Первые серийные реактивные истребители: "климовские" двигатели
На рубеже 30-40-х годов авиационные специалисты поняли, что возможности дальнейшего развития поршневых моторов исчерпаны. Настоятельная необходимость повышения скоростей и высот полета военной авиации, увеличения дальности полетов авиации пассажирской и транспортной потребовала существенного снижения удельной массы силовой установки и одновременно повышения ее экономичности. С применением традиционных для авиации поршневых моторов любого типа все это уже было недостижимо.
Требуемого прироста важнейших характеристик самолетов можно было добиться только путем внедрения газотурбинных двигателей. Окончание Второй мировой войны совпало с началом эры реактивной авиации. К 1945 г. практически все ведущие державы мира - Великобритания, Соединенные Штаты Америки, Германия - начали строить опытные и первые серийные реактивные истребители и бомбардировщики, некоторые из которых даже успели повоевать. Советский Союз, несмотря на перспективные довоенные разработки Архипа Михайловича Люльки, во время войны остановил разработки в авиатурбостроении и теперь вынужден был стремительно догонять эти страны.
Пробел нужно было восполнять в самые короткие сроки. Для развития отечественного турбореактивного двигателестроения предлагалось: вначале, для накопления опыта, использовать трофейные двигатели, затем - освоить на советских заводах английские лицензионные моторы, а на третьем этапе - ускорить работы по отечественным реактивным двигателям силами конструкторских бюро В.Я. Климова, А.А. Микулина и А.М. Люльки.
ОКБ Климова занялось разработкой турбореактивных двигателей еще с 1945 г., когда оно работало в Уфе. По приказу Наркомата авиационной промышленности от 28 апреля 1945 г. в распоряжение ОКБ были предоставлены трофейные немецкие турбореактивные двигатели Jumo 004В1 фирмы Junkers, применявшиеся на немецких истребителях Me 262 и первом в мире реактивном бомбардировщике Ju 287. ОКБ Яковлева и Лавочкина в том же году получили задание от ГКО построить с этими двигателями отечественные истребители.
В начале 1946 г. Jumo 004В1 был запущен в серийное производство под индексом РД-10 на уфимском авиационном заводе № 26, а в 1949-1950 годах его изготовление освоил ленинградский завод № 466 (ныне ОАО "Красный Октябрь"), где оно продолжалось до января 1953 г. Двигатель имел осевой восьмиступенчатый компрессор, камеру сгорания с шестью индивидуальными жаровыми трубами и одноступенчатую турбину. Регулирование тяги осуществлялось единым рычагом путем изменения подачи топлива и площади выходного сечения сопла в результате перемещения в сопле подвижного конуса. В качестве основного топлива использовался керосин. Раскрутка ротора двигателя при запуске осуществлялась специальным двухцилиндровым бензиновым пусковым двигателем с отдельной топливной системой. На номинальном режиме двигатель развивал тягу 900 кгс. Удельный расход топлива составлял 1,4 кг/кгс·ч. Сухая масса РД-10 равнялась 720 кг, максимальный диаметр - 810 мм, длина - 3935 мм. Двигатель имел несколько модификаций с "вторичной топкой" - форсажной камерой, тяга которых варьировалась в пределах 1050...1350 кгс.
Первым советским реактивным истребителем, принятым на вооружение ВВС, стал Як-15, представлявший собой модификацию Як-3, которому провели "операцию по пересадке сердца". Вместо поршневого двигателя М-105 на него установили турбореактивный РД-10. Новый двигатель расположили в носовой части фюзеляжа под крылом и кабиной с выходом реактивной струи под хвост фюзеляжа. На этом самолете впервые в стране была применена так называемая "реданная" схема. Построен Як-15 был в октябре 1945 г., испытания проходил с весны 1946 г. по весну 1947 г. Самолет смог развить максимальную скорость 805 км/ч на высоте 5000 м. Следом за Як-15 вскоре появилась более совершенная машина Як-17. Оба самолета широко применялись в военно-воздушных силах, на них летчики делали первые шаги в освоении реактивной авиации.
Двигатель РД-10 был далеко не совершенен, но его быстрое освоение в серийном производстве и принятие на вооружение первых советских реактивных самолетов позволили за один-два года значительно сократить разрыв в отставании от США и Англии. Летчики, привыкшие "чувствовать" поршневые самолеты, поначалу не знали, как подойти к новой, незнакомой технике, но благодаря тому, что Як-15 и Як-17 были, в принципе, развитием хорошо известного истребителя Як-3, они быстро переучивались и уже внутренне и технически были готовы к освоению реактивных самолетов второго поколения.
И они не заставили себя ждать…
26 июня 1946 г. в Ленинграде на площадях бывшего авиадвигателестроительного завода № 234 было организовано ОКБ-117 "…по созданию новых образцов авиационных моторов, реактивных и газотурбинных двигателей…". Главным конструктором был назначен Владимир Яковлевич Климов, заместителем - Сергей Петрович Изотов, работавший до того в Уфе заместителем начальника серийно-конструкторского отдела.
В конце 1946 г. Климов вместе с Микояном был командирован в Англию в качестве Председателя Государственной комиссии по закупке на фирме Rolls-Royce турбореактивных двигателей Derwent и Nene, которые были наиболее совершенными из тех, какими располагала мировая авиационная техника на тот момент.
Английские двигатели с поразительной быстротой: к концу 1947 г. были построены, испытаны и запущены в серийное производство двигатели Nene I и Nene II под индексами РД-45 и РД-45Ф, соответственно, на заводе № 45 (ныне Машиностроительное производственное объединение "Салют"), а двигатели Derwent V под индексом РД-500 - на заводе № 500 (ныне ОАО "Московское машиностроительное предприятие им. В.В.
Чернышева"). В дальнейшем эти двигатели производились на многих двигателестроительных предприятиях страны.
Параллельно с руководством ОКБ-117 с февраля 1947 г. по июнь 1956 г. Климов возглавлял ОКБ завода № 45 (ныне Машиностроительное конструкторское бюро "Гранит"), его заместителем был Н.Г. Мецхваришвили, после ухода Климова ставший главным конструктором ОКБ-45. Главным конструктором завода № 500 был В.М. Яковлев. Климову приказом министра авиационной промышленности от 27 февраля 1947 г. было поручено объединенное руководство по составлению чертежей двигателей РД-45 и РД-500. Непосредственное руководство по двигателю РД-500 возлагалось на Яковлева. К концу 1947 г. все вопросы, требовавшие объединенного руководства Климова, а именно, вопросы применения материалов, технические требования на агрегаты, полуфабрикаты и проч., были решены. По этой причине Климов обратился к министру М.В. Хруничеву с просьбой об освобождении его от работы, связанной с двигателем РД-500, чтобы сконцентрироваться на двигателях РД-45, ВК-1 и ВК-2.
С середины 1946 г., т.е. еще до закупки и поставки английских двигателей в СССР, в ОКБ Климова уже шла работа по изготовлению чертежей двигателя Nene, который был выбран в качестве прототипа для создания более мощного отечественного двигателя ВК-1. Единственным материалом, имевшимся в распоряжении конструкторов, были довольно скудные сообщения в журналах и одна (!) фотография продольного разреза двигателя. Когда чертежи были готовы, из Англии прибыли закупленные двигатели. В ОКБ-45 была произведена разборка и разрезка этих двигателей, а также сняты все размеры деталей. РД-45 представлял собой точную копию Nene. Климов категорически запрещал делать какие-либо отступления, "улучшения" как в чертежах, так и при выборе материалов. В выпуске чертежей двигателя РД-45 участвовали многие ленинградские конструкторы.
По конструкции двигатели РД-45, РД-45Ф и РД-500 - одновальные с одноступенчатым центробежным двухсторонним компрессором, девятью индивидуальными трубчатыми камерами сгорания, одноступенчатой турбиной и выхлопной трубой с реактивным насадком.
Двигатели РД-45 и РД-45Ф конструктивно отличались друг от друга в основном тем, что первый двигатель имел корпус газосборника сварной конструкции, а второй - литой, что позволило не только уменьшить его массу, но и увеличить тягу с 2040 до 2270 кгс. Двигатель РД-500 имел несколько меньшие размеры, его тяга равнялась 1590 кгс.
Появление этих двигателей позволило приступить к созданию в СССР реактивных истребителей второго поколения. Совет Министров своим постановлением от 11 марта 1947 г. утвердил план опытного строительства самолетов на текущий год, в соответствии с которым ОКБ Микояна и ОКБ Лавочкина предписывалось разработать фронтовые истребители под двигатели Nene, а ОКБ Яковлева - под двигатели Derwent V.
До лета 1947 г. работы над самолетами МиГ-15 и "168" шли практически параллельно, но неожиданно возникли проблемы с поставками двигателей Nene. Их серийное производство в Англии только разворачивалось, они еще даже не начали поступать в Королевские ВВС. Соответственно, на несколько месяцев задерживались и их поставки, к тому же было опасение, что они вообще могут не состояться - начиналась холодная война. В то же время двигатели Derwent V уже стали поступать в СССР.
Первые полеты опытные МиГ-15 совершили в декабре 1947 г. - апреле 1948 г. В марте 1948 г. вышло постановление правительства о начале серийного производства МиГ-15 с двигателями РД-45. Государственные испытания МиГ-15 прошел летом 1948 г. По максимальной скорости, скороподъемности, потолку и дальности полета он являлся лучшим из испытанных на тот момент в НИИ ВВС отечественных истребителей. При этом основные летные данные не только удовлетворяли тактико-техническим требованиям, но и превзошли их. На высоте 10 000 м скорость самолета составила 983 км/ч, на высоте 5000 м - 1028 км/ч, на высоте 2620 м - 1042 км/ч. Набор высоты 5000 м осуществлялся за 2,3 мин вместо требуемых 3,2 мин, на набор высоты 10 000 м требовалось всего 5,9 мин. Значение максимальной дальности полета на высоте 10 000 м было превышено на 195 км, а практического потолка - на 2200 м (15 200 м).
Летчики высоко оценили новую машину: "Самолет МиГ-15 по своим летным и боевым качествам является одним из лучших современных реактивных истребителей". Еще больше был доволен инженерно-технический состав: "Наземная эксплуатация самолета МиГ-15 с двигателями РД-45Ф проще, чем эксплуатация реактивного самолета Як-17 и поршневых самолетов Ла-9 и Як-9". Благодаря высоким боевым качествам и неприхотливости в эксплуатациилетчики прозвали МиГ-15 “самолетом-солдатом”. Свой послужной список он открыл в период Корейской войны. МиГ-15 экспортировался в дружественные СССР страны, производился по лицензии в Польше и Чехословакии. Истребитель МиГ-15 стал прародителем целого семейства, включавшего знаменитые МиГ-15бис и МиГ-17.
Двигатели РД-45 и РД-500 устанавливались на многих опытных машинах, разработанных ОКБ Яковлева, Туполева, Ильюшина, Сухого и других главных конструкторов в конце 40-х годов. Самолеты с двигателями РД-500 (Ла-15, Як-23, Як-25 и др.) развития не получили. Машинам, построенным под двигатели РД-45 (МиГ-15, Ил-28, Ту-14), повезло гораздо больше. Они имели яркую и долгую жизнь благодаря отечественным двигателям ВК-1, разработанным в ОКБ Климова на базе РД-45.
Производство двигателей по годам до 1951 включительно
РД-4, РД-45Ф
1948 - 154
1949 - 1406
1950 - 1721
1951 - 1175
ВК-1
1949 - 11
1950 - 2535
1951 - 8048
Комментарии