Валерий Августинович - Битва за скорость. Великая война авиамоторов

Ключевым узлом, обеспечившим успех проекта, оказалась конструкция высокотемпературной турбины. Как обычно, первоначальная «готовая» конструкция турбины с Д-30КУ развалилась при горячих испытаниях с имитацией полетных условий (300 °C на входе в двигатель). Потом оказалось, что и в прогнозе максимальной температуры газа ошиблись на…100 (!) градусов. Пришлось разрабатывать эту турбину по-серьезному и заново. Новую компоновку турбины, которая подтвердила свою работоспособность при температуре газа около 1370 °C (!), разрабатывал опытнейший конструктор ОКБ Соловьева М. С. Пресман. В результате этой работы в ОКБ был совершен скачок по уровню температуры газа в 200 градусов. Ведь по шкале цветности во время работы двигателя лопатки турбины светятся оранжевым цветом. Эта турбина позволила вскоре создать и двигатель ПС-90А для нового поколения магистральных самолетов — она вошла в новый двигатель один к одному.

В окончательном виде двигатель, получивший индекс Д-30Ф6, конечно, стал сильно отличаться от первоначального проекта. В первую очередь это касалось материалов: двигатель был сделан полностью только из титана и никеля. А геометрические размеры, определенные тогда еще, в декабре 1969 г., не изменились. Вся десятилетняя работа шла в направлении адаптации узлов к реальным условиям работы. В общем, обычная «обедня» сначала по доводке, а затем и по обеспечению зачета госиспытаний. Но в успехе, в отличие от ученых, в ОКБ никто не сомневался. А в 1979 г. после интенсивной доводки (опытная партия составила все те же 30 двигателей) двигатель Д-30Ф6 прошел госиспытания, включая войсковые, и стал серийно выпускаться на Пермском моторном заводе. Председателем госкомиссии был маршал авиации Савицкий. Самолет МиГ-31 вскоре продемонстрировал и возможность перехвата крылатых ракет. Север нашей страны оказался прикрыт системой ПВО. И сам самолет существенно стал отличаться от своего прототипа МиГ-25: появились автономная станция наведения, радар с фазированной решеткой и второе место летчика-штурмана (оператор вооружения), более мощное вооружение, корпус стал более жестким за счет применения неразрезных шпангоутов. Последнее стало возможным за счет несколько меньшего габаритного диаметра двигателя Д-30Ф6 в сравнении с Р15БФ2-300: вместо установки двигателя в отсек снизу двигатель стали закатывать на маленьких колесиках по направляющим с «хвоста».

За время летной доводки потеряно было всего два самолета (первый опытный и первый серийный) без жертв. Правда, позже на МиГ-31 во время выполнения начального этапа ординарного полета из-за отказа бортового расходомера разбился опытнейший летчик, шеф-пилот ОКБ Микояна А. Федотов. Отказ расходомера привел к ошибочной (заниженной) оценке полетного веса самолета и потере скорости при развороте на посадку. В сравнении с Су-24 и Су-24М, во время доводки которых было потеряно 14 самолетов и погибло 13 летчиков и штурманов, это — хороший результат.

Самолеты МиГ-31 стали делать в Нижнем Новгороде на том же заводе, что и Ла-5 с пермскими двигателями во время войны, а с «мигом» Пермь снова стала сотрудничать спустя 30 лет после МиГ-3. Именно тогда, в 1941 г., как мы помним, Артем Микоян спас швецовское КБ, согласившись поставить АШ-82 на свой самолет вместо тогдашнего тоже микулинского (опять ситуационная рифма!) конкурента АМ-35. В бесфорсажном варианте новый двигатель нашел свое применение на высотном дозвуковом самолете М-55 «Геофизика» (разработка КБ им. Мясищева), сегодня успешно осуществляющем исследования верхних слоев атмосферы по международной программе.

Принимал ли участие МиГ-31 в воздушном бою над Сахалином в сентябре 1983 г. во время провокации с южнокорейским «Боингом 747», как об этом пишут некоторые исследователи [27]? Вполне возможно: именно с 1983 г. в Южно-Сахалинске стал базироваться единственный авиаполк ВВС, оснащенный самолетами МиГ-31 (остальные авиаполки МиГ-31 принадлежали системе ПВО).

ЭЛЕКТРОНЫ ВМЕСТО МОЛЕКУЛ

Прошла половина периода (25 лет) классической инновационной волны развития авиационных турбореактивных двигателей. Наступил 1970 г., в котором можно было ожидать инноваций или… стабилизации, перехода к «сумме технологий», перехода от фазы доминирования инженеров к фазе доминирования менеджеров и разработчиков стандартов. Некоторая успокоенность в научно-инженерной среде в это время имела место — казалось, что при достигнутом достаточно высоком уровне эффективности узлов ничего нового придумать уже невозможно. В ЦИАМе, да и в отрасли в целом, в основном стали заниматься формализацией применяемых технологий проектирования двигателей, т. е. разрабатывать стандарты. Хотя в ретроспективе становится понятно, что некие признаки грядущих инноваций были налицо. Но на некоторые инновационные предложения, возникающие, как правило, вне рутинной среды ОКБ, посматривали свысока. Автор этих строк помнит из личного опыта, как в моторном ОКБ примерно в это время снисходительно рассматривали предложение одного научного сотрудника из Казанского авиационного института перейти к трехмерным расчетам течений в газовой турбине, т. е. к тому, что через 15 лет стало обязательной технологией, получившей название ЗD-проектирование.

Проспали время не только ОКБ, но и ведущий научный институт отрасли ЦИАМ. Впрочем, такая самоуспокоенность наблюдается иногда не только в нашем отечестве, но и за рубежом. Вспомним, как в США «проспали» начало инновационной волны турбореактивных двигателей. После войны в Великобритании вначале снисходительно отнеслись к немецким разработкам охлаждаемых лопаток турбин. Макс Бентеле, автор одной из конструкций охлаждаемых лопаток, предлагал англичанам, по сути, совершить рывок в области температуры газа перед турбиной, используя этот опыт, но… англичане были страшно горды созданием жаропрочного никелевого сплава и поэтому считали, что охлаждение — это технология «нищих».

К 1970 году зашла в тупик и разработка гидромеханических систем автоматического управления двигателями, ведущих свою родословную от ранних немецких двигателей. Надо понимать, что, казалось бы, простая функция определения, сколько топлива нужно подать в двигатель, на самом деле превращается в создание сложного счетно-решающего устройства. Это связано с тем, в частности, что в авиационном двигателе изменяется не только режим работы (обороты) и меняется очень динамично («энергично», как говорят в Летно-исследовательском институте, г. Жуковский) в зависимости от желания летчика. Изменяются и внешние условия: высота полета (а вместе с ней давление и температура окружающего воздуха) и скорость полета самолета. Это, в свою очередь, приводит к изменению плотности воздуха, являющегося рабочим телом двигателя. Изменение плотности воздуха тоже надо учитывать при определении потребного расхода топлива. Кроме расхода топлива, в двигателях нового поколения широко применялась и механизация, т. е. управление положением статорных лопаток компрессора, створок регулируемого сопла и т. д.