ПРОСТО М-11

Владимир Ростиславович Котельников, к.т.н.

Перед Великой Отечественной войной советская авиапромышленность выпускала много авиамоторов, но конструкция большинства из них имела иностранные "корни". Так, А.Д. Швецов при создании своих двигателей опирался на лицензионные модификации американского "Циклона", В.Я. Климов разрабатывал моторы на базе французского двигателя "Испано-Сюиза" 12Y, а двигатели завода № 29 из Запорожья вели свою родословную от французских же "Гном-Рон" 14К и 14N. Полностью оригинальными серийными авиадвигателями можно считать только моторы А.А. Микулина, самобытные даже по использованной силовой схеме. Но, конечно же, нельзя забывать о знаменитом М-11 - самом массовом и самом "долгоживущем" отечественном поршневом авиамоторе. Его в разное время производили на пяти заводах в СССР, одном - в Польше и одном - в Китае. Правда, по критерию "активного долгожительства" его уже превзошел двигатель М-14 (АИ-14), который серийно выпускается более полувека, но, с учетом того, что его также производили в трех странах, массовости М-11 он не достиг.

История М-11 началась еще в первой половине 20-х годов прошлого века. Тогда основным двигателем для учебных самолетов в России являлся М-2 мощностью 120 л.с. - копия французского "Рон" Jb. Этот ротативный мотор уже устарел, отличался низкой экономичностью и невысокой надежностью. В конце 1923 г. командование военной авиации приняло решение об объявлении конкурса на лучшую конструкцию мотора для учебных самолетов номинальной мощностью 100 л.с.

В это время в стране было немного конструкторских коллективов, способных создать новый авиамотор. "Авиатрест" сделал ставку на Научный автомоторный институт (НАМИ), поручив работу ему. В духе того времени конкретные исполнители работы в институте не определялись, ведущего конструктора у двигателя, названного НАМИ-100, не было. Общее руководство осуществлял Н.Р. Бриллинг. В создании мотора также участвовали такие известные специалисты, как А. А. Микулин, А.Д. Чаромский и другие.

Конструкторы избрали классическую схему пятицилиндрового звездообразного двигателя. Проект завершили к 1 февраля 1925 г. НАМИ не имел собственных мастерских, поэтому пришлось искать завод, готовый изготовить опытные образцы. Лишь в июне удалось сделать заказ на государственном авиационном заводе (ГАЗ) № 9 в Запорожье. Там приступили к работе с 1 июля.

Значительно позже по собственной инициативе включился в конкурс конструкторский отдел ГАЗ № 4 "Мотор". Это был совсем небольшой коллектив, состоявший из восьми человек, из которых только два имели диплом инженера (одним из них был Ф.А. Цандер). В середине 1924 г. разработчики сделали первые прикидки по мотору, названному М-100 (в некоторых документах встречается также обозначение У-10). 27 сентября завод получил официальное задание от Научного комитета (НК) УВВС и в тот же день представил руководству Авиатреста смету на проектирование и изготовление опытных образцов. Как и в НАМИ, официального руководителя работ по М-100 не было. Конструкторский отдел собственного начальника не имел и подчинялся напрямую главному инженеру завода А.Д. Швецову. Ряд документов свидетельствует, что неформальным лидером коллектива конструкторов являлся помощник управляющего по технической части Н.А. Окромешко.

Проектирование М-11 велось параллельно с обеспечением серийного производства. "Мотор" тогда изготавливал двигатели М-4 и М-5 и одновременно ремонтировал авиамоторы 12 типов, а также доводил опытный двигатель РАМ (М-8).

Двигатель М-12 - основной конкурент М-11

Конструкторы "Мотора" рассмотрели несколько вариантов компоновочных схем. В конечном итоге, как и специалисты НАМИ, остановились на пятицилиндровом звездообразном моторе. Проект М-100 закончили лишь на месяц позже, чем конкуренты свой НАМИ-100. К этому времени оба двигателя получили новые обозначения от УВВС: НАМИ-100 превратился в М-12, М-100 - в М-11.

За спиной Швецова и Окромешко стоял самый мощный тогда авиамоторный завод страны. Это позволило не только наверстать отставание, но и обогнать конкурентов на стадии изготовления опытных образцов, к которой приступили в марте 1925 г. В мае в производстве уже находились два экземпляра. 4 ноября первый опытный образец М-11 поступил на стендовые испытания. Коленчатый вал и главный шатун у него опирались на немецкие шарикоподшипники, магнето кустарно переделали из предназначенного для 6-цилиндрового двигателя. На испытаниях М-11 продемонстрировал мощность 112...115 л.с. Однако сильно грелись цилиндры, расход бензина и масла значительно превосходил расчетный. К концу марта 1926 г. мотор наработал всего 8,5 ч. Сначала "полетело" магнето… Однако на заводе приступили к изготовлению еще четырех опытных образцов. Они немного отличались друг от друга, но у всех главный шатун устанавливался на роликах. Магнето "Сименс" для этих моторов заказали в Германии.

Первый опытный образец М-12 собрали лишь в марте 1926 г., тогда же состоялся и его первый запуск. Испытания выявили многочисленные недостатки конструкции. 17 мая первый экземпляр М-12 отправили в Москву, в НАМИ. Там двигатель тоже некоторое время испытывали, а затем начали дорабатывать. В частности, создали вариант, у которого шариковые коренные подшипники заменили вкладышами скольжения.

В августе один из образцов М-11 прошел официальные заводские испытания на ГАЗ № 4. Этот экземпляр отличался прогрессивными отъемными головками цилиндров. Двигатель М-12 доводили в НАМИ до сентября, затем провели еще один цикл испытаний и передали его в НИИ ВВС. С 15 декабря 1926 г. он работал там на стенде. Мощность получили немного больше, чем у М-11 - до 124 л.с. Завершить испытания не удалось, на восьмом часу двигатель вышел из строя - оторвался задний противовес коленчатого вала и попал в один из цилиндров; от мощного удара в картере появилась трещина. А вот М-11 в марте-апреле 1927 г. прошел испытания в НИИ ВВС удовлетворительно.

Решение о том, какой из двух моторов следует запустить в серийное производство, еще не приняли, а вот самолет под новую силовую установку уже проектировали. 27 сентября 1925 г. Авиатрест уведомил Опытный отдел ГАЗ № 1 о будущем заказе на учебный самолет, которому предстояло сменить У-1 с ротативным "Роном". К концу года под руководством Н.Н. Поликарпова был разработан предварительный проект ставшего впоследствии широко известным биплана У-2. Основным для него выбрали М-11, а запасным - М-12. В начале 1927 г. первый У-2 начал летать с опытным мотором М-11, сделанным в Москве. Но работал двигатель не очень надежно.
Для сравнительных испытаний решили изготовить некоторое количество М-11 и М-12 на ГАЗ № 9 в Запорожье. Двигатель НАМИ пользовался явным приоритетом и у Авиатреста, и у Управления ВВС. Поэтому их заказали 30 штук, а М-11 - только два, причем заказ на последние поступил только 6 сентября.

Вынужденная посадка самолета У-2 с мотором М-11 в 1930г.

Оба конструкторских коллектива продолжали совершенствовать свои моторы. Это задержало начало изготовления двигателей в Запорожье, поскольку из Москвы поступали дополнительные чертежи и изменения к ним. 10 октября прибыл новый комплект документации на М-12, а в ноябре привезли изменения к чертежам М-11.

М-12 продолжал пользоваться приоритетом. В 1928 г. Авиатрест планировал выпустить уже 80 серийных моторов этого типа. Но неудачи на испытаниях М-12 вынудили подстраховаться, и УВВС заказало ГАЗ № 9 тридцать М-12 и десять М-11.

Поскольку предполагалось, что завод будет серийно выпускать двигатели конструкции НАМИ, то основное внимание уделялось ему. Для изготовления этого мотора подготовили большое количество специальной оснастки и инструмента. М-11, наоборот, делали, как чисто экспериментальный, не разрабатывая серийной технологии, с минимумом затрат на оснастку. Как ни странно, это принесло обратный результат - качество построенных М-11 оказалось выше, процент бракованных деталей - меньше.

К 1 апреля 1928 г. завершили изготовление двух усовершенствованных М-12. С 12 мая их стали испытывать. Первый М-11 начали собирать с 1 июня, закончив его к 3 июля; на нем стоял карбюратор от М-12. 12 августа мотор поставили на стенд для испытаний. М-12 по-прежнему страдал многочисленными дефектами. Конструкторы продолжали вносить в него существенные изменения.

К 4 сентября в сборке находились еще шесть М-12 и два М-11. Двигатели обоих типов испытывались параллельно. К декабрю в наличии имелось три М-12 и два М-11, поставленных на сравнительные испытания. Результат их оказался неожиданным. Конкурс выиграла считавшаяся аутсайдером конструкция завода "Мотор", показавшая себя более надежной. У двигателя НАМИ постоянно случались различные поломки. Так, 1 декабря на одном из экземпляров разрушился коленчатый вал.

Надо сказать, что в доводке М-11 большую роль сыграли изменения, предложенные конструкторами из Запорожья. Фактически можно считать этот мотор плодом совместного труда.

Работникам запорожского завода уже в сентябре 1928 г. стало ясно, что двигатель "Мотора" имеет гораздо лучшие перспективы. Они, не дожидаясь команды сверху, начали подготовку к его серийному выпуску. В декабре комиссия по испытаниям доложила в Москву, что работы по М-12 постепенно свертываются, М-11 же начал изготавливаться серийно. Первые построенные в Запорожье моторы стали устанавливать на серийные бипланы У-2, собиравшиеся в Ленинграде заводом № 23. Один из этих самолетов в октябре 1928 г. продемонстрировали на авиационной выставке в Берлине, а в декабре М-11 после 100-часовых испытаний в НИИ приняли на снабжение ВВС.

Конструкторы НАМИ еще пытались бороться за свое детище. 10 января 1929 г. утвердили последний вариант чертежей М-12. Все предусмотренные в них изменения внесли в два опытных экземпляра, но это не помогло существенно повысить надежность. Правление Авиатреста распорядилось прекратить работу по М-12. Выпущенные моторы решили использовать на аэросанях, ограничив мощность 80 л.с.

Авиаконструктор А.С.Яковлев у самолета АИР-5 с мотором М-11

Нельзя сказать, что М-11 был уж очень хорош. По своим основным характеристикам он уступал М-12, другим вариантам проекта М-100, а также передовым двигателям такого же класса, выпускавшимся за рубежом. Зато бензин был низкосортным, как и масло, мотор полностью изготавливался в СССР из отечественных материалов, если не считать шарикоподшипников, магнето, карбюраторов и еще кое-чего, ввозившегося по импорту. Но М-11 оказался проще в производстве, чем М-12.

М-11 успешно внедрили в серийное производство в Запорожье. Это сочли огромным успехом советской авиапромышленности. Дело в том, что за первую пятилетку спроектировали 40 авиамоторов, 17 из них дошли до стадии опытных образцов (хотя не все были закончены), а вот до серии добрался только один - это и был М-11! Он стал первым авиамотором оригинальной советской конструкции, запущенным в серийное производство. 1-ю серию из 10 моторов завод № 29 (так теперь именовался ГАЗ № 9) сдал военной приемке в августе-сентябре 1929 г. В октябре за ней последовала 2-я - тоже десять двигателей, в январе 1930 г. - 3-я (еще десять). Серийные моторы именовались М-11а (или М-11/А). От последних опытных образцов они отличались литыми маслосборниками и еще рядом деталей. Все серии М-11а являлись полуэкспериментальными. Например, на моторах 2-й серии встречались три типа крепления всасывающих патрубков, два типа коренных подшипников. Сначала применялись карбюраторы "Зенит", позже - "Клодель". В марте 1930 г. самолеты У-2, оснащенные М-11а, выставили на войсковые испытания в школе летчиков в Борисоглебске.

Бывший завод "Мотор" (к тому времени вошедший в состав завода № 24) далее никакого отношения к совершенствованию М-11 не имел. Швецов за участие в проектировании этого двигателя получил золотые часы, но никогда не приписывал себе авторство в отношении этого двигателя. После запуска мотора в серию всю работу по его доводке вели конструкторы завода № 29.

Им было чем заняться. Ресурс до первой переборки составлял всего 40 ч. Фиксировались перегрев масла, обрывы шпилек крепления цилиндров и патрубков, разрушение обоймы роликового подшипника на главном шатуне и т.д.

Выпуск М-11 постоянно нарастал. В 1930 г. собрали 103 штуки, в 1931 г. - 326, в 1932 г. - 1757. На 1 октября 1933 г. только в ВВС имелось 1904 двигателя этого типа; больше было только М-17. Львиная доля М-11 устанавливалась на бипланы У-2; они монтировались также на амфибиях Ш-2 и ряде опытных самолетов.

Моторы выпуска 1932 г. существенно отличались от изготавливавшихся ранее. До этого основное внимание уделялось количеству, настало время позаботиться о качестве.

Все новые элементы изготавливались и испытывались на опытных образцах. В итоге появилась модификация М-11Б. На ней одновременно ввели подшипники скольжения, новые головки цилиндров, измененные поршни, более жесткую главную крышку картера, ролик на коромысле и новый маслонасос. Несколько таких моторов в августе того же года проходило контрольные стендовые испытания в НИИ ВВС; оценка была "неудовлетворительно". Лучше М-11Б показали себя при пробной эксплуатации в Борисоглебске.
"Полноценный" М-11Б продемонстрировал на испытаниях в Запорожье ресурс в 300 ч. На серийные моторы такой ресурс указать не рискнули, ограничив его 150 ч. Но по сравнению с М-11а это дало прирост почти вчетверо! Полностью весь комплекс нововведений внедрили к январю 1933 г. В сочетании с советским карбюратором К-11 (на базе "Зенита") мотор получил наименование М-11В.

Годом позже появился М-11Г - развитие М-11В. М-11Г стал самым массовым вариантом знаменитого мотора - их выпустили более 15000 единиц. Ресурс этой модификации довели сначала до 250 ч, а потом до 300 ч.

(Окончание в следующем номере).

[Напоминаем, что Интернет-вариант статьи сильно сокращен. Ред.]