Битва за скорость. Великая война авиамоторов

Августинович Валерий Георгиевич

Американское двигателестроение в это время объективно отставало от нашего — оно еще не могло построить двигатель требуемой мощности в одном агрегате за те небольшие деньги, которые могла выделить из общего контракта известная своей скаредностью фирма «Боинг». Автор бывал на разного рода научных конференциях по двигательной тематике, организуемых либо Американским институтом астронавтики и аэронавтики, либо Международным газотурбинным институтом. Как правило, эти конференции проводятся по месту известных авиационных центров: Кливленд (НАСА), Сиэтл («Боинг»), Флорида («Пратт-Уитни»), Мюнхен («МТУ») и др. При этом проведение конференции, в частности так называемый «прием» перед ее началом для знакомства приглашенных, «Welcome Reception», спонсируется фирмой — хозяином этого места. По уровню приема можно судить и о «щедрости» хозяев: ведь стиль тотален. Так вот, на конференции в Сиэтле в 1997 г. фирма «Боинг» поразила убогостью своего гостеприимства, особенно по сравнению с проходившим годом ранее подобным роскошным приемом в Орландо, организованном фирмой «Пратт- Уитни». На этом приеме «Пратт-Уитни» во Флориде зал был оформлен

в виде индейских вигвамов, в которых подавали разнообразные холодные и горячие закуски, десерты и вино. Музыка, световое оформление. Но «фишкой» приема было присутствие двух живых песочного цвета пум, сидящих без ограждения в углах зала вместе с дрессировщиками. Можно было фотографироваться на их фоне. Запоминающимся был и прием для участников конференции и выставки «Турбо-Экспо» и в Амстердаме в 2002 г. В отличие от гедонистского приема во Флориде амстердамский прием носил утонченный характер — он проходил не где-нибудь, а в… зале Рембрандта всемирно известного Рийксмузея. Участники приема общались с бокалами мартини в руках на фоне «Ночного дозора». Здесь постаралась сделать это событие запоминающимся мэрия Амстердама. Не отстала и венская мэрия на очередном мероприятии «Турбо-Экспо» в 2004 г. — роскошный прием проходил в не менее роскошном зале барочной венской ратуши на «Ринге». А вот в Барселоне в 2006 г. прием проходил на крытых старых верфях, где строили испанские галеоны, причем один из этих парусников стоит там прямо на слипе и на нем можно побывать с бокалом вина. В свою очередь, в Сиэтле, вотчине «Боинга», во время приема в музее авиации удалось побывать на бывшем борту № 1 президента США Эйзенхауэра — В-707, весьма скромно, кстати сказать, оборудованного.

К 1970 г., наконец, поняли, что создание двигателя нового поколения, а иначе нечего и браться за это дело, требует больше времени, чем самолета, и поэтому двигатель надо создавать с опережением. И только потом — самолет. Появилось понятие двигателя-демонстратора, на котором заранее, до всякого госзаказа, отрабатываются будущие инновационные технические решения. После 1970 г. появились специальные федеральные, за счет бюджета, исследовательские программы. Так, в 1970-е гг. появилась знаменитая целевая программа Е3 — «энергетически эффективный двигатель» для магистральных самолетов. В программе участвовали «Пратт- Уитни» и «Дженерал Электрик». Эти фирмы-разработчики должны были разработать инновационные узлы двигателя и продемонстрировать их эффективность на двигателях-демонстраторах. Этот опыт оказался успешным и получил дальнейшее развитие. Именно с этого шага американцев началось отставание отечественного двигателестроения.

А тогда при взлете самолетов В-52 эти устаревшие двигатели выпускали густой шлейф дыма. Позор вообще-то для США. Только сравнительно недавно двигатели J-57 были заменены на тоже не ахти какие совершенные двухконтурные TF-33 (в миру JT3D разработки «Пратт- Уитни»), т. е. обычные гражданские двигатели, применявшиеся еще на «Боингах 707». Этот двухконтурный двигатель JT3D тоже был простой «доделкой» одноконтурного двухвального JT3C: удлинили первые две ступени компрессора для создания второго контура, не удосужившись даже сделать гладкий канал для воздуха. В строю самолеты В-52 находятся уже свыше 50 лет. Разумеется, они модернизируются под новые средства вооружения (крылатые ракеты) и т. п., но тем не менее возраст разработки почтенный. В-52 еще недавно принимал участие в боевых действиях в Афганистане, Югославии.

В сравнении с реактивными стратегическими бомбардировщиками, которые решали принципиально новую задачу по отношению к последним поколениям своих поршневых аналогов, первое поколение реактивных истребителей принципиально новых задач не решало. До разработки настоящего самолета воздушного боя, т. е. разработки самолета как платформы-носителя вооружения, было еще далеко по меркам быстротекущего времени инновационной волны. Самолеты-истребители первого поколения были «легкими»: ни дальних радаров, ни мощного ракетного вооружения дальнего действия, ни спецвооружения для поражения наземных защищенных целей они не имели. Обычные истребители, как и во Вторую мировую войну, только с большей максимальной скоростью. Вскоре это проявилось в реальных воздушных боях в Корее, где навыки летчиков, имевших боевой опыт во Второй мировой войне, пригодились один к одному.

Между тем шло время, американцам скоро надо было списывать уже морально устаревшие бомбардировщики В-47 и заменять их новыми разработками. В авиации, как и во флоте, процесс проектирования, доводки, освоения в производстве и в боевых частях должен идти непрерывно, иначе возникнет «дыра» в обороне. Если уж вы приняли решение иметь на вооружении стратегические бомбардировщики да еще в таком невообразимом количестве, как в 1950-е гг., то придется строить их непрерывно: обновление большого парка — процесс долгий, как раз за это время придется списывать предыдущую партию. Жизненный цикл боевого самолета, особенно на стадии подъема инновационной волны, очень короток. Да и средства ПВО тоже не стоят на месте.

Следующим шагом в развитии американской бомбардировочной авиации планировался переход сначала к сверхзвуковым (М=2), а затем и к гиперзвуковым (М3) самолетам. В США предполагали, что сверхзвуковой, а тем более гиперзвуковой бомбардировщик будет неуязвим как для авиационных, так и уже для появившихся ракетных средств ПВО. И, конечно, были уверены, что СССР не сможет создать аналогичный гиперзвуковой самолет. Для этого нужен совершенно другой уровень развития науки и техники: нужны новые конструкционные материалы, новое термостабильное топливо, наконец, нужны новые мощные двигатели, способные работать в таком широком диапазоне скоростей полета при высоких температурах воздуха на входе в двигатель. Ведь при торможении потока воздуха

от скорости М=3 его температура достигает 300 °C. Хотя, как мы уже отмечали, по части двигателей СССР в это время были впереди США: для «бомберов» нужны были мощные двигатели, которых тогда в США не было. И это сыграло не последнюю роль в том, что, в общем, это соревнование СССР не только не проиграл, но и, можно сказать, выиграл «по очкам». Но наши «стратеги» не смогли должным образом воспользоваться разработками советских инженеров.

Американский четырехмоторный сверхзвуковой (М=2) бомбардировщик В-58 «Хастлер» пришел на замену самолета предыдущего поколения В-47. И тот и другой, строго говоря, не были стратегическими бомбардировщиками — их дальность полета до 7000 км позволяла им оперировать против СССР без дозаправки в воздухе только с военно-воздушных баз, расположенных вне территории США вблизи границ Советского Союза. На самолете В-58 стояли все те же самые распространенные в американской авиации двигатели J-79-GE, т. е. конструкторские наработки еще немецкого наследия, модифицированные фирмой «Дженерал Электрик». Бомбардировщик В-58 прожил «тихую» жизнь, не участвуя в локальных конфликтах, и быстро и незаметно сошел со сцены. Этому способствовали и его некоторые (какие? — неизвестно) недостатки. Правда, на парижском авиасалоне в Ле- Бурже этот самолет потерпел громкую катастрофу во время выполнения «бочки» на высоте 300 метров. Фирма «Конвэр», которая его разработала, тоже долго не прожила. Самой инновационной в США была фирма «Нортроп», по имени знаменитого авиаконструктора, автора аэродинамической схемы «летающее крыло». По идее, именно этой фирме нужно было давать приоритет при раздаче заказов Министерства обороны. Но в США, как и везде, действуют законы бюрократии: несмотря на объявляемый «конкурс», заказы раздаются по списку, чтобы реализовать принцип «всем сестрам по серьгам», т. е. никого не обидеть. В результате время от времени появляются, прямо скажем, не очень удачные проекты.

Тем временем в Советском Союзе не отстают от США: постановлением Совмина и ЦК КПСС новаторскому ОКБ Мясищева поручается разработка сверхзвукового (максимальное число М полета равно 1,8) четырехмоторного бомбардировщика М-50. На этот самолет планируется поставить двигатели 16–17 разработки Казанского ОКБ-16 П.Ф.Зубца. По сути, «зубцовские» двигатели, ведущие свое происхождение от АМ-3 (Ту-16), и по тяге, и по схеме находились в одном классе с добрынинскими (16 тонн с форсажем). Не очень понятно, из чего исходили, поручая ОКБ-16 создание двигателя для М-50. Скорее всего, это была все та же борьба за серийные заводы. В случае победы добрынинцев большой Казанский моторный завод стал бы производить ВД-7М, а ОКБ Зубца осталось бы не у дел. Но жизнь распорядилась иначе. К моменту эффектной демонстрации первого М-50 в воздушном параде в Тушино в июле 1961 г. ОКБ Мясищева уже более чем полгода назад как закрыто, двигатели Зубца еще не прошли летных испытаний и поэтому не могут быть поставлены на самолет. Самолет М-50 был красив и оригинален. Триумфальный, оказавшийся последним полет единственного четырехмоторного М-50 состоялся с двигателями ВД-7. На подкрыльевых пилонах стояли форсажные ВД-7М, а на консолях крыла — бесфорсажные ВД-7Б с временно ограниченной тягой из-за нерешенных проблем со сверхзвуковой ступенью компрессора. Во время подготовки к тренировочным полетам на борту этого самолета меняли бортовой номер для дезориентации иностранных разведок о реальном количестве таких самолетов. Двигатель «16–17» не пошел, а вот ВД-7М в составе разведчика Ту-22Р эксплуатировался долго и успешно, исключая конфуз в кавказской войне с Грузией в августе 2008 г. Но к этому времени он уже был заменен на НК-22.

Начало 1960-х. Проект фирмы «Норт Америкен» «Валькирия» ХВ-70-ударный и разведывательный самолет США на максимальную скорость полета 3200 км/час, или числом Маха, равном 3. Серьезная и амбициозная заявка, что видно из названия проекта. А вот двигатель J-93-GE для этого самолета, спроектированный на фирме «Дженерал Электрик», воображение не поражает. Эволюционное развитие все того же J-79-GE, что признают и сами американцы. Спустя десять лет после того, как в СССР начали проектировать ВД-7, американцы только-только приблизились к этой размерности по тяге (13–15 тонн с форсажем) на J-93. Его предшественник J-79 имел тягу в диапазоне 7–8 тонн с форсажем, т. е. в два раза меньше. Фактор размерности необходимо учитывать, помня закон «куба-квадрата». При чисто геометрическом моделировании готового двигателя, когда, казалось бы, выполняется и кинематическое подобие потока и никаких сюрпризов ждать неоткуда, можно неожиданно «напороться» на проблемы.

В Советском Союзе после конкурса в 1962 г. запускается аналогичный «Валькирии» проект самолета Т-4 в КБ П.О. Сухого. Опытные самолеты Сухого традиционно имели индексы «С» («стреловидное крыло») или «Т» («треугольное крыло»). Двигатель для этого проекта разрабатывает Рыбинское ОКБ В.Д. Добрынина тягой 16 тонн с форсажем. К 1968 г. двигатель РД36-41 готов для летных испытаний. В это время Добрынин уже, к сожалению, покидает ОКБ, уходя на пенсию, и поэтому его инициалы не сохраняются в марке двигателя: остается только «номерная» марка ОКБ-36. Двигатель по схеме — традиционно «добрынинский»: одновальный турбореактивный. Многоступенчатый (11 ступеней) компрессор с поворотными рядами статорных лопаток приводится двухступенчатой турбиной. В отличие от ВД-7 многострадальную сверхзвуковую ступень компрессора заменили двумя дозвуковыми ступенями. Кроме того, появилась форсажная камера и регулируемое сужающе-расширяющееся сопло — непременные атрибуты двигателей для сверхзвуковых самолетов. Затем, как всегда, начинается длительная «обедня» — цикл обязательных испытаний: специальных, ресурсных, летных на летающей лаборатории Ту-1бит.д., ит.п. Помимо этого, необходимо устранять дефекты, исправлять ошибки, настраивать системы, осваивать двигатель в серийном производстве. Почти десять лет работы и 30 изготовленных опытных двигателей.