Советские авиационные конструкторы
Шрифт:
В результате стендовых испытаний модифицированных двигателей НК-12, установки их на макете самолета и всякого рода "примерок" в наземных условиях и на летающих: лабораториях в очень короткие сроки был создан самый грузоподъемный в мире самолет Ан-22. Надежность силовой установки позволила после сравнительно небольшого количества испытательных полетов запустить самолет с модифицированными двигателями в серию.
Казалось, немного времени прошло после первого поле-га крупнейшего для своего времени пассажирского самолета Ту-114, имевшего четыре турбовинтовых двигателя НК-12 конструкции Н. Д. Кузнецова. Это было в 1957 г., а в июне 1965 г. "Антей" с четырьмя модифицированными турбовинтовыми двигателями типа НК-12 совершил полет в
Силовая установка, разработанная конструкторским бюро Н. Д. Кузнецова, по-видимому, завершает создание этого типа двигателей (мощных ТВД для магистральных самолетов) как в нашей стране, так и за границей. Объясняется это тем, что появился газотурбинный двигатель нового типа - двухконтурный (турбовентиляторный), в котором нет огромного и напряженного редуктора, сложного многолопастного винта с собственными системами регулирования и защиты в аварийных случаях. Распространение турбовентиляторных двигателей связано с тем, что кинетическая энергия газов, вытекающих из сопла турбореактивного двигателя, при малых скоростях полета в значительной степени теряется бесполезно, кроме того, она служит источником шума, создаваемого реактивным двигателем. Минимальные потери энергии возможны при отбрасывании назад наибольшей массы газов с наименьшей скоростью. Именно поэтому при малых скоростях полета винт турбовинтового двигателя являлся более экономичным движителем, чем реактивная струя турбореактивного двигателя, несмотря на то что в ТВД энергия передается последовательно через турбину, редуктор и винт. Однако при больших скоростях полета коэффициент полезного действия винта падает. На таких скоростях (околозвуковых) целесообразнее применять двухконтурный двигатель, в котором располагаемая мощность цикла, развивающаяся в процессе расширения газов, используется для ускорения как горячей, так и холодной (во втором контуре) струй. Коэффициент полезного действия такого двигателя более высокий, чем обычного турбореактивного двигателя, при умеренных дозвуковых скоростях полета. Вместе с тем у него нет таких ограничений по скорости полета, как у ТВД.
Вопросы уменьшения шума, создаваемого двигателем, особенно для пассажирских самолетов, всегда привлекали внимание ученых, конструкторов и эксплуатационников. Они встали еще острее при увеличении тяги двигателей современных самолетов.
Именно по этим причинам конструкторское бюро, руководимое Николаем Дмитриевичем Кузнецовым, в 1960 г. приступило к разработке двухконтурного двигателя НК-8, предназначавшегося для межконтинентального пассажирского лайнера Ил-62. Позднее выпускается его улучшенная модификация - НК-8-4. Для самолета Ту-154 был создан еще один вариант двигателя этого семейства НК-8-2. Двухконтурные двигатели должны были иметь данные на уровне современных зарубежных силовых установок, что и было достигнуто благодаря простоте выбранной конструкции двигателя с малым количеством опор, умеренной степени повышения давления и широкому применению сравнительно новых в авиационном двигателестроении титановые сплавов. Помимо требуемых технических характеристик двигатель, предназначенный для установки на пассажирском самолете, должен отличаться повышенной надежностью.
В конструкции двухконтурного двигателя для первого советского аэробуса Ил-86 получили дальнейшее развитие лучшие черты двигателей семейства НК-8, реализованные в эксплуатации на самолете Ил-62. Особое внимание было уделено обеспечению высокой надежности и большого ресурса двигателя без переделки основной конструкции. Обеспечению высокой надежности в эксплуатации способствует также применение на двигателе многочисленных систем автоматического контроля и защиты, а также системы ранней диагностики и предупреждения о возникающих неисправностях.
Дальнейшее развитие получила конструкция многофорсуночной камеры сгорания,
Под руководством Н. Д. Кузнецова созданы и создаются двигатели многих типов для различных аппаратов. В частности, для решения проблемы транспортировки газа с труднодоступных месторождений страны разработан, серийно изготовляется и широко эксплуатируется на газоперекачивающпх станциях газотурбинный привод НК-12СТ. В его конструкции осуществлена идея использования авиационного двигателя типа НК-12 в качестве привода газоперекачинающих агрегатов ГПА-Ц-6,3. Выполнены работы, позволившие использовать природный газ, перекачиваемый по трубопроводам, в качестве топлива для двигателя, осуществлена автоматизация всех процессов управления двигателем и его регулирования.
Решение этих сложных технических задач позволило:
– обеспечить газоперекачивающие агрегаты мощным газотурбинным приводом с малой массой и небольшими габаритами (мощность привода 6300 кВт);
– осуществить полную автоматизацию газоперекачивающих агрегатов и обеспечить полную автономию двигателя, не требующую дополнительных источников тепла, топлива и водоснабжения.
Впоследствии для транспортировки газа был конвертирован и другой двигатель ОКБ Н. Д. Кузнецова - НК-8, Этот автоматизированный газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16/76-100, использующий достижения авиационной техники и современной технологии, надежно эксплуатируется в условиях пустынь Средней Азии, районах Крайнего Севера и горах Кавказа.
Николай Дмитриевич Кузнецов явился пионером в разработке авиационных двигателей, работающих на альтернативных топливах. В 1988 и 1989 гг. совершили испытательные полеты экспериментальные самолеты Ту-155. Для первого из них ОКБ Н. Д. Кузнецова разработало двигатель НК-88, использующий в качестве топлива водород. При его создании пришлось решить целый комплекс научно-технических и инженерных задач, в частности организацию рабочего процесса в камере сгорания. Из-за чрезвычайной сложности системы подачи топлива (практически невозможно избежать парообразования в подводящих трубопроводах) жидкий водород перед подачей в камеру сгорания газифицировался и подогревался.
Для другого экспериментального самолета ОКБ Н. Д. Кузнецова разработало двигатель НК-89, использующий в качестве топлива сжиженный природный газ.
Создание этих экспериментальных двигателей явилось большим творческим успехом конструкторского бюро и его руководителя.
Многогранную научно-исследовательскую, конструкторскую работу Николай Дмитриевич сочетает с педагогической деятельностью и подготовкой научных кадров на кафедре в одном из ведущих авиационных вузов страны. Таков путь выходца из рабочей семьи генерал-лейтенанта-инженера, действительного члена Академии наук СССР, Героя Социалистического Труда, лауреата Ленинской премии, генерального конструктора авиационных двигателей Николая Дмитриевича Кузнецова.
Аркадий Дмитриевич Швецов, Павел Александрович Соловьев
Аркадий Дмитриевич Швецов - один из старейших конструкторов авиационных двигателей нашей страны. Он родился в 1892 г. в семье народного учителя и окончил реальное училище в Перми. В этом городе прошла большая часть его конструкторской деятельности. Как и многие интересовавшиеся в ту пору авиацией, А. Д. Швецов поступил в МВТУ, но учебу вынужден был прервать, поскольку не имел средств продолжать обучение. И только при Советской власти, в 1921 г., он получил диплом инженера.