Крылья Родины
Шрифт:
Поднявшись с аэродрома, французский самолет перешел на максимальную скорость и ушел от сопровождавших его истребителей. На этот вызов советская авиация ответила уже в следующем году постройкой знаменитого нашего самолета «СБ» — скоростного бомбардировщика, сделавшего невиданно резкий скачок вперед по скорости и заставившего говорить о себе весь мир.
Для самолета был выбран мотор «Испано» мощностью в 860 лошадиных сил, только что появившийся во Франции. Решено было приобрести у фирмы лицензию и поставить серийное производство моторов этого типа у нас. Приобрести лицензию было поручено специальной комиссии, в состав которой вошел В. Я. Климов. Уже осенью 1933 года комиссия выехала во Францию.
Покупала новый мотор
Многие из предложений русского конструктора и до сих пор используются фирмой, а его замечательная идея замены цилиндрических вкладышей гиперболическими, перейдя от французской фирмы «Испано-Сюиза» к американской фирме «Райт», после кругосветного путешествия возвратилась спустя несколько лет в Советский Союз как… предложение фирмы «Райт».
Владимир Яковлевич, увлеченный одной мыслью — создать хороший мотор для «СБ», — получил действительно весьма надежный мотор мощностью в 750 лошадиных сил, который комиссия в 1935 году и сдала заводу для внедрения в серийное производство.
Главным конструктором завода был назначен Климов.
Мотор получил серию: «М-100».
Отсюда и начинается самостоятельная конструкторская работа Климова по развитию и совершенствованию этого мотора. Через четыре месяца Климов дал нашей авиации «М-100а» мощностью в 860 лошадиных сил, а в апреле 1937 года — «М-103» мощностью в 960 лошадиных сил.
Если основной и характерной проблемой самолетостроения неизменно остается проблема сопротивления, то столь же характерной и основной в области авиационного моторостроения является проблема надежности, мощности и веса. Самая проблема механического полета ведь решилась только тогда, когда был достигнут минимально необходимый для его осуществления вес двигателя. Проблема надежности, естественно, обостряется с каждым шагом вперед по пути увеличения мощности мотора. Практика показала, что наиболее рациональная конструкция, с точки зрения компактности, веса, простоты изготовления и совершенства эксплуатации, получается в тех случаях, когда увеличение мощности мотора идет за счет форсированного использования его рабочего объема. Отсюда и получила свое начало идея увеличения мощности мотора путем увеличения числа оборотов мотора при неизменном весе мотора на одну лошадиную силу и без существенного увеличения габаритов.
Трудности борьбы за развитие авиамотора заключаются в том, чтобы, стремясь к положительным данным, не получить рядом отрицательных, то-есть чтобы при конструировании мощного и легкого мотора сохранить прочность деталей, надежность действия, продолжительность непрерывной работы мотора в воздухе, общий срок службы мотора и т. п.
С тех пор как изобретен двигатель внутреннего сгорания и найден для него наивыгоднейший рабочий процесс, конструктор работает над развитием и совершенствованием конструкции мотора, не внося принципиальных изменений в рабочий процесс.
Но вряд ли он работает с меньшим творческим напряжением, когда делает крупный шаг вперед по увеличению мощности авиационного мотора, хотя бы такой шаг, какой делает Климов от «М-103» до «М-105», переходя от мощности в 960 лошадиных сил к мощности в 1280 сил и, тем более, идя от «М-105» к «М-107», с еще более резким скачком вперед.
Авиационный мотор «ВК-105», конструкции В. Я. Климова.
Да, все технические решения здесь замкнуты в круг основных проблем веса и надежности, но именно невозможность выйти за пределы требует от конструктора технически изощренного ума, опыта, огромных теоретических знаний, порой чутья, порой железной логики.
И вот, находясь в кругу частных задач моторостроения, некоторые решения Климова все же восходят к самым высоким образцам технических решений вообще. Таково, скажем, его решение задачи перевода скоростей двухскоростного нагнетателя путем использования паразитных крутильных колебаний вала. Задача стала перед конструктором ввиду невозможности найти место для установки обычного переводного механизма. Этот механизм конструктор устранил вовсе, установив несравненно менее отягощающий мотор механизм, превращающий крутильные колебания вала в поступательное движение для перевода скоростей. Идея механизма настолько нова и необычна, что ни один механик, каким бы опытом он ни располагал, не в состоянии отгадать без особых объяснений способ действия механизма. И примечательность здесь не в устройстве механизма, а в самой идее использования паразитных сил для полезной работы. Выйди такое техническое решение из замкнутого круга частных вопросов авиамоторостроения на широкий простор энергетической техники, оно одно могло бы составить имя конструктору.
Заслуги В. Я. Климова в области моторостроения получили высокую оценку. Он — неоднократный лауреат Сталинских премий, орденоносец, Герой Социалистического Труда, действительный член Академии-наук СССР.
Его моторы «М-105», «М-105-ПФ» ныне поднимают в воздух и «Пе-2» и все истребители Яковлева — от «Як-1» до «Як-9».
Сторонник крупных и решительных движений вперед по раз найденному правильному и оправданному действительностью пути, он с первых дней Великой Отечественной войны начал работать над мощным мотором «М-107» и создал его, перейдя все пределы, допускавшиеся теоретической наукой. В этом моторе, несмотря на его огромную мощность, конструктору удалось полностью осуществить одну из основных черт идеального авиационного мотора. По своим поперечным размерам «М-107» легко вписывается в эллипс, за которым проектируется фигура сидящего летчика.
Значение этого факта заключается в следующем.
Конструктор связан габаритами мотора. Каждое нарушение этих габаритов ведет к искажению формы фюзеляжа, что в конечном счете может повысить его сопротивление в воздухе настолько, что вся добавочная мощность мотора будет бесплодно расходоваться на преодоление этого сопротивления.
Идеальная форма движущегося в воздухе тела, дающего наименьшее сопротивление, как известно, похожа на веретено. Такую веретенообразную форму и стремится придать фюзеляжу конструктор истребителя, причем в наиболее утолщенной части веретена он помещает сидящего за управлением летчика. Плоскость, пересекающая фюзеляж в этом месте перпендикулярно к оси фюзеляжа, образует так называемое миделевое сечение, или просто мидель фюзеляжа. Так вот, уменьшение миделя фюзеляжа только на одну десятую квадратного метра уже увеличивает скорость самолета на 4–6 километров в час. В то же время увеличение миделя мотора на десятую долю квадратного метра равноценно снижению мощности мотора на 40–50 лошадиных сил. По этим примерам можно видеть, насколько остро стоят перед авиаконструктором вопросы сопротивления воздуха и как тесно связаны интересы самолетостроения и конструктора мотора.
Находящийся в головной части фюзеляжа мотор легко может исказить хорошо обтекаемую форму фюзеляжа. Такое искажение вызовет, скажем, или слишком короткий, или слишком далеко выдвинутый вал, всякое увеличение миделя мотора и т. д.
Конструктор мотора, таким образом, должен работать, памятуя постоянно о тех требованиях, которые предъявит к мотору конструктор самолета.
Дополнительная трудность здесь в том, что строитель мотора испытывает свою машину на испытательном стенде, в условиях, лишь в малой степени напоминающих условия, в которых придется работать мотору на самолете.