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.

---

К этому времени на заводе № 19 им. Сталина, переименованном в з-д им. Свердлова, уже было развернуто серийное производство ракетных двигателей конструкции В. П. Глушко, т. е. суперсложная технология была освоена. До сих пор здесь производится двигатель первой ступени ракеты «Протон».

Однако ракетная тематика в ОКБ просуществовала недолго — даже не успели провести ни одного натурного огневого испытания — осенью 1964 г. Пленум ЦК снял Хрущева с поста генерального секретаря, Челомею урезали финансирование, «Химавтоматика» выиграла (естественно) у Соловьева конкурс на оснащение ракеты двигателями своей разработки. Правда, эти косберговские двигатели и впрямь были хороши. Делать косберговские двигатели стали на пермском заводе, а сам С. А. Косберг погиб в автомобильной катастрофе тогда же, в декабре 1964 г., возвращаясь из Москвы домой с воронежского аэродрома по обледенелой дороге. Молодежь из соловьевского ОКБ стала разбегаться — из новых тем осталась одна: газотурбинный двигатель для Туполева (Ту-134). Со сменой лидера страны сменилась и политика — авиация возвращалась, возвращалось на свой исторический путь и Пермское ОКБ-19. Надо было снова бороться за место под солнцем. Соловьев всегда следовал заветам Сунь Цзы, ограничиваясь модернизированной короткой формулой: «настоящий конкурент заходит в турникет позади вас, а выходит впереди». История показала, что Соловьев оказался прав.

Еще раз подчеркнем: главной проблемой выживания для КБ всегда является недостаточный объем серийного производства. Самолетов Ту-124 было мало, основной «рабочей лошадью» в то время был турбовинтовой четырехмоторный Ил-18 (аналог английского «Вискаунта»), запорожские двигатели которого (АИ-20) большой серией производились тоже в Перми. 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 произошло, например, с Омским КБ, созданным в войну на базе эвакуированного Запорожского (с его двигателем М-88), ставшим в одно время филиалом Пермского в эпоху поршневой техники, затем получившим самостоятельность, а позже закрытым. В новейшее время такая же судьба постигла некогда знаменитое «микулинское» ОКБ-300.

Самому молодому из главных конструкторов — Павлу Александровичу Соловьеву удалось к 1960 г. занять только два летательных аппарата двигателями своей разработки: ближнемагистральный самолет Ту-124 (при поддержке Туполева) и тяжелый вертолет Ми-6, выпускавшиеся к тому же небольшими сериями, несравнимыми с другими самолетами. И то это был успех! Объем же авиационного производства в СССР был гигантский. В 1953 г. на московском заводе № 45, как мы помним, ежегодно выпускали по 3600 двигателей ВК-1 в год, т. е. по десять штук в день! Да и позже, в 1970-е гг., в Рыбинске выпускали в год по 600 двигателей Д-30КП (для военно-транспортного ИЛ-76) разработки ОКБ Соловьева. Учитывая, что в двигателе ВК-1 турбина (наиболее трудоемкий узел) имеет всего одну ступень, а в Д-30КП — шесть ступеней, то становится понятно, что интенсивность производства авиационных двигателей за прошедшие двадцать лет не уменьшилась. Просто двигатели стали минимум в шесть раз сложнее. Тем не менее в Рыбинске в 1970-е гг. вновь вспомнили о конвейерной сборке.

Итак, в 1965 г. ракетную тематику в ОКБ-19 закрыли — Соловьеву не удалось «оседлать» ракетную инновационную волну, которую успешно использовали его коллеги-конкуренты: и Н. Д. Кузнецов, и А. М. Люлька, и В. Я. Климов. Особенно успешно в этом направлении работало КБ Кузнецова, сделавшее удачный ракетный двигатель НК-33 для «лунного» проекта — ракеты-носителя Н-1. В отличие от знаменитой королёвской ракеты-носи-теля Р7, для которой двигатели делал В. П. Глушко, и боевых ракет В. Челомея, для которых двигатели делал С. А. Косберг, «лунную» ракету Н-1 должны были оснащать двигателями, разработанными в авиапроме. Дело в том, что в качестве топлива для этой ракеты были выбрана криогенная пара кислород+водород, обеспечивающая высокую энергетику, или, как принято в теории ракетных двигателей, высокий удельный импульс (отношение тяги к расходу компонентов топлива). Главный разработчик ракетных двигателей большой тяги В. П. Глушко тяготел к еще более энергетически мощной, но и токсичной паре фтор+водород.

Так получилось, что ракетные двигатели для этой «лунной» ракеты-носителя были заказаны не в Министерстве общего машиностроения (так назывался концерн советского ракетостроения), а в Минавиапроме. Двигатели первой ступени НК-33 (30 штук по 150 тонн каждый!) проектировало ОКБ Н. Д. Кузнецова. Оно же проектировало и двигатели для второй ступени НК-43, по сути, тот же НК-33, только с «высотным» соплом большей степени расширения. По сути, главным конструктором этих двигателей был выдающийся инженер М. А. Кузьмин, о деятельности которого мало что известно. После разработки этих двигателей его силовым способом (с помощью министерства) «перетащил» к себе А. М. Люлька, когда его ОКБ тоже занялось ракетной тематикой для той же «лунной» ракеты Н-1, а именно — разработкой двигателя Д-57 для третьей ее ступени. Надо отметить, что опытная партия ракетных двигателей составляет обычно в три раза больше, чем авиационных (100 штук вместо 30). И эти ракетные двигатели (НК-33, НК-43 и Д-57) были сделаны и доведены! Для этого пришлось развертывать полностью новое производство, испытательную базу и т. д., и т. п. Но доводку ракеты Н-1 бросили на полпути, как это часто бывает, после ряда обычных в таких случаях неудач.

Павел Александрович Соловьев любил новое и при удаче легко перешел бы на ракетное направление. Не получилось, не суждено было. Министр авиапрома П. В. Дементьев в утешение предложил Соловьеву в рамках скромной министерской программы заняться разработкой форсажных двухконтурных двигателей на базе разрабатываемого в ОКБ Д-30 на самолет Ту-134 (для замены Ту-124). «Давай будем выводить новую породу», — при этом сказал Петр Васильевич. Двигатель Д-30 к этому времени (1966 г.) уже подходил к этапу госиспытаний. Он представлял собой развитие Д-20 и, как и предшественник, предназначался для ближнемагистрального самолета (БМС) на 70 пассажиров. Двухчасовые рейсы типа Ростов — Москва — вот его трасса. Хотя автор этих строк летал на нем и значительно дальше, например Москва — Марсель: четыре часа полета без посадки! В отличие от «немодного» уже к тому времени Ту-124 с расположением двигателей в крыле (как у Ту-104), Ту-134 имел «заднее» расположение двигателей, существенно снижающее шум в пассажирском салоне. Эта мода пошла от французского самолета «Каравелла», главным принципом проектирования которого (в ущерб весовой отдаче самолета) стало обеспечение комфорта пассажиров. Ведь на «Каравелле» «Сюд Авиасьон» стояли «шумящие» английские «движки» «Эвон», как и на «Комете-4». Эта мода стала законом для целого поколения самолетов. Ниже дано сравнение двигателей-аналогов.

Так уж получилось, что ОКБ Соловьева сразу начало разрабатывать только начинавшие свое «победное» шествие так называемые турбореактивные двухконтурные двигатели (ТРДЦ). Как мы помним, пионерами в разработке двухконтурных двигателей, как и всей газотурбинной и ракетной техники, были немецкие инженеры. Первый реально работающий двухконтурный двигатель оригинальной схемы DB. 109–007 (ZTL) был разработан на фирме «Даймлер-Бенц» группой доктора Лейста в 1943 г. Напомним, что главное преимущество ТРДЦ перед классическими (одноконтурными) предшественниками — достижение более высокого кпд при увеличении параметров (в первую очередь максимальной температуры газа).

В 1965 г. КБ Соловьева приступило к «осаде» возможных заказчиков, разрабатывая различные техпредложения и проспекты новых двигателей на базе уже созданного Д-30 для Ту-134. Проекты были от самолетов вертикального взлета (в то время занимались этим и Сухой, и Бартини с его идеей сети противолодочных гидросамолетов ВВА-14, т. е. «вертикально взлетающая амфибия») до вертолетов. Разумеется, были и «стандартные» проекты для магистральных самолетов. Линейка магистральных самолетов в мире тогда (1960-е гг.) выглядела следующим образом (см. таблицу ниже).

И здесь происходит «чудо» (которое можно было бы и предвидеть проектировщикам самолета) в виде ЧП: уже эксплуатирующийся самолет, флагман Аэрофлота, ИЛ-62 с двигателями Кузнецова (НК-8-4) не может перелететь через Атлантический океан в Америку без промежуточной посадки при сильном встречном ветре — не хватает топлива. Политический скандал — имиджу СССР нанесен урон. И в это время проект двигателя с увеличенной более чем вдвое степенью двухконтурности (а следовательно, и с улучшенной на 10 % экономичностью) в сравнении с конкурентом, попадает к С. В. Ильюшину. Задача обеспечения беспосадочного перелета может быть быстро решена. Одновременно для ускорения решением министерства подключалась производственная база Пермского моторного завода с самого начала цикла создания двигателя (т. е. еще на стадии выпуска опытной партии с первого двигателя). Революционное решение в духе 1930-х гг.: освоение серии идет одновременно с опытной доводкой. Темпы поражают: 2 мая 1966 г. только-только выпущено техзадание на проектирование узлов (термодинамический расчет и определение основных геометрических сечений), а за лето уже выпущены чертежи, осенью изготовлена оснастка, а уже 31 декабря произведен первый запуск двигателя, в ходе которого подтверждена заявленная экономичность.