Чтение онлайн

На газотурбинный реактивный двигатель J-47 разработки «Дженерал Электрик» ее главный конкурент «Пратт-Уитни» ответил далеко не сразу. Вначале инженеры Пратт-Уитни изучали «классику» — тот же английский «Нин», лицензия на производство которого была приобретена в США. Праттовский вариант «Нина» получил обозначение J-42-PW. Затем, как и многие другие моторные фирмы с поршневой предысторией, «Пратт-Уитни» начала с разработки турбовинтового двигателя с осевым компрессором, малоизвестного сегодня Т34 в классе мощности 5500…7500 л.с. Далее для нового тихоходного тяжелого бомбардировщика понадобился двигатель еще большей мощности, который (РТ4/Т57) и был спроектирован на «Пратт-Уитни». Очевидно, что индекс «РТ» означает «prop-turbine», т. е. «турбовинтовой».

Однако ознакомление Боинга с немецкими разработками самолетов со стреловидным крылом полностью изменило концепцию будущего бомбардировщика. Вначале В-47, а затем и будущий знаменитый В-52 становятся скоростными «бомберами» со стреловидным крылом. А двигатели для них — турбореактивными, а не турбовинтовыми. Первоначально на «Пратт-Уитни» хотели просто превратить «ядро» (компрессор, камеру сгорания и турбину) турбовинтового двигателя РТ4Д57 в турбореактивный двигатель, сняв винте редуктором и турбину привода винта. Но… пришлось все переделать: требования к экономичности, обусловленные большой дальностью полета бомбардировщика, заставляли увеличить степень сжатия. В то время это можно было осуществить либо в одновальном многоступенчатом компрессоре с развитой механизацией (поворотными лопатками статора), либо в двухвальном компрессоре без механизации. Патентом и опытом регулирования угла установки лопаток обладали немецкие специалисты, перешедшие на «Дженерал Электрик». На «Пратт-Уитни» компрессор был спроектирован двухвальным (9+6 ступеней со степенью сжатия 12,5), что было инновационным для того времени, а двигатель получил обозначение J-57 (гражданское обозначение JT3C). Тяга его без форсажа была около 6000 кг, а с форсажем — 9000 кг. Как вспоминают ветераны «Пратт-Уитни» [81], конструкторы работали по 24 часа в сутки семь дней в неделю, и через семь месяцев первый двигатель был поставлен на испытательный стенд. Семь месяцев — этот рекорд был повторен в Перми при создании нового мотора Д-30КУ для самолета Ил-62М. Минимальное время для разработки и изготовления первого двигателя!

Так «Пратт-Уитни» перешагнула в эру реактивной авиации. А ее ближайшие конкуренты «Кертис-Райт» и «Вестингауз» остались позади. Внешний вид J-57 имел некое подобие «осиной талии» при переходе от корпуса компрессора к камере сгорания, напоминая об успехе первого поршневого мотора «Пратт-Уитни» «Оса» («Wasp»). Позже этот двигатель был увеличен в размерах (по тяге на 30 %), получив обозначение J-75. Он стоял на самолете F-105 «Thunderchief» («Громовержец», т. е., по сути, «Зевс»). Оба этих мотора (J-57 и J-75) приняли активное участие в войне во Вьетнаме. С точки зрения инноваций эти двигатели были малоинтересны, в чем мы убедились, когда из Вьетнама привезли J-75 со сбитого самолета и появилась возможность его «пощупать». Советский Р11-300 опередил «американца». У нас аналогом J-75 была модификация Р11-300, а именно Р29-300 Тушинского филиала ОКБ Туманского для МиГ-23.

Война моторов возобновилась спустя всего пять лет после Второй мировой.

По типу поршневых моторов удобно рассматривать историю «войны реактивных моторов», классифицируя их по поколениям. Для этого из всего множества самолетов и моторов мы отберем только типичных представителей, опуская переходные модели. Ниже дана суммирующая таблица двигателей для бомбардировщиков, так как именно здесь началось могущее стать смертельным противостояние.

Как мы уже отмечали, война в Корее подвела черту под военной поршневой авиацией. Оказалось, что «неуязвимые» «летающие крепости» совершенно беззащитны перед скоростными реактивными истребителями нового поколения. Ядерное оружие уже появилось, а надежного средства доставки не оказалось ни у американцев, ни в СССР. В СССР ситуация была много хуже: кроме разницы в «весовых категориях» по промышленному и инновационному потенциалам не в пользу СССР, существовал и диспаритет по стратегическому положению. США имели военные базы по периметру СССР, аналогов которых не было у Советского Союза. Вероятный противник (территория США) находился очень далеко от советских аэродромов стратегической авиации. Задача обеспечения безопасности казалась неразрешимой, да и сегодня она столь же опасна по тем же причинам, несмотря на наличие нового оружия — баллистических ракет. Последние становятся все более и более уязвимыми. Иметь стратегическую авиацию, способную бомбить США и при этом базироваться на территории СССР, — это задача очень серьезная и затратная. Тем не менее такая задача была поставлена и вплоть до создания межконтинентальных баллистических ракет ее пытались решить в приоритетном порядке. Здесь же и был совершен настоящий «реактивный прорыв».

Как мы помним, в 1951 г. уже был готов последний (так оказалось) поршневой бомбардировщик Ту-85 с оригинальным мощным мотором В. А. Добрынина. И в этом же году Главком ВВС маршал Жигарев доложил Сталину о результатах воздушных боев в Корее, где сравнительно тихоходные поршневые бомбардировщики (на этот раз, к счастью, американские В-29 так же, как советские ТБ-3 в 1941 г. перед немецкими «мессерами») оказались беззащитными перед новым поколением реактивных истребителей МиГ-15. Все нужно было начинать заново, ориентируясь на новый уровень скоростей, приближающийся к звуковой (серийных сверхзвуковых истребителей еще не было в природе). Американцам тоже пришлось «списывать» авиацию поколения Второй мировой войны.

Как пишут и Л. Л. Селяков, и B. C. Егер, сын С. М. Егера, ближайшего сподвижника Туполева, Сталин решил поручить Андрею Николаевичу создание стратегического бомбардировщика для возможной ядерной бомбардировки США. И Туполев, рассмотрев возможные варианты… отказался. Задача была практически невыполнимой: надо было обеспечить большую дальность (более 10 000 км) и высокую дозвуковую скорость. Дальность и требуемую мощность можно было обеспечить только с помощью экономичной турбовинтовой силовой установки, но применение винтов ограничивало скорость. Применение турбореактивных двигателей обеспечивало самолету достижение нужной скорости, но из-за худшей экономичности этих двигателей дальность самолет не добирал. Но у Сталина лежала записка-предложение В. М. Мясищева, ОКБ которого до этого было расформировано еще в 1946 г., о возможном создании такого самолета. В. М. Мясищев в свое время возглавил ОКБ Петлякова после смерти последнего в 1942 г. После 1946 г. он работал в МАИ, где его активность вызывала неприязнь. В вузе он был «чужой»: в этой системе свои правила.

После отказа Туполева делать самолет тут же восстановили ОКБ-23 Мясищева в Филях, передали ему от Туполева людей, оборудование и поручили создать такой самолет. К Мясищеву перешел давний и публичный оппонент Туполева и его команды известный конструктор Л. Л. Селяков. В частности, он публично аргументированно заявлял [39], что Туполев завел бомбардировочную авиацию в тупик, ориентируясь на винтовые силовые установки (имелись в виду и Ту-85 и последующий Ту-95). Непростые отношения в среде главных конструкторов самолетов и двигателей, то, что мы назвали внутренней «войной моторов» применительно к разработке двигателей, существовали всегда. Далее мы не один раз увидим примеры этого. Туполев и Мясищев, Туполев и Сухой — примеры таких коллизий. И Мясищев, и Сухой обладали редким даром видения оптимального сочетания перспективы и рисков.

Рассмотрением возможной перспективы в этом направлении у Туполева занимался «немец», как его называли на фирме, С. М. Егер, который и представил эскизный проект будущего Ту-95 с будущими турбовинтовыми двигателями разработки ОКБ Н. Д. Кузнецова. Особенностью этого проекта было применение стреловидного крыла на турбовинтовом самолете для сохранения высокого аэродинамического качества при большой околозвуковой скорости. Это решение, как справедливо отмечал Селяков, противоречиво: для винтов нужна скорость поменьше, а для реализации преимуществ стреловидного крыла — побольше. То есть по отдельности — отдельно скорость, отдельно экономичность, все было хорошо, но вместе это не сочеталось. Поэтому требуемая дальность Ту-95 обеспечивалась на меньшей скорости, но максимальная скорость могла достигать уровня 800 км/час и более. Тем не менее вслед за предложением Мясищева был принят и этот проект, по сути, конкурент будущего самолета М-4.

Но все-таки ключевым элементом этих обоих проектов (Мясищева и Туполева) были двигатели. Такой большой размерности авиационных газотурбинных двигателей еще не было в природе. Для турбовинтового двигателя (Ту-95) требовалась мощность 12 000 л.с. в одном агрегате. Мало того, что в мире не было двигателей такой мощности, надо было еще сконструировать и винты, которые могли бы преобразовывать эту мощность в тяговое усилие. Однорядный винт для снятия такой мощности имел бы невообразимый диаметр. Решение было в применении соосного двухрядного винта с противовращением. И в этом случае в конечном варианте получился винт АВ-60 диаметром 5,6 м, что наложило ограничение на длину стоек шасси — самолет получился «высоким». Позже разработанный на его базе пассажирский Ту-114 не могли принять в парижском Ле-Бурже — не было трапа необходимой высоты. Требовалось разработать и уникальный редуктор, понижающий обороты турбины при передаче мощности на винт.

Что же было в наличии? На выходе была советская, увеличенная по мощности реализация немецкого проекта 109–022 под индексом ТВ-2, турбовинтовой двигатель мощностью около 6000 л.с. С 1951 г. ТВ-2 уже проходил испытания. Н. Д. Кузнецов взялся сделать спарку этих двигателей с общим редуктором для проектируемого Ту-95, который и совершил первый полет с этой силовой установкой в ноябре 1952 г. Однако после катастрофы самолета 11 мая 1953 г. работы над этим двигателем приостанавливаются. А к 1955 г. в Самарском КБ уже был сделан НК-12 мощностью 12 000 л.с. в одном агрегате. Конечно, без немецкого опыта здесь не обошлось. НК-12 является прямым развитием немецкого проекта турбовинтового двигателя БМВ 109–028 с двухрядным винтом. Немецкие и австрийские инженеры покинули Самару только в 1954 г. Подробная история создания этого уникального двигателя, к сожалению, широкой общественности неизвестна.