Советские авиационные конструкторы - Александр Пономарев

Как у нас в стране, так и за рубежом велась разработка неизвестного в авиационной технике турбовинтового двигателя (ТВД), который по своей экономичности для небольших скоростей полета значительно превосходил турбореактивный двигатель. Такие двигатели, созданные в конструкторских бюро Н. Д. Кузнецова и А. Г. Ивченко, получили широкое распространение на самолетах с дозвуковыми скоростями полета. Одним из наиболее экономичных двигателей этого типа является НК-12, установленный на самолетах Ан-22 и Ту-114. Созданный еще в начале пятидесятых годов, он и в настоящее время эксплуатируется на военных и гражданских самолетах. Двигатель развивает эквивалентную мощность до 15000 л. с. На тяжелых 01ечествеипых самолетах, снабженных ТВД НК-12, установлен ряд мировых рекордов.

С другой стороны, вследствие падения коэффициента полезного действия винта на больших скоростях этот двигатель имеет ограничения по скорости. Сложна в нем также передача энергии от турбины через редуктор на винт. Все это вынуждало искать новые силовые установки.

В последние годы конструкторскими бюро созданы турбовентиляционные двухконтурные двигатели (ТРДД). Они создают меньше шума, чем ТРД и ТВД, и в настоящее время широко применяются как на пассажирских и транспортных (Ту-111, Ту-154, Ил-62, Як-40, Ил-76), так и на военных самолетах.

Особо трудной задачей явилось создание силовой установки для самолета, совершающего взлет и посадку вертикально. Трудность обусловлена прежде всего необходимостью иметь малую массу двигателя и менять направление тяги в зависимости от режима полета, так как в горизонтальном полете тяга должна быть направлена по продольной оси машины, а при взлете и посадке выходящие газы должны иметь вертикальное направление и создавать тягу, необходимую для поддержания самолета до перехода его в горизонтальный полет или до посадки. Исследования, проводившиеся в нашей стране, а также ознакомление с подобными двигателями иностранных авиационных компаний давали достаточно материала для обсуждения вопросов о схеме силовой установки для самолета указанного типа. Большой вклад в создание такого двигателя внесло ОКБ С. К. Туманского. В результате в 1967 г. на воздушном параде в Домодедово демонстрировался самолет с силовой установкой, вертикальная и горизонтальная тяги которой создавались поворотом струи газов, выходящих из реактивного сопла.

Турбореактивные двигатели, появившиеся в конце второй мировой войны, были значительно усовершенствованы в основном за счет улучшения конструкций. Широкие научно-исследовательские и экспериментальные работы, проведенные в последние 25 - 30 лет, позволили существенно повысить к.п.д. компрессоров и турбин и повысить максимальную температуру газа в двигателе. Достигалось это разработкой более жаропрочных конструкционных материалов и использованием более совершенных систем охлаждения турбин, и в первую очередь лопаток. Если в двигателях начала пятидесятых годов температура газа перед турбиной равнялось 850° С, то сейчас она достигает 1400 - 1450° С. Столь значительные усовершенствования привели к соответствующему улучшению характеристик двигателей, и прежде всею к увеличению удельной тяги (тяги, получаемой с единицы массы газа) и уменьшению удельного расхода топлива. За эти же годы расход топлива снизился с 1,35 до 0,6 кг топл./кгс-ч (на дозвуковом режиме), а удельная масса (отношение массы к тяге) двигателя уменьшилась с 0,4 до 0,12 кг/кгс. Габариты двигателя в результате уменьшения числа ступеней компрессора и турбины уменьшились примерно в три раза. Вместе с тем срок службы двигателей между ремонтами возрос в десять раз и более.

Однако, по данным иностранной печати, улучшение характеристик двигателей привело к их значительному удорожанию. Так, например, стоимость двигателя американского самолета "Сейбр" пятидесятых годов составляла примерно 5 млн. франков, французского "Мираж-3" шестидесятых годов - 8 млн. франков, а шведского "Вигген" конца шестидесятых годов - 14 млн. франков. Иначе говоря, за 20 лет стоимость двигателя возросла почти в три раза. Справедливо замечается, что, если не принять мер, будет наблюдаться дальнейший рост стоимости двигателей. Применение композиционных материалов, армированных высокопрочными волокнами, а также все более сложных и более эффективных систем охлаждения турбинных лопаток позволит достичь большей температуры газа на входе в турбину и, значит, улучшить характеристики двигателя (тягу, удельный расход топлива, удельную массу). Однако его удельная и абсолютная стоимость, по-видимому, также значительно возрастет.

Во главе коллективов, создающих авиационную технику, стоят генеральные и главные конструкторы. Они не только руководят коллективами конструкторских бюро, но и объединяют результаты труда многих научных институтов и смежных организаций, участвующих в создании самолетов, вертолетов и двигателей, используют в разработках все новое, передовое, созданное наукой и техникой.

Автор книги прослужил в Военно-воздушных силах 66 лет и имел непосредственное отношение к созданию советской авиации, многие годы тесно сотрудничал с выдающимися отечественными авиационными конструкторами.

В подготовке рукописи труда к изданию принимал участие профессор, доктор технических наук Б. А. Пономарев, которому автор приносит свою благодарность.

Советское самолетостроение

Партия и правительство с самого начала существования Советского государства всемерно заботились о создании воздушного флота Страны Советов. Вопросы развития авиации были в центре внимания советских партийных и государственных органов и неоднократно рассматривались на партийных съездах, специальных заседаниях и совещаниях с участием высших советских партийных и государственных деятелей.

Отечественное самолетостроение в начале двадцатых годов основывалось на модернизации и серийном выпуске лучших образцов самолетов зарубежных марок. Параллельно велись работы по созданию собственных конструкций.

Одним из первых самолетов, построенных в советское время, был модернизированный вариант английской машины ДН-9. Освоение ее было поручено Н. Н. Поликарпову, а самолет в различных модификациях имел наименование Р-1, В это же время на базе английской машины марки "Авро" выпускался двухместный учебный самолет У-1, предназначенный для летных училищ.

Из отечественных самолетов оригинальной конструкции, созданных в двадцатые годы, следует отметить пассажирский самолет АК-1 В. Л. Александрова и В. В. Калинина. Два самолета сконструировал летчик В. О. Писаренко и построил в мастерских севастопольской школы летчиков, где был инструктором. Большую известность имели конструкторские группы под руководством Д. П. Григоровича и Н. Н. Поликарпова, работавшие над созданием летающих лодок, пассажирских самолетов, а также истребителей.