История Авиации 2001 03

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.

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.