(Продолжение. Начало в № 1, 2 -2004)

На всех девятицилиндровых моторах А.Д. Швецова для устранения крутильных колебаний коленчатого вала применялись демпферы колебаний. Для этого один из противовесов вала был закреплен на щеке вала не жестко, а на двух пальцах, которые позволяли противовесу прокачиваться в противофазе основным колебаниям. На моторах М-62ИР с 1941 г. такие демпферы устанавливались на обеих щеках коленчатого вала для демпфирования крутильных колебаний, передаваемых на его носок от воздушного винта через редуктор. В связи с тем, что транспортные и гражданские самолеты в то время практически не летали выше 2000…2500 м, мотор М-62ИР оснащался простым и надежным односкоростным приводным центробежным нагнетателем (ПЦН).
В 1939-1940 гг. в ОКБ Швецова был сделан последний опытный однорядный мотор М-64, форсированный по взлетной мощности до 1200…1300 л.с. Мотор имел довольно напряженные удельные параметры: его взлетная литровая мощность составляла 41,3 л.с, а среднее эффективное давление на том же режиме 15,5 кгс/см2, т.е. существенно больше, чему М-71 и М-81. Тем не менее, мотор, как говорится, "получился". Он прошел госиспытания в 1940 г. и мог быть сравнительно легко запущен в серию, так как его внедрение не сопровождалось коренной технологической перестройкой серийного завода. Одновременно с проведением комплекса госиспытаний в производство была запущена малая установочная серия. Однако в полномасштабное серийное производство М-64 не пошел по двум важнейшим причинам. Во-первых, его доводка оказалась сопряженной с определенными трудностями, а, во-вторых, его мощность к этому времени была уже недостаточна для новых боевых самолетов.
Таким образом, к 1939-1940 гг. взлетная мощность однорядных звездообразных моторов воздушного охлаждения конструкции ОКБ А.Д. Швецова увеличилась с 625 до 1100 л.с., а номинальная - с 625 до 930 л.с. Это, естественно, привело к утяжелению моторов: до 515 кг у М-63 по сравнению с 440 кг у М-25, однако удельная масса при работе мотора на номинальном режиме снизилась с 0,704 до 0,554 кг/л.с. Высотность увеличилась от 2000 м у мотора М-25 до 4500 м у М-63.
В конце тридцатых годов ОКБ приступило к разработке трех основных типов двухрядных звездообразных моторов: 14-цилиндровых М-81 и М-82 и 18-цилиндрового М-71. Двигатели М-71 и М-81 имели такие же размеры цилиндров, как и все девятицилиндровые "звезды" Швецова - диаметр цилиндра 155,5 мм и ход поршня 174,5 мм. По конструкции цилиндров, поршней и шатунов они мало отличались от своих однорядных предшественников. При создании двухрядных моторов довольно много деталей позаимствовали от серийных моторов - это облегчало изготовление опытных образцов и внедрение их в серию, поскольку производственные возможности опытного цеха ОКБ были еще недостаточными.
В 1940 г. мотор М-81 взлетной мощностью 1600 л.с. (номинальная - 1300 л.с. на высоте 5200 м) прошел госиспытания и был установлен на истребителе Н.Н. Поликарпова И-185 вместо предполагавшегося по проекту двигателя М-90, который еще не был доведен запорожским заводом до требуемого уровня мощности и надежности. Первый вылет И-185 М-81 состоялся 11 января 1941 г. В указанный период времени М-81 оказался самым мощным из отечественных моторов, пригодных для проведения летных испытаний. Однако он имел мощность на 400 л.с. меньшую, чем М-90, поэтому истребитель продемонстрировал недостаточную максимальную скорость и скороподъемность. Вскоре проблемы с М-90 в определенной мере разрешились, да и ОКБ А.Д. Швецова стало предлагать самолетчикам значительно более мощный мотор М-71. В связи с этим дальнейшую разработку М-81 прекратили и самолеты, на которых предполагали его устанавливать, стали переделывать под М-71 и М-90. Среди этих самолетов были, кроме И-185, высотный бомбардировщик ДВБ-102 конструктора В.М. Мясищева, штурмовики Су-6 и Су-8 конструктора П.О. Сухого и некоторые другие.
Мотор М-71 имел взлетную мощность 2000 л.с. и номинальную 1550 л.с. на высоте 5500 м. Впоследствии в варианте М-71Ф, предназначенном для штурмовиков Су-6 и Су-8, взлетную мощность довели до 2200 л.с., а номинальную - до 1800 л.с. на высоте 3800 м. Естественно, что с двигателем М-71 истребитель И-185 имел значительно лучшие летные данные, нежели с менее мощным М-81. Первый полет И-185 с М-71 состоялся 8 апреля 1941 г. После завершения летных испытаний весной 1942 г. двигатель М-71 и истребитель И-185 были рекомендованы к серийному производству. Несколько самолетов успешно прошли войсковые испытания на Калининском фронте в 728-м истребительном авиационном полку. Строевые летчики отмечали прекрасные летные характеристики истребителя и рекомендовали срочно развернуть его серийное производство. Так, командир полка В.С. Василяка в своем отзыве указывал: "В настоящее время самолет И-185 является лучшим самолетом истребительного типа".
Параллельно проводились государственные испытания первого серийного образца (эталона) И-185. В ходе их было отмечено несколько отказов мотора, один из которых привел к аварии. А.Д. Швецов получил задание срочно устранить обнаруженные дефекты, что и было сделано. Однако в апреле 1943 г. во время доводочных испытаний самолет потерпел катастрофу, погиб известный летчик-испытатель В.А. Степанченок. Непосредственной причиной аварии явилось засорение жиклера карбюратора грязным бензином, но в итоге доверие к самолету и мотору было подорвано. Это оказалось на руку тем силам в наркомате авиапромышленности, которые недоброжелательно относились к Н.Н. Поликарпову и всячески вставляли ему "палки в колеса". Вскоре все работы по И-185 были прекращены (между тем, в акте НИИ ВВС КА по результатам госиспытаний эта машина оценивалась как "лучший из известных отечественных и иностранных истребителей"). Решение наркомата нанесло серьезный удар и по программе мотора М-71, но у Швецова оставалась надежда на более мощный, хоть и менее высотный вариант М-71Ф, который предназначался для штурмовиков Су-6 и Су-8. Однако очень неплохой штурмовик Су-6, имевший серьезные преимущества перед широко известным Ил-2, также не стал серийным несмотря на то, что его конструктор П.О. Сухой получил за создание машины Сталинскую премию. Сыграло свою роль вполне понятное в годы войны нежелание начинать серьезную перестройку производства, чреватую сокращением выпуска самолетов и моторов. Кроме того, отношение к П.О. Сухому у руководства страны в те годы было негативным (говорят, И.В. Сталин был серьезно рассержен на него из-за отказа Павла Осиповича возглавить ОКБ-22 после гибели конструктора В.М. Петлякова в авиационной катастрофе).
При анализе причин весьма сдержанного отношения отечественных авиационных руководителей к моторам воздушного охлаждения в конце тридцатых - начале сороковых годов прошлого столетия следует также иметь в виду, что именно тогда на самолетах, оснащенных "звездами" М-87 и М-88, погибли известнейшие всей стране летчики-испытатели В.П. Чкалов и Т.П. Сузи. "Ишаки" и бипланы И-15бис с моторами М-25 в небе Испании не смогли "на равных" сражаться с новейшими немецкими истребителями В. Мессершмитта. Моторы водяного охлаждения и оснащенные ими самолеты на какой-то период времени по ряду важнейших характеристик (моторы - по удельной мощности и так называемому "удельному лбу", то есть по мощности, отнесенной к площади миделевого сечения, а самолеты, главным образом, по скорости и скороподъемности) вырвались вперед, в определенной степени скомпрометировав "звезды". Почти все серийные истребители нового поколения во всем мире в конце тридцатых годов создавались в расчете на V-образные моторы жидкостного охлаждения. "Видимо, немецкий самолет Мессершмитта с подобным двигателем у многих стоял перед глазами", - заметил впоследствии нарком А.И. Шахурин.
Однако не прошло и двух-трех лет после безоговорочного триумфа моторов, охлаждаемых водой или этилен-гликолем, как двигателестроители смогли найти технические решения, обеспечившие резкое улучшение важнейших характеристик моторов воздушного охлаждения. Более того, многие дальновидные специалисты, в том числе начальник истребительного отдела НИИ ВВС КА военинженер I ранга А.С. Воеводин и сам начальник научно-исследовательского института ВВС в предвоенный период генерал-майор А.И. Филин, считали мотор воздушного охлаждения принципиально более подходящим для истребителя (он отличался повышенной живучестью и при атаке "в лоб" служил своеобразной броней для пилота).
Из трех двухрядных моторов, проектирование которых было начато в ОКБ А.Д. Швецова, больше других повезло разработанному в инициативном порядке принципиально новому двигателю М-82, ведущим конструктором по которому был И.П. Эвич. "Восемьдесят второй" представлял собой 14-цилиндровую двухрядную "звезду" с тем же диаметром цилиндров, что и у предшествующих швецовских моторов, но с укороченным до 155 мм ходом поршня. Это позволило существенно уменьшить габаритный диаметр - до 1260 мм вместо 1375 мм у прежних моторов. Удлиненный носок картера обеспечивал хорошее капотирование и снижал аэродинамическое сопротивление мотоустановки. Оригинально была решена задача создания картера сложной конструкции. Новыми, естественно, стали коленчатый вал и редуктор.
Мотор М-82А оснащался беспоплавковым карбюратором АК-82БП. По сравнению с аналогичными поплавковыми агрегатами АК-82БП отличался простотой регулировки и мог работать при любом положении самолета без изменения качества питания. Для обеспечения постоянной частоты вращения винта применялся регулятор типа Р-7.
Судьба серийного производства М-82 не раз повисала на волоске. В первый раз это случилось весной 1941 г., когда полным ходом шло перевооружение ВВС истребителями с моторами жидкостного охлаждения. "Ишаки" и "Чайки" со звездообразными однорядными двигателями доживали свой век, и в наркомате авиапромышленности родилась идея: переориентировать пермский завод № 19 на производство рядных V-образных двигателей, которых остро не хватало. В то время секретарем Пермского обкома партии был Н.И. Гусаров, который оказывал всемерную поддержку ОКБ и серийному заводу. Может быть, известное значение имело то, что Гусаров по образованию был авиационным инженером - он окончил МАИ в одном из первых выпусков. Именно ему довелось сообщить А.Д. Швецову печальную весть о том, что завод решено перепрофилировать на выпуск моторов водяного охлаждения. А это, по существу, означало, что темпы работ по созданию и внедрению в серию новых швецовских двигателей резко снизятся, а может быть и прекратятся вовсе, так как без помощи серийного завода трудно было рассчитывать на их быстрое освоение. Другого серийного завода с аналогичным технологическим уровнем в стране не было. Казалось, все кончено. Однако Гусаров, поверив в высокие качества мотора М-82, направил в ЦК ВКП(б) письмо с выражением несогласия с принятым решением. Вскоре раздался звонок из Москвы, из оборонного отдела ЦК. В решительном тоне Гусарову выговорили за опрометчивый поступок. Секретарь обкома попросил об одном: вызвать его в Москву для личного объяснения. Его вызвали и направили на завод № 24 - учись, как налаживать производство двигателя водяного охлаждения. На выполнение этого указания выделили десять дней.
На четвертый день утром он написал заявление - еще раз прошу пересмотреть принятое решение …и уехал в Пермь.
Сталин вызвал Швецова и стал расспрашивать: в чем состоят преимущества моторов воздушного охлаждения? Швецов перечислил сильные стороны "звезд".
Нужно было донести до генсека главное, и он стал говорить о возможностях совершенствования двигателя. Сталин задал еще один вопрос: в случае перестройки, сколько потребовалось бы единиц оборудования. Швецов повторил цифру, названную Гусаровым. Сталин задумался: получалось, что решение наркомата действительно было недостаточно взвешенным.
В конце концов постановление о перепрофилировании завода № 19 было отменено, и 22 мая 1941 г. мотор М-82, успешно прошедший госиспытания, был запущен в серийное производство. Через месяц началась война. Однако, поскольку отмененное постановление предусматривало также и отказ от разработки самолетов, оснащенных двухрядными моторами Швецова, то к началу войны на М-82 не нашлось "потребителя". К концу июля 1941 г. на заводском складе уже находились 700 новых моторов М-82, которые никому не были нужны. Впрочем, наркомат авиапромышленности разослал всем самолетным ОКБ задание срочно спроектировать модификации машин с новым мотором воздушного охлаждения, но в условиях начавшейся войны главные конструкторы не спешили выполнять это распоряжение. В наиболее короткие сроки отреагировали П.О. Сухой, выпустивший малую серию легкого бомбардировщика Су-2 с М-82, а также А.Н. Туполев, которому из-за отсутствия двигателя АМ-37 пришлось переделать силовую установку своего самолета "103" (впоследствии название изменилось на Ту-2). Что касается опытных машин, то тут быстрее всех отреагировало микояновское ОКБ - первый полет самолета И-210 (фактически варианта МиГ-3 с мотором М-82) состоялся 23 июля 1941 г. В августе 1941 г. к созданию варианта истребителя Як-7 с М-82 приступили в ОКБ А.С. Яковлева. Заводские испытания машины начались в январе 1942 г. Следует признать, что ни микояновцам, ни яковлевцам на первых порах не удалось создать истребитель, оснащенный М-82, с "приличными" летными данными. Успех выпал на долю третьего отечественного истребительного ОКБ, во главе которого находился С.А. Лавочкин.
Напомню читателю о том, что при организации серийного производства летные данные самолета ЛаГГ-3, оснащенного V-образным мотором М-105П, не удалось сохранить на уровне опытного образца (И-301). Более того, “ЛаГГ” в этом смысле пострадал, видимо, больше любого отечественного самолета того периода: его масса выросла на 200…300 кг, а скорость уменьшилась почти на 60 км/ч. Столкнувшись в небе с более совершенными "мессершмиттами", наши фронтовые летчики с горечью расшифровывали “ЛаГГ” как "лакированный гарантированный гроб". Необходимо было срочно увеличить мощность установленного на истребитель двигателя, и единственным реальным кандидатом на роль обновленного "сердца" для ЛаГГ-3 был мотор М-82.
О внедрении мотора М-82 на ЛаГГ-3 вспоминал Александр Иванович Валединский. В феврале 1942 г. его вызвал к себе Швецов и сказал: "На заводе № 21 конструктор С.А. Лавочкин по заданию правительства переделал свой ЛаГГ-3 под установку на него М-82, но что-то там не ладится. Организуйте бригаду, поезжайте, разберитесь, в чем дело, постарайтесь помочь".
Бригада в составе А.И. Валединского, механика Б.Я. Вертошко, ведущего конструктора И.П. Эвича срочно выехала в Горький. Там они застали печальную картину. Конструкторскому бюро Лавочкина приказали переехать на другой завод, уже были поданы вагоны. Доложив о цели приезда, командированные из Перми прошли в цех к единственному еще не отправленному самолету. Здесь же приняли решение: изменить воздухозаборник карбюратора, сделать его более коротким. Семен Алексеевич согласился с этим доводом - мотору не хватало воздуха. За ночь медник выколотил новый заборник воздуха, который, кстати, обеспечивал использование еще и скоростного напора от набегающего потока воздуха.
Заводской летчик Мищенко, сделав один полет, не узнал самолета. Он показал скорость, которую не имел в то время ни один немецкий истребитель.
О результатах сообщили в Москву, и нарком А.И. Шахурин приказал срочно создать государственную комиссию для проведения официальных испытаний. Через несколько дней на заводе № 21 стало известно, что ГКО принял самолет с двигателем М-82 на вооружение, присвоив ему наименование Ла-5.
Мотор был довольно быстро доведен, он получился очень хорошим, вполне надежным, простым в эксплуатации и очень живучим. Были случаи прихода истребителей с боевого задания с пулевыми и осколочными пробоинами цилиндров, причем мотор сохранял работоспособность, обеспечивая выход из боя и благополучное возвращение на аэродром. На самолетах с моторами водяного охлаждения любая пробоина, скажем, в блоке цилиндров приводила к почти немедленному выходу мотора из строя.
В 1942 г. была выпущена модификация под маркой М-82Ф, которая отличалась от М-82А неограниченным временем работы на взлетном (форсажном) режиме. Этого удалось добиться после анализа дефектов (их было немного), выявленных при эксплуатации и при проведении нескольких длительных испытаний. В декабре 1942 г. соответствующие конструктивные улучшения были введены в механизм двухскоростной передачи ПЦН и в маслосистему. Кстати, уже тогда Швецов предложил методику проведения испытаний с использованием так называемых эквивалентных циклов, когда превалирует наработка на режимах, особо напряженных для двигателя.
Несколько слов об отношении Швецова к испытаниям. Он всегда считал, что их результат окончательный и исключает дискуссии. Аркадий Дмитриевич всячески поддерживал такой порядок.
Нет надобности говорить о том, какое значение для боевой работы истребителя имела способность М-82Ф работать без ограничения времени на форсаже: до высоты примерно 1500…1600 м мотор в условиях боя имел лишних 200...300 л.с. мощности!
Наиболее распространенные серийные двухрядные "звезды" союзников (американские "Райты", "Пратт энд Уитни" и английский Бристоль "Геркулес") заметных достоинств перед М-82 не имели, но по габаритам все они были больше. Вместе с тем, следует заметить, что немецкий мотор БМВ-801 обладал важным преимуществом - он оснащался единым блоком управления режимами. Все управление работой мотора было выведено на один рычаг, связанный с системой, которая автоматически устанавливала соответствующий состав смеси, величину давления наддува, шаг винта и пр. На наших моторах летчику приходилось действовать при этом тремя рычагами: сектором газа, ручкой регулятора наддува и управлением регулятора числа оборотов (шагом винта). Это, конечно, усложняло работу пилота.
За создание мощного авиационного мотора М-82 руководителю ОКБ-19 А.Д. Швецову 24 января 1942 г. было присвоено звание Героя Социалистического Труда. Кроме того, постановлением СНК Союза ССР № 485 от 10 апреля 1942 г. за создание авиамотора М-82 А.Д. Швецову присуждалась Сталинская премия.

Мотор воздушного охлаждения М-82ФН	Изучение конструкции силовой установки истребителя Ла-5 с мотором М-82Ф

(Продолжение следует)