Валерий Августинович - Битва за скорость. Великая война авиамоторов

Особенности двигателя, входящего в состав силовой установки этого нового бомбардировщика В-1, будут рассмотрены в следующей главе. А здесь мы коснемся советского ответа на новый американский вызов.

Начало 1970-х. Закладывается новое поколение боевых самолетов: перехватчик МиГ-31, самолеты воздушного боя тяжелый Су-27 и легкий МиГ-29, самолет вертикального взлета и посадки для ВМФ Як-141. Среди этого ряда и новый стратегический бомбардировщик Ту-160. Вернее, даже не бомбардировщик, а авиационная система оружия: носитель крылатых ракет по типу американской «Рапиры» В-1В. Наконец-то найдено авиационное (составное) решение стратегической задачи ядерного сдерживания. Двигатели для всех этих самолетов — турбореактивные двухконтурные с форсажем.

При выборе двигателя для Ту-160 колебаний не было — разработка ОКБ Н. Д. Кузнецова. Это был уже третья попытка захода ОКБ в тематику сверхзвуковых тяжелых самолетов: Ту-22, Ту-144 и вот теперь Ту-160. К этому времени в двигателях был достигнут уровень температуры перед турбиной 1250 °C (1500К), и это потребовало кардинального отхода от классической схемы НК-8 — чтобы реализовать термодинамические возможности повышения экономичности, нужно было вслед за температурой повышать степень сжатия. Наращивание ступеней в компрессоре высокого давления отбрасывало бы ОКБ от доведенного высокотемпературного ядра двигателя к началу доводки. Увеличение же ступеней в «бустере» неэффективно из-за низкой окружной скорости и, следовательно, располагаемой работы сжатия в компрессоре — требуется добавление не одной, а нескольких ступеней. Это влечет за собой увеличение длины валов, проблемы с опорами и т. д.

Именно в это время Н. Д. Кузнецов принимает решение о переходе от двухвальной с «бустером», условно схемы Пратт-Уитни, к трехвальной (роллс-ройсовской) схеме двигателя, которая решает все эти проблемы, но и… ставит новые. Трансмиссия становится очень сложной — три вала один в другом. Для серийного производства таких двигателей требуется высокая технологическая культура изготовления и сборки, чтобы обеспечить соосность трех валов. Это своего рода экзамен на высочайший уровень культуры производства газотурбинных двигателей. К этому времени технология сборки двигателей существенно изменилась: для достижения соосности роторов сборка ведется на… вертикально установленном двигателе с применением лазерного луча.

В мире существует только три фирмы, серийно производящие трехвальные двигатели: «Роллс-Ройс», Самарское ОКБ Н. Д. Кузнецова (серийное производство в Уфе) и Запорожское ОКБ с серийным заводом, имеющим сегодняшнее название «Мотор-Сич». Автор этих строк бывал на Уфимском моторном заводе, ведущем свое происхождение, как мы помним, от эвакуированных из Рыбинска завода № 26 и еще двух моторных заводов. Вообще, это самый крупный моторный завод в России (и был самым крупным и в СССР). Огромная, почти безбрежная территория, большое количество испытательных стендов, большая номенклатура выпускаемой продукции. И люльковские АЛ-31Ф, и (по кооперации) кузнецовские трехвалки НК-32, и Р95Ш, двигатели для массового армейского штурмовика Су-25 — все это изготавливается в Уфе и сегодня.

Что еще можно придумать в военных технологиях обеспечения неуязвимости авиационных систем с учетом быстрого развития средств ПВО? Придумать можно много чего, но вот сделать… Следующее поколение стратегических бомбардировщиков США воплотило в себе идею физической незаметности. С применением этой технологии в США были сделаны стратегический бомбардировщик В-2 и ударный самолет F117, потерпевший фиаско в Югославии в 1999 г. от системы югославской ПВО.

Для иллюстрации снижения заметности в радиоволновом диапазоне излучения ниже в таблице представлены уровни эффективной площади рассеивания (ЭПР) для различных самолетов. Здесь ЭПР — это площадь круга, уровень радиоотражения от которого равен радиоотражению от самолета. Автор не несет ответственности за эти опубликованные на Западе показатели. Вполне возможно, что они являются дезинформацией ввиду их важности.

Вот уж где прогресс налицо! В сравнении с бомбардировщиком первого поколения В-52 эффективная площадь рассеивания «незаметного» В-2 уменьшилась (по рекламным данным зарубежных источников) в 4000 раз и достигла уровня отражения птицы! За счет чего это достигнуто? Отсутствие вертикальных стабилизаторов и острых углов, применение композитных материалов с радиопоглощающими свойствами за счет ячеистой структуры (многократное отражение радиосигнала с затуханием и последующим превращением поступающего направленного радиоизлучения от радара в диффузное тепловое излучение во все стороны), обеспечение отклонения лучей передающей РЛС от принимающей за счет специальной формы самолета. Но и стоит такой самолет по 1 млрд долларов за штуку. Прогресс в двигателях, конечно, не столь впечатляющ.

Был ли «советский стелс»? Да, был, но только на стадии опытных работ — дальше не успели: началась так называемая «перестройка». Главным конструктором «стел-са» был известный Н. С. Черняков в КБ Сухого, и это был плохой признак. Н. С. Чернякову не везло: он был главным конструктором закрытого на стадии опытных работ проекта стратегической крылатой ракеты «Буря» у Лавочкина до перепрофилирования его КБ на космическую тематику, затем главным конструктором также закрытого уникального самолета Т-4. Та же судьба постигла и «советский стелс», хотя, как и все проекты КБ Сухого, этот самолет был новаторским. Планировалось, что этот самолет будет почти «электрическим», т. е. с минимумом гидравлических и механических связей и полной интеграцией электронных систем управления двигателя и самолета. Подробнее об «электрических» самолетах написано дальше. Первый экземпляр самолета уже начали делать в Новосибирске. По размерности этот самолет был значительно меньше американского В-2, т. е. «советский стелс» не был стратегическим бомбардировщиком.

Его силовая установка по проекту должна была состоять из двух двигателей тягой по 18 тонн разработки ОКБ-300, т. е взлетный вес самолета был меньше 100 тонн.

Как раз в это время ОКБ-300, потеряв позиции в «мейнстриме» основных самолетов воздушного боя, попыталось сделать нишевый продукт — двигатель Р79-300 для вертикально взлетающего самолета Як-141 морской авиации. Двигатель Р79-300 кардинально отличался от своих предшественников разработки этого же ОКБ. Во-первых, он был двухконтурным с большой для военных (скоростных) двигателей степенью двухконтурности, равной 1. Во-вторых, он имел поворотное на 90° сопло, что в сочетании с впереди установленным подъемным двигателем (РД36-35, или РД-38, разработки Рыбинского ОКБ) обеспечивало самолету вертикальные взлет и посадку. В-третьих, в отличие от пионера двигателей вертикального взлета «Пегас» разработки «Бристоль-Сиддли», Р79-300 имел форсажную камеру, что обеспечивало сверхзвуковой полет самолету. Короче, это был инновационный двигатель, по сути, аналог суперсовременного F136 для американского JSF F-35 «Локхид-Мартин», только с большей массой — число ступеней турбины в нем было в два раза больше, чем у нынешнего «американца». Уровень конструкторских разработок ОКБ-300 был традиционно высок, особенно в области охлаждаемых лопаток турбин (фирменной разработкой была конструкция паянной из двух половин лопатки с высокой эффективностью охлаждения), но, как оказалось, и не только в ней. Конструкция поворотного сопла оказалась настолько удачной, что в 1990-е безденежные годы эту разработку купили, или, еще более точно, «оторвали с руками», американцы. Сегодня именно на американском F136 можно увидеть это «советское» поворотное сопло. В общем, двигатель Р79-300 обещал быть очень перспективным, особенно если бы его еще и поставили на «советский стелс». Но… не судьба — СССР «развалился», а вместе с ним и мощный советский авиапром.