Прямоточные воздушно-реактивные двигатели... Кто хоть немного знаком с этой областью двигателестроения, скажет: "Дело - труба". И будет во многом прав. И не только потому, что основа конструкции ПВРД - кольцевая камера сгорания - "труба". Вся история отечественного ПВРД-строения связана с непрерывным отстаиванием своего места и роли. Широкому применению ПВРД препятствовал ряд объективных обстоятельств, ведь несомненные преимущества "прямоточек" проявляются в основном при скоростях, соответствующих числу М>3, и высотах более 15-20 км, освоение которых в 50:60-е годы было проблематично. Кроме того, постоянно приходилось преодолевать непонимание со стороны руководства отрасли, смежников, бороться с мифами о неэкономичности ПВРД и тому подобное. В СССР существовало всего одно ОКБ, многие годы занимавшееся разработкой ПВРД. Возглавлял его талантливый конструктор Михаил Макарович Бондарюк...

Михаил Макарович родился 15 ноября 1908 г. в семье железнодорожного кондуктора Макара Трофимовича и Анны Борисовны Бондарюк. Михаил был пятым ребенком в семье, которая жила в Дорогомилове. В 1930 г. М.М. Бондарюк окончил МВТУ и стал работать в НИИ ГВФ. Его всегда отличало стремление к знаниям, к самообразованию, в результате чего он очень быстро сумел зарекомендовать себя весьма способным инженером с большой эрудицией. С самого начала деятельности Бондарюк активно включился в работу по совершенствованию авиадвигателей. Уже в 1931 г. он опубликовал в бюллетене НИИ ГВФ № 4 свою первую статью "Характеристики и пути развития американских авиамоторов", а в 1932 г. отправился в командировку в Италию, где работал в комиссии по приемке авиадвигателей "Изотта-Фраскини" для самолетов "Савойя" С-55, эксплуатировавшихся в СССР.

Впоследствии под руководством Бондарюка был создан девятицилиндровый авиамотор МГ-31, запущенный в серийное производство для самолетов ГВФ. Но уже в 1939 г. опытно-конструкторские работы по созданию двигателей были исключены из планов НИИ ГВФ. Институт сосредоточился на научном обосновании состава самолетно-моторного парка и оборудования трасс Аэрофлота. Михаил Макарович занимался повышением надежности, увеличением сроков службы и экономичности двигателей самолетов Аэрофлота и являлся, по существу, научным руководителем этой работы. В результате проведенных исследований в практику ГВФ была внедрена методика определения наивыгоднейших режимов полета.

Однако делом всей жизни для М.М. Бондарюка стала работа в области реактивного двигателестроения. Он одним из немногих в нашей стране обратил внимание на прямоточные ВРД, оценил их перспективность и еще в 1940 г. вплотную занялся реализацией идеи "в железе". На первых порах Бондарюк сумел убедить заместителя начальника Главного управления ГВФ М.Ф. Картушева в целесообразности создания ПВРД и использования их в качестве ускорителей для тяжелых транспортных самолетов.

21 апреля 1941 г. в НИИ ГВФ было создано экспериментальное конструкторское бюро (ЭКБ-3), которое возглавил Бондарюк. В состав ЭКБ-3 входили С.М. Ильяшенко, Г.Г. Фарабин, А. Хува, Н.М. Степанов, несколько механиков и чертежников. Бюро размещалось в двух маленьких комнатах ангара НИИ ГВФ. ЭКБ-3 занималось теоретическими расчетами, конструированием и изготовлением опытных образцов дозвуковых ПВРД и созданием стенда для их испытаний. В конце 1941 г. бюро было эвакуировано в Казань, где оно разместилось в здании авиационного института. Здесь к коллективу Бондарюка присоединилась группа Г.А. Варшавского, работавшая над созданием ПВРД в Институте химической физики АН СССР.

В результате работ объединенного КБ в августе 1942 г. на серийном самолете ЛаГГ-3 (зав. № 31213173) были проведены летные испытания первого в стране прямоточного двигателя ВРД-1. И хотя они закончились относительной неудачей (достигнутый прирост скорости при работающих ускорителях - всего 30 км/ч, зато потеря скорости при неработающих ПВРД - 50 км/ч), работы по повышению экономичности и надежности конструкции были продолжены. В 1944 г. ЭКБ-3 разработало новый образец ПВРД, который успешно прошел летные испытания на истребителе Ла-5, обеспечив значительный прирост скорости.
После возвращения из эвакуации ЭКБ-3 перевели из системы ГВФ в ОКБ-293 В.Ф. Болховитинова для подключения к созданию двигательной установки самолета "БИ" (вариант с двумя ПВРД). В 1944 г. КБ Бондарюка вместе с ОКБ-293 влили в состав образованного НИИ-1 НКАП и преобразовали в отдел прямоточных двигателей, а затем - в институтское КБ-2. В августе 1947 г. М.М. Бондарюк был назначен главным конструктором КБ.

В 1946-1947 гг. прошли заводские испытания еще два экспериментальных самолета Ла-126 и Ла-138, оборудованные ПВРД РД-430 с камерой сгорания (КС) диаметром 430 мм (в дальнейшем именно диаметр КС нередко обуславливал индекс "изделия"). Из опыта работ по применению ПВРД на дозвуковых самолетах стало ясно, что их полет с увеличенной скоростью продолжался относительно недолго, зато все остальное время самолет "таскал" двигатель впустую, что снижало его скорость и дальность.

Более перспективным направлением сочли оснащение ПВРД беспилотных крылатых снарядов и экспериментальных ЛА. Под общим руководством Бондарюка разрабатывался ряд одноконтурных дозвуковых ПВРД, таких как РД-165 (проект двигателя для установки на концах лопастей несущего винта экспериментального вертолета И.П. Братухина), РД-350, РД-007 (проект 1947-1948 гг. для самолета-снаряда "10Х" как альтернатива пульсирующего воздушно-реактивного двигателя), РД-700 (он же РД-1). На основе РД-700, разработанного в 1948 г., был создан первый двухконтурный ПВРД РД-1А для опытного реактивного снаряда береговой обороны "Шторм" конструкции ОКБ завода № 293. На стенде были достигнуты тяга 1500 кгс и ресурс 1 ч при скорости снаряда, соответствовавшей М=0,8. Работы по этому ПВРД свернули до начала летных испытаний натурных снарядов.

Таким образом, в первый послевоенный период талантливый и энергичный коллектив, возглавляемый М.М. Бондарюком и его заместителем Г.А. Варшавским, сумел создать ряд работоспособных конструкций ПВРД. Основными работниками КБ являлись А.Ф. Макеев, И.М. Вишнепольский, И.Б. Леванов, С.М. Родин, Ю.Н. Глазунов, Н.Д. Домарев, Ю.К. Ефимов, И.А. Куратов, К.И. Платонов, Е.Я. Губер и другие. 1 октября 1950 г. коллектив был выделен из состава НИИ-1 МАП и получил возможность работать самостоятельно. Главным конструктором образованного ОКБ-670 МАП стал М.М. Бондарюк.

В 1950 г. для самолета-мишени спроектировали и построили опытный двухконтурный дозвуковой ПВРД РД-800. Он послужил основой для разработки в 1951-1952 гг. двигателя РД-900 для самолета-мишени Ла-17. Двигатель максимальной тягой 1100 кгс предназначался для работы на высотах 2:8 км при скоростях полета, соответствующих числам М=0,42:0,73. РД-900 стал первым изделием ОКБ, выпускавшимся серийно в 1954-1958 гг. на куйбышевском заводе № 24, и одновременно последним дозвуковым ПВРД коллектива М.М. Бондарюка.

С конца 40-х гг. начались первые теоретические и конструкторские проработки сверхзвуковых ПВРД (СПВРД), которые в дальнейшем показали свою незаменимость для беспилотных боевых ЛА (ЗУР, КР, самолетов-разведчиков), летающих на скоростях М >3,0 и высотах свыше 15:20 км. Здесь СПВРД превосходит РДТТ и ЖРД по экономичности, а ТРД - по сообщаемой аппарату скорости.

Проведение ряда научных изысканий, экспериментов с моделями сверхзвуковых диффузоров позволило пополнить теоретический и практический багаж и перейти к созданию натурных образцов СПВРД. Еще в 1949-1950 гг. в ОКБ был создан первый отечественный одноконтурный ПВРД РД-550, работающий при сверхзвуковых скоростях воздушного потока. Он был очень простым по конструкции, не имел агрегатов регулирования, являлся чисто экспериментальным и предназначался для беспилотной летающей модели ЛМ-15 (разработанной в ОКБ-293 МАП под руководством М.Р. Бисновата и В.Н. Елагина). Летные испытания РД-550 проводились в ЛИИ на летающей лаборатории Ту-12 при скоростях, соответствовавших М=0,8, и в составе моделей на высотах до 8000 м при М=1,15:1,6. В сопловой части двигателя размещался сбрасываемый стартовый пороховой двигатель (подобно РД-1А), разгонявший ЛМ-15 до скорости, необходимой для запуска СПВРД.

Следующим этапом явился переход от дозвукового и околозвукового диффузоров (с прямым скачком уплотнения), которые при скорости набегающего потока до М >2 создавали большие потери энергии, к сверхзвуковому диффузору с центральным телом, обеспечивающим организацию ступенчатой системы косых и прямого скачков уплотнения воздуха. Необходимость натурной отработки заставила сконструировать ракету - летающую лабораторию для первого такого экспериментального двигателя РД-025. Уже в 1952 г. начались испытания двигателя на баллистической двухступенчатой ракете "025". После отделения стартового РДТТ первой ступени работающий СПВРД обеспечивал разгон ракеты до числа М=3,2:3,4 и набор высоты до 15 км. Дальность полета составила 70 км. Результаты работы сочли удачными, и они легли в основу проектирования новых СПВРД других ракет.

Во второй половине 50-х гг. на основе ракеты "025" и двигателя для нее в ОКБ под руководством ведущего конструктора И.М. Вишнепольского были спроектированы более совершенные образцы: "034" с РД-034 (первый СПВРД, построенный по интегральной схеме с несбрасываемым пороховым ускорителем, расположенным в камере сгорания), "036" с РД-036, "036А" с РД-036А. Их предполагалось использовать в качестве боевых тактических ракет. Однако эти изделия, в том числе "036" системы "Вихрь", не были приняты на вооружение, хотя и являлись перспективными. Помимо боевых, по заданию Центральной аэрологической обсерватории разрабатывалась двухступенчатая ракета "036М" (с РД-036М) для выполнения исследований на высотах до 130 км. Все указанные двигатели имели несбрасываемый пороховой ускоритель, расположенный в КС.

Для экспериментальной крылатой ракеты (ЭКР) дальнего действия, спроектированной в ОКБ-1 С.П. Королева в 1952-1954 гг., создавался маршевый одноконтурный СПВРД с искривленным каналом воздухопровода. РД-040 проходил всесторонние доводочные испытания на стенде, а с лета 1954 г. - официальные заводские испытания, после чего был предъявлен на госиспытания. Проект двигателя обещал получение высоких характеристик: высотности 16:26 км, скорости, соответствовавшей М=2,9:3,3, и продолжительности работы 9 ч. Впервые СПВРД был оборудован турбонасосным агрегатом (ТНА) и автоматикой регулирования подачи топлива. Однако от реализации проекта ЭКР с проектной массой 3,0:3,5 т и дальностью 1500:2000 км отказались еще на этапе проектирования.

Следующим крупным шагом в деятельности ОКБ-670 стало создание мощных маршевых СПВРД для стратегических межконтинентальных крылатых ракет "Буря" (ОКБ-301 МАП С.А. Лавочкина) и "Буран" (ОКБ-23 МАП В.М. Мясищева) по постановлению ЦК и Совмина СССР от 20 мая 1954 г. Для первой КР разрабатывался двигатель РД-012У (ответственный ведущий конструктор И.Б. Леванов), для второй - РД-018А (Ю.К. Ефимов).

В процессе проектирования (в 1954-1956 гг.) РД-012У конструкторами было рассмотрено несколько компоновочных схем КС, модели которых отрабатывались на стендах ЦАГИ. К 1957 г. по окончании всего комплекса стендовой отработки РД-012 был подготовлен к летным испытаниям. Однако в 1958 г. были получены новые ТТТ заказчика (ОКБ-301), и разработчикам из ОКБ-670 пришлось расширять высотный диапазон запуска двигателя и повышать его экономичность. Доработанный двигатель с укороченной камерой сгорания РД-012У с КС диаметром 1700 мм, оборудованный ТНА и системой регулирования, прошел полный цикл заводских и совместных летных испытаний (18 пусков) в составе КР "Буря". Двигатель продемонстрировал высокую надежность работы в экстремальных условиях на больших скоростях, при высоких температурах, что свидетельствовало о правильности заложенных конструкторских принципов. Маршевая скорость "Бури" на высоте 16:25,5 км соответствовала М=2,8-3,3. Двигатель непрерывно работал в течение 6 ч, его тяга доводилась до 12 900 кгс. Расчетную дальность полета 8000 км не удалось получить по причинам, не зависящим от СПВРД. В то время ни один из существовавших или разрабатывавшихся ЛА не имел столь высоких характеристик; многие из них не превзойдены и сегодня. В ходе работ по РД-012У был проведен комплекс фундаментальных теоретических исследований, освоены новые технологии и материалы, сооружено несколько стендов, разработаны методики испытаний, используемые и по сей день. В ходе стендовой отработки двигатель РД-018А, создававшийся в 1957-1958 гг. для крылатой ракеты "Буран", также продемонстрировал выдающиеся характеристики.
Помимо стратегических "крылаток", ОКБ Березняка интенсивно разрабатывало СПВРД для зенитных управляемых ракет (ЗУР) и противоракет. Пик развития этих работ пришелся на конец пятидесятых и первую половину шестидесятых годов.

Вначале на основе конструкции снаряда "025" была построена экспериментальная двухступенчатая ракета КМ с крестообразным оперением и двигателем РД-025. Она предназначалась для изучения влияния углов атаки на работу двигателя. Всего было выполнено около 10 испытательных пусков ракет КМ. СПВРД удовлетворительно работал при углах атаки до 7° (при холодных продувках - до 11°). Двигатель надежно запускался при скоростях, соответствовавших числам М=1,91:1,98, на высотах 1100...1300 м, имел время работы до 19,75 с и эффективную тягу 300:600 кгс.

Результаты экспериментов с ракетой "КМ" легли в основу работ по созданию зенитной управляемой ракеты 3М8 для зенитного ракетного комплекса 2К11 "Круг" (постановление ЦК и Совмина СССР № 188-88 от 13 февраля 1958 г.). Разработка самой ЗУР была поручена ОКБ-8 (главный конструктор Л.В. Люльев), а создание маршевого СПВРД для нее - ОКБ-670 (ответственный ведущий конструктор И.Б. Леванов). Изначально для первого варианта 3М8, компоновка которого включала четыре автономных СПВРД, расположенных симметрично относительно оси ракеты, разрабатывался одноконтурный РД-07 с КС диаметром 350 мм, начальной тягой около 1650 кгс и диапазоном чисел М=1,8:4,0. Однако после перехода к однодвигательной схеме 3М8 (пришлось спроектировать новый маршевый одноконтурный РД-07К диаметром 850 мм, который располагался непосредственно в корпусе ракеты. Его мощность была вчетверо больше, чем у РД-07. Подача топлива осуществлялась от ТНА. При создании РД-07К пришлось освоить технологию изготовления камеры сгорания из титанового сплава СТ-4, что обеспечило снижение массы двигателя на 28 %. Экспериментальные и доводочные испытания различных компоновок двигателя проводились в 1959 г., летные в составе ЗУР - в 1960-1964 гг. Заложенные в двигатель тягой до 7800 кгс возможности обеспечили досягаемость по высоте до 25,5 км и диапазон чисел М=1,8:4,0. В 1964 г. Сухопутные войска и Войска ПВО страны приняли на вооружение зенитный ракетный комплекс с первой отечественной ЗУР, у которой в качестве маршевой двигательной установки использовался СПВРД 3Ц4 (РД-07К). Серийное изготовление началось в том же году на заводах в Челябинске и Тюмени. Данный тип двигателя стал, без сомнения, классическим и выдержал три модификации. Затем появились улучшенные 3Ц4М1 и 3Ц4М2 для модернизированных ЗУР 3М8М1 и 3М8М2.

Параллельно с созданием РД-07К в соответствии с постановлением Совмина № 944-397 от 30 августа 1960 г. в ОКБ разрабатывалась модификация этого СПВРД (РД-09) для морского варианта ЗУР комплекса "Круг", однако в следующем году тему исключили из плана.

В качестве маршевого двигателя для дальнего высотного беспилотного перехватчика Р-500 конструкции ОКБ-155 МАП в 1959-1960 гг. на базе конструкции РД-08А разрабатывался маршевый СПВРД РД-085 с КС диаметром 850 мм. Он должен был обеспечивать полет со скоростями, соответствующими М=2,2:4,45 на высотах 5:30 км, и дальность до 1000 км. Особенностью конструкции двигателя было размещение в центральной игле диффузора порохового двигателя для подъема Р-500 на высоту в 35 км. Прорабатывался вариант регулируемого диффузора. Работы были прекращены на этапе доводки двигателя. Основными участниками разработки РД-085 были С.В. Беспалов, И.М. Вишнепольский, Ю.Н. Глазунов, А.П. Киселев, Б.Ф. Кожемякин, Я.С. Черняк и др.

Для другой опытной ЗУР системы "Даль" в соответствии с постановлением Совмина от 17 августа 1956 г. ОКБ-670 разработало разгонно-маршевые СПВРД с КС диаметром 850 мм. Два двигателя, расположенных на концах крыльев, должны были обеспечивать разгон ракеты с М=2,0 на высоте 1500 м до М=3,5:4,0 на 25:30 км и дальнейший полет. С учетом потребностей заказчика двигатель был максимально форсирован по тяге. Все агрегаты смонтировали в центральном теле диффузора. Просчитывались три варианта: РД-08 (с регулируемым соплом), РД-08А (упрощенный с нерегулируемым соплом) и РД-08Б (форсированный путем использования кислородосодержащего топлива). Двигатели и ТНА прошли стендовые испытания в 1958-1960 гг.

На основании постановления ЦК КПСС и Совмина № 898-375 от 15 августа 1960 г. коллектив проводил исследования и разработку СПВРД РД-014 для оснащения ЗУР системы "Даль-М". Четыре двигателя предполагалось установить по бокам ракеты и использовать в качестве ускорителей второй ступени при М=1,7:3,5 на высотах 1,5:20 км. Все агрегаты и топливо аналогично РД-085 располагались в центральном теле диффузора. Различные компоновки КС с конца 1960 г. проходили стендовые испытания. В конструкторских и экспериментальных работах принимали участие Г.А. Варшавский, Б.Н. Журавлев, Ю.Я. Фишков, Е.Я. Губер и другие. Программу ЗРК "Даль-М" закрыли в 1962 г.

Важным этапом для ОКБ-650 явилось создание двигательной установки, состоявшей из четырех СПВРД РД-015 и предназначавшейся для разрабатываемой в ОКБ П.Д. Грушина высокоскоростной противоракеты В-1100 (А-350) системы ПРО А-35. Двигатели РД-015 размещались по пакетной схеме на пилонах и составляли 2-ю ступень ракеты. Одноразовость и кратковременность действия СПВРД позволили применить одноконтурную схему КС и использовать вместо ТНА баллонную систему топливоподачи, что упростило и облегчило конструкцию (всего 200 кг). После сброса сопел стартовых РДТТ 1-й ступени должен был осуществляться выход СПВРД на рабочий режим и дальнейший разгон до М=4:5 и набор высоты 13:20 км, где включалась в работу 3-я ступень.

Проводившиеся с 1959 г. разработки СПВРД шли в двух направлениях. Создавался вариант двигателя РД-015, работавший на керосине, и твердотопливный вариант РД-015Т (ракетно-прямоточный). В том же году осуществлялась отработка КС жидкостного РД-015 на стендах ЦАГИ и ЦИАМа. С июля 1960 г. были продолжены работы только по ракетно-прямоточному варианту (для ракеты А-350Т). Ведущим конструктором темы был Ю.К. Ефимов.

В соответствии с приказом минавиапрома № 121 от 17 апреля 1964 г. в качестве 2-й ступени создавался СПВРД РД-046 для опытной трехступенчатой зенитной ракеты В-758 ("22Д") конструкции ОКБ-2 МАП (главный конструктор П.Д. Грушин). Рабочий проект РД-046, ведущим конструктором по которому был назначен Ю.К. Ефимов, закончили в декабре 1965 г., в том же году начались летные испытания двигателей в составе ЗУР. Четыре двигателя, размещенные на крыльях, разгоняли ракету до чисел М=4,0...4,8 на высоте до 20:25 км. Всего было проведено 5 пусков.

По постановлению ЦК КПСС и Совмина № 47-22 от 13 января 1972 г. под руководством ведущего конструктора Ю.К. Ефимова велись работы по ПВРД 9Д131 для зенитной ракеты 9М38 (МКБ "Новатор", главный конструктор Л.В. Люльев), предназначенной для комплексов 9К37 "Бук" и М-22. Но в серию ЗРК "Бук" пошел с ракетой, оснащенной другим двигателем - твердотопливным.

Тематика деятельности ОКБ-670 постоянно расширялась. Коллективом создавались проекты СПВРД для зенитных управляемых, крылатых, баллистических ракет и беспилотных ЛА. Кроме того, ОКБ бралось за новые области деятельности. Велись работы по бортовым источникам электропитания (БИП), гиперзвуковым ПВРД (ГПВРД), ядерным реактивным двигателям (ЯРД) и ядерным энергетическим установкам (ЯЭУ) для космических аппаратов. Во многом успешность работы всего коллектива была тесно увязана с личностью его лидера - М.М. Бондарюка.

Дозвуковой ПВРД РД-900 на летающей лаборатории Ту-14
Крылатая ракета "Буря" в сборочном цехе	Экспериментальная ракета "025" с ПВРД РД-025 на второй ступени
Полноразмерный макет крылатой ракеты "Буря"	СПВРД РД-014 для ЗУР "Даль-М"
Зенитная ракета 3М8 с СПВРД РД-07К