Битва за скорость. Великая война авиамоторов

Августинович Валерий

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).