Владимир Котельников - Самолеты-гиганты СССР
Но урок не пошел впрок. В том же 1936 г. в США приобрели лицензию на четырехмоторную летающую лодку Мартин 156, из которой у нас намеревались соорудить «океанский бомбардировщик». Но это была уже машина иного поколения, хотя ее судьба сложилась столь же неудачно, что и у М К-1.
МНОГО МОТОРОВ – НЕ ВСЕГДА ХОРОШО?
С одной стороны, наличие на самолете большого количества двигателей повышает безопасность полетов. Если на машине всего один мотор, и он отказал – неизбежна вынужденная посадка, где бог пошлет. Если моторов два, и они стоят на крыле, то самолет и с одним заглохшим двигателем может продолжать полет, хотя и с неприятной для летчика асимметрией тяги. А уж если моторов много, то отказ одного, двух и даже трех из них не критичен. Для двенадцатимоторного гиганта три неработающих двигателя – это всего потеря 25% тяги, которую можно скомпенсировать, прибавив газ оставшимся моторам. Это важно и для боевой живучести бомбардировщика.
С другой стороны, один мотор большой мощности обычно (но не всегда) легче двух мощностью вполовину меньше. Однако такой двигатель – сосредоточенная цель, которую легче вывести из строя, чем два мотора, расположенных в разных местах. Так что вопрос неоднозначен.
Как вы уже поняли, многомоторность советских самолетов-гигантов во многом была вынужденной. Просто в стране не имелось двигателей большой мощности, и их приходилось заменять большим количеством моторов послабее.
К началу 30-х годов самым мощным авиамотором в нашей стране являлся 12-цилиндровый Ч-образный М-17. Это была лицензионная копия немецкого BMW Vl. Охлаждался он водой (именно водой, антифризов тогда еще не применяли) и работал на смеси бензина с бензолом. Такое топливо использовали из-за того, что при довольно высокой степени сжатия, выбранной немцами, низкосортный отечественный бензин детонировал.
В серийное производство М-17 запустили весной 1930 г. Наши моторы получились немного тяжелее немецкого оригинала и чуть-чугь потеряли в мощности. При весе 540 кг номинальная мощность равнялась 500 л.с., а максимальная в зависимости от степени сжатия (выпускались два варианта) – 680 – 730 л.с.
Запуск в производство лицензионных двигателей (практически параллельно с М-17 осваивали звездообразный М-22 по французской лицензии) считался временным, «переходным» явлением. Эти моторы вскоре должны были сменить более мощные, более совершенные образцы отечественной конструкции. В 1928 – 1933 годах реализовывалась амбициозная программа создания более 30 типов новых авиационных двигателей, в том числе очень мощных. Но сказалась нехватка квалифицированных специалистов, производственных мощностей, специальных материалов, а также скудность финансирования. В результате лишь немногие из перечисленных в планах моторов дошли хотя бы до стадии стендовых испытаний. Из десяти двигателей плана 1931 г. построили опытные образцы четырех, а на вооружение в итоге приняли один! В план следующего, 1932 г., были включены 14 моторов, изготовили образцы пяти, и ни один из них не успел выйти на государственные испытания.
На смену М-17 готовился двигатель М-34; в'задании прямо указывалось на сохранение прежних габаритов и посадочных мест, так, чтобы можно было монтировать новый мотор на место старого. Разработкой М-34 занимался с 1928 г. в Научном автомоторном институте (НАМИ) А.А. Микулин.'В 1930 г. проект передали в только что созданный Институт авиационного моторостроения (ИАМ) и Микулин перешел туда же. Первый опытный образец М-34 начали испытывать в августе 1931 г. Верный себе, Микулин внес в этот двигатель много оригинальный идей. В частности, в нем впервые применили новую силовую схему блока со свободной гильзой и стяжкой длинными сквозными шпильками. Эту схему в разных вариантах потом неоднократно применяли различные советские м иностранные конструкторы. М-34 стал одним из немногих по-настоящему удачных отечественных авиамоторов начала 30-х годов. Его запустили в массовое производство на заводе № 24 (ныне «Салют») в Москве и делали в тысячах экземпляров.
В июле 1932 г. уже серийный М-34 прошел летные испытания. Но качество продукции поначалу было очень невысоким, всю 1-ю серию забраковали. Лишь в конце года завод стал выпускать по-настоящему годные моторы. При весе 608 кг максимальная мощность М-34 равнялась 800 л.с., номинальная – 750 л.с.
Как уже говорилось, для тихоходных бомбовозов выгодно было иметь обороты пропеллеров поменьше, для чего на моторы монтировали понижающие редукторы. У немцев имелся редукторный вариант BMW Ч1 – BMW Vlu; на наших М-17 редакторов не было. Для М-34 редуктор спроектировали, и с конца 1933 г. в серию пошел М-34Р той же мощности. Чтобы двигатель не ~задыхалсяэ в разреженном воздухе на высоте, использовали нагнетатель, чаще всего центробежный. Он позволял самолету, сохранив мощность моторов, подняться повыше, где аэродинамическое сопротивление меньше и можно лететь быстрее. Да и само по себе повышение практического потолка уменьшало зависимость бомбардировщика от погоды и снижало уязвимость от зенитной артиллерии и частично от истребителей. М-34РН, сочетавший редуктор и нагнетатель, вышел на государственные испытания в мае 1934 г., довели же его до состояния, пригодного для серийного производства, к концу 1935 г.
Неоднократно упоминавшийся ранее М-34ФРН представлял собой его форсированный по оборотам вариант. По проекту он должен был иметь номинальную мощность 1050 л.с. и максимальную – 1200 л.с. Это должно было стать большим шагом вперед. Недаром этот мотор вписали во многие задания на тяжелые бомбардировщики. Действительно, первый образец модификации ФРН выставили на госиспытания в январе 1935 г. Однако при весе 735 кг его номинальная мощность не превышала 900 л.с., а надежность подвергалась суровой критике. Лишь в 1938 г. конструкторам удалось добиться требуемого ресурса.
Конкурентом для М-34 являлся 18-цилиндровый W- образный (трехрядный) М-27, тоже водяного охлаждения. Этот мотор в январе 1931 г. успешно прошел государственные испытания, показав номинальную мощность 700 л.с. и максимальную – 850 л.с, то есть примерно то же, что и двигатель Микулина, но при немного большем весе – 633 кг. Предпочтение отдали М-34, уже подготовленное серийное производство М-27 остановили.
Конструкторы обычно всегда стараются использовать удачно найденные ими решения. Когда Микулин в 1930 г. получил задание на двигатель М-35 с максимальной мощностью 1350 л.с,, он сразу попытался скомпоновать его из блоков М-34. Рассматривались два варианта: W-образный с тремя блоками и Х-образный с четырьмя. Позже попробовали еще одну идею – сделать 12-цилиндровый Ч-образчик, повторяющий конструкцию М-34, но с цилиндрами большего размера. Но все три проекта не «вытанцовывались». После рассмотрения комиссией в 1932 г. их все забраковали. Даже опытные образцы М-35 строить не стали.
Примерно ту же мощность, что и М-35, должны были развивать двигатели семейства ФЭД («Феликс Эдмундович Дзержинский»). Таким названием они были обязаны тому, что разработка велась в Особом техническом бюро ОГПУ при заводе № 24, где трудились инженеры-заключенные. Их тогда называли еще не «врагами народа», а «вредителями». Вот эти «вредители» с учетом требований задания М-28 спроектировали Х-образный двигатель, частично использовавший узлы отвергнутого М-27. Руководил работой известный моторостроитель А.А. Бессонов, до ареста – начальник заводского конструкторского бюро.
Существовало несколько модификаций двигателя ФЭД. Наиболее удачная из них, ФЭД-З, оснащенная приводным центробежным нагнетателем, проходила государственные испытания в апреле 1931 г., показав максимальную мощность 1170л.с. при номинальной – 800л.с. Но бюро ОГПУ расформировали, а доводку двигателя передали ИАМ. Там им заниматься оказалось некому. Через некоторое время соответствующий пункт из плана института попросту изъяли. Сохранились два экземпляра мотора ФЭД: один – в запаснике в Монино, второй – в музее завода «Салют».
Самые большие надежды самолетостроители возлагали на мотор М-44. По заданию его максимальная мощность должна была достигнуть 2000 л.с. (а по некоторым документам – 2200 л.с.). История этого двигателя началась в винтомоторном отделе ЦАГИ. Там экспериментировали с цилиндрами большого диаметра. Действительно, при этом коэффициент полезного действия двигателя должен был вырасти за счет уменьшения тепловых потерь, ведь объем растет по кубу, а площадь, с которой теряют тепло, – только по квадрату. Но при этом резко возрастают нагрузки на все части двигателя, ведь увеличение площади поршня – это пропорциональное увеличение действующей на него силы.
В 1928 г. в ЦАГИ начали строить установку М-170. Это был одноцилиндровый четырехтактный двигатель, а цифра показывала, что с этого цилиндра намеревались «снять» 170 л.с. Результаты опытов внушали надежду, и в 1930 г. ИАМ дали задание на базе М-170 (переименованной в М-170/44) создать 12-цилиндровый V-образный мотор водяного охлаждения.
