Битва за скорость. Великая война авиамоторов

Августинович Валерий Георгиевич

Конечно, этот приоритетный для обороны страны проект выполняли «всем миром». Основную роль в руководстве проектированием (не в конструировании) в это время выполнял ЦИАМ, испытания компрессора, «сердца» газотурбинного двигателя, шли в ЦАГИ. Фирменной разработкой ЦАГИ было и использование в компрессоре этого двигателя инновационной сверхзвуковой ступени компрессора. Предполагалось, что за счет повышения степени сжатия в этой ступени до невиданного значения (максимально 1,9) можно сократить общее количество ступеней компрессора, а следовательно, и длину, и массу двигателя. Компрессор имел девять ступеней с общей степенью сжатия 10 — очень хороший результат для того времени. Сколько эта сверхзвуковая ступень принесла проблем и не только в этом двигателе, а везде, куда ее ставили, — это уже другой вопрос. Склонность к автоколебаниям — вот ее болезнь. Именно эта ступень способствовала отсрочке принятия на вооружение, а затем из-за потери времени и прекращению производства М-4. Как уже упоминалось, один из бомбардировщиков сгорел

на взлетной полосе дотла в результате обрыва лопатки, остался только след выжженного бетона, повторяющий контур самолета. Такие события запоминаются и запоминаются надолго. ОКБ Мясищева закрыли осенью 1960 г. и передали его производственную базу ракетчикам — главному конструктору В. Челомею.

Надо думать, осень 1960 г. — это не случайность. Как раз в это время произошла тяжелая авария с ракетой Янгеля (ОКБ «Южное», г. Днепропетровск) на пусковом столе, в результате которой погиб командующий РВСН маршал Неделин и много людей из его окружения и обслуживающего персонала. Как уже отмечалось, к этому времени актуальность разработки стратегических бомбардировщиков временно (а думали, что навсегда) отпала, надо было разворачивать создание ракет и подключать к этому новых разработчиков. В это время Н.С. Хрущев принял концепцию обеспечения безопасности страны на базе ракетной техники. Военная авиация, это детище Сталина, оказалась на целых десятьлет в загоне. Может быть, в этом был и психологический момент отторжения Хрущевым всего «сталинского», а может быть, его радикализм, наблюдаемый в решении любых вопросов.

Но вернемся в 1950-е. Через десять (!) месяцев, 9 февраля 1953 г., первый двигатель ВД-5 был поставлен на испытания. Срок неслыханный для разработки и изготовления совершенно нового двигателя. За это время нужно было «завязать» параметры двигателя, выпустить компоновки узлов и чертежи, спроектировать и изготовить оснастку, включая самые сложные для того времени пресс-формы для отливки лопаток турбины, наконец, изготовить сам двигатель. Надо думать, что аэродинамический проект всего компрессора уже существовал, иначе никак не успеть.

В разрезе корпуса компрессора низкого давления (вентилятора) двухконтурного двигателя Д-20П видна первая сверхзвуковая ступень — «камбала».

Сверхзвуковая ступень была экспериментально отработана, для чего было изготовлено 19 вариантов этой ступени. Вообще, вся доводка двигателя велась, как обычно, экспериментально: сначала по элементам, затем по узлам и, наконец, системные вопросы отрабатывались на двигателях. Далее мы еще рассмотрим типичный пример технологии создания нового двигателя. Доводка, включая летные испытания, длится обычно 5–7 лет, иногда больше. Например, англо-германский двигатель RB.199 для европейского самолета воздушного боя «Торнадо» доводили 10 (!) лет из-за концептуальной ошибки проекта — военный двигатель для маневренного самолета решили сделать по роллс-ройсовской моде того времени трехвальным. Опытная партия двигателей для доводки может доходить до 30 штук.

В подобном (по сборке первого двигателя ВД-5) рекорде по срокам автор этих строк сам участвовал через 15 лет в 1966 г. при создании двигателя Д-30КУ, о чем будет рассказано далее. Тогда двигатель Д-30КУ с нулевого цикла сделали на пермском заводе за восемь (!) месяцев, правда, тоже с готовым аэродинамическим проектом компрессора. Нынешнее поколение инженеров просто не верит, что такое возможно.

Пока доводили двигатель, работали и над самолетом. В результате спустя год техническое задание на двигатель изменили. Самолет получился легче, что является редчайшим случаем в авиационной практике, сменился его индекс, ставший М-6, а позже замененный на «ЗМ», а двигатель потребовался меньшей тяги — 11 тонн без форсажа. Этот уникальный двигатель и вошел в серию под очередным индексом с инициалами своего главного конструктора В.А. Добрынина ВД-7. Три года не давала житья сверхзвуковая ступень компрессора, в результате чего до 1960 г. тяга была ограничена уровнем 9,5 тонны. А в 1962 г. появилась его модификация с форсажной камерой, что позволило получить максимальный уровень тяги 17 тонн. Компрессор ВД-7 стал буквальным образцом (в виде технической документации) для отечественных КБ, создающих двигатели с многоступенчатыми компрессорами (ОКБ Люльки, а позже и Соловьева). Модификации двигателя ВД-7 (ВД-7П и ВД-7М) ставились и на туполевские сверхзвуковые машины: самолет- разведчик Ту-22Р и ракетоносец Ту-22К.

На воздушном параде в Тушино в июле 1955 г., чему автор этих строк сам был свидетелем, один за другим пролетали М-4 с эскортом из истребителей. Всего было показано 18 самолетов М-4. Зрелище было весьма эффектным. Во-первых, было видно, что это — инновационный продукт: аналогов такой конструкции самолета в мире не было. Гармония самолета и двигателей, что бывает далеко не всегда. В истории авиации «плохих» примеров не так уж мало: американские самолеты В-52 и F-111, советские Ту-95 и Ил-86. К этому списку неудач можно добавить самолеты «Дуглас-10» и «Локхид-1011» 1970-х гг., особенно первый. Эти пассажирские самолеты большой вместимости (по 250 человек) были спроектированы

по трехдвигательной схеме: два двигателя под крылом, атретий — в хвостовой части. Это был рудимент предшествующих «Трайдента» и «Боинга-727». Но там стояли двигатели с малой степенью двухконтурности и сравнительно малой массы, и такая компоновка обеспечивала снижение шума в кабине. А здесь хвостовое расположение центрального двигателя создавало только проблемы: трудности центровки масс из-за тяжелого двигателя на хвосте, а также обеспечения аэродинамического качества хвостовой части. На «Локхиде-1011» пришлось делать криволинейный канал большого диаметра для подвода воздуха к двигателю, расположенного внизу. А на «Дугласе-10» решили не заморачиваться этим и разместили центральный двигатель в мотогондоле вверху, в основании киля. В результате оказалось, что из-за большой высоты расположения этого двигателя на самолете выхлопная струя распространяется на большую дальность, что привело к ограничению маневра самолета на рулежной полосе — горячая струя достигала здания аэропорта. Именно после этого проекта фирма «Дуглас» постепенно сошла со сцены, уступив свое место «Боингу».

Появление самолетов М-4 указывало на зрелость советской реактивной авиации. Соответственно поскольку такого класса самолет «тянули» всего четыре двигателя (а не шесть и не восемь, как на американских В-47 и В-52), то отсюда следовало, что и в такой высокотехнологической области, как разработка турбореактивных двигателей большой тяги, СССР добился крупного успеха. Говорят, правда, что это был трехкратный пролет одной и той же группы по шесть самолетов. Может быть, но это — непринципиально.

Между тем появление такого самолета (М-4) в СССР в 1955 г. сильно обеспокоило американские политические и военные круги. Американцы очень нервно реагируют даже на саму возможность бомбардировки собственной территории. Абсолютная неуязвимость — вот кредо их оборонной политики. Одним из полетных заданий американского высотного разведчика U-2, регулярно летавшего над территорией СССР с лета 1956 г., было в том числе и определение численности группировки М-4.

Сами же США начали с разумного было подхода создания инновационного реактивного бомбардировщика «Стратоджет» В-47 ограниченной дальности — 6000 км. Еще раз подчеркнем, что им не нужна была большая дальность — базы располагались недалеко от границ СССР. «Боинг» спроектировал инновационный самолет- с «велосипедным» («bicycle») шасси (Мясищев применил эту новинку позже на М-4), системой дозаправки в воздухе и прочим. А вот двигатели подкачали — почему-то американцы не стали разрабатывать двигатель повышенной тяги специально для этого самолета, а поставили шесть (!) уже готовых J-47: по одной спарке и одному отдельному двигателю на каждое крыло. В декабре 1950 г. В-47 поступил на вооружение ВВС США, а к 1956 г. этих бомбардировщиков американцы наделали уже 1300 штук. Против такой воздушной армии Советскому Союзу выстоять было бы трудно. Но этого американцам показалось мало — и здесь начался настоящий военный психоз. Неслучайно военный министр СШАФоррестол в 1949 г. вначале попал в психиатрическую больницу, а затем с возгласом «Русские идут!» в октябре того же года выбросился из окна. Эту тему сумасшествия военного министра США советские газеты отработали тогда на 100 %, публикуя множество карикатур на Форрестола. Но смех смехом, а военный психоз того времени — исторический факт. Как раз в это время США потерпели крупнейшее геополитическое поражение за свою историю — Китай оказался в сфере влияния СССР. В США началась печально известная эпоха маккартизма — преследования за взгляды и убеждения, в первую очередь коммунистические и близкие к ним.

В США с 1951 г. на «Боинге» срочно начинается разработка стратегического дозвукового бомбардировщика В-52 с дальностью свыше 10000 км. Ничем, кроме «военной прибыли» военно-промышленного комплекса США, в первую очередь фирмы «Боинг», создание этого самолета объяснить невозможно. Не было никакой военной необходимости. Через год, в апреле 1952 г., — уже первый полет. В 1956 г. В-52 поступает на вооружение. А к 1962 г., моменту окончания строительства самолетов, в строю находится 650 (!) этих бомбардировщиков «Стратофортресс». Против такой воздушной армады в СССР средств защиты не было. Неслучайно Хрущев в этом же 1962 г. потащил ракеты с ядерными зарядами на Кубу, поближе к территории США. Дамоклов меч ядерной войны реально висел над СССР в это время. И так плохо, и ничего не предпринимать — тоже плохо.

При переходе на турбореактивные двигатели (при этом сменилось и название: французское «moteaur» — «мотор» сменилось в СССР на русское «двигатель», а в США — на английское «engine») американские стратегические бомбардировщики первоначально повторили концепцию проверенного В-29, неточно называемого «Летающей крепостью», или «Суперфортресс», с учетом новых возможностей (большей мощности) турбореактивных двигателей. Обычный дальний дозвуковой бомбардировщик с существенно большим взлетным весом и соответственно бомбовой нагрузкой. Как и в случае В-29, большое внимание было уделено неуязвимости: сильное бортовое вооружение, а самое главное — активная постановка помех против наводящихся по радару ракет ПВО или самонаводящихся ракет «воздух — воздух». Стратегический бомбардировщик первого поколения В-52 «Стратофортресс» получился, как и следовало ожидать, огромный: взлетной массой 250 тонн, силовая установка представляла четыре спарки двигателей J-57 на пилонах под крылом.