(Продолжение, начало в №№ 5-6, 2000 г. и №1, 2001 г.)

Техническая мысль в коллективе В.Я. Климова развивалась стремительно. Не успели конструкторы завершить госиспытания по турбореактивным двигателям ВК-1 и ВК-1Ф, приступить к проектированию турбовинтового двигателя ВК-2, как бригады стали получать от главного конструктора задания, связанные с предварительными проработками турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД).

В.Я. Климова увлекла идея такого двигателя. Он увидел в нем большую перспективу и будущее, чего нельзя сказать о других советских авиаконструкторах. Даже А.М. Люлька, разработавший еще в конце 30-х годов проект ТРДД, приступил к созданию двухконтурного двигателя АЛ-31Ф только в 1976 г. Недооценка идеи двухконтурности предопределила отставание СССР в этой области двигателестроения. Проект Климова был встречен скептически и на обсуждении в ЦИАМе. Отрицательно отнесся к этой идеи А.А. Микулин.

В 1951 г. в ОКБ приступили к разработке эскизного, а затем и рабочего проектов двигателя. Ему был присвоен индекс ВК-3. Конструктивно двигатель состоял из десятиступенчатого осевого компрессора с двумя первыми сверхзвуковыми ступенями, кольцевой камеры сгорания, осевой трехступенчатой турбины, двенадцати труб второго контура, камеры смешения и форсажной камеры с регулируемым сверхзвуковым соплом. За первыми двумя ступенями компрессора производился отбор воздуха во второй контур и трубами передавался в камеру смешения.

Степень двухконтурности изменялась в зависимости от режима работы двигателя. Максимальная двухконтурность (около 0,5) достигалась на крейсерском режиме, а минимальная двухконтурность (около 0,25) - при полете на наибольшей скорости и на взлетном режиме. Смешение потоков первого и второго контуров регулировалось путем изменения соотношения площадей входа в камеру смешения.

Взлетная тяга двигателя составляла 5730 кгс без форсажа и 8440 кгс на форсажном режиме. Удельный расход топлива 1,85 кг/кгс·ч на форсажном режиме, 0,96 кг/кгс·ч на взлетном режиме и 0,73 кг/кгс·ч на крейсерском режиме. Температура газов перед турбиной - 1180К, степень сжатия 12. Габаритные размеры: длина - 6140 мм, диаметр - 1100 мм. Сухая масса - 1850 кг.

Двигатель ВК-3 предназначался для высотного сверхзвукового истребителя И-3 (И-380) конструкции А.И. Микояна, начатого постройкой в июне 1953 г. Расчетная скорость при взлетной массе 8954 кг составляла у земли 1274 км/ч, на высоте 10000 м - 1775 км/ч. Однако этому истребителю не суждено было подняться в воздух. Параллельно с работами над И-3 велась разработка перехватчика И-3П (И-410), а в 1954-1955 гг. велось проектирование усовершенствованного И-3У.

В двигателе применялись новые для того времени сверхзвуковые ступени компрессора из титанового сплава. Использование титана обеспечило прочность дисковых замков и самих дисков и дало ощутимый выигрыш в весе. Проектирование и профилирование сверхзвуковых лопаток было совершенно новым делом для специалистов ОКБ (как и для всех остальных ОКБ).

Почти в течение полутора лет велись исследования в термобарокамере, где была отработана система включения топливных коллекторов, стабилизация горения, процесс регулирования смещения и регулирования сверхзвукового сопла.

После пятилетней работы двигатель был доведен до необходимой надежности и заданного уровня основных характеристик. В 1956 г. двигатель прошел государственные испытания на ресурс 100 ч. Таким образом, ВК-3 первым в СССР проложил дорогу турбореактивным двухконтурным двигателям.

Летные испытания истребителя-перехватчика И-3У проходили на базе ЛИИ в Москве. Истребитель испытывал талантливый летчик-испытатель Георгий Константинович Мосолов. В 1956 г. были получены выдающиеся для того времени результаты: скорость истребителя при взлетной массе 9220 кг достигала 1960 км/ч, а потолок - более 18000 м. Испытания успешно завершились, однако по "организационным" причинам программу И-3У свернули. За создание двигателя ВК-3 большая группа конструкторов, экспериментаторов и испытателей была награждена орденами и медалями.

В 1953 г. на базе ВК-3 начал разрабатываться двигатель, получивший обозначение ВК-13. Предназначался он для истребителя А.И. Микояна, двухдвигательного самолета Як-30 конструкции А.С. Яковлева, перехватчика П-1 конструкции П.О. Сухого. Главным отличием этого двигателя было применение турбины, охлаждаемой воздухом, который продувался через сопловые и рабочие лопатки. Это позволило поднять температуру примерно на 250К (с 1150...1180 до 1400К). Повышение температуры дало возможность увеличить тягу двигателя на бесфорсажном режиме на 10 % при сохранении габаритов и массы двигателя. Кроме того, на форсажном режиме была увеличена степень форсирования с 1,35 до 1,45, что позволило довести тягу до ~10000 кгс.

Охлаждаемая турбина для ВК-13 в истории отечественной авиационной промышленности создавалась впервые.

Доводочные работы по двигателю проходили трудно из-за дефектов охлаждаемых лопаток. В 1960 г. работы по двигателю ВК-13 были прекращены волевым решением руководства отрасли.

Двигатель ВК-3 послужил базой для создания еще одного оригинального двигателя - двигателя "Д", который предназначался для тяжелого самолета С.В. Ильюшина. Оригинальность этого проекта заключалась в том, что вентилятор второго контура размещался над свободной одноступенчатой турбиной, которая располагалась за турбиной компрессора. Рабочая лопатка этой турбины разделялась на два яруса - верхний принадлежал вентилятору, а нижний - турбине. Между ярусами располагалось лабиринтное уплотнение.

Доводочные испытания проводились на полноразмерном двигателе. Была получена тяга около 8500 кгс. Как и в других случаях с двигателями серии ВК-3, в 1960 г. работы были прекращены на начальной стадии.

Вторая половина 50-х годов стала для ОКБ Климова неоднозначной. С одной стороны, удалось создать двигатели, отвечавшие требованиям мирового уровня, а с другой - ни один из них по тем или иным (но не конструкторским) причинам не был запущен в серийное производство. Но созданный научно-технический задел проявил себя в 70-х годах, когда под руководством С.П. Изотова был создан один из лучших в мире турбореактивных двухконтурных двигателей РД-33.

В.Я. Климов

(Продолжение следует)