыва в случае аналогичных, объективно обусловленных ошибок вероятного противника. Весь путь развития авиации позади усеян обломками тупиковых направлений: либо передовые технические идеи пытались реализовать слишком рано,