Лидия Кузьмина - «Пламенные моторы» Архипа Люльки

И вот наконец предложенный А.М. Люлькой еще в 1941 году наиболее экономичный двухконтурный двигатель начал обретать жизнь в его КБ.

«…Создание эффективного двухконтурного двигателя требовало освоения относительно высокого уровня параметров термодинамического цикла, решения ряда сложных конструктивно-технологических и газодинамических проблем, что было невозможно в начальный период развития реактивной техники. Поэтому первые турбореактивные двигатели были построены по схеме одноконтурного ТРД…»

Так что это такое ДТРД – двухконтурный турбореактивный двигатель?

Полный коэффициент полезного действия двигателя состоит из термического КПД и тягового КПД, а они зависят от скорости истечения газов из двигателя и скорости полета.

Для одноконтурного двигателя существует противоречие: его тяговый КПД растет, а термический уменьшается, если падает скорость истечения газов.

У двухконтурного двигателя этого противоречия нет. Зная, что при малых скоростях полета выгоднее отбрасывать большие массы газа с относительно меньшей скоростью, чем меньшие массы с большей скоростью, Люлька поставил впереди компрессора вентилятор и заставил большие массы воздуха поступать в обход основного контура двигателя непосредственно в сопло. А поскольку перед соплом при этом создавались все необходимые условия для сгорания топлива, есть воздух – есть давление, то туда можно впрыскивать горючее и получать дополнительную, так называемую форсажную тягу.

Архип Михайлович «болел» за киевскую футбольную команду «Динамо». 23 марта 1978 года ему вручили мяч с автографами футболистов этой команды.

Партком поздравляет генерального конструктора, коммуниста А.М. Люльку с юбилеем.

Получалось, что для дозвуковой скорости полета обеспечивается высокая экономичность, а в случае форсажа достигаются сверхзвуковые скорости. Сам Люлька добавлял:

 – Я так и писал в заявке тогда: «Предполагаемый двигатель имеет преимущество в экономичности перед одноконтурным турбореактивным двигателем при умеренных скоростях полета. Для сверхзвуковых скоростей двухконтурный турбореактивный двигатель имеет свои особенности. Оптимальные параметры такого двигателя определены теоретически».

Сейчас-то они уже есть и практически. Академик Сергей Алексеевич Христианович упрекал Люльку при встречах:

– Эх, Архип Михайлович, кинули вы тогда это дело. А какой мог быть еще тогда двигатель! То, что нужно для авиации: экономичность на небольших скоростях, например при барражировании, и в нужный момент – рывок, форсаж, сверхскорость!

 – Так вы же знаете, почему…

 – И самолеты Сухого в 50-х годах пошли не с этим двухконтурным, а с простым одноконтурным.

 – А самолеты получились превосходные.

 – Может быть, вы и правы в том отношении, что, если бы мы с вами тогда не работали над АЛ-5, не было бы и АЛ-7. А если бы взялись за двухконтурный… За две вещи сразу браться нельзя. Но идеи стали известны: привлекли всеобщее внимание… Расчеты были проделаны, и многие взялись за двухконтурный – и Павел Александрович Соловьев, и Николай Дмитриевич Кузнецов, и Владимир Алексеевич Лотарев.

Первые в мире двухконтурные форсированные двигатели для сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 были созданы у нас в КБ Рыбинская, вошедшего позже в НПО «Сатурн». Сейчас вся мировая гражданская авиация летает на двухконтурном и военные самолеты стали делать с ДТРД. В Англии их строит «Роллс-Ройс», в США – «Пратт-Уитни», «Дженерал Электрик».

Весь мир теперь знает о самолете Су-27, о летчике Пугачеве и о его «Кобре».

А вот о том, что этот ошеломляющий успех стал возможен благодаря уникальному двигателю ОКБ Люльки АЛ-31Ф, узнали позже, в основном авиаспециалисты-инженеры, летчики наши и зарубежные. О том, как создавался этот уникальный двигатель, рассказывают его создатели.

Работа по двигателю АЛ-31Ф началась в 1972 году с приказа об открытии темы, назначении первого руководителя темы – заместителя главного конструктора Александра Васильевича Воронцова и ведущего конструктора Марка Вольмана и длилась 13 лет до окончаний госиспытаний.

Михаилу Михайловичу Липовицкому присвоено звание ведущего конструктора особо сложных объектов, и он был назначен руководителем двух бригад: № 12 и № 16, которым поручили создание форсажной камеры и реактивного сопла для двигателя АЛ-31Ф. «Приступив к этой работе, – вспоминает М.М. Липовицкий, – мы постарались использовать накопленный опыт и горячо взялись за дело. Форсажной камерой руководил М.К. Сладков, корпусом форсажной камеры – А.А. Коваль, реактивным соплом – Б.В. Дубровский, расчетными работами по форсажной камере занимались З.В. Птицына, С.И. Киселева, С.В. Лазарев, расчетами по соплу – Г.В. Комиссаров. Для достижения высокой полноты сгорания в форсажной камере необходимо добиваться равномерного распределения воздуха, поступающего из наружного контура и форсажного топлива по всему сечению. Это достигалось специальным смесителем, кольцевыми стабилизаторами и топливными трубчатыми кольцевыми коллекторами, имеющими струйные форсунки под углом к продольной оси камеры. При распределении воздуха следует оставлять достаточный пристеночный слой воздуха, необходимый для охлаждения теплозащитных экранов и сопла. С одобрения Архипа Михайловича было принято наше предложение – сверхзвуковое сопло проектировать по классической схеме сопла Ловаля. При проектировании были использованы новые наилучшие, созданные Всесоюзным институтом авиационных материалов (ВИАМом), сплавы: титановый ВТ-20, листовой ВЖ-101 и литейный сплав ВЖЛ12У. Помимо уменьшения веса конструкции литье позволяло применять необходимые сложные формы, делая конструкцию более технологичной.

Но применение литья было отрицательно встречено технологическими службами завода. И здесь решающее слово сказал Архип Михайлович. Он обязал технологов приступить к подготовке и изготовлению литых элементов сопла, и эта задача была выполнена.

Дозвуковые створки и проставки имели криволинейную форму в критическом сечении. Высказывалось мнение, что проще делать их прямолинейными. Но расчеты, проведенные Г.В. Комиссаровым, показали, что предлагаемая конфигурация сопла существенно уменьшает потери сопла на крейсерских режимах полета самолета, и поэтому она была принята. Однако, чтобы обеспечить плотное, без зазоров, прилегание (во всем диапазоне изменения диаметров сопла) проставок к створкам, понадобилось два изобретения, одно из которых было предложено мною, в конкретной конструкции, выполнено было конструктором Пырковым. Реализация предложений приводила к существенному уменьшению расхода топлива. К достоинствам сопла следует отнести и то, что соединение сопла с фюзеляжем самолета производилось с помощью специальных гибких элементов, обеспечивающих плавный переход от самолета к соплу, что способствовало ликвидации зон разряжения на поверхности сопла и вело к увеличению тяги.