АэроХобби 1993 02
Шрифт:
Вскоре в НИИ поступили разбитые, обгоревшие турбореактивные двигатели Jumo со сбитого немецкого самолета и два трофейных образца в исправном состоянии. Испытания показали, что тяга Jumo на 350 кгс меньше, чем у С-18, а вес и удельный расход топлива – больше. Однако немецкий двигатель имел более совершенную и многофункциональную систему автоматического управления. Интерес представляли технология изготовления деталей и конструкция вспомогательных агрегатов. Архип Михайлович с должным вниманием отнесся к достижениям немецких конструкторов.. Вскоре по предложению военных специалистов и представителей авиационной промышленности было принято решение о постройке летного варианта двигателя, получившего наименование ТР-1. Двигатель имел воздухозаборник – входной диффузор, окруженный масляным баком, в котором масло
Турбореактивный двигатель с форсажной камерой сгорания АЛ-7Ф
Турбореактивный двигатель с форсажной камерой сгорания АЛ-21Ф-3
Двухконтурный турбореактивный двигатель с форсажной камерой сгорания АЛ-31Ф
Преодолев множество трудностей, сопутствующих всему новому, коллектив A. M. Люльки представил ТР-1 на государственные стендовые испытания в начале 1947 г. Под новый двигатель П. О. Сухой разработал истребитель Су-11. 28 мая Су-11 с двумя ТР-1 совершил первый полет и вскоре достиг скорости 900 км/ч. Летом того же года испытывался и опытный бомбардировщик С. В. Ильюшина Ил-22 с 4 двигателями ТР-1.
Одновременно с доводкой ТР-1 Архип Михайлович руководил работой над двигателем тягой 4500 кгс, получившим наименование ТР-3. Позже этот двигатель был запущен в производство под маркой АЛ-5. В 1951 г. бомбардировщик Ил-30 с двумя такими двигателями достиг скорости 1000 км/ч. Модификацией АЛ-5 тягой 5100 кгс оснащались бомбардировщик Ил-46, экспериментальные истребители Як-1000 и Ла-190. Последний достиг скорости 1190 км/ч. По мнению многих специалистов АЛ-5 был одним из лучших в то время советских двигателей для военной авиации.
Параллельно A. M. Люлька занимается проблемой создания сверхзвукового компрессора, рабочие лопатки которого обтекаются потоком воздуха со скоростью, превышающей скорость звука. Это позволяет увеличить пропускную способность компрессора, поднять степень повышения давления, уменьшить массу и габариты двигателя при сохранении или даже увеличении тяги. Двигатель ТР-7, имеющий первую сверхзвуковую ступень компрессора, прошел испытания в 1952 г. Его тяга составляла 6500 кгс. Под обозначением АЛ-7 двигатель предполагалось установить на бомбардировщик Ил-54.
В первоначальном варианте АЛ-7 не имел форсажной камеры сгорания/ Спустя всего лишь год конструкторское бюро разработало АЛ-7Ф – вариант двигателя с форсажной камерой, расположенной за турбиной. При реализации процесса горения температура газа в этой камере достигает 2000 К, газы истекают из сопла со скоростью свыше 1000 м/с, благодаря чему и достигается существенный прирост тяги. Осенью 1957 г. испытывается истребитель Су-7 с АЛ-7Ф. Самолет развил скорость, более чем в два раза превышающую скорость звука, и достиг высоты
полета свыше 18 км. На базе этого истребителя П. О. Сухой менее, чем за год, создал один из наиболее удачных и универсальных самолетов того времени – истребитель-бомбардировщик Су-7Б, а затем и истребитель-перехватчик ПВО Су-9. Именно АЛ-7Ф стал первым массовым двигателем А. М. Люльки, принесшим ему мировую известность. С 1960 г. АЛ-7Ф устанавливались на дальнем перехватчике Ту-128П. В 1959-62 гг. на экспериментальных самолетах П. О. Сухого Т-431
Для того, чтобы турбореактивный двигатель развивал большую тягу, необходимо увеличивать степень повышения давления воздуха в компрессоре и температуру газа перед турбиной, а экономичность достигается при оптимальном соотношении этих параметров и высоких к. п. д- узлов. На пути реализации этих требований перед конструктором встает множество трудноразрешимых задач, особенно минимизации массы и габаритов двигателя. Этапным для КБ А. М. Люльки стал ТРДФ АЛ-21Ф. Для обеспечения высокой степени повышения давления компрессор был выполнен 14-ступенчатым с 10 поворотными направляющими аппаратами. Это гарантировало как высокую газодинамическую устойчивость, так и высокий к. п. д. Малая масса компрессора и двигателя в целом обусловлена широким применением в нем титановых сплавов. Турбина имела воздушную систему охлаждения с автоматическим регулированием расхода охлаждающего воздуха. Впервые за форсажной камерой устанавливалось сверхзвуковое регулируемое сопло Лаваля. Управление режимами работы обеспечивалось многофункциональной гидромеханической системой. С 1967 г. этот двигатель устанавливался на истребитель-бомбардировщик Су-17 и фронтовой бомбардировщик Су-24. Постоянно совершенствуясь, АЛ-21Ф эксплуатируется по настоящее время.
Решая задачи сопровождения двигателей в серийном производстве и / эксплуатации, работая над повышением их надежности и ресурса, A. M. Люлька уделял особое внимание созданию научно-технического задела на будущее. В середине 70-х годов возникла потребность в разработке двигателей четвертого поколения. Таким двигателем стал АЛ-31Ф. В отличие от ранее созданных, он – двухконтурный, т. е. такой, каким в конце 30-х гг. представлял Архип Михайлович двигатель перспективного самолета. АЛ-31Ф имеет два ротора, вал одного расположен внутри вала другого. Основные узлы двигателя представляют собой легкозаменяемые в условиях эксплуатации модули. В последовательно расположенных вентиляторе и компрессоре давление воздуха повышается более, чем в 20 раз. Устойчивая работа компрессора обеспечивается применением регулируемых направляющих аппаратов. Многофорсуночная камера сгорания гарантирует равномерное поле температуры газа перед турбиной. Эта температура на максимальных режимах превышает 1600 К. Работоспособность деталей при столь высокой температуре обеспечивается применением развитой системы охлаждения, а также тем, что лопатки турбины изготовлены из жаропрочных и жаростойких сплавов методом направленной кристаллизации. Регулируемое сверхзвуковое сопло Лаваля обеспечивает полное расширение потока и хорошо компонуется в интегральную схему самолета. Комбинированная система автоматического управления имеет в своем составе ЭВМ и гидромеханические регуляторы. ЭВМ обеспечивает также диагностирование двигателя.
Двигателями АЛ-31Ф оснащен всемирно известный истребитель Су-27. Именно благодаря уникальным характеристикам двигателя на этом самолете установлено 11 мировых рекордов, обеспечивается выполнение таких фигур высшего пилотажа, как "Колокол" и "Кобра Пугачева". Эксплуатируются либо испытаны несколько модификаций двигателя, в том числе с плоским соплом (с управляемым вектором тяги).
АЛ-31Ф – последний двигатель, который был запущен в серийное производство при жизни A. M. Люльки. Архип Михайлович умер 1 июня 1984 г., оставив огромное научное наследие. Двигатели с маркой АЛ продолжают работать, совершенствуются, развиваются.
Несомненно, A. M. Люлька – выдающаяся личность в истории мировой авиации. Огромная инженерная интуиция и конструкторский талант сделали его одним из основоположников практической реактивной авиации. Прирожденный руководитель и обаятельный человек, он увлекал за собой людей на постоянный творческий поиск. Научно-производственное объединение "Сатурн", носящее имя A. M. Люльки, продолжает реализацию замыслов своего основателя. Новые двигатели с оптимизацией технико-экономических характеристик за счет изменения в полете степени двухконтурности будут обеспечивать высокий уровень параметров и полную интеграцию с летательным аппаратом.