ПЕРВЫЙ СОВЕТСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ГТД

Лев Павлович Берне

В 1936 г. в ходе совместной с Г.Е. Лозино-Лозинским (впоследствии генеральным конструктором "Бурана" и еще многих конструкций) работы над паросиловой установкой, у Люльки появилась идея создания двигателя с газовой турбиной. Вместе с молодыми инженерами ХАИ - он разработал в 1937 г. проект первого отечественного газотурбинного авиационного реактивного двигателя с взлетной тягой 500 кгс. Проект назвали "Ракетный турбореактивный двигатель РТД-1". Двигатель, имел центробежный компрессор с приводом от газовой турбины. Предполагалось установить РТД-1 на самолет-истребитель, проект которого получил название ХАИ-2. Расчетная скорость этого самолета - 900 км/ч.

Ученый совет ХАИ оценил защиту проекта невысоко, но все же по предложению заведующего кафедрой аэродинамики Г.Ф. Проскуры рекомендовал направить А.М. Люльку с материалами проекта в Москву, в Комитет по изобретениям.

Комитет через Главное управление авиационной промышленности (ГУАП) передал его материалы в МВТУ на рецензию проф. В.В. Уварову, занимавшемуся созданием газотурбинного двигателя с приводом винта от газовой турбины (впоследствии названного ТВД). Уваров сначала отрицательно отнесся к проекту, но затем, более детально разобравшись в нем, дал весьма высокую оценку. Первое признание состоялось. ГУАП выделил некоторую сумму на дальнейшую разработку двигателя. Но ХАИ было не по силам создание ТРД в "металле". В 1938 г. с большим трудом Люлька пробился на прием к начальнику ГУАП М. Кагановичу, который, ознакомившись с материалами проекта, немедленно созвал экстренное ночное совещание руководителей ГУАП. Было принято решение поддержать конструктора и предоставить ему базу для практических работ в Ленинграде на Кировском заводе в КБ И.М. Синева. Группа Люльки приступила к разработке нового варианта ТРД с осевым компрессором, получившего наименование РД-1. Такая компоновка обеспечивал большую производительность, высокую степень сжатия, необходимый к.п.д.

Но фактически необходимые условия для работы так и не были созданы. И Люлька 29 марта 1939 г. направляет письмо В.М. Молотову - в то время председателю Комитета Обороны (КО) при СНК Союза с просьбой оказать помощь: "…Я не обращался к Вам до тех пор, пока не исчерпал всех своих возможностей, как моральных, так и материальных.

Чувствуя свою правоту не только в собственных своих убеждениях, но и в подтверждении моих выводов рядом авторитетных совещаний, я тем более не хочу согласиться с тем плачевным концом. Не имея поддержки от соответствующих организаций для оказания мне помощи в этом вопросе, я обращаюсь к Вам для выяснения причин, тормозящих реализацию этого предложения и оказания соответствующей помощи".

На письме никаких резолюций нет, но, судя по тому, что в конце 1939 г. были отпущены средства на разработку и доводку реактивного газотурбинного двигателя по проекту инженера Люльки, Молотов решил вопрос положительно. Эта работа проводилась на Кировском заводе в Ленинграде, где было организовано Опытное конструкторское бюро по авиационным двигателям и куда СКБ реактивного двигателя вошло как филиал с сохранением самостоятельного технического руководства и самостоятельной тематики.

Защита технического проекта двигателя РД-1 состоялась в НКАП летом 1940 г. При создании РД-1 наряду с тщательными расчетами широко использовались физическое моделирование и экспериментальная отработка реальных узлов двигателя. Тут надо вспомнить, что идею воздушно-реактивного двигателя предложил Б.С. Стечкин еще в 1929 г. К сожалению, у нас инженерной разработкой ВРД стали заниматься только с 1938 г., хотя в Англии и Германии эти работы начались примерно на два года раньше.

Одной из причин такого положения было чрезмерное увлечение созданием ЖРД. Считалось, что полеты в стратосфере с большими скоростями достижимы только на основе их применения.

В своем письме от 8 февраля 1941 г. на имя Н.А. Вознесенского нарком авиапрома А.И. Шахурин ставит вопрос о назревшей необходимости заменить существующую винтомоторную группу реактивным двигателем. При этом он отмечает, что "в Ленинграде на Кировском заводе в СКБ-1 по тематике НКАП строится опытный экспериментальный воздушно-реактивный двигатель с приводом осевого нагнетателя от газовой турбины по предложению инженера Люлька".

Интересна такая деталь. Постановлением КО № 58 от 13 января 1941 г. Кировскому заводу было предложено представить проект создания производственной базы для опытных работ в области реактивных авиадвигателей. Постановлением КО № 26 от 3 марта 1941 г. Кировский завод был определен как ведущий завод в области авиационных дизелей. Директор завода И.М. Зальцман 9 июня 1941 г. направил письмо по этому вопросу А.А. Жданову Д.М. Маленкову. К письму был приложен обстоятельный проект постановления СНК и ЦК ВКП(б) о создании на Кировском заводе опытного отдела по моторному производству. Основным в этом проекте было создание Опытного отдела по конструированию и изготовлению конструкций авидизелей и реактивных авиадвигателей. О дальнейшей судьбе этого документа ничего не известно. В делах НКАП сохранились зарегистрированные 18 июня 1941 г. письмо Зальцмана и обстоятельно отредактированный специалистами НКАП проект постановления.

По-видимому, реализации инициативы Кировского завода помешала начавшаяся война. Попутно нельзя не отметить, что в мае 1941 г. по инициативе НКАП был подготовлен проект постановления КО о постройке в ЦИАМ газовой турбины ГТУ-3 конструкции Уварова с окончанием заводских испытаний 25 декабря 1941 г. Отметим также, что 22 апреля 1941 г. Люлька подал заявку на изобретение двухконтурного турбореактивного двигателя, на которую было выдано авторское свидетельство № 312328/25 от 22 апреля 1941 г.

Таким образом, приоритет в разработке схемы двухконтурного ТРД принадлежит советским конструкторам. Практически все современные авиационные двигатели построены по этой схеме. В этот же "ленинградский" период А.М. Люлька впервые начал заниматься разработками различных схем воздушно-реактивных двигателей, в том числе и схему ТРД с "дополнительным дожиганием топлива в сопле", т.е. схему форсажной камеры.

К моменту начала войны с фашистской Германией опытный образец реактивного двигателя мощностью 1000 л. с. был изготовлен на 70 %. К концу 1941 г. он должен был пройти полный комплекс намеченных испытаний по проверке конструкции двигателя, его основных агрегатов и их взаимодействия.

Удивительно, как много успел сделать А.М. Люлька и его соратники за год. Фактически, начиная с нуля, они не только создали принципиально новый двигатель, но и сумели, создав для этого экспериментальную базу, провести опытные работы по отработке основных узлов двигателя: компрессора, камеры сгорания и турбины.

Во время экспериментальных исследованиях камеры сгорания двигателя было получено запроектированное теплонапряжение топочного пространства в 50000 ккал/м2 час. Удовлетворительные результаты были получены и в опытах с двухступенчатым осевым нагнетателем (компрессором). При условии выполнения всех намеченных работ по двигателю РД-1 в 1941 г. Архип Люлька получил бы необходимые экспериментальные данные, чтобы в 1942 г. построить мощный авиационный реактивный двигатель.

Однако этому помешала война: спустя 20 дней после ее начала по указанию заместителя наркома В.П. Кузнецова последовала консервация работ, связанных с двигателем. Решением Наркомата авиационной промышленности была прекращена деятельность самой крупной и самой сильной организации в стране, работавшей над созданием реактивного двигателя с наиболее перспективной и целесообразной схемой (об этом говорили сами работники наркомата).

И это в то время, когда в Германии создание ТРД, начатое еще в 1936 г. самолетостроительными фирмами "Хейнкель" и "Юнкерс", шло полным ходом. А в Англии уже был построен первый двигатель Уиттла (1937 г.). У нас же группы Меркулова, Варшавского, Зуева и другие занимались паллиативными решениями создания реактивного двигателя, что не имело серьезных перспектив. Вскоре вместе с Кировским заводом был эвакуирован в Челябинск весь коллектив А.М. Люльки, его использовали в работах по совершенствованию танковых двигателей. Перед отъездом все, что нельзя было увезти с собой, а это, в основном, детали и узлы нового двигателя, было тщательно спрятано, зарыто в землю.

Решение о переводе группы А.М. Люльки на ленинградский Кировский завод, принятое в 1940 г., было вполне логичным, поскольку это предприятие имело собственное турбинное производство. Однако война и эвакуация сильно изменили положение, сделав дальнейшее пребывание "реактивщиков" в составе ОКБ завода нерациональным. В конце февраля 1942 г. моторное управление НИИ ВВС КА поставило вопрос о возобновлении работ по двигателю РД-1, но уже на заводе № 293, где работало ОКБ В.Ф. Болховитинова.

Болховитинов предложил люльковцам продолжить разработку турбореактивного двигателя в его ОКБ. Немедленно подготовили проект письма начальника НИИ ВВС и директора завода № 293 наркому авиационной промышленности А.И. Шахурину, в котором доказывалась необходимость быстрейшего восстановления работ по ТРД. Возвратившись в Челябинск, Люлька и его сподвижник Вольпер 5 марта 1942 г. обратились к Шахурину с еще одним письмом. Однако никакой реакции не последовало.

Прождав более двух месяцев, 18 мая Люлька и Вольпер направили следующее обращение, на этот раз в адрес Председателя ГКО СССР И.В. Сталина: "Мы обращаемся к Вам, товарищ Сталин, помочь нам восстановить ошибочно законсервированную работу по реактивному двигателю, являющуюся необходимой предпосылкой для создания современных сверхскоростных самолетов со скоростями порядка 900 км/ч и выше..."

Письмо Сталин тут же переадресовал Г.М. Маленкову, а тот - А.И. Шахурину. 3 июня оно было зарегистрировано в секретариате НКАП. Шахурин, в свою очередь, направил письмо начальнику ЦИАМ В.И. Поликовскому с резолюцией: "Доложите, что нужно сделать". Круг замкнулся. Спустя еще два месяца, 8 августа 1942 г., заместитель начальника 7-го Главного управления НКАП Алексеев направил в секретариат наркома записку следующего содержания: "Группа тов. Люльки в составе 15 человек с 1 июля 1942 г. переведена на постоянную работу в конструкторское бюро тов. Болховитинова, где используется по специальности".

Болховитинов был талантливым конструктором и очень доброжелательным человеком, но производственная база его ОКБ, ориентированная на создание опытных самолетов, не могла обеспечить изготовление ряда агрегатов и узлов столь необычного для того времени "изделия", каким являлся ТРД. Лопатки для компрессоров и турбин, основные детали газогенератора двигателя требовали применения специального технологического оборудования. Нужно было не просто собрать конструкторов под одной крышей, но в первую очередь создать для группы Люльки хотя бы элементарную, но специализированную производственную базу. Однако в этом направлении со стороны наркомата авиапромышленности практически ничего не делалось.

В 1944 г произошло событие, оказавшее значительное влияние на темпы работ по созданию ТКВРД в нашей стране. 1 января 1944 г. в районе п. Старобовылье на шоссе Витебск-Орша был захвачен в плен немецкий ефрейтор Франц Варнбрунн - водитель штабной автомашины. Оказалось, что после окончания инженерной школы с декабря 1941 г. по апрель 1942 г. он работал в группе доктора Охайна на фирме "Хейнкель", проектировавшей ВРД с центробежным компрессором. Пленный сообщил, что двигатель тягой 600 кг прошел испытания в воздухе. В ходе допроса он нарисовал схему двигателя, а также изобразил истребитель Не 280 с двумя ТКВРД. Варнбрунн сообщил нашим контрразведчикам, что работа по созданию аналогичного истребителя велась и фирмой "Мессершмитт". Материалы допроса были направлены для ознакомления в НИИ-1. 24 января 1944 г. на допросе Варнбрунна присутствовали генерал-майоры авиации Левин и Болховитинов, а позднее - Стечкин (свободно говоривший по-немецки) и Люлька.

Из того, что рассказал пленный, можно было сделать однозначный вывод: над ТРД в Германии работают две или три фирмы, созданы серийные двигатели, возможно, с осевым компрессором, для них построены самолеты. Выходило, что обещание Гитлера бросить в бой новое чудо-оружие было небезосновательным.

Руководство наркомата авиапромышленности вновь проявило интерес к указанной проблеме. По решению ГКО СССР от 18 февраля 1944 г. в системе НКАП было решено создать специализированный НИИ, задачами которого должны были стать исследование и конструирование всех видов реактивных двигателей для авиации, в том числе и ТРД. Люльке предложили срочно, самолетом, отправиться в еще фронтовой Ленинград, чтобы откопать зарытые в 1941 году детали, узлы и чертежи РД-1. Ночью под обстрелом Люлька с товарищами переправил по "дороге жизни" все эти богатства на Большую Землю и далее в Москву.

Закономерной реакцией на полученную информацию о работах немцев над созданием реактивных самолетов преимущественно с ТКВРД стали вышедшие 22 мая 1944 г. постановления ГКО № 5945 "О создании авиационных реактивных двигателей" и № 5946 "О создании самолетов с реактивными двигателями". Значение этих постановлений, хотя и несколько запоздавших, трудно переоценить.

При НИИ-1 был создан отдел по исследованию и конструированию ТРД под руководством А.М. Люльки. К этому времени стало ясно, что РД-1 "маловат" и нужен двигатель с тягой более 1000 кгс. В течение четырех месяцев была выпущена необходимая конструкторская документация на новый двигатель С-18, который существенно отличался от РД-1 более высокими параметрами (например, тяга была увеличена более чем вдвое), а также более технологичной конструкцией.

Так как в НИИ-1 производственной базы для создания ГТД не было, по решению правительства СССР на небольшом московском механическом заводе штампов и приспособлений № 165 развернули опытно-конструкторскую базу по изготовлению реактивных двигателей. В начале 1945 г. на этом заводе был изготовлен первый экземпляр разработанного люльковцами экспериментального газотурбинного ВРД С-18 с восьмиступенчатым компрессором, а затем - еще четыре таких двигателя. На двух первых проводились огневые испытания, на третьем двигателе - отработка агрегатов, на четвертом и пятом двигателях велась отработка конструкции двигателя в целом и снятие характеристик. В ходе доводки компрессор переделали в семиступенчатый.

"Впервые в Советском Союзе мы установили первый отечественный ТРД на испытательный стенд, - вспоминал А.М. Люлька. - Эти дни, часы и даже минуты возникают в моей памяти, как живые".

Двигатель С-18 работал! Его звенящее пение было приятнее всех звуков и всех песен на свете. Восторг, который охватил всех присутствовавших на запуске, эти чувства едва ли можно описать. Люди поздравляли друг друга, целовались, кричали "ура".

Нетрудно себе представить, как волновался Люлька, когда обрабатывались данные замеров тяги и удельного расхода топлива. И вот прозвучали два заветных числа: тяга - 1030 кгс, удельный расход - 1,45 кг/кгс ч, соответствовавшие заявленным.

В 1946 г. Люлька провел сравнительные испытания С-18 и трофейного двигателя Jumo 004. С-18 показал лучшую экономичность при большей тяге и меньшей массе. В результате открылись реальные возможности для проектирования, изготовления, испытания и доводки опытных турбореактивных двигателей. А.М. Люлька был назначен Главным конструктором и ответственным руководителем завода № 165.

Успех А.М. Люльки привлек внимание руководства и главных конструкторов самолетов А.Н. Туполева, П.О. Сухого, С.В. Ильюшина, А.И. Микояна. Но С-18 был стендовой моделью. Нужно было в кратчайшие сроки изготовить летный вариант двигателя С-18, получивший наименование ТР-1.

Для того чтобы получить достаточное количество двигателей, необходимых для экспериментальных, стендовых и летных испытаний, решили сразу подключить серийный завод № 45, так как завод № 165 не обладал достаточными производственными мощностями.

Проектирование возлагалось на коллектив ОКБ, а постройка, доводка и испытание - на завод № 45. В процессе доводки двигателей активное участие принял завод № 165. Провести сдаточные испытания в 1946 г. не удалось, но к концу года завод № 45 изготовил 6 экземпляров двигателя.

В феврале 1947 г. главный конструктор Люлька и директор завода № 165 Мизеров, а также директор завода № 45 Комаров и главный инженер Куинджи докладывали председателю Совета министров Союза ССР И.В. Сталину о том, что постановление Совмина "О создании отечественного турбореактивного двигателя ТР-1 конструкции главного конструктора опытного завода № 165 тов. Люльки А. М. выполнено. Двигатель ТР-1, построенный и доведенный коллективами заводов №№ 45 и 165, прошел 3 ноября 1947 г. официальные заводские длительные испытания с оценкой "удовлетворительно".