Валерий Августинович - Битва за скорость. Великая война авиамоторов

Наконец, для выяснения истины были специально подготовлены два самолета: Ил-62 с двигателями НК-8-4 и Ил-62М с Д-30КУ («модель «К», унифицированный» с Д-30КП). Они одновременно вылетели из Москвы в Хабаровск на одном эшелоне (высоте) и с одинаковой скоростью. По прилете в Хабаровск остаток топлива был слит и проведено прямое сравнение израсходованного за полет топлива. Все стало ясно, и разговоры прекратились. Победил двигатель Д-30КУ. Но эксперимент был уникальный. Кстати, ввиду большого влияния скорости полета на экономичность воздушно-реактивных двигателей оптимальную скорость полета магистральных самолетов с высокой точностью обеспечивает автомат тяги, или, по современному, ВСУТ — вычислительная система управления тягой. Вручную такую задачу выполнить невозможно — летчик будет «в поту», постоянно поддерживая скорость полета с помощью рычага управления двигателем: то прибавляя режим, то убавляя его.

Одновременно с решением проблемы дальности ИЛ-62 ОКБ Ильюшина получает большой заказ от Министерства обороны (ВТА-военно-транспортной авиации) на разработку большой серией грузового самолета ИЛ-76. На него уже не мыслится никакой другой двигатель, кроме соловьевского Д-30КП (развитие Д-30К, «П» — «перспективный»). Вскоре настает очередь и ремоторизации Ту-154 — преимущество в топливной эффективности нового двигателя очевидно, несмотря на многочисленные «уловки» конкурента. Произошел прорыв на большой рынок (то, что американцы называют «Big Market»). Правда, за счет ухода из ниши ближнемагистральных самолетов, которую со временем занимает Запорожское ОКБ, ныне «Мотор-Сич».

ОКБ Кузнецова получает в качестве утешительного приза заказ на двигатели для советского аэробуса ИЛ-86. Это была эпоха, когда будущее представлялось исключительно в розовом свете; ни терроризма, ни обвала экономики, ни жестокой мировой конкуренции по цене керосина (скачок цен на нефть произошел в 1973 г.) или экологии (ограничения по шуму) не предполагалось. Думали, что будут массовые и дешевые воздушные перевозки отдыхающих в Сочи и Минеральные Воды, для чего и планировался ИЛ-86 по схеме «багаж с собой», разумеется, без всяких досмотров безопасности. Но «враг» не дремал: в это же время ведущие западные фирмы уже разработали новое поколение двигателей с большой двухконтурностью и с лучшей экономичностью. Одновременно стали ужесточаться стандарты по экологии: уровню шума и выбросам вредных веществ. Безусловно, это было и средством конкурентной борьбы.

Еще когда только появились первые сведения в журналах о разработке этого нового поколения двигателей, наиболее инновационным из которых был, конечно, трехвальный RB.211 («Роллс-Ройс»), стало ясно, что необходимо разрабатывать для ИЛ-86 подобный же двигатель. Самолет живет долго, и если не предусмотреть возможность его ремоторизации, то жизнь этого самолета закончится раньше времени. К сожалению, так и произошло с хорошим самолетом ИЛ-86. Конъюнктурное решение о выборе двигателя НК-86 с малой степенью двухконтурности (а следовательно, и невысоким уровнем максимальной температуры газа якобы для большей надежности) разработки ОКБ Кузнецова привело к тому, что расстояние от крыла до бетона полосы не позволяет поставить на этот самолет двигатель нового поколения, имеющий больший диаметр.

Тем временем шло «выведение породы» двухконтурных двигателей с форсажной камерой для боевых самолетов. И здесь Самарское ОКБ Кузнецова имело фору, уже вовсю работая над амбициозным проектом сверхзвукового пассажирского Ту-144, осуществившего в начале 1968 г. первый вылет, раньше англо-французского «Конкорда». Кроме того, Кузнецов работал и над двигателем такого же типа для туполевского же бомбера Ту-22, а позже и Ту-160. Тем не менее проводились стендовые испытания соловьевского Д-30Ф без (пока что) надежды на установку на самолет.

В 1969 г. вдруг оказалось, что основной истребитель-перехватчик ПВО МиГ-25 не обеспечивает прикрытие со стороны Северного полюса в случае атаки крылатыми ракетами с бомбардировщиков, не заходящих на территорию СССР. «Мигам» не хватало дальности и автономности наведения на цель. Минобороны (ПВО) формирует техническое задание на разработку модификации МиГ-25, а фактически нового перехватчика МиГ-31.

Основные риски создания будущего двигателя (Д-30Ф6) для МиГ-31 выглядели следующим образом.

1. Неизвестно было, сохранит ли работоспособность компрессор двигателя, «привыкший» работать с дозвуковым незатененным воздухозаборником, при его взаимодействии со сверхзвуковым входом.

2. Не произойдет ли самовоспламенения паров топлива при впрыске в камеру сгорания, так как температура воздуха превышала 700 °C.

3. Не перегреется ли масло и вместе с ним опоры подшипников в условиях высокой температуры на входе в двигатель 300 °C.

4. Выдержит ли турбина повышенную температуру газа при условии, что температура охлаждающего воздуха достигает 700 °C.

Таким образом, главным риском обобщенно можно было назвать напряженное тепловое состояние создаваемого двигателя, обусловленное применением его на сверхзвуковом самолете. Кроме этих рисков, существовали и две теоретические догмы, которые предстояло опровергнуть:

1. С увеличением скорости полета расчетную степень повышения давления в компрессоре двигателя необходимо уменьшать, при М=3 степень повышения давления не должна быть выше 5 (как на двигателе Р15БФ2-300 для МиГ-25).

2. Максимальная температура газа перед турбиной должна поддерживаться начиная с взлетного режима у земли.

Чем опасно догматическое мышление? Оно заменяет исследование объекта некоей общей схемой. В результате Центральный институт моторостроения (ЦИАМ) оказался в плену догмы, а ОКБ — нет, так как там всегда шли не от общего, а исследовали сам конкретный объект — двигатель — с использованием его математической модели на базе физических уравнений. К тому времени развитие ЭВМ уже позволяло прогнозировать конкретные характеристики двигателя почти любой схемы с использованием матмоделей отдельных узлов. Поэтому проектировщики, к которым принадлежал и автор этих строк, даже не увидели ничего особенного, что могло бы вызвать какие-то опасения, связанные с физической невозможностью реализации этого проекта.

Вся эта длинная предыстория, кратко описанная выше, как уже отмечалось ранее, нужна для понимания того, как был создан двигатель для перехватчика, который было «невозможно создать» (по заключению ЦИАМ).

И снова Пермское КБ Соловьева «входит в турникет позади сразу двух конкурентов и выходит впереди». На самолете-прототипе МиГ-25 уже стояли двигатели прославленного ОКБ-300, и можно было ожидать предложений от проектировщиков по его развитию. Кстати, именно на этом двигателе была впервые внедрена электронная система управления двигателем. Кроме двигателя Р15БФ2-300 разработки ОКБ-300, уже существовал «в железе» и двигатель такого же класса тяги РД36-41 разработки Рыбинского КБ для сверхзвукового самолета СухогоТ-4. Короче, соперники были достойные. Преимуществом ОКБ Соловьева была освоенная схема двухконтурного двигателя, больше подходившая для многорежимного самолета, чем традиционная схема классического одноконтурного турбореактивного двигателя. По проекту двигатель, не проигрывая на сверхзвуке (за счет более высоких параметров — температуры), существенно выигрывал на дозвуке в экономичности за счет двухконтурной схемы. Но ведь такой двигатель еще надо было сделать!