Авиация и космонавтика 2011 06

Фронтовой истребитель И-350 (М)

Пока в ОКБ-155 шли работы по изготовлению самолёта И-350, с удовлетворительными результатами завершились государственные 100- чосовые стендовые испытания двигателя ТР-ЗА No ЗА-165-11, акт по которым был утверждён Постановлением Совета Министров СССР 28 марта 1951 г. Этим же Постановлением двигателю ТР-ЗА присвоили наименование АЛ-5.

Между тем для устранения явления помпажа на взлётном режиме при отрицательных значениях температуры окружающего воздуха, выявленного на госиспытаниях в декабре 1950 г., на предназначавшийся для самолёта Ла-190 двигатель ТР-ЗА No ЗА-165-13 в феврале 1951 г. установили новый двухрядный направляющий аппарат 7-й ступени компрессора. Но во время контрольных испытаний двигатель пришлось остановить, так как начался большой выброс пламени из реактивного сопла. При его разборке выяснилось, что произошёл обрыв всех лопаток колеса 7-й ступени компрессора из-за имевших место значительных вибраций.

К моменту утверждения акта по государственным испытаниям на длительные 100-часовые испытания был предъявлен двигатель Nq ЗА- 165-15, на котором провели ряд мероприятий для устранения выявленных недостатков. Кроме того, на двигателе № ЗА-165-1 0 прошли тензометрирование лопатки 7-й ступени компрессора, включая шесть усиленных. Однако испытания АЛ-5 Ne ЗА-165-10 показали, что проведённое усиление лопаток не дало значительного снижения напряжений от вибрационных нагрузок по сравнению с не усиленными.

Двигатель АЛ-5

Турбостартер ТКС-Д двигателя АЛ-5

В связи с открывшимися обстоятельствами специалистам ОКБ-165 пришлось искать новые конструктивные решения. Для устранения выявленного недостатка они разработали шесть различных мероприятий, из которых наилучшие результаты показал разворот концевых сечений лопаток 7-й ступени компрессора на 4° и 7° (два варианта) в сторону уменьшения угла атаки. Испытания на АЛ-5 № 3A-165J5 показали, что вибрационные напряжения снизились с 6…7 кг/мм² до 1,2… 1,5 кг/мм². На основании полученных результатов главный конструктор А.М. Люлька принял решение оснастить диск 7-й ступени компрессора двигателя № ЗА-165-15 вариантом лопаток с изменённым на 4° углом установки и предъявить его на 100-часовые испытания для оценки мероприятий направленных на устранение ранее выявленных дефектов.

Кроме этого двигатель АЛ-5 № ЗА-165-08 после аналогичной доработки в мае 1951 г. отправили в ЛИИ МАП для проведения испытаний на летающей лаборатории Пе-8 № 42310 с целью определения запаса по помпажу и тензометрирования работы лопаток компрессора. Выполненные в начале июня два полёта показали, что на высотах 8000 м и 10000 м явления помпажа на максимальных оборотах отсутствуют. Однако на высоте 8000 м на взлётных режимах работы двигателя были зафиксированы явления автоколебаний лопатки с максимальной величиной напряжений около 3 кг/мм².

Пока в ОКБ-165 решали проблемы своего двигателя, в опытном производстве ОКБ-155 после доработки киля, стабилизатора и фюзеляжа, проведённой по результатам статиспытаний, 31 мая 1951 г. завершили сборку первого экземпляра И-350. А уже 1 июня машину передали на лётную станцию ОКБ- 155 в ЛИИ для заводских испытаний. В соответствии с утверждённой программой, в ходе их проведения планировалось выполнить 93 полёта, в том числе 13 полётов для подготовки самолёта к воздушному параду, посвящённому Дню Воздушного Флота.

В связи с тем, что после усиления конструкции самолёта статиспытания хвостового оперения были проведены только до 90 % расчётной нагрузки, после чего их пришлось прекратить по техническим причинам, специалисты ЦАГИ дали следующие ограничения для первого экземпляра И-350:

— скоростной напор не более 6200 кг/м² (по расчёту 6600 кг/м²).

— число М не более 1,1 (по расчёту при пикировании М=1,5, в горизонтальном полёте М= 1,15).

Стоит отметить, что на И-350 стоял двигатель АЛ-5 № ЗА-165-12, который, как и АЛ-5 № ЗА-165-14 предназначенный для Ла-190, не был принят военным представительством АТК ВВС но заводе № 165 (ОКБ-165). Отказ в приёмке двигателей военпреды мотивировали тем, что в данные экземпляры были внесены конструктивные изменения в виде установки расширенного соплового аппарата турбины с проходным сечением 1838,3 см². Тем самым они отличались от эталонного двигателя, прошедшего государственные 100-часовые стендовые испытания. А принимать двигатели с таким усовершенствованием без проведения длительных 100- часовых испытаний на надёжность работы, без проверки сохранения основных технических данных в течение гарантированного 100-часового ресурса и без проверки устранения явления помпажа при отрицательных температурах окружающего воздуха военные не могли.

В связи с этим двигатель АЛ-5 № ЗА-165-12 установили на первый опытный экземпляр самолёта И-350 под личную ответственность главного конструктора А.М. Люлька, а на заводе № 165 начали готовить для ОКБ-155 новый двигатель — АЛ-5 № ЗА-165-20.

Приказом МАП от 16 июня 1951 г. для проведения заводских лётных испытаний истребителя И-350 утвердили бригаду в составе лётчика-испытателя Г.А. Седова, ведущего инженера К.П. Ковалевского, механика Г.Е. Павлова и моториста М.А. Рыжкова. В этот же день, после завершения наземной части испытаний и устранения выявленных недостатков, состоялся первый вылет И-350.

Самолёт на взлёте вёл себя нормально. Набор высоты 1800…2000 м также прошёл без замечаний. В полёте скорость было доведена до 680 км/ч по прибору. Однако на 8-й минуте при дросселировании двигателя на высоте 1800 м он остановился. В связи с этим лётчику-испытателю Г.А. Седову пришлось выполнять посадку на аварийной машине в экстремальных условиях, так как отказ силовой установки привёл к нарушению работы гидросистемы, со всеми вытекающими последствиями. Но несмотря на сложившуюся обстановку лётчику удалось совершить нормальную посадку на аэродроме ЛИИ. Благо не подвела аварийная пневмосистема выпуска шасси, щитков-закрылков и тормозного парашюта. Причём шасси удалось выпустить буквально за несколько секунд до посадки.

Необходимо отметить, что явление самовыключения в полёте двигателя АЛ-5 при давлении топлива перед форсунками составлявшем около 16 кг/см² было выявлено и на самолёте Ла-190, который проходил заводские лётные испытания на аэродроме ГК НИИ ВВС.