Николай Кузнецов

К девяностолетию со дня рождения

канд. техн. наук Виктор Аверченко


Николай Дмитриевич Кузнецов родился 23 июня 1911 г. в Актюбинске в семье рабочего. В 14 лет Николай поступил на курсы трактористов, а в 1930 г. – на моторостроительное отделение Московского авиационного техникума. Позднее он стал работать слесарем на моторостроительном заводе №24 им. М.В.Фрунзе, продолжая обучение на вечернем отделении техникума. По рекомендации первого секретаря ЦК комсомола А.В.Косарева, в 1932 г. Николай поступил на воздушно-технический факультет Военно-воздушной академии им. Н.Е.Жуковского. Состав абитуриентов академии был очень неоднороден. Так, в числе слушателей, обучавшихся в одной группе с Кузнецовым, была одна девушка и… комбриг А.М.Шапочкин (адъютант для особых поручений наркома обороны К.Е.Ворошилова).

Академия в то время давала не только первоклассное образование, но и предоставляла обширные возможности самосовершенствования в самых различных областях. Николай попробовал себя в прыжках с трамплина, альпинизме (поднимался на Эльбрус), парашютизме… Здесь же он начал заниматься и техническим творчеством. Осенью 1938 г., блестяще защитив дипломный проект, Николай как круглый отличник получил по выпуску сразу капитанскую шпалу в петлицу. Более того, он был оставлен в адъюнктуре академии.

В результате упорного трехлетнего труда Кузнецову удалось создать оригинальный метод расчета упругих деформаций коленчатого вала в опорах (подшипниках) и даже подтвердить его экспериментально. Его научный руководитель был настолько доволен диссертантом, что в качестве оппонентов пригласил виднейших прочнистов – профессоров И.И.Трапезина из МАИ и А.А.Ильюшина из МГУ. На защи-' те, состоявшейся 4 апреля 1941 г., результаты работы Николая Дмитриевича получили высокую оценку. После окончания адъюнктуры Кузнецов был назначен доцентом кафедры авиационных двигателей ВВИАим. Н.Е.Жуковского и планировал не позднее осени 1941 г. опубликовать результаты выполненных им исследований в виде монографии. Однако начавшаяся война в один миг разрушила эти планы.


НА ФРОНТЕ И В ТЫЛУ

Свой первый рапорт с просьбой отправить на фронт Кузнецов подал на следующий день после нападения Германии. Ему тут же отказали. При академии развертывались курсы срочной переподготовки запасников, в том числе авиационных техников. Вскоре в лагере под Наро-Фоминском начались занятия продолжительностью по 12-15 часов в день. Всего за полторы недели очередной поток слушателей обучался устройству, правилам эксплуатации и ремонта одного из современных по тому времени авиадвигателей. Курсы функционировали до сентября, пока враг не подошел вплотную к Москве. Только 15 октября, задень до печально известной московской «паники», Кузнецов вместе с семьей отправился в Свердловск, куда еще в июле-августе была эвакуирована академия.

В апреле 1942 г., после шестого рапорта, Кузнецову удалось добиться перевода в действующую армию. Он был назначен старшим инженером 239-й истребительной авиадивизии ВВС Северо-Западного фронта. Дивизия, имевшая три авиаполка, была «разношерстной»: один был вооружен «Яками», другой – ЛаГГ-3, а третий – английскими «Харрикейнами». Если первые два типа истребителей оснащались хорошо известными техническому персоналу отечественными моторами М-105, то на последнем устанавливался двигатель «Роллс-Ройс Мерлин»ХХ, а инструкции к нему были составлены на языке Шекспира и Байрона, мало знакомом авиационным технарям. К счастью, за годы учебы в академии и в адъюнктуре Кузнецов неплохо освоил английский, так что вскоре в полку «Харрикейнов» появились весьма квалифицированные переводы всех инструкций.

Руководя технической эксплуатацией истребителей дивизии, Николай Дмитриевич нередко пользовался личным самолетом У-2, на котором он частенько перелетал с одного аэродрома на другой. Постепенно своими глубокими техническими знаниями, умением руководить людьми, Кузнецов заслужил высокий авторитет среди подчиненных. У командира дивизии полковника Г.Иванова он позаимствовал крылатую фразу: «С началом войны в русском языке слово «нельзя» заменено словом «надо». За время пребывания на фронте Николай Дмитриевич привык и к нелегкой жизни, и к самой войне, к удачам и потерям, сдружился с товарищами по оружию. Тем более неожиданным и удивительным стал вызов его в ЦК ВКП(б), поступивший в штаб дивизии в октябре 1942 г. Удрученный перспективой потерять знающего, способного старшего инженера, комдив прямо спросил Кузнецова, не писал ли тот каких-либо писем, заявлений «наверх». Сам немало изумленный происходящим, Николай Дмитриевич ответил отрицательно. От кого исходила инициатива с отзывом Кузнецова с фронта – неизвестно.

В Москве майора Кузнецова принял секретарь ЦК ВКП(б) Г.М.Маленков, в годы войны курировавший авиационную промышленность. Тут многое прояснилось: его решили направить парторгом ЦК в конструкторское бюро В.Я.Климова. Эвакуированное в Уфу из Рыбинска в конце 1941 г., осенью 1942 г. КБ испытывало значительные трудности с доводкой новых двигателей М-106 и М-107, предназначенных для модернизированных истребителей Яковлева и бомбардировщиков Петлякова. Отсутствие прогресса с моторами жидкостного охлаждения ставило нашу авиацию в сложное положение, ведь у немцев той же осенью 1942 г. появился истребитель Bf 109G- 2 с новым двигателем DB605A, развивавшим максимальную мощность 1475 л.с. Советским ВВС срочно требовался адекватный ответ на вражескую новинку.

Став парторгом ЦК, Кузнецов сумел за короткое время вникнуть в технические и «гуманитарные» проблемы, накопившиеся в климовском КБ. В ходе одного из технических совещаний Николай Дмитриевич неожиданно для многих участников, не предполагавших наличия профессиональных знаний у «политработника», указал на ошибку в расчетах и предложил способ ее устранения. Затем последовал еще один подобный случай, другой… В.Я.Климов, возглавлявший КБ, постоянно поддерживал дистанцию между собой и подчиненными, но в то же время остро нуждался в высококвалифицированном помощнике. Вскоре он обратился в ЦК ВКП(б) с просьбой переназначить Кузнецова его заместителем. С Климовым «в верхах» считались, его лично знал И.В.Сталин, и вскоре Николай Дмитриевич стал замом главного конструктора.

Постановление ГКО N“2346 от 25 сентября 1942 г. обязывало уфимских моторостроителей к середине ноября этого года закончить 50-часовые испытания мотора М-107А, а к концу года довести его ресурс до 100 ч. Этот вариант двигателя существенно отличался от еще довоенного «сто седьмого». Конструкторы разработали новый приводной центробежный нагнетатель с поворотными лопатками В.И.Поликовского. Мотор форсировали по наддуву, в результате чего его взлетная мощность возросла до 1600 л.с., а номинальная – до 1500 л.с. на высоте 4500 м. Полученные характеристики ставили М-107А в один ряд с лучшим зарубежными образцами. Если М- 105ПФ имел удельную мощность 34,5 л.с./л, то М-107А – уже 42,7 л.с./л.

Вскоре двигатель установили на яковлевский истребитель, и летчик-испытатель П.Я. Федрови достиг на Як-7 М-107А максимальной скорости 590 км/ч у земли и 680 км/ч на высоте 5800 м. Он внес предложение срочно изготовить 10-15 таких истребителей для проведения войсковых испытаний. Однако 23 февраля 1943 г. опытная машина была потеряна в аварии. В конце полета при выполнении площадки на малой высоте внезапно затрясся мотор, пошел дым. Летчик П.М. Стефановский был вынужден совершить посадку, не дотянув до границы аэродрома «Набережная». В результате самолет оказался полностью разбит, а пилот получил ранение. Расследование причин аварии показало: выброшенное из двигателя масло нарушило теплоизоляцию, вызвав обгорание наружного коллектора и проводов зажигания.

Климовское КБ и уфимский завод № 26 напряженно работали над устранением дефектов М-107А, но успех все не приходил. В конце апреля 1943 г. наркомат авиапромышленности направил в Уфу авторитетную комиссию во главе с начальником 8-го ГУ НКАП (по совместительству – директор ЦИАМ) В.И. Поликовским. Выводы оказались неутешительными: комиссия не исключила «возможности длительных задержек и непредвиденных затруднений в доводке М-107А и внедрении в широкую летную эксплуатацию». Объяснений Климова об объективных причинах задержки никто слушать не стал. 12 мая 1943 г. вышло необычное постановление ГКО № 3358: «В связи с тем, что Климов не выполнил вовремя решение ГКО по созданию мотора М-107А, имеющее в настоящее время исключительное значение, …прислать на помощь д.т.н. Швецова и д.т.н. Микулина и обеспечить успешное прохождение государственного испытания мотором М- 107А в кратчайший срок». Прибытие «варягов» больно ударило по авторитету Главного, но и ситуацию не исправило.

Только к августу 1943 г. удалось укомплектовать «сто седьмыми» несколько истребителей Як. В ходе испытаний в ЛИИ НКАП семь моторов наработали чуть более 84 ч. Пять из них пришлось снять с самолетов по разным причинам, шестой сгорел вместе с истребителем. Только один двигатель благополучно отработал на самолете 34 ч. Среди главных причин, не позволяющих эксплуатировать самолеты, называлась течь воды из уплотнений цилиндров, разрушение шатунов, прогары поршней, а также тряска силовой установки.

Наконец, после многолетних усилий напряженная работа всего коллектива дала свои плоды: 27 декабря 1943 г. ГКО утвердил заключения по результатам 100-часовых испытаний мотора М-107А и принял двигатель на вооружение ВВС Красной Армии. Климов получил звание генерал-майора ИТС, Кузнецов был награжден орденом Красной Звезды. Впрочем, проблемы М-107А(вскоре переименованного в ВК-107А) на этом не кончились. Мучительная доводка его продолжалась после окончания войны. Параллельно со «сто седьмым» с 1943 г. разрабатывались еще более мощные двигатели ВК-108 и ВК-109.

Приход реактивной эры заставил отечественное моторостроение вновь прибегнуть к заимствованию зарубежного опыта. В 1946 г. на уфимском заводе под маркой РД-10 было развернуто производство немецких двигателей Jumo 004 тягой 900 кгс. Они предназначались для реактивных истребителей Як-15, разработанных на базе знаменитого Як-3. Следующим шагом стало приобретение в Англии лицензий на производство двигателей «Нин» и «Дервент» тягой 1600 и 2200 кгс, соответственно. Советскую делегацию на переговорах возглавлял В.Я. Климов. Вскоре после возвращения он сумел добиться правительственного постановления, предусматривавшего возврат его конструкторского бюро в Ленинград. Тем же постановлением 35-летний инженер-подполковник Кузнецов назначался главным конструктором уфимского завода № 26.

Внедрение в производство абсолютно нового с точки зрения технологии реактивного двигателя РД-10 отнимало у Кузнецова большую часть времени. Одновременно, силами оставшихся на заводе конструкторов (значительная часть их вместе с Климовым уехала в Ленинград), он начал проектирование РД-12- собственного варианта ТРД тягой 3000 кгс. В отличие от немцев, компрессор решили делать центробежным. Впрочем, использованию германского опыта придавалось большое значение, недаром работавший в уфимском КБ немецкий инженер Ф. Бранднер получал фантастическую по тем временам зарплату – 4000 рублей (для сравнения – командир истребительного полка получал в то время приблизительно вдвое меньше).


Производство моторов на заводе №26 в 1942-1948 г.г.
Тип двигателя 1942 г. 1943 г. 1944 г. 1945 г. 1946 г. 1947 г. 1948 г.
М-105ПФ 10 048 11 965 8762 4312 687
ВК-107А 41 208 2111 3191 396 692 550
ВК-108 6 27 16
РД-10 - - - - 59 447 833

ТУРБОВИНТОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ, ИЛИ НЕМЕЦКОЕ ВЛИЯНИЕ

В ходе испытаний РД-12 произошла авария из-за обрыва лопатки компрессора, Кузнецов и один из испытателей получили ранения. Неприятность задержала работу как по этому двигателю, так и по менее мощному, но более «реальному» РД-14, предназначавшемуся для двухмоторного истребителя. Судьба не отпустила времени для доводки этих моторов. В конце 1948 г. по приказу министра авиапромышленности ОКБ завода N9 26 расформировали, и Кузнецов фактически остался не удел. А в начале мая 1949 г. Николай Дмитриевич был назначен главным конструктором опытного завода №2, укомплектованного преимущественно немецкими специалистами.

Этот завод был организован в октябре 1946 г. Его сотрудниками являлись, главным образом, принудительно депортированные в СССР немецкие конструкторы-моторостроители, прежде работавшие в советской оккупационной зоне Германии. «К пяти часам утра к домам, где жили немецкие специалисты, подъехали грузовики с автоматчиками и нашими специалистами, которые звонили, представлялись и объясняли цель эвакуации, гарантировали сохранение жизни и работу по специальности, – вспоминал Е.М. Семенов. – Солдаты помогали грузить вещи. Никаких документов не оформляли… В пассажирских вагонах разместили специалистов с семьями, в багажных – их вещи. Проектную документацию также погрузили в эшелон. При перегрузке в Бресте обнаружилась пропажа сейфа с чертежами…»

Среди прибывших специалистов наиболее ценной «добычей» считались работники фирмы «Юнкере» во главе с доктором А. Шайбе и фирмы «БМВ» во главе с инженером К. Престелем – всего около 250 человек. Еще около сотни немцев занимались проектированием разного рода агрегатов, приборов и оборудования. Для размещения прибывших немецких семей в поселке Управленческий неподалеку от Куйбышева (ныне снова Самара) была высвобождена соответствующая жилплощадь («уплотнили» русских) и построено более сотни «финских» домиков. Среди депортированных имелось немало высококлассных специалистов – их попытались заинтересовать материально, назначив 56 работникам зарплату от 4000 рублей и выше. Для детей организовали восьмилетнюю школу, педагогами в которой работали жены депортированных.

Первое время важнейшим заданием для немцев считалось создание форсированных вариантов Jumo 004 и BMW 003, но с освоением базовых конструкций советскими моторостроительными заводами внимание постепенно сконцентрировалось на более поздних проектах германских двигателей, таких как BMW 018 тягой 3400 кгс и Jumo 012 тягой 3000 кгс.

Ознакомившись с состоянием дел на заводе, Кузнецов реорганизовал структуру конструкторского бюро, обеспечив более тесную взаимосвязь между работами сотрудников экс-немецких моторостроительных фирм, которые прежде велись замкнуто и даже с элементами нездоровой конкуренции между представителями BMW и Jumo. Затем Николай Дмитриевич организовал техническую учебу. Так, доктор Р.Шейност читал лекции по расчетам на прочность, а доктор Г. Гайнрих – по термодинамике. Занятия проводились на немецком языке, изучению которого советскими специалистами придавалось большое значение: сдавшему экзамен по языку полагалась 20-процентная прибавка к зарплате. Третьим важным решением Кузнецова было широкое привлечение в КБ молодых выпускников Куйбышевского авиационного института. Вскоре настал черед и более «жестких» мероприятий: в конце лета Николай Дмитриевич отдал распоряжение прекратить доводку всех разрабатывавшихся двигателей, за исключением проекта мощного турбовинтового «движка».

В ноябре 1950 г. двигатель ТВ-022, созданный при непосредственном участии немецких специалистов на основе проекта Jumo 022, прошел государственные испытания. Он имел четырнадцатиступенчатый компрессор, камеру сгорания кольцевого типа и трехступенчатую турбину. Двигатель приводил во вращение

два соосных винта противоположного вращения (АВ-41) с приводом от редуктора. Модифицированный вариант двигателя, получивший название ТВ-2, испытывался налетающей лаборатории Ту-4 Летно-испытательного института в мае-октябре 1951 г. В 27-м полете самолет Ту-4 зав. N“225402 потерпел аварию из- за пожара в правом двигателе. Несмотря на эту неприятность, работы по доводке ТВ-2 были продолжены.


Первый опытный Tу-95 с турбовинтовыми двигателями 2ТВ-2Ф.



Ту-95МС с ТВД НК-12 по прежнему в строю.


Основные параметры турбовинтовых двигателей ОКБ Н.Д.Кузнецова
Характеристика ТВ-022 ТВ-2Ф 2ТВ-2Ф НК-12 НК-12МА HK-12MK НК-4А
Взлетная мощность, л.с. 5000 6250 12.500 12.500 15.000 15.000 4000
Крейсерская мощность, л.с. 2200 2550 6500 6500 8080 10650 2380
Удельный расход, кг/л.с.-ч 0,21 0,218 0,19 0,164 0,166 0,202 0,207
Степень повышения давления компрессора 5,6 5,8 7,2 9,5 9,3 9,7 7,9
Температура газов перед турбиной, К 1120 1150 1150 1150 1250 1110 1250
Количество ступеней компрессора 14 14 14 14 14 14 6
Количество ступеней турбины 3 3 3 3 3 3 3
Частота вращения вала, об/мин 7100 7100 7250 8300
Масса двигателя, кг 1650 3780 2900 3170 3170 870
Количество построенных в 1954-1962 гг. серийных двигателей НК.
Тип двигателя 1954 г. 1955 г. 1956 г. 1957 г. 1958 г. 1959 г. 1960 г. 1961 г. 1962 г.
НК-12, HK-12M 16 144 110 141 134 303 - - -
HK-12MB — — - - 206 275 343
ТВ-2Т - 7 _____
НК-4, HK-4A - - 47 175 - - - -

Дело в том, что турбовинтовые двигатели, созданием которых занималось ОКБ Кузнецова, срочно понадобились для решения важнейшей государственной задачи: создания межконтинентального бомбардировщика. Проведенные в ОКБ А.Н.Туполева расчеты показали, что такая машина будет иметь массу порядка 200 т. Для обеспечения требуемой дальности полета она должна была оснащаться четырьмя турбовинтовыми двигателями (ТРД «не проходили» из-за низкой экономичности, что и подтвердил опыт создания другого варианта межконтинентального бомбардировщика в ОКБ В.М.Мясищева) мощностью по 12.000… 15.000 л.с. В качестве временной меры после переговоров Туполева с Кузнецовым было принято решение о создании спаренного мотора 2ТВ- 2Ф. Он представлял собой два поставленных бок о бок форсированных двигателя ТВ-2Ф, работавших на общий редуктор. Параллельно началась разработка нового двигателя ТВ-12, равного по мощности спарке 2ТВ-2Ф.

Летные испытания первого опытного самолета Ту-95 («95-1») с двигателями 2ТВ-2Ф начались 12 ноября 1952 г. Первое время они проходили успешно, но в 17-м полете, состоявшемся 11 мая 1953 г., из-за пожара двигателя самолет потерпел катастрофу. Погибли четыре члена экипажа, в том числе известный летчик-испытатель А.Д.Перелет. За тяжелым летным происшествием непременно следует этап поиска виновных, и они, естественно, были найдены. После катастрофы в Москву срочно доставили все материалы заводских стендовых испытаний двигателей, из которых выяснилось, что в ходе доводки у 2ТВ-2Ф наблюдались серьезные дефекты, связанные с разрушением шестерней редукторов после 30…40 ч работы. «Разбор полетов» сулил Кузнецову огромные неприятности, однако на заседании комиссии по расследованию причин катастрофы за него неожиданно вступился А.Н.Туполев, заявивший: «Обезглавить конструкторский коллектив, убрать руководителя, означает угробить этот мощнейший в мире двигатель, а заодно и самолет Ту-95. Этого делать нельзя. Наши решения должны быть направлены на поддержку двигателя 2ТВ-2Ф и других его вариантов. А для достижения этой цели надо, чтобы главному конструктору двигателя помогли, а не сажали в тюрьму…» Впоследствие причину катастрофы связали с нарушением технологии изготовления шестерни, конкретного виновника нашли, а обломок той самой шестерни стал экспонатом заводского музея…

Все же работы по созданию 2ТВ-2Ф были прекращены, и внимание ОКБ Кузнецова сосредоточилось на ТВ-12 (число 12 означало мощность в тысячах лошадиных сил). Здесь тоже не обошлось без проблем, поставивших под сомнение само существование конструкторского коллектива. Туполев, на которого давил ЦК и Минобороны, нервничал и посылал в Куйбышев своих заместителей – К.В.Минкера, Г.А.Озерова и других. Те, «занимая очень удобную, но насквозь гнилую позицию сторонних наблюдателей», составляли отчеты, в которых, как позже вспоминал сам Кузнецов отмечалось: «в двигателе это плохо и то плохо, а другое – не лучше…» Дело дошло до того, что В.А.Малышев, зампред Совета министров СССР, заявил: «Ну, раз ничего не получается, давайте закроем (разработку ТВ-12 – Прим. авт.)». Но здесь вновь вмешался сам Туполев, дезавуировавший все доклады своих заместителей. В разговоре с Малышевым он взял вину на себя и предложил дать Кузнецову еще «два- три месяца», тем более что в день обсуждения успешно закончились 25-часовые испытания ТВ-12. Вскоре опытные двигатели были установлены на три летающие лаборатории Ту-4ЛЛ для ускоренной доводки их в воздухе. В конце декабря 1954 г. мотор успешно прошел 100-часовые государственные испытания, а в феврале 1955 г. совершил первый полет самолет «95- 2» – второй опытный Ту-95, оснащенный четырьмя ТВ-12, вскоре переименованными в НК-12. В процессе доводки по требованию самолетчиков максимальная мощность двигателя была увеличена до 15.000 л.с.

Модификация двигателя НК-12МВ предназначалась для стратегических бомбардировщиков Ту-95, пассажирских самолетов Ту- 114, самолетов ДРЛО Ту-126 и противолодочных машин Ту-142. Специально для транспортника Ан-22 «Антей» был разработан вариант НК-12МА с винтами увеличенного диаметра АВ-90 (на туполевских машинах применялись винты АВ-60), а для экранопланов типа «Орленок» – вариант НК-12МК, отличавшийся применением коррозионностойких материалов и специальных покрытий. За создание НК-12, и сегодня остающегося самым мощным в мире ТВД, Н.Д.Кузнецову было присвоено звание Героя Социалистического Труда, он стал лауреатом Ленинской премии и Генеральным конструктором. В начале восьмидесятых на вооружение был принят стратегический ракетоносец Ту-95МС, вооруженный крылатыми ракетами большой дальности. Этот вариант машины, как и модифицированный Ту-142М, оснащался двигателями НК-12МП повышенной экономичности.

В 1955 г., после признания успеха с «двенадцатитысячником», Николай Дмитриевич получил задание спроектировать меньший по мощности двигатель, предназначавшийся для пассажирских лайнеров Ил-18 и Ан-10, а также для военно-транспортного самолета Ан-12. Параллельно такое же задание получил конструктор А.Г.Ивченко. Имея за плечами опыт создания НК-12, Кузнецов рассматривал полученную задачу как относительно легкую, назвав ее «белым хлебом» для ОКБ. И действительно, не прошло и семи месяцев с момента оформления технического задания, как двигатель НК-4 был готов. Он получился легким, экономичным, простым в производстве. Впервые в шестиступенчатом компрессоре были применены сверхзвуковые ступени. В 1957 г. двигатель прошел государственные испытания, его начал серийно производить завод № 24 им. М.В.Фрунзе. Самолеты Ан-10 и Ил-18 первых серий оснащались моторами НК-4 и их модифицированным вариантом НК-4А.

Однажды на пассажирском самолете Ил- 18 разрушился вал редуктора, и вращавшийся с огромной скоростью винт улетел, к счастью не задев ни фюзеляж, ни соседнюю мотогондолу. Но это были только цветочки. В 1958 г. в результате отказа двигателя произошла катастрофа самолета Ил-18, на борту которого находилась группа высокопоставленных военных. Комиссия, расследовавшая причины тяжелого летного происшествия, определила: остановка двигателя привела к появлению мощного разворачивающего момента, который не мог быть скомпенсирован летчиками из-за отсутствия устройства флюгирования винта. Быстро сконструированный и внедренный «автофлюгер» не спас положения: НК-4 оказался скомпрометированным. Попытки Н.Д.Кузнецова доказать, что внесенные изменения устранили проблему, не увенчались успехом: в массовое производство был запущен АИ-20 запорожского завода, а НК-4 снят с серии. На принятие этого решения повлияли и откровенно «местечковые» моменты: поскольку самолеты Ан-10 и Ан-12 строились на Украине, то, мол, и двигатель для них должен быть «украинским». Аргументы Кузнецова и поддержавшего его В.Я.Климова о более высоком технологическом уровне й лучшей экономичности НК-4 во внимание приняты не были. В конце 1958 г., после выпуска 222 двигателей, производство НК-4 было прекращено.


А вот двигателю НК-4 не повезло: уже тогда, в начале 60-х, украинская «самостийность» играла вполне определенную роль.


ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ СВЕРХЗВУКОВЫХ СКОРОСТЕЙ

В конце июля 1954 г. постановлением Совмина СССР N“1605-726 конструкторское бюро А.Н.Туполева получило задание на проектирование нового дальнего бомбардировщика в двух вариантах: Ту-105 с двумя ТРДФ ВД-7 конструкции В.А. Добрынина и Ту-106 с двумя кузнецовскими ТРДЦФ НК-6. На проектирование и постройку первой машины выделялись два года, а на вторую – три. Впервые в практике отечественного самолетостроения дальний бомбардировщик должен был летать со сверхзвуковой скоростью, правда, пока только на этапе прорыва системы ПВО противника. Для самолета массой 80…90 т это означало, что потребная суммарная тяга двух «движков» должна была составлять не менее 30.000 кгс; таким образом, требовался более чем полуторакратный рост по сравнению с самым мощным в то время отечественным двигателем АМ-3.

Следует подчеркнуть уникальность ситуации. Бомбардировщик Ту-16 еще только начал поступать на вооружение Дальней авиации,на 1 января 1955 г. последняя располагала всего двумя не полностью укомплектованными авиадивизиями таких машин; остальные десять дивизий имели на вооружении безнадежно устаревшие Ту-4 с поршневыми моторами. И вот, не успев толком «настрогать Ту-шестнадцатых», конструкторам и промышленности ставят новую задачу – срочно делать дальний сверхзвуковой бомбардировщик с невиданной скоростью 1800 км/ч! Не переутомился ли главком ВВС главный маршал авиации П.Ф.Жигарев? Ан-нет, не переутомился. Просто отечественные «рыцари плаща и кинжала» раздобыли информацию о том, что с 1953 г. американцы развернули полномасштабную программу создания сверхзвукового среднего стратегического бомбардировщика, получившего впоследствие название В-58 «Хастлер». Эта машина, по оценкам советских разведчиков, должна была иметь скорость 1800…2200 км/ч, дальность порядка 10.000 км и нести четыре ядерные бомбы. У страха, как говорят, глаза велики… Ох, и намаялась потом фирма «Конвэр» со своим детищем, и, как бы зеркально соответствуя ей, ОКБ А.Н.Туполева тоже на сей раз выдало отнюдь не конфетку…

21 июня 1958 г., с отставанием от «Хастлера» почти на два года, Ту-105 с двигателями ВД-7М совершил первый полет Самолет преследовали неудачи: всего несколько раз поднявшись в воздух, первая опытная машина была потеряна в аварии из-за невыпустившейся передней опоры шасси; ее дублер – «105А» разбился 21 декабря 1959 г. в седьмом полете, погубив пилота и штурмана. На этом неприятности не закончились: первая серийная машина, получившая название Ту-22Б, была разбита при вынужденной посадке 17 ноября 1960 г. после выключения одного из двигателей в связи с падением давления масла. «Всего в периоде 1959по 1964 г. с самолетом произошло 10 аварий и катастроф: одна катастрофа – в Дальней авиации, две – в авиации ВМФ, три катастрофы и четыре аварии в МАП», – указывал в своем докладе министру обороны главком ВВС К.А. Вершинин.

Из-за неготовности ракетного вооружения (крылатых ракет Х-22 и систем наведения) в феврале 1960 г. самолет решили строить в варианте разведчика, с пониженными летно-техническими данными. В результате машина, предназначавшаяся изначально для замены Ту-16, выпускалась практически «подпольно», не будучи официально принятой на вооружение; существовала даже бюрократическая формулировочка для аналогичных случаев – «производить самолет по чертежам и ТУ главного конструктора». В марте 1965 г. в войсках имелось уже 105 Ту-22 с двигателями ВД-7М, из них 83 разведчика, пять бомбардировщиков, шесть постановщиков помех и 11 учебных машин.

Вдобавок как-то не «вытанцовывалось» у туполевского ОКБ-156 и выполнение важнейшего требования ТЗ – достижение максимальной скорости 1800 км/ч. В последнем случае часть вины лежала на ОКБ Кузнецова. Ведь именно ему в соответствии с постановлением Совмина от 17 апреля 1958 г. надлежало создать и запустить в производство двухконтурный двигатель НК-6 с тягой 22.000 кгс (начало разработки двигателя относилось еще к 1955 г.). Революционный по замыслу, он имел десятиступенчатый компрессор (четыре ступени низкого и шесть – высокого давления), кольцевую камеру сгорания, трехступенчатую турбину (одна ступень высокого и две – низкого давления) и форсажную камеру. В начале 60-х годов НК-6 был, безусловно, самым мощным ТРДЦ в мире. На нем были впервые применены сверхзвуковые высоконапорные ступени компрессора, изнашиваемые вставки над рабочими лопатками турбины, многофорсуночная камера сгорания, система регулирования степени повышения давления вентилятора и другие новинки.


Несмотря на довольно высокие скоростные характеристики, Ту-22 был явно не лучшим творением ОКБ А.Н.Туполева.


Основные летно-тактические данные самолета Ту-22 (по состоянию на 1965 г.)
Характеристика Задано постановлением Реально
  с 2НК-6 с 2-ВД-7М с 2-ВД-7М
Максимальная скорость, км/ч 1800...2000 1500...1600 1400...1500
Максимальная дальность полета, км:
- на дозвуковой скорости 6000 5800 5650
- на сверхзвуковой скорости 2700...3000 2300...2500 2300...2400
Потолок, км 16...17 14...15 13,5
Длина разбега, м 1800...2000 2000...2300 2850


Хотя жизнь НК-144 (вверху) оказалась и недолгой, его создание сыграло не последнюю роль в отработке силовой установки для сверхзвукового ракетоносца-бомбардировщика среднего радиуса действия Ту-22М.


Однако довести НК-6 до серии не удалось. В июле 1963 г. все работы по нему были прекращены. Вероятно, этот двигатель слишком опередил свое время. Может быть, сыграло свою роль и сокращение ассигнований на пилотируемую военную авиацию, инициатором которого выступил Н.С.Хрущев. Но накопленный опыт не пропал даром и вскоре был использован при проектировании двигателя НК- 144, предназначенного для первого сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144.

Требования к максимальной форсажной тяге НК-144 понизили до 17.500 кгс, зато ввели крейсерский форсажный полетный режим с тягой 3970 кгс. В контуре низкого давления был применен двухступенчатый вентилятор и трехступенчатый компрессор; в контуре высокого давления компрессора имелись пять ступеней. Форсажная камера была общей для обоих контуров (у НК-6 форсажная камера трубчато-кольцевого типа имелась только во внешнем контуре).

В последний день 1968 г. Ту-144, оснащенный четырьмя НК-144, впервые поднялся в воздух. Серийный вариант сверхзвукового пассажирского самолета, начавший летать по линии Москва – Алма-Ата в 1973 г., выпускался с двигателями НК-144А увеличенной тяги. В конструкции НК-144А была добавлена третья вентиляторная ступень. С 1974 г. создавался еще более мощный НК-144В, обладавший к тому же значительно улучшенной экономичностью на режиме крейсерского форсажа (на высоте 18 км). Однако в 1980 г. его разработка была прекращена в связи со свертыванием интереса к самолету Ту-144 со стороны правительства и минавиапрома.

Несмотря на это, усилия кузнецовского ОКБ по доводке НК-144 не пропали даром. История с НК-6 повторилась, но теперь уже из «гражданского» пришлось делать двигатель «военный». Как указывалось выше, Ту- 22, получивший в НАТО наименование Blinder – «слепец», оказался не самым удачным творением А.Н.Туполева; поэтому в 1967 г. постановлением Совмина СССР ОКБ-156 получило задание на проектирование нового дальнего бомбардировщика. На этот раз создание двигателя поручалось только конструкторскому коллективу Кузнецова. Базой для НК-22 послужили разработки по НК-144, но, в отличие от последнего, вентиляторных ступеней с самого начала было три. Этими двигателями тягой 20.000 кгс оснащался Ту- 22М, ставший широко известным на Западе под наименованием «Backfire» в связи с поднятой американцами шумихой и настойчивыми попытками «зачесть» его в число советских стратегических бомбардировщиков в рамках договоров ОСВ-1 и ОСВ-2.

О степени близости НК-144 и НК-22 говорит тот факт, что уже в 1969 г. последний был запущен в серийное производство. Однако в связи с тем, что Ту-22М был задуман многорежимным, способным осуществлять полеты как у земли, так и на больших высотах, в его двигателях были применены новинки – сопло эжекторного типа с широким диапазоном регулирования, электронный ограничитель температуры газов перед турбиной и сигнализатор горения топлива в форсажной камере. В 1976 г. на базе НК-22 началась разработка его модернизированного варианта НК-23, отличавшегося четырехступенчатым компрессором низкого давления, а также некоторыми другими доработками. Впрочем, несмотря на большую тягу (22.000 кгс) и лучшую экономичность, НК-23 серийным не стал, поскольку в кузнецовском ОКБ уже успешно завершалась разработка нового, с более высокими значениями удельных параметров, двигателя для самолетов семейства Ту-22М.

Двухконтурный трехкаскадный НК-25 тягой 25.000 кгс стал в то время самым мощным в мире авиационным двигателем военного назначения. Установленный на дальнем бомбардировщике Ту-22МЗ, впервые поднявшемся в воздух 22 июня 1977 г., он обеспечил новой 124-тонной модификации «Бэкфайра» скорость, соответствующую числу М=2 на большой высоте. Американцы сделали все, чтобы ограничить боевые возможности машины, настояв на демонтаже оборудования для дозаправки в воздухе; кроме того, максимальный темп выпуска бомбардировщика по взаимной договоренности с США был ограничен 30 самолетами в год. Впрочем, после развала Советского Союза установленная планка оказалась куда выше реальных возможностей финансирования программы Ту-22МЗ. Несмотря на это, именно такие машины являются сегодня наиболее массовыми в российской Дальней авиации. Близким родственником НК-25 является двухконтурный турбовентиляторный трехвальный двигатель НК-32, разработанный для стратегического ракетоносца Ту-160. При одинаковой мощности на форсаже (25.000 кгс), «тридцать второй» мощнее предшественника на крейсерском режиме – 14.000 кгс. Компрессор двигателя имеет трехступенчатый вентилятор, пять ступеней среднего давления и семь ступеней высокого давления. В каскадах высокого и среднего давления применены одноступенчатые турбины, в каскаде низкого давления – двухступенчатая. Сопло двигателя регулируемое, автомодельное; система управления электрическая с гидромеханическим дублированием.



НК-31 обесспечили успех Ту-160.


Первый полетТу-160 состоялся 18 декабря 1981 г., а незадолго до этого на Западе появились фотографии советской новинки. Снимок сделал чрезмерно шустрый пассажир самолета, заходившего на посадку в аэропорт Быково и пролетевшего на малой высоте над аэродромом Раменское (испытательной базой ЛИИ МАП). С этого момента «камбала», как прозвали машину авиаторы за пучеглазую кабину и фюзеляж, плавно переходящий в крыло, на долгие годы привлекла к себе внимание специалистов и разной пишущей братии, первым делом обратившей внимание на «странное» внешнее сходство Ту-160 с американским стратегическим бомбардировщиков В-1.

В середине восьмидесятых этакий поверхностный взгляд на «конкурентов» был вполне естественным, ведь технические характеристики отечественных боевых самолетов, в отличие от заокеанских, являлись тайной за семью печатями. Только после показа «стошестидесятки» американскому министру обороны Ф.Карлуччи в печать просочились сведения о том, что «двойник В-1» на треть тяжелее оппонента и почти на 10 м длиннее его… Что касается мощности силовой установки, то и тут американец не шел в сравнение: его «движки» имели тягу на форсаже всего 13.700 кгс, что в совокупности с нерегулируемыми воздухозаборниками В-1В привело к ограничению максимальной скорости смешными 1470 км/ч. Заметим, что Ту160 в одном из испытательных полетов достиг максимальной скорости 2200 км/ч, а с полезным грузом в 30 т оказался способен пройти по замкнутому 1000-километровому маршруту со средней скоростью 1731 км/ч. Официально объявленная максимальная дальность полета без дозаправки составила 14.000 км – вполне достаточно, чтобы слетать до «североамериканского военно-географического района» и вернуться обратно. Следует подчеркнуть, что именно двигатели Н.Д.Кузнецова обеспечили машине столь выдающиеся летные характеристики.

Что касается реализации программы производства, предусматривавшей развертывание 100 бомбардировщиков (ровно столько В-1 В построили американцы), то здесь сравнение явно не в пользу отечественной машины. Самый тяжелый, самый совершенный и, вероятно, последний отечественный стратегический ракетоносец едва дотянул до четверти запланированного «тиража».


Основные данные некоторых ТРДДФ конструкции ОКБ Н.Д.Кузнецова.
Характеристика НК-6 НК-144 НК-22 НК-25 НК-32
Дата первого испытания 05.1958 г. 06.1964 г. 04.1968 г.
Рвзл, кгс 22.000 17.500 20.000 25.000 25.000
Ркр1, кгс 20 000 1* 3970 2* 14.000
Cуд кр1, кг/кгс-ч 1,96 1,56 1,95 2,08
Ркр2, кгс 3500 3* 3000 4*
Суд кр2, кг/кгс-ч 0,86 0,965
Мди, кг 3500 3540 3650
Тг 1400 1360 1390 1597 1630
Степень сжатия компрессора 13,6 14,2 14,75 25,9 28,4
Предназначение Ту-106 Ту-144 Ту-22М Ту-22МЗ Ту-160

1* (Н=11 км, M=1,7)

2* (Н=18 км, M=2,3)

3* (Н=11 км, M=0,9)

4* (Н=11 км, M=0,94)


РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

В конце 50-х под давлением Первого секретаря ЦК КПСС Н.С. Хрущева производилась переориентация значительной части авиационной промышленности на столь любимую Никитой Сергеевичем ракетную тематику. Логика была очень проста: экономические возможности страны, взвалившей на себя противостояние практически всему остальному миру, были ограниченными, а ракетные системы, с учетом стоимости их производства и эксплуатации, требовали гораздо меньших средств, чем соответствующие авиационные. К примеру, дивизия Ту-16 по критерию стоимости в полтора раза уступала дивизии ракет Р-12, а дивизия Ту-95 более чем вдвое – дивизии ракет Р-14. Интересно, что ни критерий эффективности, ни многоразовость самолетов при боевом применении во внимание не принимались.

Летом 1958 г моторостроительный Государственный союзный опытный завод № 276 посетил С.П.Королев, представившийся, правда, П.Сергеевым. Он осмотрел цеха, конструкторское бюро и долго совещался с Кузнецовым за закрытыми дверями кабинета. Вскоре после этого появляется проект постановления Совмина, в котором предлагалось «переключить» завод на ракетную тематику. Только с помощью секретаря ЦК КПСС по промышленности Ф.Р. Козлова (бывшего второго секретаря Куйбышевского обкома) Кузнецову удалось изменить одно слово в формулировках постановления и вместо «переключить» записать «подключить». Благодаря этому удалось сохранить на заводе и в ОКБ авиационное двигателестроение.

Что касается «ракетной тематики», то первое время Кузнецов попытался совместить проектирование ГТД и ЖРД в единых подразделениях, но затем от этой идеи отказался. Главным конструктором по жидкостно-реактивному направлению стал М.А. Кузьмин, начальником специально организованного ОКБ- 2 – В.Н.Орлов, а организацию испытаний возглавил Н.А.Дондуков.

Первенец ОКБ-2 получил наименование НК-9. Он состоял из четырех одиночных двигателей, объединенных общей силовой рамой, и предназначался для первой ступени межконтинентальной баллистической ракеты ГР-1, которая создавалась под руководством С.П.Королева. Кроме того, его планировали применить в модернизированной ракете Р- 9М. НК-9 являлся первым в мире кислороднокеросиновым двигателем с тягой более 100 тс, выполненным по замкнутой схеме – с дожиганием генераторного газа. Для второй ступени ракеты ГР-1 разрабатывался двигатель НК-9В с высотным соплом. В1963-1964 г.г. оба двигателя производились серийно. В процессе совместной работы С.П.Королев хорошо узнал творческие способности Н.Д.Кузнецова и высоко оценил его конструкторский талант. Но вмешательство «авиационщиков» в ракетно-двигательные дела закономерно вызвало и вполне объяснимую ревность со стороны «патриархов»-создателей ЖРД. Не будучи скованными некоторыми ракетными «табу», Кузнецов и его помощники на деле доказали безосновательность некоторых из них. Конкуренты вынуждены были признать правоту куйбышевских двигателестроителей, но одновременно «затаили зуб» на их лидера.


Основные данные некоторых ЖРД конструкции ОКБ Н.ДКузиецова.
Характеристика НК-9 НК-9В НК-15 НК-19 НК-31 НК-33 НК-43
Дата испытаний, г 1960 9.1962 11.1963 7.1964 1.1971 4.1970 10.1972
Тяга у земли, тс 152 46 153 40 41 154 179
Удельная тяга 1* , тс 328 345 353 331 346
Удельная масса, кг/тс 10,45 13,85 17,6 8,1 7,8
Время работы 2* , с 150 155
Ресурс,с — 1200 600 600
Назначение ГР-1 ГР-1 Н1 Н1 Н1 Н1 Н1

1* В вакууме.

2* В полете.



Ракетные двигатели конструкции ОКБ Н.Д.Кузнецова НК-31 и НК-33, а также так называемый «блок А», первая разгонная ступень ракеты-носителя Н1.



В 1961 г. кузнецовское ОКБ приступило к разработке двигателей для советского лунного ракетного комплекса Н1-ЛЗ. Комплекс состоял из трехступенчатой ракеты-носителя Н1 (носитель 1-й) и лунной системы ЛЗ, включавшей разгонный блок (иногда его называют четвертой ступенью). Масштабы поставленной задачи потрясали воображение: взлетная масса комплекса превышала 2500 т, а полная длина ракеты составляла 105,3 м.

Первая ступень ракеты (блок А) оснащалась тридцатью двигателями НК-15, вторая (блок Б) – восемью двигателями НК-15В тягой по 178 тс, а третья – четырьмя двигателями НК-19. Позднее, в 1968 г., началась разработка модификаций указанных двигателей для многоразового применения (НК-33, НК-31, НК-39 и НК- 43). Все двигатели выполнялись по замкнутой схеме, как наиболее энергетически совершенной. Кроме того, исследовались возможности создания

еще более мощных кислородно-керосиновых двигателей с тягой 300 и 600 тс. Проектировался также экспериментальный кислородно-водородный ЖРД НК-5. Важной особенностью первой ступени ракеты Н1 была своеобразная «избыточность» по числу двигателей – в случае возникновения неисправности в одном из них система КОРД (контроль работы двигателя) должна была выдавать команду на отключение отказавшего и симметричного ему двигателя с тем, чтобы скомпенсировать момент рысканья. Теоретически все это выглядело убедительно, однако на деле система КОРД не смогла спасти носитель Н1 при первом пуске 21 февраля 1969 г. Более того, именно повреждение кабелей КОРД из-за локального пожара привело к появлению ложной команды на отключение всех двигателей ракеты. Три следующих пуска также оказались неудачными, но только вторую аварию специалисты связывают с отказом двигателя первой ступени, точнее, с отказом его турбонасосного агрегата. В ходе четвертого пуска 23 ноября 1972 г. двигатели Н1 без замечаний отработали 107 с; причиной аварии сочли ошибку в алгоритме функционирования двигательной установки, из-за которой происходило «пушечное» отключение шести двигателей первой ступени на 96-й секунде с мгновенным снятием 900 тс нагрузки, поломка трубопроводов и как следствие – пожар…

Свертывание программы Н1-ЛЗ по инициативе В.П.Глушко, возглавившего ЦКБЭМ в мае 1974 г., автоматически означало и отлучение кузнецовского ОКБ от ракетной тематики. Николай Дмитриевич глубоко переживал и даже позволил себе фразу: «Я ведь тоже человек очень самолюбивый, но чтобы до такой степени…». Распоряжение «сверху» о сдаче на слом уже изготовленных двигателей Кузнецов не выполнил, а напротив – дал указание тщательно законсервировать их. В 1976 г. один из ЖРД первой ступени подвергся длительным испытаниям на надежность, поработав непрерывно на стенде 14.000 с вместо заданных техническим заданием 140 с. Выпущенный в 1972 г. двигатель НК-33 после 23 лет хранения и проведения регламентных работ был доставлен в США, где на стенде фирмы «Аэроджет» (Сакраменто) прошел комплекс огневых испытаний. Отработав 411 с в ходе пяти пусков, двигатель подтвердил высочайшую надежность и весьма приличные удельные характеристики. Эти испытания проводились с целью подтверждения возможности использования двигателей НК-33 и НК-43 на американских коммерческих ракетах-носителях «Атлас», «Дельта» и «Кистлер».

В настоящее время в Самаре разрабатывается проект новой ракеты-носителя «Ямал», предусматривающий использование двигателей НК-33. Существуют и другие идеи по применению ракетных двигателей ОКБ Кузнецова.



ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ ПАССАЖИРСКИХ АВИАЛАЙНЕРОВ

В 1961 г. конструкторское бюро С.В. Ильюшина приступило к проектированию самолета Ил-62, призванного стать флагманом Гражданской авиации. Разработку двигателя для него поручили кузнецовскому ОКБ. Опираясь на опыт, полученный при разработке НК-6, и используя газогенератор последнего, куйбышевским моторостроителям удалось всего за три года создать двухконтурный двигатель НК- S. В конструкции двигателя широко использовались титановые сплавы, а при изготовлении деталей – новейшие технологические процессы, включая химическое фрезерование, электрохимические и электрофизические методы обработки. Директор опытного завода П.М.Маркин, не понаслышке знакомый с многочисленными проблемами, встававшими при создании НК-8, выразился очень образно: “Чтобы освоить титан, инженерам и рабочим пришлось проделать титаническую работу».

В июне 1964 г. НК-8 успешно прошел Госиспытания и был запущен в серийное производство. Тремя месяцами ранее совершил первый полет Ил-62, оснащенный четырьмя НК-8 (первый опытный «шестьдесят второй» летал с двигателями АЛ-7). Серийные Ил-62 выпускались в 1966-1968 гг. с двигателями НК-8 3-й серии, а затем на сборочных линиях стали производить НК-8-4, отличавшийся большей тягой. Серийное производство НК-8-4 продолжалось до 1979 г., его межремонтный ресурс был доведен до 7000 ч, а назначенный ресурс – до 18 000 ч. Специально для трехдвигательного пассажирского самолета Ту-154 в 1965 г. началась разработка модификации НК-8-2. От предшественников она отличалась новым механизмом реверса тяги, коробкой приводов агрегатов, новой противообледенительной системой и другими агрегатами.

Двигатель НК-8, непрерывно совершенствуясь от модификации к модификации, стал одним из наиболее массовых серийных ТРДЦ в истории отечественной авиации. Общий «тираж» только НК-8-2У, производившихся на Казанском моторостроительном заводе, составил более 2500 единиц. Признанием заслуг Н.Д.Кузнецова в области авиадвигателестроения стало его избрание членом-корреспондентом Академии наук СССР и присвоение ему в 1968 г. воинского звания генерал-лейтенант. Николай Дмитриевич военную форму любил, и в рабочее время, как правило, носил генеральский мундир, за что его уважительно и называли за глаза в родном ОКБ, на серийных заводах и даже в минавиапроме – Генерал. В 1974 г министр Гражданской авиации П.Дементьев поручил Н.Д.Кузнецову разработку двигателя для первого отечественного широкофюзеляжного пассажирского самолета-аэробуса Ил-86. Сроки были поставлены очень жесткие, а ОКБ интенсивно занималось совершенствованием военных «движков», предназначавшихся для Ту-22М. Еще не завершилась активная часть «космической эпопеи», в ходе которой значительные силы ОКБ направлялись на разработку ЖРД. Поэтому Кузнецов решил не создавать новый ТРДЦ «с чистого листа», а попытаться «подфорсировать» НК-8, заодно несколько улучшив другие характеристики. Однако с самого начала главный конструктор предупредил министра, что по экономичности создаваемый «движок» НК-86 заведомо будет отставать от современных ему зарубежных моторов. Это объяснялось невысокими значениями температуры газа перед турбиной и степенью повышения давления, обусловленными применявшимися при изготовлении технологиями. Вместе с тем, в конструкции НК-86 были использованы перспективные новинки: звукопоглощающие перфорированные плиты, аналоговая электронная система управления, а также система защиты при обрыве лопаток компрессора.


ТРДД НК-86.


Основные данные некоторых ТРДД семейства НК-8.
Характеристика НК-8 НК-8-2 НК-8-2У НК-8-4 НК-8-4К НК-86
Дата госиспытаний 6.1964 1.1970 5.1973 6.1962 10.1979 4.1979
Рвзл, кгс 9500 9500 10.500 10.500 10.500 13.000
Суд взл, кг/кгс-ч 0,62 0,58 0,58 0,598 0,61 0,52
Ркр, кгс 2250 1800 2200 2750 3220
Судкр, кг/кгс-ч 0,83 0,79 0,766 0,81 0,74
Мдл, кг 2500 2150 1* 2170 1* 2440 2200 2750 1*
Тг, К 1200 1200 1230 1255 1260 1260
Степень сжатия воздуха 10,25 9,6 10,7 10,8 10,95 12,93
Предназначение Ил-62 Ту-154 Ту-154Б Ил-62 Экраноплан Ил-86

1* Без устройства для реверса


Любопытный казус произошел при подготовке первого полета самолета Ил-86. Когда двигатели машины были уже запущены, один из техников ильюшинского ОКБ, недооценив мощь засасываемого потока воздуха, слишком приблизился к воздухозаборнику внешнего НК-86. С головы его сорвало шапку и, к ужасу присутствовавших, мгновенно засосало в компрессор. Побледневший ведущий инженер доложил присутствовавшему Н.Д.Кузнецову о происшествии. Тот быстро спросил, не было ли в шапке твердых предметов. Получив отрицательный ответ, улыбнулся и громко, так чтобы слышали другие, главным образом «самолетчики», заявил: «Ну что ж… Пусть теперь Новожилов этому технику новую шапку покупает». И разрешил продолжить подготовку к взлету. Вскоре Ил-86 оторвался от заводской взлетной полосы и благополучно перелетел на аэродром ЛИИ. О судьбе мелко порубленной и хорошо «прожаренной» шапки, а также ее хозяина впоследствии ходило немало разнообразных авиационных баек.

Сам же «пожиратель головных уборов» непрерывно совершенствовался. В 1987 г. в модификации НК-86А были внедрены монокристаллические рабочие лопатки первой ступени турбины, что позволило повысить температуру газов перед турбиной до 1280К, а взлетную тягу – до 13 300 кгс. Восемь двигателей модификации НК-87 (с коррозионно- и жаростойкими покрытиями, обеспечивающими надежную эксплуатацию в морских условиях) использовались в составе силовой установки первого в мире боевого экраноплана-ракетоносца «Лунь».

Как ожидается, после 2010 г., по мере исчерпания запасов нефти, во всем мире начнется все более широкое использование природного газа (в более отдаленной перспективе – сжиженного водорода) в качестве моторного топлива. Н.Д. Кузнецов оказался одним из первых отечественных генеральных конструкторов, осознавших важность «газификации» авиации. Именно в его ОКБ на базе НК-8-2У были разработаны первые в стране ТРДД, использовавшие в качестве топлива жидкий водород (НК-88, 1980 г.) и сжиженный природный газ (НК-89, 1989 г.). 15 апреля 1988 г. совершила первый полет летающая лаборатория Ту-155 (Ту-154, у которого в правой мотогондоле был установлен НК-88), а в январе 1989 г. поднялся в воздух Ту-156 с НК- 89. В дальнейшем, по понятным, причинам темп разработки «криогенных» самолетов и силовых установок для них резко упал, однако ОКБ продолжает доводку НК-89.

В 1979 г. в кузнецовском ОКБ развернулись работы по созданию перспективных двигателей НК-56 и НК-64. Первый из них предназначался для аэробуса Ил-96, а второй – для Ту-204 и Ил-96-300. Следует напомнить, что первоначально самолет Ил-96 был задуман 350-местным, и двигатель НК-56 тягой 18 000 кгс полностью соответствовал именно этому варианту. Трехвальный НК-56 имел пятнадцатиступенчатый компрессор, многофорсуночную камеру сгорания и пятиступенчатую турбину. Ресурс до капитального ремонта составлял 7500 ч, а назначенный – 15.000 ч. Однако министр авиапрома И.С. Силаев счел нерациональным производство нескольких близких по мощности двигателей и сделал выбор в пользу пермского ТРДД ПС-90 тягой 16.000 кгс. Для этого двигателя Ил-96 оказался великоват. И тогда генеральный конструктор авиакомплекса им. С.В.Ильюшина Г.В.Новожилов принял «гениальное» решение укоротить фюзеляж, ограничив пассажировместимость 300 креслами.



Основные данные некоторых двигателей созданных в ОКБ Н.Д.Кузнсцова с большой степенью двухконтурности.
Характеристика НК-56 НК-64 НК-93 НК-44
Рвзл, кгс 18 000 16 000 18 000 40 000
Суд взл, кг/кгс-ч 0,383 0,37 0,23 0,315
Ркр, кгс 3600 3500 3200 7500
Суд кр кг/кгс-ч 0,625 0,58 0,49 0,54
М до, кг 3340* 2850* 3650 8320
Тг,К 1571 1548 1520 1600
Степень сжатия воздуха 25,5 27,6 37 36,1
Предназначение Ил-96 Ил-96-300 Ил-96 Ту-304
    Ту-204 Ту-204  
      Ту-214  
      Ту-330  

* Без устройства для реверса


После отказа министерства от «восемнадцатитонника», в мае 1983 г., кузнецовское ОКБ сосредоточило усилия на НК-64. Но и здесь куйбышевских моторостроителей подстерегала неудача: по результатам испытаний в термобарокамере в марте 1985 г. вновь был сделан выбор в пользу ПС-90. Последний был рекомендован для применения на Ту-204 и Ил-96-300, «вытолкнув» перспективные двигатели НК из перечня серийных российских авиамоторов, предназначенных для гражданских лайнеров.

Потребовалось три года упорной работы, чтобы сформулировать концепцию нового «козырного туза» фирмы. Им стал НК-93 – винтовентиляторный двигатель сверхвысокой степени двухконтурности. Двухрядный винтовентилятор с поворотными лопастями приводится во вращение трехступенчатой турбиной, при этом 40% мощности, передаваемой через редуктор винтовентилятору, приходится на восьмилопастную ступень, а 60 % – на десяти лопастную. Лопатки и диски семиступенчатого компрессора низкого давления изготовлены из титана, как и первые пять ступеней восьмиступенчатого компрессора высокого давления. Многофорсуночная камера сгорания кольцевого типа, турбины компрессора низкого и высокого давления одноступенчатые. Схема управления двигателем – дублированная электронная с гидромеханическим резервированием.

Двигатель соответствует нормам ИКАО по эмиссии загрязняющих веществ и уровню шума. Его предполагают устанавливать на самолетах большой пассажировместимости Ил-96- 500, Ту-204-200, Ту-214, Ту-304 и др. Конструкция НК-93 является базовой для семейства двигателей с взлетной тягой 8000…23 000 кгс.

К числу последних разработок ОАО «СНТК имени Н.Д. Кузнецова» можно отнести проект 40-тонного двигателя НК-44 для самолета Ту- 304 и его криогенной модификации НК-46 для самолета Ту-306.


ЭПИЛОГ

Николай Дмитриевич Кузнецов являлся одним из наиболее способных и плодовитых отечественных конструкторов авиадвигателей. В 1957 г. за разработку двигателя НК-12 он был удостоен звания Героя Социалистического Труда, а в 1981 г. получил эту награду вторично. По существовавшему в те годы положению бронзовый бюст Дважды Героя был установлен в Куйбышеве на пересечении улиц Победы и Нововокзальной. Среди наград Н.Д.Кузнецова десять орденов, 8 том числе пять орденов Ленина. В 1973 г. его единогласно избрали действительным членом Академии наук СССР.

Как отмечают близко знавшие его люди, Николая Дмитриевича отличали личная скромность в сочетании с исключительной научной и конструкторской смелостью, выразившейся в создании уникальных двигателей, в некоторых случаях непревзойденных по важнейшим характеристикам до нынешнего времени. Он был готов «заниматься двигателями» от зари до зари, по восемнадцать часов в день, в этом была вся его жизнь. Кроме того, он являлся и незаурядным организатором, настойчивости и таланту которого обязана своим существованием финансово-промышленная группа «Двигатели НК». Умер Н.Д.Кузнецов 31 июля 1995 г. в Москве после тяжелой болезни. Через всю многолетнюю деятельность он пронес принцип, оставленный в наследие руководителям нынешним: «Одно из самых сильных средств в воспитании подчиненных – твой личный пример в работе и жизни».


канд. воен. наук, полковник авиации Владимир Бабич


Примечания:



Николай Кузнецов

К девяностолетию со дня рождения

канд. техн. наук Виктор Аверченко


Николай Дмитриевич Кузнецов родился 23 июня 1911 г. в Актюбинске в семье рабочего. В 14 лет Николай поступил на курсы трактористов, а в 1930 г. – на моторостроительное отделение Московского авиационного техникума. Позднее он стал работать слесарем на моторостроительном заводе №24 им. М.В.Фрунзе, продолжая обучение на вечернем отделении техникума. По рекомендации первого секретаря ЦК комсомола А.В.Косарева, в 1932 г. Николай поступил на воздушно-технический факультет Военно-воздушной академии им. Н.Е.Жуковского. Состав абитуриентов академии был очень неоднороден. Так, в числе слушателей, обучавшихся в одной группе с Кузнецовым, была одна девушка и… комбриг А.М.Шапочкин (адъютант для особых поручений наркома обороны К.Е.Ворошилова).

Академия в то время давала не только первоклассное образование, но и предоставляла обширные возможности самосовершенствования в самых различных областях. Николай попробовал себя в прыжках с трамплина, альпинизме (поднимался на Эльбрус), парашютизме… Здесь же он начал заниматься и техническим творчеством. Осенью 1938 г., блестяще защитив дипломный проект, Николай как круглый отличник получил по выпуску сразу капитанскую шпалу в петлицу. Более того, он был оставлен в адъюнктуре академии.

В результате упорного трехлетнего труда Кузнецову удалось создать оригинальный метод расчета упругих деформаций коленчатого вала в опорах (подшипниках) и даже подтвердить его экспериментально. Его научный руководитель был настолько доволен диссертантом, что в качестве оппонентов пригласил виднейших прочнистов – профессоров И.И.Трапезина из МАИ и А.А.Ильюшина из МГУ. На защи-' те, состоявшейся 4 апреля 1941 г., результаты работы Николая Дмитриевича получили высокую оценку. После окончания адъюнктуры Кузнецов был назначен доцентом кафедры авиационных двигателей ВВИАим. Н.Е.Жуковского и планировал не позднее осени 1941 г. опубликовать результаты выполненных им исследований в виде монографии. Однако начавшаяся война в один миг разрушила эти планы.


НА ФРОНТЕ И В ТЫЛУ

Свой первый рапорт с просьбой отправить на фронт Кузнецов подал на следующий день после нападения Германии. Ему тут же отказали. При академии развертывались курсы срочной переподготовки запасников, в том числе авиационных техников. Вскоре в лагере под Наро-Фоминском начались занятия продолжительностью по 12-15 часов в день. Всего за полторы недели очередной поток слушателей обучался устройству, правилам эксплуатации и ремонта одного из современных по тому времени авиадвигателей. Курсы функционировали до сентября, пока враг не подошел вплотную к Москве. Только 15 октября, задень до печально известной московской «паники», Кузнецов вместе с семьей отправился в Свердловск, куда еще в июле-августе была эвакуирована академия.

В апреле 1942 г., после шестого рапорта, Кузнецову удалось добиться перевода в действующую армию. Он был назначен старшим инженером 239-й истребительной авиадивизии ВВС Северо-Западного фронта. Дивизия, имевшая три авиаполка, была «разношерстной»: один был вооружен «Яками», другой – ЛаГГ-3, а третий – английскими «Харрикейнами». Если первые два типа истребителей оснащались хорошо известными техническому персоналу отечественными моторами М-105, то на последнем устанавливался двигатель «Роллс-Ройс Мерлин»ХХ, а инструкции к нему были составлены на языке Шекспира и Байрона, мало знакомом авиационным технарям. К счастью, за годы учебы в академии и в адъюнктуре Кузнецов неплохо освоил английский, так что вскоре в полку «Харрикейнов» появились весьма квалифицированные переводы всех инструкций.

Руководя технической эксплуатацией истребителей дивизии, Николай Дмитриевич нередко пользовался личным самолетом У-2, на котором он частенько перелетал с одного аэродрома на другой. Постепенно своими глубокими техническими знаниями, умением руководить людьми, Кузнецов заслужил высокий авторитет среди подчиненных. У командира дивизии полковника Г.Иванова он позаимствовал крылатую фразу: «С началом войны в русском языке слово «нельзя» заменено словом «надо». За время пребывания на фронте Николай Дмитриевич привык и к нелегкой жизни, и к самой войне, к удачам и потерям, сдружился с товарищами по оружию. Тем более неожиданным и удивительным стал вызов его в ЦК ВКП(б), поступивший в штаб дивизии в октябре 1942 г. Удрученный перспективой потерять знающего, способного старшего инженера, комдив прямо спросил Кузнецова, не писал ли тот каких-либо писем, заявлений «наверх». Сам немало изумленный происходящим, Николай Дмитриевич ответил отрицательно. От кого исходила инициатива с отзывом Кузнецова с фронта – неизвестно.

В Москве майора Кузнецова принял секретарь ЦК ВКП(б) Г.М.Маленков, в годы войны курировавший авиационную промышленность. Тут многое прояснилось: его решили направить парторгом ЦК в конструкторское бюро В.Я.Климова. Эвакуированное в Уфу из Рыбинска в конце 1941 г., осенью 1942 г. КБ испытывало значительные трудности с доводкой новых двигателей М-106 и М-107, предназначенных для модернизированных истребителей Яковлева и бомбардировщиков Петлякова. Отсутствие прогресса с моторами жидкостного охлаждения ставило нашу авиацию в сложное положение, ведь у немцев той же осенью 1942 г. появился истребитель Bf 109G- 2 с новым двигателем DB605A, развивавшим максимальную мощность 1475 л.с. Советским ВВС срочно требовался адекватный ответ на вражескую новинку.

Став парторгом ЦК, Кузнецов сумел за короткое время вникнуть в технические и «гуманитарные» проблемы, накопившиеся в климовском КБ. В ходе одного из технических совещаний Николай Дмитриевич неожиданно для многих участников, не предполагавших наличия профессиональных знаний у «политработника», указал на ошибку в расчетах и предложил способ ее устранения. Затем последовал еще один подобный случай, другой… В.Я.Климов, возглавлявший КБ, постоянно поддерживал дистанцию между собой и подчиненными, но в то же время остро нуждался в высококвалифицированном помощнике. Вскоре он обратился в ЦК ВКП(б) с просьбой переназначить Кузнецова его заместителем. С Климовым «в верхах» считались, его лично знал И.В.Сталин, и вскоре Николай Дмитриевич стал замом главного конструктора.

Постановление ГКО N“2346 от 25 сентября 1942 г. обязывало уфимских моторостроителей к середине ноября этого года закончить 50-часовые испытания мотора М-107А, а к концу года довести его ресурс до 100 ч. Этот вариант двигателя существенно отличался от еще довоенного «сто седьмого». Конструкторы разработали новый приводной центробежный нагнетатель с поворотными лопатками В.И.Поликовского. Мотор форсировали по наддуву, в результате чего его взлетная мощность возросла до 1600 л.с., а номинальная – до 1500 л.с. на высоте 4500 м. Полученные характеристики ставили М-107А в один ряд с лучшим зарубежными образцами. Если М- 105ПФ имел удельную мощность 34,5 л.с./л, то М-107А – уже 42,7 л.с./л.

Вскоре двигатель установили на яковлевский истребитель, и летчик-испытатель П.Я. Федрови достиг на Як-7 М-107А максимальной скорости 590 км/ч у земли и 680 км/ч на высоте 5800 м. Он внес предложение срочно изготовить 10-15 таких истребителей для проведения войсковых испытаний. Однако 23 февраля 1943 г. опытная машина была потеряна в аварии. В конце полета при выполнении площадки на малой высоте внезапно затрясся мотор, пошел дым. Летчик П.М. Стефановский был вынужден совершить посадку, не дотянув до границы аэродрома «Набережная». В результате самолет оказался полностью разбит, а пилот получил ранение. Расследование причин аварии показало: выброшенное из двигателя масло нарушило теплоизоляцию, вызвав обгорание наружного коллектора и проводов зажигания.

Климовское КБ и уфимский завод № 26 напряженно работали над устранением дефектов М-107А, но успех все не приходил. В конце апреля 1943 г. наркомат авиапромышленности направил в Уфу авторитетную комиссию во главе с начальником 8-го ГУ НКАП (по совместительству – директор ЦИАМ) В.И. Поликовским. Выводы оказались неутешительными: комиссия не исключила «возможности длительных задержек и непредвиденных затруднений в доводке М-107А и внедрении в широкую летную эксплуатацию». Объяснений Климова об объективных причинах задержки никто слушать не стал. 12 мая 1943 г. вышло необычное постановление ГКО № 3358: «В связи с тем, что Климов не выполнил вовремя решение ГКО по созданию мотора М-107А, имеющее в настоящее время исключительное значение, …прислать на помощь д.т.н. Швецова и д.т.н. Микулина и обеспечить успешное прохождение государственного испытания мотором М- 107А в кратчайший срок». Прибытие «варягов» больно ударило по авторитету Главного, но и ситуацию не исправило.

Только к августу 1943 г. удалось укомплектовать «сто седьмыми» несколько истребителей Як. В ходе испытаний в ЛИИ НКАП семь моторов наработали чуть более 84 ч. Пять из них пришлось снять с самолетов по разным причинам, шестой сгорел вместе с истребителем. Только один двигатель благополучно отработал на самолете 34 ч. Среди главных причин, не позволяющих эксплуатировать самолеты, называлась течь воды из уплотнений цилиндров, разрушение шатунов, прогары поршней, а также тряска силовой установки.

Наконец, после многолетних усилий напряженная работа всего коллектива дала свои плоды: 27 декабря 1943 г. ГКО утвердил заключения по результатам 100-часовых испытаний мотора М-107А и принял двигатель на вооружение ВВС Красной Армии. Климов получил звание генерал-майора ИТС, Кузнецов был награжден орденом Красной Звезды. Впрочем, проблемы М-107А(вскоре переименованного в ВК-107А) на этом не кончились. Мучительная доводка его продолжалась после окончания войны. Параллельно со «сто седьмым» с 1943 г. разрабатывались еще более мощные двигатели ВК-108 и ВК-109.

Приход реактивной эры заставил отечественное моторостроение вновь прибегнуть к заимствованию зарубежного опыта. В 1946 г. на уфимском заводе под маркой РД-10 было развернуто производство немецких двигателей Jumo 004 тягой 900 кгс. Они предназначались для реактивных истребителей Як-15, разработанных на базе знаменитого Як-3. Следующим шагом стало приобретение в Англии лицензий на производство двигателей «Нин» и «Дервент» тягой 1600 и 2200 кгс, соответственно. Советскую делегацию на переговорах возглавлял В.Я. Климов. Вскоре после возвращения он сумел добиться правительственного постановления, предусматривавшего возврат его конструкторского бюро в Ленинград. Тем же постановлением 35-летний инженер-подполковник Кузнецов назначался главным конструктором уфимского завода № 26.

Внедрение в производство абсолютно нового с точки зрения технологии реактивного двигателя РД-10 отнимало у Кузнецова большую часть времени. Одновременно, силами оставшихся на заводе конструкторов (значительная часть их вместе с Климовым уехала в Ленинград), он начал проектирование РД-12- собственного варианта ТРД тягой 3000 кгс. В отличие от немцев, компрессор решили делать центробежным. Впрочем, использованию германского опыта придавалось большое значение, недаром работавший в уфимском КБ немецкий инженер Ф. Бранднер получал фантастическую по тем временам зарплату – 4000 рублей (для сравнения – командир истребительного полка получал в то время приблизительно вдвое меньше).


Производство моторов на заводе №26 в 1942-1948 г.г.
Тип двигателя 1942 г. 1943 г. 1944 г. 1945 г. 1946 г. 1947 г. 1948 г.
М-105ПФ 10 048 11 965 8762 4312 687
ВК-107А 41 208 2111 3191 396 692 550
ВК-108 6 27 16
РД-10 - - - - 59 447 833

ТУРБОВИНТОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ, ИЛИ НЕМЕЦКОЕ ВЛИЯНИЕ

В ходе испытаний РД-12 произошла авария из-за обрыва лопатки компрессора, Кузнецов и один из испытателей получили ранения. Неприятность задержала работу как по этому двигателю, так и по менее мощному, но более «реальному» РД-14, предназначавшемуся для двухмоторного истребителя. Судьба не отпустила времени для доводки этих моторов. В конце 1948 г. по приказу министра авиапромышленности ОКБ завода N9 26 расформировали, и Кузнецов фактически остался не удел. А в начале мая 1949 г. Николай Дмитриевич был назначен главным конструктором опытного завода №2, укомплектованного преимущественно немецкими специалистами.

Этот завод был организован в октябре 1946 г. Его сотрудниками являлись, главным образом, принудительно депортированные в СССР немецкие конструкторы-моторостроители, прежде работавшие в советской оккупационной зоне Германии. «К пяти часам утра к домам, где жили немецкие специалисты, подъехали грузовики с автоматчиками и нашими специалистами, которые звонили, представлялись и объясняли цель эвакуации, гарантировали сохранение жизни и работу по специальности, – вспоминал Е.М. Семенов. – Солдаты помогали грузить вещи. Никаких документов не оформляли… В пассажирских вагонах разместили специалистов с семьями, в багажных – их вещи. Проектную документацию также погрузили в эшелон. При перегрузке в Бресте обнаружилась пропажа сейфа с чертежами…»

Среди прибывших специалистов наиболее ценной «добычей» считались работники фирмы «Юнкере» во главе с доктором А. Шайбе и фирмы «БМВ» во главе с инженером К. Престелем – всего около 250 человек. Еще около сотни немцев занимались проектированием разного рода агрегатов, приборов и оборудования. Для размещения прибывших немецких семей в поселке Управленческий неподалеку от Куйбышева (ныне снова Самара) была высвобождена соответствующая жилплощадь («уплотнили» русских) и построено более сотни «финских» домиков. Среди депортированных имелось немало высококлассных специалистов – их попытались заинтересовать материально, назначив 56 работникам зарплату от 4000 рублей и выше. Для детей организовали восьмилетнюю школу, педагогами в которой работали жены депортированных.

Первое время важнейшим заданием для немцев считалось создание форсированных вариантов Jumo 004 и BMW 003, но с освоением базовых конструкций советскими моторостроительными заводами внимание постепенно сконцентрировалось на более поздних проектах германских двигателей, таких как BMW 018 тягой 3400 кгс и Jumo 012 тягой 3000 кгс.

Ознакомившись с состоянием дел на заводе, Кузнецов реорганизовал структуру конструкторского бюро, обеспечив более тесную взаимосвязь между работами сотрудников экс-немецких моторостроительных фирм, которые прежде велись замкнуто и даже с элементами нездоровой конкуренции между представителями BMW и Jumo. Затем Николай Дмитриевич организовал техническую учебу. Так, доктор Р.Шейност читал лекции по расчетам на прочность, а доктор Г. Гайнрих – по термодинамике. Занятия проводились на немецком языке, изучению которого советскими специалистами придавалось большое значение: сдавшему экзамен по языку полагалась 20-процентная прибавка к зарплате. Третьим важным решением Кузнецова было широкое привлечение в КБ молодых выпускников Куйбышевского авиационного института. Вскоре настал черед и более «жестких» мероприятий: в конце лета Николай Дмитриевич отдал распоряжение прекратить доводку всех разрабатывавшихся двигателей, за исключением проекта мощного турбовинтового «движка».

В ноябре 1950 г. двигатель ТВ-022, созданный при непосредственном участии немецких специалистов на основе проекта Jumo 022, прошел государственные испытания. Он имел четырнадцатиступенчатый компрессор, камеру сгорания кольцевого типа и трехступенчатую турбину. Двигатель приводил во вращение

два соосных винта противоположного вращения (АВ-41) с приводом от редуктора. Модифицированный вариант двигателя, получивший название ТВ-2, испытывался налетающей лаборатории Ту-4 Летно-испытательного института в мае-октябре 1951 г. В 27-м полете самолет Ту-4 зав. N“225402 потерпел аварию из- за пожара в правом двигателе. Несмотря на эту неприятность, работы по доводке ТВ-2 были продолжены.


Первый опытный Tу-95 с турбовинтовыми двигателями 2ТВ-2Ф.



Ту-95МС с ТВД НК-12 по прежнему в строю.


Основные параметры турбовинтовых двигателей ОКБ Н.Д.Кузнецова
Характеристика ТВ-022 ТВ-2Ф 2ТВ-2Ф НК-12 НК-12МА HK-12MK НК-4А
Взлетная мощность, л.с. 5000 6250 12.500 12.500 15.000 15.000 4000
Крейсерская мощность, л.с. 2200 2550 6500 6500 8080 10650 2380
Удельный расход, кг/л.с.-ч 0,21 0,218 0,19 0,164 0,166 0,202 0,207
Степень повышения давления компрессора 5,6 5,8 7,2 9,5 9,3 9,7 7,9
Температура газов перед турбиной, К 1120 1150 1150 1150 1250 1110 1250
Количество ступеней компрессора 14 14 14 14 14 14 6
Количество ступеней турбины 3 3 3 3 3 3 3
Частота вращения вала, об/мин 7100 7100 7250 8300
Масса двигателя, кг 1650 3780 2900 3170 3170 870
Количество построенных в 1954-1962 гг. серийных двигателей НК.
Тип двигателя 1954 г. 1955 г. 1956 г. 1957 г. 1958 г. 1959 г. 1960 г. 1961 г. 1962 г.
НК-12, HK-12M 16 144 110 141 134 303 - - -
HK-12MB — — - - 206 275 343
ТВ-2Т - 7 _____
НК-4, HK-4A - - 47 175 - - - -

Дело в том, что турбовинтовые двигатели, созданием которых занималось ОКБ Кузнецова, срочно понадобились для решения важнейшей государственной задачи: создания межконтинентального бомбардировщика. Проведенные в ОКБ А.Н.Туполева расчеты показали, что такая машина будет иметь массу порядка 200 т. Для обеспечения требуемой дальности полета она должна была оснащаться четырьмя турбовинтовыми двигателями (ТРД «не проходили» из-за низкой экономичности, что и подтвердил опыт создания другого варианта межконтинентального бомбардировщика в ОКБ В.М.Мясищева) мощностью по 12.000… 15.000 л.с. В качестве временной меры после переговоров Туполева с Кузнецовым было принято решение о создании спаренного мотора 2ТВ- 2Ф. Он представлял собой два поставленных бок о бок форсированных двигателя ТВ-2Ф, работавших на общий редуктор. Параллельно началась разработка нового двигателя ТВ-12, равного по мощности спарке 2ТВ-2Ф.

Летные испытания первого опытного самолета Ту-95 («95-1») с двигателями 2ТВ-2Ф начались 12 ноября 1952 г. Первое время они проходили успешно, но в 17-м полете, состоявшемся 11 мая 1953 г., из-за пожара двигателя самолет потерпел катастрофу. Погибли четыре члена экипажа, в том числе известный летчик-испытатель А.Д.Перелет. За тяжелым летным происшествием непременно следует этап поиска виновных, и они, естественно, были найдены. После катастрофы в Москву срочно доставили все материалы заводских стендовых испытаний двигателей, из которых выяснилось, что в ходе доводки у 2ТВ-2Ф наблюдались серьезные дефекты, связанные с разрушением шестерней редукторов после 30…40 ч работы. «Разбор полетов» сулил Кузнецову огромные неприятности, однако на заседании комиссии по расследованию причин катастрофы за него неожиданно вступился А.Н.Туполев, заявивший: «Обезглавить конструкторский коллектив, убрать руководителя, означает угробить этот мощнейший в мире двигатель, а заодно и самолет Ту-95. Этого делать нельзя. Наши решения должны быть направлены на поддержку двигателя 2ТВ-2Ф и других его вариантов. А для достижения этой цели надо, чтобы главному конструктору двигателя помогли, а не сажали в тюрьму…» Впоследствие причину катастрофы связали с нарушением технологии изготовления шестерни, конкретного виновника нашли, а обломок той самой шестерни стал экспонатом заводского музея…

Все же работы по созданию 2ТВ-2Ф были прекращены, и внимание ОКБ Кузнецова сосредоточилось на ТВ-12 (число 12 означало мощность в тысячах лошадиных сил). Здесь тоже не обошлось без проблем, поставивших под сомнение само существование конструкторского коллектива. Туполев, на которого давил ЦК и Минобороны, нервничал и посылал в Куйбышев своих заместителей – К.В.Минкера, Г.А.Озерова и других. Те, «занимая очень удобную, но насквозь гнилую позицию сторонних наблюдателей», составляли отчеты, в которых, как позже вспоминал сам Кузнецов отмечалось: «в двигателе это плохо и то плохо, а другое – не лучше…» Дело дошло до того, что В.А.Малышев, зампред Совета министров СССР, заявил: «Ну, раз ничего не получается, давайте закроем (разработку ТВ-12 – Прим. авт.)». Но здесь вновь вмешался сам Туполев, дезавуировавший все доклады своих заместителей. В разговоре с Малышевым он взял вину на себя и предложил дать Кузнецову еще «два- три месяца», тем более что в день обсуждения успешно закончились 25-часовые испытания ТВ-12. Вскоре опытные двигатели были установлены на три летающие лаборатории Ту-4ЛЛ для ускоренной доводки их в воздухе. В конце декабря 1954 г. мотор успешно прошел 100-часовые государственные испытания, а в феврале 1955 г. совершил первый полет самолет «95- 2» – второй опытный Ту-95, оснащенный четырьмя ТВ-12, вскоре переименованными в НК-12. В процессе доводки по требованию самолетчиков максимальная мощность двигателя была увеличена до 15.000 л.с.

Модификация двигателя НК-12МВ предназначалась для стратегических бомбардировщиков Ту-95, пассажирских самолетов Ту- 114, самолетов ДРЛО Ту-126 и противолодочных машин Ту-142. Специально для транспортника Ан-22 «Антей» был разработан вариант НК-12МА с винтами увеличенного диаметра АВ-90 (на туполевских машинах применялись винты АВ-60), а для экранопланов типа «Орленок» – вариант НК-12МК, отличавшийся применением коррозионностойких материалов и специальных покрытий. За создание НК-12, и сегодня остающегося самым мощным в мире ТВД, Н.Д.Кузнецову было присвоено звание Героя Социалистического Труда, он стал лауреатом Ленинской премии и Генеральным конструктором. В начале восьмидесятых на вооружение был принят стратегический ракетоносец Ту-95МС, вооруженный крылатыми ракетами большой дальности. Этот вариант машины, как и модифицированный Ту-142М, оснащался двигателями НК-12МП повышенной экономичности.

В 1955 г., после признания успеха с «двенадцатитысячником», Николай Дмитриевич получил задание спроектировать меньший по мощности двигатель, предназначавшийся для пассажирских лайнеров Ил-18 и Ан-10, а также для военно-транспортного самолета Ан-12. Параллельно такое же задание получил конструктор А.Г.Ивченко. Имея за плечами опыт создания НК-12, Кузнецов рассматривал полученную задачу как относительно легкую, назвав ее «белым хлебом» для ОКБ. И действительно, не прошло и семи месяцев с момента оформления технического задания, как двигатель НК-4 был готов. Он получился легким, экономичным, простым в производстве. Впервые в шестиступенчатом компрессоре были применены сверхзвуковые ступени. В 1957 г. двигатель прошел государственные испытания, его начал серийно производить завод № 24 им. М.В.Фрунзе. Самолеты Ан-10 и Ил-18 первых серий оснащались моторами НК-4 и их модифицированным вариантом НК-4А.

Однажды на пассажирском самолете Ил- 18 разрушился вал редуктора, и вращавшийся с огромной скоростью винт улетел, к счастью не задев ни фюзеляж, ни соседнюю мотогондолу. Но это были только цветочки. В 1958 г. в результате отказа двигателя произошла катастрофа самолета Ил-18, на борту которого находилась группа высокопоставленных военных. Комиссия, расследовавшая причины тяжелого летного происшествия, определила: остановка двигателя привела к появлению мощного разворачивающего момента, который не мог быть скомпенсирован летчиками из-за отсутствия устройства флюгирования винта. Быстро сконструированный и внедренный «автофлюгер» не спас положения: НК-4 оказался скомпрометированным. Попытки Н.Д.Кузнецова доказать, что внесенные изменения устранили проблему, не увенчались успехом: в массовое производство был запущен АИ-20 запорожского завода, а НК-4 снят с серии. На принятие этого решения повлияли и откровенно «местечковые» моменты: поскольку самолеты Ан-10 и Ан-12 строились на Украине, то, мол, и двигатель для них должен быть «украинским». Аргументы Кузнецова и поддержавшего его В.Я.Климова о более высоком технологическом уровне й лучшей экономичности НК-4 во внимание приняты не были. В конце 1958 г., после выпуска 222 двигателей, производство НК-4 было прекращено.


А вот двигателю НК-4 не повезло: уже тогда, в начале 60-х, украинская «самостийность» играла вполне определенную роль.


ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ СВЕРХЗВУКОВЫХ СКОРОСТЕЙ

В конце июля 1954 г. постановлением Совмина СССР N“1605-726 конструкторское бюро А.Н.Туполева получило задание на проектирование нового дальнего бомбардировщика в двух вариантах: Ту-105 с двумя ТРДФ ВД-7 конструкции В.А. Добрынина и Ту-106 с двумя кузнецовскими ТРДЦФ НК-6. На проектирование и постройку первой машины выделялись два года, а на вторую – три. Впервые в практике отечественного самолетостроения дальний бомбардировщик должен был летать со сверхзвуковой скоростью, правда, пока только на этапе прорыва системы ПВО противника. Для самолета массой 80…90 т это означало, что потребная суммарная тяга двух «движков» должна была составлять не менее 30.000 кгс; таким образом, требовался более чем полуторакратный рост по сравнению с самым мощным в то время отечественным двигателем АМ-3.

Следует подчеркнуть уникальность ситуации. Бомбардировщик Ту-16 еще только начал поступать на вооружение Дальней авиации,на 1 января 1955 г. последняя располагала всего двумя не полностью укомплектованными авиадивизиями таких машин; остальные десять дивизий имели на вооружении безнадежно устаревшие Ту-4 с поршневыми моторами. И вот, не успев толком «настрогать Ту-шестнадцатых», конструкторам и промышленности ставят новую задачу – срочно делать дальний сверхзвуковой бомбардировщик с невиданной скоростью 1800 км/ч! Не переутомился ли главком ВВС главный маршал авиации П.Ф.Жигарев? Ан-нет, не переутомился. Просто отечественные «рыцари плаща и кинжала» раздобыли информацию о том, что с 1953 г. американцы развернули полномасштабную программу создания сверхзвукового среднего стратегического бомбардировщика, получившего впоследствие название В-58 «Хастлер». Эта машина, по оценкам советских разведчиков, должна была иметь скорость 1800…2200 км/ч, дальность порядка 10.000 км и нести четыре ядерные бомбы. У страха, как говорят, глаза велики… Ох, и намаялась потом фирма «Конвэр» со своим детищем, и, как бы зеркально соответствуя ей, ОКБ А.Н.Туполева тоже на сей раз выдало отнюдь не конфетку…

21 июня 1958 г., с отставанием от «Хастлера» почти на два года, Ту-105 с двигателями ВД-7М совершил первый полет Самолет преследовали неудачи: всего несколько раз поднявшись в воздух, первая опытная машина была потеряна в аварии из-за невыпустившейся передней опоры шасси; ее дублер – «105А» разбился 21 декабря 1959 г. в седьмом полете, погубив пилота и штурмана. На этом неприятности не закончились: первая серийная машина, получившая название Ту-22Б, была разбита при вынужденной посадке 17 ноября 1960 г. после выключения одного из двигателей в связи с падением давления масла. «Всего в периоде 1959по 1964 г. с самолетом произошло 10 аварий и катастроф: одна катастрофа – в Дальней авиации, две – в авиации ВМФ, три катастрофы и четыре аварии в МАП», – указывал в своем докладе министру обороны главком ВВС К.А. Вершинин.

Из-за неготовности ракетного вооружения (крылатых ракет Х-22 и систем наведения) в феврале 1960 г. самолет решили строить в варианте разведчика, с пониженными летно-техническими данными. В результате машина, предназначавшаяся изначально для замены Ту-16, выпускалась практически «подпольно», не будучи официально принятой на вооружение; существовала даже бюрократическая формулировочка для аналогичных случаев – «производить самолет по чертежам и ТУ главного конструктора». В марте 1965 г. в войсках имелось уже 105 Ту-22 с двигателями ВД-7М, из них 83 разведчика, пять бомбардировщиков, шесть постановщиков помех и 11 учебных машин.

Вдобавок как-то не «вытанцовывалось» у туполевского ОКБ-156 и выполнение важнейшего требования ТЗ – достижение максимальной скорости 1800 км/ч. В последнем случае часть вины лежала на ОКБ Кузнецова. Ведь именно ему в соответствии с постановлением Совмина от 17 апреля 1958 г. надлежало создать и запустить в производство двухконтурный двигатель НК-6 с тягой 22.000 кгс (начало разработки двигателя относилось еще к 1955 г.). Революционный по замыслу, он имел десятиступенчатый компрессор (четыре ступени низкого и шесть – высокого давления), кольцевую камеру сгорания, трехступенчатую турбину (одна ступень высокого и две – низкого давления) и форсажную камеру. В начале 60-х годов НК-6 был, безусловно, самым мощным ТРДЦ в мире. На нем были впервые применены сверхзвуковые высоконапорные ступени компрессора, изнашиваемые вставки над рабочими лопатками турбины, многофорсуночная камера сгорания, система регулирования степени повышения давления вентилятора и другие новинки.


Несмотря на довольно высокие скоростные характеристики, Ту-22 был явно не лучшим творением ОКБ А.Н.Туполева.


Основные летно-тактические данные самолета Ту-22 (по состоянию на 1965 г.)
Характеристика Задано постановлением Реально
  с 2НК-6 с 2-ВД-7М с 2-ВД-7М
Максимальная скорость, км/ч 1800...2000 1500...1600 1400...1500
Максимальная дальность полета, км:
- на дозвуковой скорости 6000 5800 5650
- на сверхзвуковой скорости 2700...3000 2300...2500 2300...2400
Потолок, км 16...17 14...15 13,5
Длина разбега, м 1800...2000 2000...2300 2850


Хотя жизнь НК-144 (вверху) оказалась и недолгой, его создание сыграло не последнюю роль в отработке силовой установки для сверхзвукового ракетоносца-бомбардировщика среднего радиуса действия Ту-22М.


Однако довести НК-6 до серии не удалось. В июле 1963 г. все работы по нему были прекращены. Вероятно, этот двигатель слишком опередил свое время. Может быть, сыграло свою роль и сокращение ассигнований на пилотируемую военную авиацию, инициатором которого выступил Н.С.Хрущев. Но накопленный опыт не пропал даром и вскоре был использован при проектировании двигателя НК- 144, предназначенного для первого сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144.

Требования к максимальной форсажной тяге НК-144 понизили до 17.500 кгс, зато ввели крейсерский форсажный полетный режим с тягой 3970 кгс. В контуре низкого давления был применен двухступенчатый вентилятор и трехступенчатый компрессор; в контуре высокого давления компрессора имелись пять ступеней. Форсажная камера была общей для обоих контуров (у НК-6 форсажная камера трубчато-кольцевого типа имелась только во внешнем контуре).

В последний день 1968 г. Ту-144, оснащенный четырьмя НК-144, впервые поднялся в воздух. Серийный вариант сверхзвукового пассажирского самолета, начавший летать по линии Москва – Алма-Ата в 1973 г., выпускался с двигателями НК-144А увеличенной тяги. В конструкции НК-144А была добавлена третья вентиляторная ступень. С 1974 г. создавался еще более мощный НК-144В, обладавший к тому же значительно улучшенной экономичностью на режиме крейсерского форсажа (на высоте 18 км). Однако в 1980 г. его разработка была прекращена в связи со свертыванием интереса к самолету Ту-144 со стороны правительства и минавиапрома.

Несмотря на это, усилия кузнецовского ОКБ по доводке НК-144 не пропали даром. История с НК-6 повторилась, но теперь уже из «гражданского» пришлось делать двигатель «военный». Как указывалось выше, Ту- 22, получивший в НАТО наименование Blinder – «слепец», оказался не самым удачным творением А.Н.Туполева; поэтому в 1967 г. постановлением Совмина СССР ОКБ-156 получило задание на проектирование нового дальнего бомбардировщика. На этот раз создание двигателя поручалось только конструкторскому коллективу Кузнецова. Базой для НК-22 послужили разработки по НК-144, но, в отличие от последнего, вентиляторных ступеней с самого начала было три. Этими двигателями тягой 20.000 кгс оснащался Ту- 22М, ставший широко известным на Западе под наименованием «Backfire» в связи с поднятой американцами шумихой и настойчивыми попытками «зачесть» его в число советских стратегических бомбардировщиков в рамках договоров ОСВ-1 и ОСВ-2.

О степени близости НК-144 и НК-22 говорит тот факт, что уже в 1969 г. последний был запущен в серийное производство. Однако в связи с тем, что Ту-22М был задуман многорежимным, способным осуществлять полеты как у земли, так и на больших высотах, в его двигателях были применены новинки – сопло эжекторного типа с широким диапазоном регулирования, электронный ограничитель температуры газов перед турбиной и сигнализатор горения топлива в форсажной камере. В 1976 г. на базе НК-22 началась разработка его модернизированного варианта НК-23, отличавшегося четырехступенчатым компрессором низкого давления, а также некоторыми другими доработками. Впрочем, несмотря на большую тягу (22.000 кгс) и лучшую экономичность, НК-23 серийным не стал, поскольку в кузнецовском ОКБ уже успешно завершалась разработка нового, с более высокими значениями удельных параметров, двигателя для самолетов семейства Ту-22М.

Двухконтурный трехкаскадный НК-25 тягой 25.000 кгс стал в то время самым мощным в мире авиационным двигателем военного назначения. Установленный на дальнем бомбардировщике Ту-22МЗ, впервые поднявшемся в воздух 22 июня 1977 г., он обеспечил новой 124-тонной модификации «Бэкфайра» скорость, соответствующую числу М=2 на большой высоте. Американцы сделали все, чтобы ограничить боевые возможности машины, настояв на демонтаже оборудования для дозаправки в воздухе; кроме того, максимальный темп выпуска бомбардировщика по взаимной договоренности с США был ограничен 30 самолетами в год. Впрочем, после развала Советского Союза установленная планка оказалась куда выше реальных возможностей финансирования программы Ту-22МЗ. Несмотря на это, именно такие машины являются сегодня наиболее массовыми в российской Дальней авиации. Близким родственником НК-25 является двухконтурный турбовентиляторный трехвальный двигатель НК-32, разработанный для стратегического ракетоносца Ту-160. При одинаковой мощности на форсаже (25.000 кгс), «тридцать второй» мощнее предшественника на крейсерском режиме – 14.000 кгс. Компрессор двигателя имеет трехступенчатый вентилятор, пять ступеней среднего давления и семь ступеней высокого давления. В каскадах высокого и среднего давления применены одноступенчатые турбины, в каскаде низкого давления – двухступенчатая. Сопло двигателя регулируемое, автомодельное; система управления электрическая с гидромеханическим дублированием.



НК-31 обесспечили успех Ту-160.


Первый полетТу-160 состоялся 18 декабря 1981 г., а незадолго до этого на Западе появились фотографии советской новинки. Снимок сделал чрезмерно шустрый пассажир самолета, заходившего на посадку в аэропорт Быково и пролетевшего на малой высоте над аэродромом Раменское (испытательной базой ЛИИ МАП). С этого момента «камбала», как прозвали машину авиаторы за пучеглазую кабину и фюзеляж, плавно переходящий в крыло, на долгие годы привлекла к себе внимание специалистов и разной пишущей братии, первым делом обратившей внимание на «странное» внешнее сходство Ту-160 с американским стратегическим бомбардировщиков В-1.

В середине восьмидесятых этакий поверхностный взгляд на «конкурентов» был вполне естественным, ведь технические характеристики отечественных боевых самолетов, в отличие от заокеанских, являлись тайной за семью печатями. Только после показа «стошестидесятки» американскому министру обороны Ф.Карлуччи в печать просочились сведения о том, что «двойник В-1» на треть тяжелее оппонента и почти на 10 м длиннее его… Что касается мощности силовой установки, то и тут американец не шел в сравнение: его «движки» имели тягу на форсаже всего 13.700 кгс, что в совокупности с нерегулируемыми воздухозаборниками В-1В привело к ограничению максимальной скорости смешными 1470 км/ч. Заметим, что Ту160 в одном из испытательных полетов достиг максимальной скорости 2200 км/ч, а с полезным грузом в 30 т оказался способен пройти по замкнутому 1000-километровому маршруту со средней скоростью 1731 км/ч. Официально объявленная максимальная дальность полета без дозаправки составила 14.000 км – вполне достаточно, чтобы слетать до «североамериканского военно-географического района» и вернуться обратно. Следует подчеркнуть, что именно двигатели Н.Д.Кузнецова обеспечили машине столь выдающиеся летные характеристики.

Что касается реализации программы производства, предусматривавшей развертывание 100 бомбардировщиков (ровно столько В-1 В построили американцы), то здесь сравнение явно не в пользу отечественной машины. Самый тяжелый, самый совершенный и, вероятно, последний отечественный стратегический ракетоносец едва дотянул до четверти запланированного «тиража».


Основные данные некоторых ТРДДФ конструкции ОКБ Н.Д.Кузнецова.
Характеристика НК-6 НК-144 НК-22 НК-25 НК-32
Дата первого испытания 05.1958 г. 06.1964 г. 04.1968 г.
Рвзл, кгс 22.000 17.500 20.000 25.000 25.000
Ркр1, кгс 20 000 1* 3970 2* 14.000
Cуд кр1, кг/кгс-ч 1,96 1,56 1,95 2,08
Ркр2, кгс 3500 3* 3000 4*
Суд кр2, кг/кгс-ч 0,86 0,965
Мди, кг 3500 3540 3650
Тг 1400 1360 1390 1597 1630
Степень сжатия компрессора 13,6 14,2 14,75 25,9 28,4
Предназначение Ту-106 Ту-144 Ту-22М Ту-22МЗ Ту-160

1* (Н=11 км, M=1,7)

2* (Н=18 км, M=2,3)

3* (Н=11 км, M=0,9)

4* (Н=11 км, M=0,94)


РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

В конце 50-х под давлением Первого секретаря ЦК КПСС Н.С. Хрущева производилась переориентация значительной части авиационной промышленности на столь любимую Никитой Сергеевичем ракетную тематику. Логика была очень проста: экономические возможности страны, взвалившей на себя противостояние практически всему остальному миру, были ограниченными, а ракетные системы, с учетом стоимости их производства и эксплуатации, требовали гораздо меньших средств, чем соответствующие авиационные. К примеру, дивизия Ту-16 по критерию стоимости в полтора раза уступала дивизии ракет Р-12, а дивизия Ту-95 более чем вдвое – дивизии ракет Р-14. Интересно, что ни критерий эффективности, ни многоразовость самолетов при боевом применении во внимание не принимались.

Летом 1958 г моторостроительный Государственный союзный опытный завод № 276 посетил С.П.Королев, представившийся, правда, П.Сергеевым. Он осмотрел цеха, конструкторское бюро и долго совещался с Кузнецовым за закрытыми дверями кабинета. Вскоре после этого появляется проект постановления Совмина, в котором предлагалось «переключить» завод на ракетную тематику. Только с помощью секретаря ЦК КПСС по промышленности Ф.Р. Козлова (бывшего второго секретаря Куйбышевского обкома) Кузнецову удалось изменить одно слово в формулировках постановления и вместо «переключить» записать «подключить». Благодаря этому удалось сохранить на заводе и в ОКБ авиационное двигателестроение.

Что касается «ракетной тематики», то первое время Кузнецов попытался совместить проектирование ГТД и ЖРД в единых подразделениях, но затем от этой идеи отказался. Главным конструктором по жидкостно-реактивному направлению стал М.А. Кузьмин, начальником специально организованного ОКБ- 2 – В.Н.Орлов, а организацию испытаний возглавил Н.А.Дондуков.

Первенец ОКБ-2 получил наименование НК-9. Он состоял из четырех одиночных двигателей, объединенных общей силовой рамой, и предназначался для первой ступени межконтинентальной баллистической ракеты ГР-1, которая создавалась под руководством С.П.Королева. Кроме того, его планировали применить в модернизированной ракете Р- 9М. НК-9 являлся первым в мире кислороднокеросиновым двигателем с тягой более 100 тс, выполненным по замкнутой схеме – с дожиганием генераторного газа. Для второй ступени ракеты ГР-1 разрабатывался двигатель НК-9В с высотным соплом. В1963-1964 г.г. оба двигателя производились серийно. В процессе совместной работы С.П.Королев хорошо узнал творческие способности Н.Д.Кузнецова и высоко оценил его конструкторский талант. Но вмешательство «авиационщиков» в ракетно-двигательные дела закономерно вызвало и вполне объяснимую ревность со стороны «патриархов»-создателей ЖРД. Не будучи скованными некоторыми ракетными «табу», Кузнецов и его помощники на деле доказали безосновательность некоторых из них. Конкуренты вынуждены были признать правоту куйбышевских двигателестроителей, но одновременно «затаили зуб» на их лидера.


Основные данные некоторых ЖРД конструкции ОКБ Н.ДКузиецова.
Характеристика НК-9 НК-9В НК-15 НК-19 НК-31 НК-33 НК-43
Дата испытаний, г 1960 9.1962 11.1963 7.1964 1.1971 4.1970 10.1972
Тяга у земли, тс 152 46 153 40 41 154 179
Удельная тяга 1* , тс 328 345 353 331 346
Удельная масса, кг/тс 10,45 13,85 17,6 8,1 7,8
Время работы 2* , с 150 155
Ресурс,с — 1200 600 600
Назначение ГР-1 ГР-1 Н1 Н1 Н1 Н1 Н1

1* В вакууме.

2* В полете.



Ракетные двигатели конструкции ОКБ Н.Д.Кузнецова НК-31 и НК-33, а также так называемый «блок А», первая разгонная ступень ракеты-носителя Н1.



В 1961 г. кузнецовское ОКБ приступило к разработке двигателей для советского лунного ракетного комплекса Н1-ЛЗ. Комплекс состоял из трехступенчатой ракеты-носителя Н1 (носитель 1-й) и лунной системы ЛЗ, включавшей разгонный блок (иногда его называют четвертой ступенью). Масштабы поставленной задачи потрясали воображение: взлетная масса комплекса превышала 2500 т, а полная длина ракеты составляла 105,3 м.

Первая ступень ракеты (блок А) оснащалась тридцатью двигателями НК-15, вторая (блок Б) – восемью двигателями НК-15В тягой по 178 тс, а третья – четырьмя двигателями НК-19. Позднее, в 1968 г., началась разработка модификаций указанных двигателей для многоразового применения (НК-33, НК-31, НК-39 и НК- 43). Все двигатели выполнялись по замкнутой схеме, как наиболее энергетически совершенной. Кроме того, исследовались возможности создания

еще более мощных кислородно-керосиновых двигателей с тягой 300 и 600 тс. Проектировался также экспериментальный кислородно-водородный ЖРД НК-5. Важной особенностью первой ступени ракеты Н1 была своеобразная «избыточность» по числу двигателей – в случае возникновения неисправности в одном из них система КОРД (контроль работы двигателя) должна была выдавать команду на отключение отказавшего и симметричного ему двигателя с тем, чтобы скомпенсировать момент рысканья. Теоретически все это выглядело убедительно, однако на деле система КОРД не смогла спасти носитель Н1 при первом пуске 21 февраля 1969 г. Более того, именно повреждение кабелей КОРД из-за локального пожара привело к появлению ложной команды на отключение всех двигателей ракеты. Три следующих пуска также оказались неудачными, но только вторую аварию специалисты связывают с отказом двигателя первой ступени, точнее, с отказом его турбонасосного агрегата. В ходе четвертого пуска 23 ноября 1972 г. двигатели Н1 без замечаний отработали 107 с; причиной аварии сочли ошибку в алгоритме функционирования двигательной установки, из-за которой происходило «пушечное» отключение шести двигателей первой ступени на 96-й секунде с мгновенным снятием 900 тс нагрузки, поломка трубопроводов и как следствие – пожар…

Свертывание программы Н1-ЛЗ по инициативе В.П.Глушко, возглавившего ЦКБЭМ в мае 1974 г., автоматически означало и отлучение кузнецовского ОКБ от ракетной тематики. Николай Дмитриевич глубоко переживал и даже позволил себе фразу: «Я ведь тоже человек очень самолюбивый, но чтобы до такой степени…». Распоряжение «сверху» о сдаче на слом уже изготовленных двигателей Кузнецов не выполнил, а напротив – дал указание тщательно законсервировать их. В 1976 г. один из ЖРД первой ступени подвергся длительным испытаниям на надежность, поработав непрерывно на стенде 14.000 с вместо заданных техническим заданием 140 с. Выпущенный в 1972 г. двигатель НК-33 после 23 лет хранения и проведения регламентных работ был доставлен в США, где на стенде фирмы «Аэроджет» (Сакраменто) прошел комплекс огневых испытаний. Отработав 411 с в ходе пяти пусков, двигатель подтвердил высочайшую надежность и весьма приличные удельные характеристики. Эти испытания проводились с целью подтверждения возможности использования двигателей НК-33 и НК-43 на американских коммерческих ракетах-носителях «Атлас», «Дельта» и «Кистлер».

В настоящее время в Самаре разрабатывается проект новой ракеты-носителя «Ямал», предусматривающий использование двигателей НК-33. Существуют и другие идеи по применению ракетных двигателей ОКБ Кузнецова.



ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ ПАССАЖИРСКИХ АВИАЛАЙНЕРОВ

В 1961 г. конструкторское бюро С.В. Ильюшина приступило к проектированию самолета Ил-62, призванного стать флагманом Гражданской авиации. Разработку двигателя для него поручили кузнецовскому ОКБ. Опираясь на опыт, полученный при разработке НК-6, и используя газогенератор последнего, куйбышевским моторостроителям удалось всего за три года создать двухконтурный двигатель НК- S. В конструкции двигателя широко использовались титановые сплавы, а при изготовлении деталей – новейшие технологические процессы, включая химическое фрезерование, электрохимические и электрофизические методы обработки. Директор опытного завода П.М.Маркин, не понаслышке знакомый с многочисленными проблемами, встававшими при создании НК-8, выразился очень образно: “Чтобы освоить титан, инженерам и рабочим пришлось проделать титаническую работу».

В июне 1964 г. НК-8 успешно прошел Госиспытания и был запущен в серийное производство. Тремя месяцами ранее совершил первый полет Ил-62, оснащенный четырьмя НК-8 (первый опытный «шестьдесят второй» летал с двигателями АЛ-7). Серийные Ил-62 выпускались в 1966-1968 гг. с двигателями НК-8 3-й серии, а затем на сборочных линиях стали производить НК-8-4, отличавшийся большей тягой. Серийное производство НК-8-4 продолжалось до 1979 г., его межремонтный ресурс был доведен до 7000 ч, а назначенный ресурс – до 18 000 ч. Специально для трехдвигательного пассажирского самолета Ту-154 в 1965 г. началась разработка модификации НК-8-2. От предшественников она отличалась новым механизмом реверса тяги, коробкой приводов агрегатов, новой противообледенительной системой и другими агрегатами.

Двигатель НК-8, непрерывно совершенствуясь от модификации к модификации, стал одним из наиболее массовых серийных ТРДЦ в истории отечественной авиации. Общий «тираж» только НК-8-2У, производившихся на Казанском моторостроительном заводе, составил более 2500 единиц. Признанием заслуг Н.Д.Кузнецова в области авиадвигателестроения стало его избрание членом-корреспондентом Академии наук СССР и присвоение ему в 1968 г. воинского звания генерал-лейтенант. Николай Дмитриевич военную форму любил, и в рабочее время, как правило, носил генеральский мундир, за что его уважительно и называли за глаза в родном ОКБ, на серийных заводах и даже в минавиапроме – Генерал. В 1974 г министр Гражданской авиации П.Дементьев поручил Н.Д.Кузнецову разработку двигателя для первого отечественного широкофюзеляжного пассажирского самолета-аэробуса Ил-86. Сроки были поставлены очень жесткие, а ОКБ интенсивно занималось совершенствованием военных «движков», предназначавшихся для Ту-22М. Еще не завершилась активная часть «космической эпопеи», в ходе которой значительные силы ОКБ направлялись на разработку ЖРД. Поэтому Кузнецов решил не создавать новый ТРДЦ «с чистого листа», а попытаться «подфорсировать» НК-8, заодно несколько улучшив другие характеристики. Однако с самого начала главный конструктор предупредил министра, что по экономичности создаваемый «движок» НК-86 заведомо будет отставать от современных ему зарубежных моторов. Это объяснялось невысокими значениями температуры газа перед турбиной и степенью повышения давления, обусловленными применявшимися при изготовлении технологиями. Вместе с тем, в конструкции НК-86 были использованы перспективные новинки: звукопоглощающие перфорированные плиты, аналоговая электронная система управления, а также система защиты при обрыве лопаток компрессора.


ТРДД НК-86.


Основные данные некоторых ТРДД семейства НК-8.
Характеристика НК-8 НК-8-2 НК-8-2У НК-8-4 НК-8-4К НК-86
Дата госиспытаний 6.1964 1.1970 5.1973 6.1962 10.1979 4.1979
Рвзл, кгс 9500 9500 10.500 10.500 10.500 13.000
Суд взл, кг/кгс-ч 0,62 0,58 0,58 0,598 0,61 0,52
Ркр, кгс 2250 1800 2200 2750 3220
Судкр, кг/кгс-ч 0,83 0,79 0,766 0,81 0,74
Мдл, кг 2500 2150 1* 2170 1* 2440 2200 2750 1*
Тг, К 1200 1200 1230 1255 1260 1260
Степень сжатия воздуха 10,25 9,6 10,7 10,8 10,95 12,93
Предназначение Ил-62 Ту-154 Ту-154Б Ил-62 Экраноплан Ил-86

1* Без устройства для реверса


Любопытный казус произошел при подготовке первого полета самолета Ил-86. Когда двигатели машины были уже запущены, один из техников ильюшинского ОКБ, недооценив мощь засасываемого потока воздуха, слишком приблизился к воздухозаборнику внешнего НК-86. С головы его сорвало шапку и, к ужасу присутствовавших, мгновенно засосало в компрессор. Побледневший ведущий инженер доложил присутствовавшему Н.Д.Кузнецову о происшествии. Тот быстро спросил, не было ли в шапке твердых предметов. Получив отрицательный ответ, улыбнулся и громко, так чтобы слышали другие, главным образом «самолетчики», заявил: «Ну что ж… Пусть теперь Новожилов этому технику новую шапку покупает». И разрешил продолжить подготовку к взлету. Вскоре Ил-86 оторвался от заводской взлетной полосы и благополучно перелетел на аэродром ЛИИ. О судьбе мелко порубленной и хорошо «прожаренной» шапки, а также ее хозяина впоследствии ходило немало разнообразных авиационных баек.

Сам же «пожиратель головных уборов» непрерывно совершенствовался. В 1987 г. в модификации НК-86А были внедрены монокристаллические рабочие лопатки первой ступени турбины, что позволило повысить температуру газов перед турбиной до 1280К, а взлетную тягу – до 13 300 кгс. Восемь двигателей модификации НК-87 (с коррозионно- и жаростойкими покрытиями, обеспечивающими надежную эксплуатацию в морских условиях) использовались в составе силовой установки первого в мире боевого экраноплана-ракетоносца «Лунь».

Как ожидается, после 2010 г., по мере исчерпания запасов нефти, во всем мире начнется все более широкое использование природного газа (в более отдаленной перспективе – сжиженного водорода) в качестве моторного топлива. Н.Д. Кузнецов оказался одним из первых отечественных генеральных конструкторов, осознавших важность «газификации» авиации. Именно в его ОКБ на базе НК-8-2У были разработаны первые в стране ТРДД, использовавшие в качестве топлива жидкий водород (НК-88, 1980 г.) и сжиженный природный газ (НК-89, 1989 г.). 15 апреля 1988 г. совершила первый полет летающая лаборатория Ту-155 (Ту-154, у которого в правой мотогондоле был установлен НК-88), а в январе 1989 г. поднялся в воздух Ту-156 с НК- 89. В дальнейшем, по понятным, причинам темп разработки «криогенных» самолетов и силовых установок для них резко упал, однако ОКБ продолжает доводку НК-89.

В 1979 г. в кузнецовском ОКБ развернулись работы по созданию перспективных двигателей НК-56 и НК-64. Первый из них предназначался для аэробуса Ил-96, а второй – для Ту-204 и Ил-96-300. Следует напомнить, что первоначально самолет Ил-96 был задуман 350-местным, и двигатель НК-56 тягой 18 000 кгс полностью соответствовал именно этому варианту. Трехвальный НК-56 имел пятнадцатиступенчатый компрессор, многофорсуночную камеру сгорания и пятиступенчатую турбину. Ресурс до капитального ремонта составлял 7500 ч, а назначенный – 15.000 ч. Однако министр авиапрома И.С. Силаев счел нерациональным производство нескольких близких по мощности двигателей и сделал выбор в пользу пермского ТРДД ПС-90 тягой 16.000 кгс. Для этого двигателя Ил-96 оказался великоват. И тогда генеральный конструктор авиакомплекса им. С.В.Ильюшина Г.В.Новожилов принял «гениальное» решение укоротить фюзеляж, ограничив пассажировместимость 300 креслами.



Основные данные некоторых двигателей созданных в ОКБ Н.Д.Кузнсцова с большой степенью двухконтурности.
Характеристика НК-56 НК-64 НК-93 НК-44
Рвзл, кгс 18 000 16 000 18 000 40 000
Суд взл, кг/кгс-ч 0,383 0,37 0,23 0,315
Ркр, кгс 3600 3500 3200 7500
Суд кр кг/кгс-ч 0,625 0,58 0,49 0,54
М до, кг 3340* 2850* 3650 8320
Тг,К 1571 1548 1520 1600
Степень сжатия воздуха 25,5 27,6 37 36,1
Предназначение Ил-96 Ил-96-300 Ил-96 Ту-304
    Ту-204 Ту-204  
      Ту-214  
      Ту-330  

* Без устройства для реверса


После отказа министерства от «восемнадцатитонника», в мае 1983 г., кузнецовское ОКБ сосредоточило усилия на НК-64. Но и здесь куйбышевских моторостроителей подстерегала неудача: по результатам испытаний в термобарокамере в марте 1985 г. вновь был сделан выбор в пользу ПС-90. Последний был рекомендован для применения на Ту-204 и Ил-96-300, «вытолкнув» перспективные двигатели НК из перечня серийных российских авиамоторов, предназначенных для гражданских лайнеров.

Потребовалось три года упорной работы, чтобы сформулировать концепцию нового «козырного туза» фирмы. Им стал НК-93 – винтовентиляторный двигатель сверхвысокой степени двухконтурности. Двухрядный винтовентилятор с поворотными лопастями приводится во вращение трехступенчатой турбиной, при этом 40% мощности, передаваемой через редуктор винтовентилятору, приходится на восьмилопастную ступень, а 60 % – на десяти лопастную. Лопатки и диски семиступенчатого компрессора низкого давления изготовлены из титана, как и первые пять ступеней восьмиступенчатого компрессора высокого давления. Многофорсуночная камера сгорания кольцевого типа, турбины компрессора низкого и высокого давления одноступенчатые. Схема управления двигателем – дублированная электронная с гидромеханическим резервированием.

Двигатель соответствует нормам ИКАО по эмиссии загрязняющих веществ и уровню шума. Его предполагают устанавливать на самолетах большой пассажировместимости Ил-96- 500, Ту-204-200, Ту-214, Ту-304 и др. Конструкция НК-93 является базовой для семейства двигателей с взлетной тягой 8000…23 000 кгс.

К числу последних разработок ОАО «СНТК имени Н.Д. Кузнецова» можно отнести проект 40-тонного двигателя НК-44 для самолета Ту- 304 и его криогенной модификации НК-46 для самолета Ту-306.


ЭПИЛОГ

Николай Дмитриевич Кузнецов являлся одним из наиболее способных и плодовитых отечественных конструкторов авиадвигателей. В 1957 г. за разработку двигателя НК-12 он был удостоен звания Героя Социалистического Труда, а в 1981 г. получил эту награду вторично. По существовавшему в те годы положению бронзовый бюст Дважды Героя был установлен в Куйбышеве на пересечении улиц Победы и Нововокзальной. Среди наград Н.Д.Кузнецова десять орденов, 8 том числе пять орденов Ленина. В 1973 г. его единогласно избрали действительным членом Академии наук СССР.

Как отмечают близко знавшие его люди, Николая Дмитриевича отличали личная скромность в сочетании с исключительной научной и конструкторской смелостью, выразившейся в создании уникальных двигателей, в некоторых случаях непревзойденных по важнейшим характеристикам до нынешнего времени. Он был готов «заниматься двигателями» от зари до зари, по восемнадцать часов в день, в этом была вся его жизнь. Кроме того, он являлся и незаурядным организатором, настойчивости и таланту которого обязана своим существованием финансово-промышленная группа «Двигатели НК». Умер Н.Д.Кузнецов 31 июля 1995 г. в Москве после тяжелой болезни. Через всю многолетнюю деятельность он пронес принцип, оставленный в наследие руководителям нынешним: «Одно из самых сильных средств в воспитании подчиненных – твой личный пример в работе и жизни».


канд. воен. наук, полковник авиации Владимир Бабич









 


Главная | В избранное | Наш E-MAIL | Прислать материал | Нашёл ошибку | Верх