Битва за скорость. Великая война авиамоторов
Шрифт:
Мотор ВД-4К, первый из серии «ВД», т. е. имевшей — персональные» индексы по инициалам главного конструктора В. Добрынина, получился очень хорошим. Индекс «К» в названии мотора означает «комбинированный». К этому времени мощные поршневые моторы постепенно превращались в комбинированные (или по-американски — «компаундные»), т. е. турбопоршневые, или скорее поршне-турбинные: на выхлопе из поршневой группы ставились так называемые импульсные (периодического действия) турбины, работавшие на выхлопных газах и добавляющие мощность на валу мотора. Отдельным агрегатом располагался и турбокомпрессор наддува, турбина которого тоже приводилась выхлопными газами. В результате мотор ВД-4К оказался и очень экономичным. 1 мая 1951 г. первый (и последний) Ту-85, оснащенный четырьмя моторами ВД-4К, принял участие в воздушном параде, пролетев над Красной площадью.
ОКБ-19 А. Д. Швецова предприняло последние усилия в продлении жизни мощных поршневых моторов, построив «в железе» 36-цилиндровую четырехрядную «звезду» воздушного
Переход к мирному послевоенному времени и начавшаяся вскоре в июне 1950 г. война в Корее дали жизнь новым модификациям уже ставшего знаменитым мотора АШ-82. Для замены устаревшего Ли-2 Ильюшин построил военно-транспортный Ил-12, а затем на его базе — пассажирский вариант Ил-14. Этот самолет уже проектировался с требованиями обеспечения комфорта пассажиров: палуба была горизонтальной (Ил-14 имел в качестве третьей точки опоры модное носовое колесо в отличие от небольшого хвостового на Ли-2, в результате чего палуба последнего при посадке пассажиров была наклонной — очень неудобно), должны были быть уменьшены вибрация и тряска мотора. Как вспоминал П. А. Соловьев: «Была еще одна серьезная разработка — двигатель для первого пассажирского гражданского самолета Ил-14. Раньше был самолет военно-транспортный Ил-12. Он был, конечно, грубо сделан, его трясло невероятно. И мы сделали специальный двигатель для самолета Ил-14 на базе АШ-82. Машина работала ровно, без высокой перегрузки по высокочастотной вибрации, она была заметно лучше. Сразу—500 часов ресурс у этого двигателя был» ( Соловьев, с. 23).
Как это «просто» — взяли и уменьшили вибрации. На самом деле инженерное решение было отнюдь не тривиальным — впервые в истории отечественной авиации было введено динамическое уравновешивание на валу мотора не только сил инерции первого порядка, но и сил инерции второго порядка, осуществляемое с помощью противовесов, приводимых во вращение с удвоенной угловой скоростью [10].
И тогда, и сегодня в причинах катастроф самолетов спешат в первую очередь обвинить неисправность мотора, т. е. «перевести стрелку» на главную энергетическую систему самолета. Как правило, потом оказывается, что мотор не виноват. И это понятно: прежде чем мотор попадает на самолет, он проходит множество испытаний, подтверждающих его надежность и, самое главное, безопасность эксплуатации. При сертификации двигателя экспериментально подтверждается практическая невероятность возникновения так называемых нелокализованных отказов и пожаров двигателя. То есть и возможный отказ двигателя, и возможный пожар не должны распространяться за пределы самого двигателя. Для этого делаются непробиваемые корпуса двигателя, монтируются системы пожаротушения, производится непрерывный мониторинг и анализ основных параметров двигателя. Но самолет — сложная система, к тому же очень сильно зависящая от качества обслуживания. В первую очередь причины нужно искать там. Ну и, конечно, человеческий фактор. Примеров тому — масса: закупка некачественного, с примесями, топлива в топливозаправочном комплексе (отказы двигателей на Ту-134 в Норильске и Ту-204 в Перми), оставление образовавшегося во время стоянки льда на крыльях и фюзеляже, попавшего затем при взлете самолета в двигатель (известная катастрофа Тy-134 в Минске), выключение летчиком по ошибке исправного двигателя вместо соседнего отказавшего (катастрофа Ил-62М под Ленинградом), приведшее к усложнению условий эксплуатации (УУЭ) и последующей катастрофе, невыполнение инструкции по эксплуатации бортинженером (он «не заметил» превышения оборотов воздушного стартера при взлете Ту-154М) и т. п.
Вот типичный случай.
«Самолет Ил-14 утонул. Шел из Москвы в Саратов или Горький, одним словом, Волгу должен был перелететь и там уже километрах в 10 от берега сесть на аэродром. И вот он зашел уже на посадку, низко летел, и на середине Волги, как говорится оба двигателя обрубило, и они оба остановились. Самолет сел на воду, должен 15 минут плавать по техническим условиям. Пришел катер спасательный, всех пассажиров сняли… Сначала все свалили на двигатели. Генеральный конструктор тут же вызывается, чтобы начальство прикрыть. Но ведь известно, что два двигателя одновременно не останавливаются, если нет какой-то общей причины. И мне было ясно, что это двигателей не касается. Вытащили самолет на берег, на песчаный пляж. Мотористы слили воду, промыли. Заправили немножко двигатели. И начали запускать.
Первый запустили — крутится, как часы, без всяких сбоев. Второй — тоже. Я говорю: вот пожалуйста, смотрите. И тогда уж начали искать по-настоящему причину. И один механик обнаружил, что в передней носовой части фюзеляжа вмятина, внутри вмятины — прилипшее перо от птицы. И когда заглянули под обшивку — там идут совершенно неизолированные, голые провода на зажигание двигателя. Гусь столкнулся с самолетом, сделал эту вмятину, замкнул на корпус провода — двигатели остановились» ( Соловьев, с. 30).
Соединенные Штаты Америки в области авиации и ее применения шли впереди всего мира. Советскому Союзу постоянно приходилось адаптироваться
Так случилось и с «неожиданным» боевым применением американцами десантно-штурмовых вертолетов в корейской войне, где они произвели фурор. Увлечение скоростями в авиации в СССР сыграло злую шутку: ниша авиационной поддержки сухопутных войск в области малых скоростей оказалась незаполненной в ВВС СССР. Сейчас-то уже не мыслятся боевые действия без вертолетной поддержки, более того, вертолеты являются одним из основных противотанковых средств, не говоря о задачах десантирования штурмовых групп и спасения экипажей и раненых. А в 1950 г. в СССР серийных вертолетов практически не было вообще, за исключением легких Ми-1 с мотором воздушного охлаждения АИ-26В мощностью 575 л.с. и Ка-15 с мотором АИ-14В мощностью 225 л.с. Хотя вертолетная теоретическая и конструкторская школа существовала на базе ЦАГИ. Еще до войны строили опытные образцы «геликоптеров», как их тогда называли. Б. Н. Юрьев, И. П. Братухин — имена, некогда очень известные. Знаменитый американский кинорежиссер Фрэнк Коппола увековечил выдающуюся роль боевых вертолетов с помощью незабываемого художественного образа вертолетной атаки во Вьетнаме под музыку Вагнера «Полет валькирий» в фильме «Апокалипсис — сегодня» («Apocalipsys now»).
Реакция советского руководства на применение американцами вертолетов в Корее была мгновенной. Конструкторским бюро Яковлева и Миля было поручено спроектировать и сделать вертолеты. Яковлеву — по типу «летающего вагона» английского вертолета «Бристоль» с продольной схемой расположения винтов, а Милю — с одним несущим винтом. Сразу же возник вопрос и о двигателе для этих вертолетов.
«Сталин еще был жив, в это время (октябрь 1951 г. — А.В.) был где-то на Кавказе в своей резиденции, а совещание в связи с этим делом проводили Берия и Булганин. Берия проводил совещание в сталинском кабинете, а там же, в сторонке за знаменитым сталинским столом, над которым всегда висела фотография Ленина с газетой «Правда», молча сидел остававшийся за Сталина Булганин… На совещании было 15 вопросов. И оттуда вылетали через пять минут с готовыми решениями. Все разговаривали шепотом: генералы, маршалы. Такие жуткие, просто невероятные сроки дали нам на двигатель, чтобы он пошел в серийное производство — всего год отпустили. За год двигатель надо сделать, провести испытания, убедиться, что он надежно работает. Вертолет, конечно, планирует, у него есть такая защита. Но дело в том, что в одном случае двигатель так может отказать, что и ротор остановится. Ну и началось. А ведь кроме того, что двигатель надо сделать, надо еще сделать редуктор, который бы приводил во вращение несущий винт… И началась история. Хорошо еще, что мне тогда удалось уговорить, что мы не будем называть точный срок, двигатель представим по готовности вертолета. И мы действительно не задержали ни одну из этих фирм, ни Яковлева, ни Миля. Они никаких претензий к нам не имели. Но никто сроков таких не выдержал» ( Соловьев, с. 29).
Десантно-транспортный вертолет Ми-4, в перегрузочном варианте берущий на борт 16 десантников с вооружением, был принят на вооружение летом 1953 г., когда корейская война уже закончилась. Вертолет Яковлева в серию не пошел — возникли проблемы с вибрацией. Но это событие дало мощный старт развитию советского вертолетостроения, находящегося ныне на передовых позициях в мире. Внешний вид боевого вертолета сильно изменился за пятьдесят лет. Имея вначале обтекаемую, аэродинамическую форму фюзеляжа, вертолет к настоящему времени трансформировался в нечто похожее на броневик с его гранеными поверхностями и мощной 30-мм пушкой. В результате если самолет находится на стоянке, то он не производит сильного впечатления — самолет хорош в полете. А вот современный вертолет, например, Ми-24, и на стоянке выглядит внушительно.
А двигатель на Ми-4 был все тот же АШ-82В (вертолетная модификация) мощностью 1900 л.с. с редуктором Р-5. Редуктор для вертолетного двигателя — это особая песня. Дело в том, что степень редукции на этих двигателях очень высока: обороты винта вертолета в «разы» меньше оборотов двигателя. И весит этот редуктор порядочно, и мощность передает большую контактным способом — через зубья шестерен. Отсюда — очень высокие требования как по точности изготовления зубьев и качеству поверхности, так и по обеспечению их контакта. Иначе все выкрошится. Так что производство авиационных редукторов — это тоже «хай-тек».