Битва за скорость. Великая война авиамоторов - Валерий Августинович

О драматической конкурентной «войне моторов» ОКБ Н.Д. Кузнецова и ОКБ П. А. Соловьева на этом дозвуковом поприще более подробно рассказано ниже — в главах «Мотор для перехватчика» и «Последний из «могикан». Но и здесь для пассажирского сверхзвука столкнулись конкуренты: уже зарекомендовавшее себя на военном сверхзвуке Рыбинское ОКБ-36 В.А. Добрынина и не менее опытное ОКБ Н.Д. Кузнецова в области гражданского дозвука. А нужен был симбиоз: двигатель для гражданского сверхзвука. Кому отдать предпочтение? Как и все первые двухконтурные двигатели с форсажем в мире, НК-144 получили, по сути, «пристыковкой» форсажной камеры к готовому дозвуковому НК-8. Обычно из этого приема нового качества не получается, как свидетельствует опыт.

Если же по-честному, то надо идти от объекта, т. е. посчитать, какой из двух двигателей дает наилучший интегральный результат в дальности по траектории полета самолета, включая взлет, набор высоты и крейсерский полет. Проект Ту-144 вел сын А.Н. Туполева — Алексей Андреевич Туполев. Почему первоначально выбрали для Ту-144 двухконтурный двигатель Кузнецова с весьма средним уровнем температуры газа перед турбиной, остается загадкой. Где была наша авиационная наука в лице уважаемых центральных институтов ЦИАМ и ЦАГИ? Впрочем, нашей авиационной науке верить можно далеко не всегда — и дальше будут примеры этого. В общем-то, исходя из личного небольшого опыта общения с А.А. Туполевым, автор этих строк вынес впечатление, что последний, по крайней мере, в двигателях разбирался слабо. А это значит, что вопрос о выборе двигателя решался априори: ведь расчетам можно «не верить». Тем более что всегда есть «альтернативные» расчеты конкурентов. Если главный конструктор не понимает сути дела, то дело плохо — он запутается в противоречивых мнениях.

Скорее всего, при выборе двигателя могли сыграть совсем другие обстоятельства. Дальше — больше. Чудачества с двигателем продолжились. Похоже, что на туполевской фирме расчетам вообще не верили — однажды напоровшись на нехватку тяги двигателя при переходе через звуковой барьер (по собственной, кстати, вине — не задали в ТЗ на двигатель соответствующую реперную точку), когда резко возрастает волновое сопротивление, теперь пытались сделать запас по тяге «на всякий случай». Но ненужный запас — это лишний вес и время на доводку. Когда туполевцы разобрались уже после натурных летных испытаний, что этот запас тяги не нужен и все в порядке, как по расчету, то потребовали от мотористов убрать лишний вес. А это — опять время, лишние испытания и т. д., и т. п. Время в авиационной технике имеет колоссальное значение, по сути, является одним из параметров оптимизации системы.

Казалось бы, и зарубежный опыт, который всегда выполнял арбитражные функции у нас в стране, должен был склонить выбор в пользу не двухконтурного НК-144, а в пользу одноконтурного проекта добрынинского бесфорсажного РД36-51 в классе тяги 20 тонн: ведь и «Олимп- 593», и GE46bmn классическими одноконтурными двигателями. Только первый — двухвальный, а второй — одновальный. Тем более что и по расчетам получалась большая дальность самолета в варианте с РД36-51 из-за большой длительности крейсерского полета на сверхзвуке без форсажа (как и у «Олимпа»), где одноконтурный двигатель имел преимущество в экономичности перед двухконтурным. Но… получился зигзаг. Разработку РД36-51 придержали на три года до момента, когда Ту- 144 уже начал полеты с двигателем Н К-144. А ведь прежде, чем получить разрешение на летные испытания в составе самолета, необходимо провести еще комплекс длительных и дорогих натурных испытаний двигателя на стенде, на высотном стенде, налетающей лаборатории и т. д.

Самый мощный советский одноконтурный турбореактивный двигатель РД36-51 для самолета Ту-144Д.

Вначале сделали НК-144, недополучили заявленной дальности на 2500 км в сравнении с «Конкордом», а затем срочно сделали РД36-51 с системой ДФТ (дополнительное форсирование тяги — этакая мини-форкамера) «по просьбе главного конструктора» — тот самый «запас по тяге». «Ограниченный форсаж» имел место и на «Олимпе» и на американском GE4 — поэтому и здесь, невзирая на расчеты, «попросили» сделать то же самое. А ведь разница между РД36-51 и зарубежными аналогами была принципиальная. При близких взлетных весах «Конкорда» и Ту-144 двигатель РД36-51 был мощнее «Олимпа» — его бесфорсажная тяга на взлете была такой же, как у «Олимпа» на форсаже. А близкий по размерности (расходу воздуха) к РД36-51 американский GE4 ставился на самолет В2707 существенно большего веса. Поэтому применение ограниченного форсажа и на «Олимпе», и на «американце» было оправданным, а на РД36-51 ненужным. Другой вопрос, что бесфорсажный РД36-51 получился в этом случае переразмеренным по массе в сравнении с «Олимпом», но это уже вопрос выбора концепции. Иметь форсажную камеру со своей (дополнительной) топливной системой на пассажирском самолете — тоже не «сахар». Ведь для пассажирского самолета еще был нужен и реверсор тяги, который сделали-таки в Рыбинском ОКБ (при посадках Ту-144 с двигателем НК-144 использовались тормозные парашюты, что, конечно, не красило самолет). Короче, можно было сообразить без всяких расчетов, что зарубежная аналогия с применением форсажа для РД36-51 не работает.

Двигатель РД36-51 поставили на самолет, получивший индекс Ту-144Д («дальний»), и получили хорошие результаты — дальность увеличилась на 2200 км. Пресловутое ДФТ оказалось ненужным. Контрольный полет самолетов на дальность в России осуществляется, как правило, по маршруту Москва — Хабаровск. 22 февраля 1977 г. такой полет самолета Ту-144Д состоялся. Время в пути составило 3 часа 23 минуты (!), правда, без коммерческой нагрузки. Просматривалась перспектива создания на базе Ту-144Д 150-местного самолета с дальностью свыше 8000 км. Для этого нужен был двигатель со взлетной тягой 23–24 тонны. Создание такого двигателя было вполне реальным делом на базе того же РД36-51, и в 1972 г. в ОКБ-36 приступили к работе.

Но… время ушло, и амбициозный проекте 1980 г. закрыли совсем, а затраты списали. Легко распоряжались народными деньгами в пользу корпоративных интересов. Куда смотрел ЦК КПСС, непонятно. Туполевское ОКБ в это время уже вовсю занималось проектом новых бомбардировщиков. Вначале выдвинув проект якобы модификации Ту-22 (Ту-22М) для защиты своего серийного завода в Казани от П.О. Сухого с его проектом Т-4, а затем и противовеса объявленного в США к этому времени нового поколения бомбардировщиков. А уникальный двигатель РД36-51 для Ту-144Д закрыл собой эпоху одноконтурных двигателей в советской авиации, также как и его близкий аналог GE4 в американской. РД36-51 был все тем же развитием газотурбинных двигателей серии ВД-7 с увеличенным более чем в полтора (!) раза расходом воздуха и в два раза тягой (до возможных 24 тонн в модификации РД36-51 А), а также увеличенной степенью сжатия в компрессоре (с 9 до 15 при развитии компрессора от 9 до 14 ступеней). Температура газа перед турбиной была уже на уровне 1200–1250 °C. Интересно сравнить эти два двигателя — последних представителей одновальных турбореактивных двигателей.

Ниже в таблице представлены параметры двигателей для СПС (сверхзвуковых пассажирских самолетов), проекты которых опередили свое время.