СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОТОРОВ "ИСПАНО-СЮИЗА"12Y
ВЛАДИМИРОМ ЯКОВЛЕВИЧЕМ КЛИМОВЫМ

Владимир Котельников

(Окончание. Начало в № 3 - 2005)

Основным направлением работы В.Я.Климова по совершенствованию мотора "Испано-Сюиза" стал путь постепенной модернизации базовой французской конструкции. Следующим важным этапом работы конструктора стал мотор М-105, прослуживший советской авиации около 15 лет.

Этот мотор можно считать уже полностью советским, хотя он сохранил ряд принципиальных конструктивных решений французского прототипа. В сентябре 1938 г. советское правительство предложило руководству авиапромышленности заключить новый договор с фирмой "Испано-Сюиза" и получить от нее информацию о параллельных разработках, проводившихся во Франции. Начались переговоры. Но грянула Вторая мировая война… Так что Климову пришлось самостоятельно решать возникшие проблемы.

Переходной стадией к М-105 можно считать двигатель М-103А. Несмотря на то, что он считался модификацией М-103, от последнего он отличался довольно значительно. Моторы М-103 и М-103А были невзаимозаменяемы по цилиндро-поршневой группе. Новый внутренний диаметр цилиндра, равный 148 мм, стал нормой для всех последующих поршневых моторов В.Я. Климова. На М-103А удалось получить взлетную мощность 1000 л.с. По оценке НИИ ВВС, по своим характеристикам этот мотор был примерно эквивалентен французскому "Испано-Сюиза" 12Y51.

Возможно, именно М-103А имели в виду французские военные, когда в мае 1939 г. запросили советское правительство о возможности поставки двигателей "Испано".

Двигатель М-103А был запущен в серийное производство на заводе в Рыбинске в 1939 г. До начала 1941 г. он являлся основной продукцией предприятия. Однако это во многом было вынужденным шагом, обусловленным длительной доводкой нового мотора М-105. Проект М-105 разрабатывался еще с 1937 г. Он рассматривался как дальнейшее развитие М-103. По сравнению с последним у М-105 существенно усилили картер, коленчатый вал и др. Но главным являлся переход к трехклапанной головке. Изменения позволили достичь номинальной мощности 1020 л.с. при максимальной 1100 л.с.
Интересно, что подобным же путем пошли конструкторы чехословацкой фирмы "Авиа", создавшие на основе мотора "Испано-Сюиза" 12Ydrs свой 12Y1000C.

Первые образцы М-105 изготовили к концу 1937 г. и поставили на стенд. Но мотор не смог пройти даже достаточно кратких заводских испытаний. Тем не менее, в июле 1938 г. два опытных мотора смонтировали на опытном самолете ВИТ-2 ("воздушный истребитель танков"). Машина продемонстрировала неплохие летные данные, но низкая надежность мотоустановки все портила.

Климов вводил в конструкцию большое количество мелких усовершенствований, постепенно увеличивая ресурс мотора. В октябре 1939 г., когда завод завершил первую серию из 50 моторов, Комитет обороны выпустил специальное постановление о дефектах М-105, требовавшее срочно довести мотор до предписанного минимального ресурса, равного 100 часам (реально двигатель нарабатывал не более 50 часов). В конце концов, 3 января 1940 г. на стенд установили мотор с противовесами на коленчатом валу. Испытания он прошел успешно. Именно этот вариант стал основой для массовой серии. Усовершенствования увеличили массу М-105 на 20 кг, и она достигла 570 кг. Правда, при этом удалось немного повысить номинальную мощность - до 1050 л.с.

С весны 1940 г., когда двигатель стал более-менее надежен, его попробовали установить на бомбардировщики СБ. Последние серии СБ, выпускавшиеся московским заводом № 22, в значительной мере комплектовались этими моторами. Летные данные самолетов улучшились.

С 1940 г. стали параллельно выпускать две модификации - М-105Р и М-105П. Вторая предусматривала установку пушки в развале блоков. Задачу создания подобного двигателя перед советскими конструкторами поставили сразу после приобретения лицензии и покупки нескольких экземпляров моторов типа 12Ycrs. В.Я. Климову и конструктору авиационного вооружения Б.Г. Шпитальному поручили приспособить М-100 для установки первой советской авиационной пушки ШВАК калибра 20 мм. Этот вариант получил обозначение М-100П. Было создано несколько опытных образцов на базе М-100, а затем - на базе М-103. Один из опытных экземпляров М-100П с конца 1936 г. испытывался на истребителе И-17бис. Но до серийного производства довели только пушечный вариант М-105.

Первый образец М-105П собрали в августе 1939 г. В октябре он прошел заводские испытания. В январе следующего года мотор установили на опытный истребитель И-26-1, прототип знаменитого Як-1. В развале блоков располагалась пушка ШВАК. Позднее конструкцию приспособили к установке более мощных ВЯ-23 (23 мм) и Н-37 (37 мм). 23 мая 1940 г. двигатель официально приняли на вооружение ВВС РККА.

Моторы семейства М-105 стали самыми массовыми в советской авиации в период Второй мировой войны. В последний для СССР предвоенный год многие конструкторы пытались использовать их на своих новых самолетах. Это были бомбардировщики Пе-2, ДБ-240 (Ер-2) и Як-4, истребители Як-1 и ЛаГГ-3, учебно-тренировочный истребитель Як-7 (УТИ-26). Эти машины с 1941 г. строились в массовых количествах.

Для этого требовалось очень много двигателей. К концу 1941 г. выпуск авиамоторов в стране планировали увеличить в полтора-два раза. Заводы не поспевали за постоянно растущими плановыми цифрами. Лично Сталин отправил руководству завода № 26 грозное письмо, в котором говорилось: "Эти моторы нас более или менее приближают к современной технике…"
Чтобы увеличить выпуск двигателей Климова, к их производству подключили другие предприятия. Еще в 1940 г. моторы М-105 начали делать на заводе № 16 в Воронеже, а в следующем - на заводе № 27 в Казани. В преддверии войны в авиационную промышленность передали заводы из других отраслей. В Уфе в авиамоторный превратили недостроенный завод комбайновых двигателей. Он получил номер № 384. В Ленинграде на базе нескольких небольших предприятий (включавших фабрики по производству патефонов и пишущих машинок) создали завод № 234. Производство авиамоторов начали в специальном цехе (он же - "отдел № 10") Горьковского автомобильного завода, выделенном затем в завод № 466. В дальнейшем хотели подключить также новый завод № 451. Все эти меры позволили выпускать более 10000 двигателей М-105П и М-105Р в год. Такой размах намного превышал все достигнутое французскими моторостроителями.

М-105 имел много экспериментальных вариантов. Это были форсированный по частоте вращения вала М-105Ф, М-105ТК с турбонаддувом (с нагнетателями ТК-2 и ТК-3), М-105ДТ (позднее переименованный в М-105ПД) с двухступенчатым ПЦН типа Э-100 и гидромуфтой, М-105НВ с непосредственным впрыском, М-105ФЗ с форкамерным зажиганием, М-105РЕН с приводом компрессора, создающего воздушную подушку под самолетом. Опытный образец мотора с трехскоростным ПЦН Э-42А особого обозначения не получил, хотя испытывался на самолете ЛаГГ-3 в мае 1941 г. Из всех упомянутых модификаций небольшой серией изготовили только вариант ПД. Истребители с такими двигателями в середине войны получил один из полков ПВО Москвы. Они участвовали в охоте за немецкими высотными разведчиками "Юнкерс" Ju 86P.

Начало войны с Германией вызвало резкий рост потребности в авиамоторах. Экспериментальные работы свернули, чтобы перебросить все средства на развитие серийного производства. Еще перед вторжением немцев в серию запустили усовершенствованные М-105РА и М-105ПА. Особенно это было важно для истребителей Як-1, ЛаГГ-3 и пикирующих бомбардировщиков Пе-2.

Таких двигателей только в Рыбинске выпускали более 700 единиц в месяц. Но осенью 1941 г. быстрое продвижение немецких войск вынудило начать эвакуацию предприятий на восток.

Рыбинский и ленинградский заводы слились с уфимским. За предприятием в Уфе закрепили номер самого крупного - № 26. Туда же перебралось конструкторское бюро Климова. Завод № 16 эвакуировали в Казань, объединив с местным заводом № 27. Передислокация отрицательно повлияла на темпы производства. Лишь к лету 1942 г. удалось вернуться к показателям сентября предыдущего года. При этом с мая в Уфе для истребителей начали выпускать двигатели М-105ПФ. За счет некоторого снижения высотности мотор форсировали по наддуву. Зато максимальная мощность была доведена до 1260 л.с. при массе мотора 600 кг. Вскоре выпуск двигателей М-105ПФ освоили также в Казани и Горьком.

Для уменьшения количества выпускаемых модификаций моторов производство М-105РА в 1943 г. прекратили. В сентябре 1943 г. начались летные испытания Пе-2 с РУ-1, продолжавшиеся больше года.

Подготовленный Климовым М-105РФ в серию запускать не стали. Двигатели пушечного варианта, но без пушек, стали устанавливать на бомбардировщики и разведчики Пе-2, тяжелые истребители Пе-3бис. В 1943 г. заводы достигли пика выпуска М-105 - более 19000 моторов. Это был самый массовый авиационный двигатель в Советском Союзе. На втором месте стоял АМ-38, которым оснащались штурмовики Ильюшина. Их выпустили немногим более 13000 единиц в год.

В 1944 г. мотор еще раз форсировали по наддуву. Теперь его взлетная мощность достигла 1290 л.с. С июня 1944 г. в Уфе эту модификацию начали выпускать в массовых количествах под обозначением М-105ПФ2. Собственно, это был уже ВК-105ПФ2, поскольку с 8 марта 1944 г. двигатели Климова стали обозначать его инициалами. С октября 1944 г. ВК-105ПФ2 полностью вытеснил вариант "ПФ" на заводе № 26. Этот тип двигателя предназначался только для истребителей. Приоритетом пользовался легкий Як-3, но такие моторы встречались и на некоторых сериях Як-9М и Як-9У. После войны ими оснащали учебно-тренировочные самолеты Як-9В. Все остальные заводы собирали двигатели модификации "ПФ" до прекращения выпуска.
Производство ВК-105 завершили уже после окончания войны, в 1946 г. В общей сложности изготовили более 65000 экземпляров. Моторы этого типа сохранялись в эксплуатации до середины 50-х годов. Их экспортировали во многие страны. С истребителями Як-3 полка "Нормандия-Неман" они попали во Францию. Самолеты с двигателями ВК-105ПФ приняли участие в начальной стадии войны в Корее.

Снижение выпуска ВК-105, имевшее место в 1944 г., отчасти объяснялось развертыванием крупносерийного производства нового двигателя Климова М-107 (ВК-107). Создав М-105, конструктор не остановился на месте. При этом он опять параллельно двигался по нескольким направлениям. Первым из них являлось форсирование по наддуву с одновременным некоторым снижением степени сжатия. Отражением этой концепции стал проект М-106, разрабатывавшийся с 1938 г. На этот двигатель мощностью 1350 л.с. возлагались большие надежды. Но доводка двигателя оказалась длительной и сложной. Ресурс никакими мерами не удавалось поднять выше 50 часов. Уже в августе 1939 г. Климов пришел к выводу, что этот мотор серьезных перспектив не имеет и надо идти другим путем.

Но поскольку М-106 был включен в государственный план, доводка его, хоть и медленно, продолжалась. Лишь в ноябре 1942 г. опытный двигатель рискнули установить на истребитель Як-9. Затем в январе следующего года прошли испытания Як-1 с М-106. Но надежность работы моторов оставалась низкой. Реально максимальная мощность не превышала 1320 л.с. Несмотря на создание модификации М-106ПВ с двухступенчатым ПЦН все работы по этому мотору прекратили.

Еще с марта 1940 г. основные силы своего конструкторского бюро Климов перебросил на проект М-107, начатый в середине 1939 г. Его конструкция предусматривала четырехклапанную головку. По сравнению с М-105 мотор существенно форсировали по частоте вращения вала. Усилили многие детали. Первоначально блоки взяли от М-106, а картер - от М-105, затем начали вносить изменения. Это позволило довести максимальную мощность до 1400 л.с. В пушечном варианте предусматривалась установка на мотор пушки ШВАК. Позднее двигатель приспособили для размещения новых пушек Б-20М, НС-23, Н-37 и Н-45.
Желание побыстрее получить авиамотор повышенной мощности пересилило осторожность. В конце 1941 г. М-107 запустили в серию. Но лишь в следующем году на модификации М-107А удалось добиться межремонтного ресурса в 100 часов. Внедрение нового ПЦН позволило увеличить максимальную мощность до 1600 л.с. Но в 1942-43 гг. таких моторов выпустили немного. Только в декабре 1943 г. мотор поднялся в воздух на истребителе Як-9. Лишь через полгода ВК-107А появились на серийных машинах. С ними выпускались истребители Як-9У. Они появились на фронте в конце октября 1944 г. в Прибалтике. За месяц вооруженный такими самолетами полк сбил 28 вражеских самолетов и потерял семь своих (в том числе четыре - по небоевым причинам). Позднее в боевых операциях приняли участие еще несколько полков на Як-9У. Моторы ВК-107А получили некоторые послевоенные Як-3 и все Як-9П.

ВК-107А находился в серийном производстве до конца 1948 г. За это время выпустили более 7000 единиц. В том числе в 1946 г. изготовили серию моторов ВК-107Р (опытный образец именовался ВК-107-Э3020). Этот двигатель являлся частью комбинированной двигательной установки, состоявшей из поршневого двигателя и мотокомпрессорного воздушно-реактивного двигателя ВРДК. Последний был создан в ЦИАМ под руководством Фадеева и Холщевникова. Установка, изготовленная на заводе № 466, прошла стендовые испытания в марте 1945 г. В том же месяце совершил первый полет истребитель И-250 ("Н") конструкции А.И. Микояна, а месяцем позже - И-107 (Су-5) П.О. Сухого. И-250 строился серийно. Такими машинами после войны вооружили один из полков ВВС Северного флота.

Модификации ВК-107НВ (с непосредственным впрыском) и ВК-107ФЗ (с форкамерным зажиганием) проходили испытания, но серийно не выпускались.

Моторы ВК-107 экспортировали в Албанию, Венгрию, Китай, Польшу и Югославию.

ВК-107 стал последним поршневым двигателем Климова, попавшим в массовое производство. Его должен был сменить ВК-108 (он же М-107Б), получивший новый ПЦН. На испытаниях опытных образцов двигателя в 1944 г. мощность доводилась до 1850 л.с. Як-3 с таким мотором в начале 1945 г. показал скорость 745 км/ч и стал самым быстроходным советским поршневым истребителем. ВК-108 испытывался также на опытных бомбардировщиках ДБ-2ВК-108 и ВБ-109, созданных под руководством В.М. Мясищева. Модификация ВК-108Ф по проекту должна была развивать мощность 2000 л.с. Ее доводку прекратили в 1947 г. из-за постепенного перехода на ТРД. В общей сложности изготовили менее полусотни ВК-108, включая несколько экземпляров ВК-108НВ с непосредственным впрыском.

В 1945 г. собрали первые образцы ВК-109, который по сути мало отличался от ВК-108. Проект этого мотора разрабатывали с мая 1944 г. Его конструкция предусматривала режим кратковременного форсирования со впрыском воды. В 1946 г. мотор реально довели до мощности 1800 л.с. В дальнейшем планировали достичь максимальной мощности 2075 л.с. (и это при примерном сохранении общей компоновки и габаритов исходной "Испано-Сюизы"). За ним следовал ВК-110 с проектной мощностью 2100 л.с. В 1946 г. выполнили его проект, но опытные образцы построены не были. 24-цилиндровый ВК-150 должен был выдавать 3700 л.с., но его проектирование фактически и не начинали. Причиной являлась нехватка сил и средств, перенацеленных на реактивные двигатели. Еще с 1945 г. конструкторское бюро Климова привлекли к работам по реактивной технике. Под руководством Климова в Уфе запустили в серию немецкий ТРД Jumo 004, названный в Советском Союзе РД-10. С конца 1946 г. Климов параллельно работал над копированием английского ТРД "Нин", образцы которого приобрели в Великобритании, и созданием собственного ВК-1, в основе конструкции которого лежал тот же "Нин". С конца 1947 г. его конструкторское бюро полностью прекратило все работы по поршневым двигателям.

Так же как Климов в своей работе отталкивался от базовой конструкции "Испано", многие советские моторостроители заимствовали удачные решения и даже целые узлы климовских двигателей. Яркими примерами этому являлись моторы, создававшиеся А.П. Ро, А.М. Добротворским и С.Д. Колосовым. Ро с 1931 г. разрабатывал проекты авиамоторов Н-образной схемы. В проекте 1937 г. он впервые использовал четыре блока от М-100А. В начале 1940 г. Ро предложил усовершенствованный вариант, основанный на применении блоков от М-103А, а позднее - от М-105. По проекту максимальная мощность составляла 2400 л.с. (по другим документам - 2500 л.с.) при сухой массе 1100 кг. Постройку такого двигателя под обозначением М-130 внесли в государственный план и начали формировать специальное конструкторское бюро на заводе № 27 в Казани.

Но 26 сентября 1940 г. постановлением правительства работу по М-130 прекратили. Заводу в Казани поручили освоение производства моторов МБ-100. Этот Х-образный двигатель мощностью 2200 л.с., состоявший из четырех блоков от М-105, в 1939-1940 гг. спроектировала группа инженеров-заключенных во главе с А.М. Добротворским. Они работали в Особом техническом бюро НКВД, которое располагалось в камерах Бутырской тюрьмы в Москве. Хотя МБ-100 уступал по своим характеристикам М-130, он предусматривал использование большой доли деталей от серийного М-105, а главное, его "проталкивал" лично могущественный Л.П. Берия. Заключенных перевезли в Казань. Но начавшаяся война, во время которой все силы направили на наращивание выпуска М-105, помешала доводке МБ-100. Опытные образцы были построены и даже летали на бомбардировщике Ер-2, но серийное производство двигателя так и не начали. Существовал проект форсированного МБ-102, на котором хотели достичь 2550 л.с., но он остался на бумаге.

Двигатель М-1 (первоначально М-116П), созданный в Казани под руководством С.Д. Колосова, фактически представлял собой прямую модернизацию М-105ПФ. Первые образцы М-1 изготовили в феврале 1943 г. На стенде получили мощность 1500 л.с. В декабре того же года моторы начали испытывать в воздухе на бомбардировщике Пе-2. Свои виды на М-1 имел А.С. Яковлев, который намечал установить его на свой новый истребитель. Но приоритет отдали двигателю М-107А, считавшемуся более перспективным.

В целом можно сказать, что семейство двигателей, основанное на "Испано-Сюизе" 12Y, оказало огромное влияние на все советское авиационное моторостроение и самолетостроение примерно на протяжении 20 лет. В этом велика роль В.Я. Климова, который неустанной модернизацией поддерживал свои моторы на уровне требований времени. Его заслуги были по достоинству оценены руководством страны. В частности, за работу по созданию новых поршневых двигателей в 1940 г. он получил Золотую звезду Героя Социалистического Труда, трижды отмечался Сталинскими премиями - в 1940 г., 1943 г. и 1946 г. В настоящее время в отечественных музеях сохранилось довольно много моторов - потомков "Испано-Сюизы".