Битва за скорость. Великая война авиамоторов
Шрифт:
«Дженерал Электрик» полностью унаследовала опыт немецкой фирмы «БМВ»: руководитель всех проектов «БМВ» по разработке силовых установок доктор Бруно Брукман и его коллеги Герхард Нойманн и Питер Каппус переехали в США сразу после войны. Главным конструктором фирмы «Дженерал Электрик» долгое время был Герхард Нойманн, автор патента на механически поворотные статорные лопатки компрессора, — классическая немецкая инженерная идея со сложной механикой, воплощенная в двигателе J-79-GE. Идея поворотных лопаток статора компрессора аналогична винтам изменяемого шага. И в том, и в другом случае оптимизируется угол атаки, под которым вектор скорости набегающего потока воздуха встречается с лопаткой или лопастью винта. Немецкий опыт проектирования осевых компрессоров был использован на «Дженерал Электрик» один к одному.
Первым американским
На базе двигателя J-35 был создан и знаменитый J-47. Этот двигатель стоял на истребителе F-86 «Sabre» («Сабля»), принявшем участие в воздушных боях в Корее с советским МиГ-15, оснащенным мотором ВК-1. Всего было выпущено свыше 35 тыс. моторов J-47. И это в мирное время! Это был крупный успех «Дженерал Электрик». В 1949 г. «Дженерал Электрик» открыла завод по производству J-47 в Цинцинатти, штат Огайо. Именно здесь и обосновалась штаб-квартира фирмы. Ее главный конкурент, фирма «Пратт-Уитни», расположилась неподалеку, в Ист-Хартфорде, штат Коннектикут. И Огайо, и Коннектикут — это авиационные штаты. В Огайо (Кливленд) еще находится НАСА с ее исследовательской базой, а в Коннектикуте — знаменитые фирмы «Сикорский» и «Гамильтон Сандстренд».
На газотурбинный реактивный двигатель J-47 разработки «Дженерал Электрик» ее главный конкурент «Пратт-Уитни» ответил далеко не сразу. Вначале инженеры Пратт-Уитни изучали «классику» — тот же английский «Нин», лицензия на производство которого была приобретена в США. Праттовский вариант «Нина» получил обозначение J-42-PW. Затем, как и многие другие моторные фирмы с поршневой предысторией, «Пратт-Уитни» начала с разработки турбовинтового двигателя с осевым компрессором, малоизвестного сегодня Т34 в классе мощности 5500…7500 л.с. Далее для нового тихоходного тяжелого бомбардировщика понадобился двигатель еще большей мощности, который (РТ4/Т57) и был спроектирован на «Пратт-Уитни». Очевидно, что индекс «РТ» означает «prop-turbine», т. е. «турбовинтовой».
Однако ознакомление Боинга с немецкими разработками самолетов со стреловидным крылом полностью изменило концепцию будущего бомбардировщика. Вначале В-47, а затем и будущий знаменитый В-52 становятся скоростными «бомберами» со стреловидным крылом. А двигатели для них — турбореактивными, а не турбовинтовыми. Первоначально на «Пратт-Уитни» хотели просто превратить «ядро» (компрессор, камеру сгорания и турбину) турбовинтового двигателя РТ4Д57 в турбореактивный двигатель, сняв винте редуктором и турбину привода винта. Но… пришлось все переделать: требования к экономичности, обусловленные большой дальностью полета бомбардировщика, заставляли увеличить степень сжатия. В то время это можно было осуществить либо в одновальном многоступенчатом компрессоре с развитой механизацией (поворотными лопатками статора), либо в двухвальном компрессоре без механизации. Патентом и опытом регулирования угла установки лопаток обладали немецкие специалисты, перешедшие на «Дженерал Электрик». На «Пратт-Уитни» компрессор был спроектирован двухвальным (9+6 ступеней со степенью сжатия 12,5), что было инновационным для того времени, а двигатель получил обозначение J-57 (гражданское обозначение JT3C). Тяга его без форсажа была около 6000 кг, а с форсажем — 9000 кг. Как вспоминают ветераны «Пратт-Уитни» [81], конструкторы работали по 24 часа в сутки семь дней в неделю, и через семь месяцев первый двигатель был поставлен на испытательный стенд. Семь месяцев — этот рекорд был повторен в Перми при создании нового мотора Д-30КУ для самолета Ил-62М. Минимальное время для разработки и изготовления первого двигателя!
Так «Пратт-Уитни» перешагнула в эру реактивной авиации. А ее ближайшие конкуренты «Кертис-Райт» и «Вестингауз» остались позади. Внешний вид J-57 имел некое подобие «осиной
Война моторов возобновилась спустя всего пять лет после Второй мировой.
По типу поршневых моторов удобно рассматривать историю «войны реактивных моторов», классифицируя их по поколениям. Для этого из всего множества самолетов и моторов мы отберем только типичных представителей, опуская переходные модели. Ниже дана суммирующая таблица двигателей для бомбардировщиков, так как именно здесь началось могущее стать смертельным противостояние.
Как мы уже отмечали, война в Корее подвела черту под военной поршневой авиацией. Оказалось, что «неуязвимые» «летающие крепости» совершенно беззащитны перед скоростными реактивными истребителями нового поколения. Ядерное оружие уже появилось, а надежного средства доставки не оказалось ни у американцев, ни в СССР. В СССР ситуация была много хуже: кроме разницы в «весовых категориях» по промышленному и инновационному потенциалам не в пользу СССР, существовал и диспаритет по стратегическому положению. США имели военные базы по периметру СССР, аналогов которых не было у Советского Союза. Вероятный противник (территория США) находился очень далеко от советских аэродромов стратегической авиации. Задача обеспечения безопасности казалась неразрешимой, да и сегодня она столь же опасна по тем же причинам, несмотря на наличие нового оружия — баллистических ракет. Последние становятся все более и более уязвимыми. Иметь стратегическую авиацию, способную бомбить США и при этом базироваться на территории СССР, — это задача очень серьезная и затратная. Тем не менее такая задача была поставлена и вплоть до создания межконтинентальных баллистических ракет ее пытались решить в приоритетном порядке. Здесь же и был совершен настоящий «реактивный прорыв».
Как мы помним, в 1951 г. уже был готов последний (так оказалось) поршневой бомбардировщик Ту-85 с оригинальным мощным мотором В. А. Добрынина. И в этом же году Главком ВВС маршал Жигарев доложил Сталину о результатах воздушных боев в Корее, где сравнительно тихоходные поршневые бомбардировщики (на этот раз, к счастью, американские В-29 так же, как советские ТБ-3 в 1941 г. перед немецкими «мессерами») оказались беззащитными перед новым поколением реактивных истребителей МиГ-15. Все нужно было начинать заново, ориентируясь на новый уровень скоростей, приближающийся к звуковой (серийных сверхзвуковых истребителей еще не было в природе). Американцам тоже пришлось «списывать» авиацию поколения Второй мировой войны.
Как пишут и Л. Л. Селяков, и B. C. Егер, сын С. М. Егера, ближайшего сподвижника Туполева, Сталин решил поручить Андрею Николаевичу создание стратегического бомбардировщика для возможной ядерной бомбардировки США. И Туполев, рассмотрев возможные варианты… отказался. Задача была практически невыполнимой: надо было обеспечить большую дальность (более 10 000 км) и высокую дозвуковую скорость. Дальность и требуемую мощность можно было обеспечить только с помощью экономичной турбовинтовой силовой установки, но применение винтов ограничивало скорость. Применение турбореактивных двигателей обеспечивало самолету достижение нужной скорости, но из-за худшей экономичности этих двигателей дальность самолет не добирал. Но у Сталина лежала записка-предложение В. М. Мясищева, ОКБ которого до этого было расформировано еще в 1946 г., о возможном создании такого самолета. В. М. Мясищев в свое время возглавил ОКБ Петлякова после смерти последнего в 1942 г. После 1946 г. он работал в МАИ, где его активность вызывала неприязнь. В вузе он был «чужой»: в этой системе свои правила.