Легко ли идти вперед (продолжение, начало в №1)

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ

ЛЕГКО ЛИ ИДТИ ВПЕРЕДИ?

(окончание, начало в №№ 1, 2)

Лев Берне
Владимир Перов

В 1944 г. произошло событие, оказавшее значительное влияние на темпы работ по созданию ТКВРД в нашей стране. 1 января 1944 г. в районе п. Старобовылье на шоссе Витебск-Орша был захвачен в плен немецкий ефрейтор Франц Варнбрунн - водитель штабной автомашины. Оказалось, что после окончания инженерной школы с декабря 1941 г. по апрель 1942 г. он работал в группе доктора Охайна на фирме "Хейнкель", проектировавшей ВРД с центробежным компрессором. Пленный сообщил, что двигатель тягой 600 кг прошел испытания в воздухе. В ходе допроса он нарисовал схему двигателя, а также изобразил истребитель He 280 с двумя ТКВРД. Варнбрунн сообщил нашим контрразведчикам, что работа по созданию аналогичного истребителя велась и фирмой "Мессершмитт". Материалы допроса были направлены для ознакомления в НИИ-1. 24 января 1944 г. на допросе Варнбрунна присутствовали генерал-майоры авиации Левин и Болховитинов, а позднее - Стечкин и Люлька.

В конце февраля 1944 г. в очередной сводке военпреда отдела главного конструктора (ОГК) завода № 21 инженер-капитана В.Р. Ефремова отмечалось, что в ОГК осуществляется разработка проекта истребителя Ла-ВРД с газотурбинным ВРД конструкции А.М. Люлька со статической тягой 1250 кгc. Разработкой самолета руководил, по-видимому, С.М. Алексеев. Он выбрал двухбалочную схему с цельнометаллическим однолонжеронным крылом ламинарного профиля ЦАГИ. Двигатель Ла-ВРД устанавливался под крылом в фюзеляже-гондоле позади герметичной кабины летчика. Шасси спроектировали трехопорным, причем передняя стойка убиралась назад за бронеспинку летчика, а основные - также поворотом назад в сочленения балок с крылом. Вооружение располагалось в балках и включало две пушки НС-23 с общим запасом 120 снарядов. Взлетная масса машины по проекту составляла 3300 кг, а полезная нагрузка - 910 кг. Крыло с относительно небольшой площадью 15,5 м2 имело удлинение 5,85. Схема самолета была утверждена С.М. Лавочкиным и согласована с ЦАГИ. Расчетные летные данные самолета были следующими: максимальная скорость полёта у земли - 890 км/ч, на высоте 5000 м - 850 км/ч, время набора высоты 5000 м - 2,5 мин, а практический потолок - 15 000 м. Посадочная скорость ожидалась на уровне 140 км/ч. Отметим, что так же, как у Гу-ВРД, расчетные летные данные в основном были вполне реальными. Однако в металле и этот проект реализован не был.

Закономерной реакцией на полученную информацию о работах немцев над созданием реактивных самолетов преимущественно с ТКВРД стали вышедшие 22 мая 1944 г. постановления ГОКО № 5945 "О создании авиационных реактивных двигателей" и № 5946 "О создании самолетов с реактивными двигателями". Значение этих постановлений, хотя и несколько запоздавших, трудно переоценить.

В соответствии с пунктом 4 постановления № 5945 начальнику НИИ-1 П.И. Федорову и конструктору НИИ-1 А.М. Люлька поручалась постройка и предъявление к 1 марта 1945 г. на заводские испытания экспериментального газотурбинного ВРД со статической тягой 1250 кг. Постановлением № 5946 на главного конструктора завода № 21 С.М. Лавочкина возлагалось создание экспериментального реактивного истребителя с двигателем конструкции Люлька. По проекту самолет должен был обладать максимальной скоростью 850 км/ч на высоте 5000 м, временем набора этой высоты - 2,5 мин и практическим потолком 15000 м. Продолжительность полета на скорости 0,8Vmax не превышала 20 мин. Вооружение включало одну пушку калибра 23 мм и две - калибра 20 мм с общим боезапасом 400 снарядов.

В обеспечение указанной работы на начальника НИИ-1 Федорова и конструктора НИИ-1 Люлька возлагалась задача к 15 января 1945 г. отправить в ОКБ Лавочкина макетный двигатель, а к 1 ноября и 1 декабря 1945 г. - второй и третий рабочие экземпляры ТР-1. Сухой вес двигателя не должен был превышать 900 кг, а диаметр - 950 мм.

Так как в НИИ-1 производственной бызы для создания ГТД не было, решением правительства СССР в 1945 г. на небольшом московском механическом заводе штампов и приспособлений № 165 была развернута опытно-конструкторская база по изготовлению реактивных двигателей. В начале 1945 г. на этом заводе был изготовлен первый экземпляр разработанного люльковцами экспериментального газотурбинного ВРД С-18 с восьмиступенчатым компрессором, а затем - еще четыре таких двигателя. На двух первых проводились огневые испытания, на третьем двигателе - отработка агрегатов, на четвертом и пятом двигателях велась отработка конструкции двигателя в целом и снятие характеристик. В ходе доводки для снижения температуры газов за турбиной была изъята восьмая ступень компрессора. В 1946 г. Люлька провел сравнительные испытания С-18 и трофейного двигателя Jumo 004. С-18 показал лучшую экономичность при большей тяге и меньшей массе. В результате открылись реальные возможности для проектирования, изготовления, испытания и доводки опытных турбореактивных двигателей. А.М. Люлька был назначен главным конструктором и ответственным руководителем завода № 165.

В 1946-1947 гг. создание новых ВРД осуществлялось при тесном содружестве опытного завода № 165 и серийного завода № 45. Люлька было поручено создание летного экземпляра двигателя ТР-1 на базе экспериментальных работ по С-18. Проектирование возлагалось на коллектив ОКБ, а постройка, доводка и испытание - на завод № 45. В процессе доводки двигателей активное участие принял завод № 165. Провести сдаточные испытания в 1946 г. не удалось, но к концу года завод № 45 изготовил 36 экземпляров двигателя. В феврале 1947 г. главный конструктор Люлька и директор завода № 165 Мизеров, а также директор завода № 45 Комаров и главный инженер Куинджи докладывали председателю Совета Министров Союза ССР И.В. Сталину о том, что постановление Совмина "О создании отечественного турбореактивного двигателя ТР-1 конструкции Главного Конструктора опытного завода № 165 тов. Люлька А.М." выполнено. Двигатель ТР-1, построенный и доведенный коллективами заводов №№ 45 и 165, прошел 3 ноября 1947 г. официальные заводские испытания с оценкой "удовлетворительно". Госиспытания проводились в соответствии с постановлением СМ СССР № 255-114 от 10 февраля 1947 г., подписанным Сталиным. 27 ноября 1947 г. двигатель ТР-1 закончил государственные стендовые испытания, показав следующие данные: Результаты госиспытаний двигателя ТР-1

Характеристика	Заявлено	Получено
Статическая тяга, кгс	1250	1300
Удельный расход топлива, кг топлива/(кг тяги ч)	1,4	1,27
Масса двигателя, кг	900	840

По результатам госиспытаний Люлька был награжден орденом Ленина и получил Сталинскую премию. В 1947 г. ТР-1 прошел летные испытания на самолете В-25, приспособленном под летающую лабораторию. Однако в большую серию ТР-1 не запускался, так как к этому времени требовались более мощные ГТД.

Ещё в 1946 г. в ОКБ Люлька разрабатывались двигатели ТР-1А, ТР-2 и ТР-3. Первый из них должен был иметь статическую тягу 1500 кгс. Планировалось устанавливать его на самолет-истребитель Сухого или бомбардировщик Ил-30. 17 июля 1947 г. Люлька и Ильюшин направили министру авиационной промышленности М.В. Хруничеву письмо, в котором сообщали, что в ходе испытаний одного из построенных двигателей ТР-1 удалось получить тягу 1600 кгс. "Очевидная необходимость установки этих двигателей на самолетах авиаконструкторов Ильюшина С.В. и Сухого П.О. вынуждает нас просить Вас дать указание заводу № 45 о срочном изготовлении 12 двигателей ТР-1 с тягой 1600 кг…" Другой важнейшей задачей коллективов заводов №№ 45 и 165 считалось увеличение ресурса двигателя до 50 ч.

В 1947 г. был спроектирован и построен в трех экземплярах на заводе № 165 двигатель ТР-2 тягой 2000 кгс. Проектирование двигателя ТР-3 тягой 4000 кгс также было закончено в начале 1947 г. Первый экземпляр ТР-3 поставили на испытательный стенд в день 800-летия Москвы - 7 сентября 1947 г. До конца года был изготовлен ещё один экземпляр ТР-3, однако в процессе доводки ОКБ приняло решение о необходимости его коренной модернизации и изготовлении нового варианта двигателя ТР-3А.

В 1948 г. по указанию 8-го ГУ МАП работы по двигателям ТР-1А и ТР-2 были прекращены, а все усилия сосредоточены на доводке двигателя ТР-3, который в ноябре 1948 г. удовлетворительно прошел государственные 50-часовые стендовые испытания. В акте по испытаниям отмечалось, что ТР-3 являлся "сверхмощным отечественным двигателем с повышенной степенью сжатия и температурой газа перед турбиной". Статическая тяга ТР-3 составляла 4600 кгс при удельном расходе топлива 1,1 кг/(кг тяги·ч) и сухой массе 1700 кг. Двигатель был построен полностью из отечественных материалов, имел осевой семиступенчатый компрессор, многокаскадную камеру сгорания с 24 горелками и двухступенчатыми форсунками центробежного типа, осевую одноступенчатую газовую турбину и нерегулируемое реактивное сопло. Запуск производился с помощью воздушного стартера СВ-3, питаемого от аэродромных баллонов со сжатым воздухом.

В сентябре 1950 г. на госиспытания поступил ТР-3 со 100-часовым ресурсом. Прочностной доводке подверглись практически все узлы двигателя. Статическая тяга его не изменилась, удельный расход уменьшился до 1,08 кг/(кг тяги·ч), а сухая масса увеличилась до 1900 кг. Удалось улучшить процесс сгорания и устранить срыв пламени в камере сгорания,возникавший при резкой уборке сектора газа. Впервые была осуществлена возможность автономного запуска с помощью турбостартера, разработанного в феврале-апреле 1949 г. Впоследствии Люлька все свои двигатели оснащал турбостартерами.

Используя задел по ТР-3, в 1950 г. ОКБ Люлька разработало двигатель ТР-3А тягой 5000 кгс. Вскоре его наименование было изменено на АЛ-5 (в его названии впервые появились буквы АЛ). Этот двигатель по праву считался одним из самых мощных в мире ГТД. Вскоре он успешно прошел 100-часовые государственные испытания. В 1951 г. коллективу люльковцев за АЛ-5 была присуждена Сталинская премия первой степени. В 1952 г. на этом двигателе впервые был достигнут 200-часовой ресурс и тяга 5200 кгс. Летные испытания АЛ-5 сначала проходил на опытном истребителе Микояна И-350, который постигла неудача.В процессе захода на посадку при резкой уборке РУДа двигатель остановился. Летчик Г.А. Седов сумел спасти машину, впервые в истории отечественной реактивной техники выполнив безмоторную посадку. Двигатель сняли с самолета и установили на стенд. Выяснилось, что кольцевая камера сгорания имела недостаточный запас устойчивости горения на бедных смесях. После доработки камеры сгорания АЛ-5 устанавливались на самолет Ил-46. Заслуженный летчик-испытатель В.К. Коккинаки дал им высокую оценку. В отчете по заводским испытаниям самолета Ил-46 он указал: "На всех режимах двигатели работали надежно. Рекомендовать двигатели АЛ-5 на государственные испытания". Однако неудача с И-350 предрешила судьбу АЛ-5.

На следующем этапе коллектив КБ и завода разработал семейство ТРД на основе двигателя АЛ-7. Его модификации устанавливались на бомбардировщике Ил-54, на пассажирском самолете Ту-110 (АЛ-7П), на гидросамолете М-10 конструкции Г.М. Бериева (АЛ-7ПБ). Форсированный АЛ-7Ф с высоконапорным девятиступенчатым компрессором, двухступенчатой газовой турбиной и форсажной камерой устанавливался на истребителе-перехватчике Ла-250. Следующий вариант АЛ-7Ф-1 со статической тягой 9200 кгс успешно применялся на истребителе-бомбардировщике Су-7Б, истребителе-перехватчике Су-11 и дальнем перехватчике Ту-128. На самолетах П.О. Сухого и на гидросамолете М-10 с двигателями АЛ-7Ф было установлено несколько мировых рекордов высоты, скорости полета и грузоподъемности. Двигатели АЛ-7Ф получили самое широкое распространение, выпускались на нескольких заводах в тысячах экземпляров. За этот двигатель Люлька был удостоен звания Героя Социалистического Труда. В 1958 г. решением ВАК А.М. Люлька присвоена ученая степень доктора технических наук, в 1960 г. АН СССР избрала его членом-корреспондентом, а позднее - академиком по отделению механики, где он до конца своей жизни возглавлял секцию по газовым турбинам.

В 1965-1970 гг. в ОКБ Люлька разрабатывался мощный ТРД третьего поколения АЛ-21Ф, а в начале 70-х гг. был создан его вариант АЛ-21Ф-3 тягой 11 000 кгс с высокой степенью механизации компрессора, высокотемпературной трехступенчатой турбиной с охлаждаемыми лопатками и всережимным регулированием тяги. В 1974 г. АЛ-21Ф-1 прошел государственные испытания, был передан в серийное производство и устанавливался на истребителях-бомбардировщиках Су-17М, МиГ-23Б, фронтовых бомбардировщиках Су-24. АЛ-21Ф и сегодня, спустя четверть века после выпуска первых образцов, успешно эксплуатируется в различных регионах земли.

Широкие технические возможности коллектива ОКБ Люлька позволили ему параллельно с работой над ГТД создать кислородно-водородный ЖРД Д-57 замкнутой схемы тягой 40 т для "лунного" комплекса Н1. В 1972 г. десять таких двигателей успешно прошли испытания. Вместе с Люлькой работы по Д-57 вел главный конструктор М.А. Кузьмин.

Во второй половине 70-х гг. Архип Михайлович обратился к реализации своей давней мечты - созданию двухконтурного ТРД. С двигателем АЛ-31Ф, развивающим тягу 12 500 кгс, самолет Су-27 установил более 30 мировых рекордов. До настоящего времени АЛ-31Ф является одним из лучших в мире двигателей для высокоманевренных самолетов. Он представляет собой вершину творческой деятельности А.М. Люлька.

В конце 70-х - середине 80-х гг. двигатель АЛ-31Ф был модифицирован для установки на аналоге орбитального космического корабля "Буран". Четыре АЛ-31Ф обеспечили отработку системы автоматической посадки "Бурана" и дали возможность экипажам отечественного многоразового комплекса пройти необходимый цикл тренировок.

В 1982 г. по инициативе А.М. Люлька было организовано научно-производственное объединение "Сатурн". К одноименному машиностроительному заводу, головному предприятию объединения, присоединились организации, обладающие большим научно-техническим потенциалом и опытом создания ТРД. Это позволило сконцентрировать усилия нескольких коллективов, сократить сроки производственных и доводочных работ.

На протяжении всей своей жизни Архип Михайлович Люлька являлся первопроходцем, одним из тех, на долю которых выпадают самые сложные задачи. Идти впереди всегда непросто, но что может быть интереснее такой судьбы?

В заключение авторы выражают благодарность ведущему конструктору ОКБ "Сатурн-Люлька" В.В. Плотникову за предоставление материалов, использованных в статье.