Авиация и космонавтика 2002 05-06

М-34РФН

Облик нового тяжелого бомбардировщика, его основные летно-тактиче- ские характеристики и основные пути достижения поставленных задач виделись ОКБ и ВВС следующими: прежде всего, новый самолет должен был обладать возможностью ведения прицельного бомбометания с больших высот, оставаясь неуязвимым для зенитного огня, а также обладать скоростью на этой высоте, превосходящей скорости истребителей. Это означало, что бомбардировщик должен иметь рабочую высоту полета 10000-11000 м, развивать на этой высоте скорость не ниже 440 км/ч. При этом он должен иметь дальность полета порядка 4500 км с бомбовой нагрузкой 2000 кг, а также обладать мощным оборонительным вооружением. Чтобы создать требуемый высотный бомбардировщик, необходимо было решить задачу обеспечения полета на высоте 10000-11000 м. В мировой практике подобная задача решалась с помощью турбокомпрессоров, которые позволяли сохранять мощность силовой установки до значительных высот. По такому пути пошли американцы, установив на двигателях В-17 турбокомпрессоры. У нас создание надежных ТК затянулось практически на пятнадцать лет, и первыми надежными ТК можно считать турбокомпрессоры ТК-19, установленные на двигателях АШ-73ТК самолета Ту-4 и являвшиеся точной копией американских ТК с двигателей Райт Циклон R-3350 самолета В-29. Хотя работы по ТК в СССР начались еще в начале 30-х годов, к моменту начала активного проектирования ТБ-7 необходимых отечественных ТК не существовало.

В распоряжении советских самолетостроителей на начало 30-х годов выбор мощных авиационных двигателей был весьма ограничен. Практически речь шла об использовании микулинского двигателя М-34 (АМ-34) и его модификаций с увеличенной мощностью. Двигатель имел резервы для увеличения мощности и высотности, базовая конструкция его к тому времени была достаточно отработана, он широко использовался на отечественных самолетах и малых судах.

Исходный двигатель М-34 (номинальная мощность 750 л.с., взлетная – 850 л.с., сухая масса – 535 кг) был создан в 1931-1932 годах и запущен в серию на заводе №24. К 1934 году появились редукторная модификация М-34Р и высотная с двухскоростным нагнетателем М-34РН (высотность 5000 м). Двигатели этого типа ставились на ТБ-3, P-Z, МДР-2, на рекордные АНТ-25 (РД) и на АНТ-20. С августа 1936 года двигатель приказом Орджоникидзе получает шифр АМ-34 по имени и фамилии руководителя проекта А.А.Микулина, что стало признанием его заслуг в области двигателестроения.

В 1936 году идут работы над форсированным АМ-34ФРН с максимальной взлетной мощностью 1250 л.с. и с номинальной 950 л.с. на расчетной высоте 5000 м. Работы по доводке форсированного АМ-34ФРН были достаточно сложные, опытные двигатели уже летали на опытных ТБ-7, но были отказы, масса замечаний со стороны военных.

Создание столь нужного стране двигателя затягивалось. Дело дошло до снятия А.А.Микулина в январе 1938 года с должности начальника ОКБ завода №24 (опытно-производственной базы, которую с таким трудом получил Микулин в 1936 году, перейдя туда из ЦИАМ). От более тяжелых для А.А.Микулина "оргвыводов" спасли успехи АМ-34РН в полетах через Северный полюс на АНТ-25 и хорошее отношение Сталина.

В ходе доработок двигателя пришлось усилить многие детали двигателя, переделать систему смазки, пересмотреть конструкцию шатунов, перейти на новый односкоростной нагнетатель ФН-35, на входе которого применили направляющий аппарат с поворотными лопатками Политковского, что значительно улучшило высотные характеристики и увеличило на 90-100 л.с. эффективную мощность у земли и на высотах ниже расчетной. Фактически это уже был новый двигатель. Забегая вперед, скажем, что в 1938 году АМ-34ФРН вместе с ТБ-7 принимается на вооружение ВВС РККА и запускается в серию. Двигатель летает на первых опытных ТБ-7 (на то время это был самый мощный авиационный двигатель в мире).

В ходе испытаний первых ТБ-7 АМ-34ФРН показал мощность 1050 л.с. на высоте 3050 м, при взлетной – 1200 л.с. Двигатель выпускался в модификациях АМ-34ФРНА, АМ-34ФРНБ и АМ-34ФРНВ, отличавшиеся некоторыми конструктивными элементами (например, АМ-43ФРНА имел четыре карбюратора, а АМ-34ФРНВ – шесть). По сравнению с исходным АМ-34РН удельная масса двигателя уменьшилась с 1,07 кг/л.с. до 0,7 кг/л.с. Опираясь на относительный успех создания и внедрения в серию АМ-34ФРН, А.А.Микулин в 1938-1939 годах создает и передает в серию его более мощные варианты АМ-35 и АМ-35А, в которых взлетная мощность была доведена до 1350 л.с. и повышена высотность. Вскоре эти двигатели получили прописку на серийных ТБ-7.

М-35А

АЦН-2

Работы по турбокомпрессорам для авиационных двигателей были сосредоточены в ЦИАМ, где впервые ими начали заниматься в 1932 году. В 1933 году ЦИАМ приобрел в США турбокомпрессор фирмы Дженерал Электрик, выпуска 1926 года. До 1935 года этот ТК лежал в ЦИАМ без движения, никто им не занимался и не интересовался. Организованные ЦИАМ еще в 1934 году стендовые испытания ТК фирмы Рато проводились только с целью изучения работы нагнетателя, но не турбины (основного агрегата ТК).

ВВС, стараясь получить от промышленности высотные самолеты и двигатели, только начиная с 1935 года обратили пристальное внимание на состояние дел по разработкам в области нагнетателей и турбокомпрессоров. В этом году НИИ ВВС распоряжением начальника ВВС РККА организовал систематическое наблюдение за ходом работ по высотным агрегатам. В июле-октябре 1935 года прошли совместные летные испытания самолета Р-1 с двигателем М-5, оборудованным американским ТК фирмы Дженерал Электрик, взятым в ЦИАМ. В феврале 1935 года ЦИАМ приступил к работам над первым отечественным ТК под двигатель АМ-34РН. К февралю 1937 года первый отечественный ТК, получивший обозначение ТК-1, был доведен и отработан на стенде и подготовлен к установке на самолет. В том же 1937 году ТК-1 испытывапся в полетах на самолете РШ с двигателем АМ-34НБ и на БОК-1 с двигателем АМ-34РНБ. Полеты показали низкую надежность ТК-1. Испытания и доводки были продолжены и в следующем 1938 году. В 1939 году ТК-1 испытывался на ТБ-3 4АМ-34РН и на И-153 М-62. Результаты испытаний были малоутешительными. Таким образом, как на начало работ по ТБ-7, так и в ходе создания и доводок первых опытных образцов, а также на момент его запуска в серию отечественная промышленность не смогла обеспечить нашу авиацию надежными серийными ТК. Самолетчикам совместно с двигателистами пришлось искать другие варианты решения проблемы высотности самолета ТБ-7.