Немецкий след в истории отечественной авиации
Шрифт:
Напомню, что после завершения работы по турбовинтовому двигателю немцев обещали отпустить на родину. Действительно, после успешных испытаний ТВ-2 группа немецких специалистов с семьями получила разрешение покинуть СССР. Но отпустили далеко не всех. В 1950 г. из Управленческого на родину уехал 241 немецкий двигателист (вместе с членами семей — 610 человек),
Самым простым методом обеспечить требуемые характеристики новой силовой установки было соединение вместе двух ТВ-2, с передачей мощности на один общий редуктор. Кстати, в Германии уже имелся подобный опыт — в 1939 г. фирма Хейнкель построила тяжелый бомбардировщик Не-177 с четырьмя спаренными двигателями «Даймлер-Бенц». Правда, опыт оказался неудачным — силовые установки перегревались, во время работы возникали сильная вибрации. Но немецкие специалисты на опытном заводе № 2 об этом то ли не знали, то ли предпочитали помалкивать. Все надеялись, что после выполнения задания их ждет долгожданное возвращение на родину, и стремились закончить его как можно скорее. После согласования данной идеи с А. Н. Туполевым как временной меры, позволяющей ускорить начало испытаний бомбардировщика, работы начались.
Прежде, чем создать «сдвоенный» двигатель, необходимо было форсировать существующий ТВ-2. Этого достигли благодаря использованию нового жаропрочного сплава ЭИ-481 в конструкции турбины, что позволило повысить температуру горения. Одновременно, за счет применения высоконапорных ступеней компрессора с малым относительным диаметром втулки увеличили расход воздуха через двигатель. Во время стендовых испытаний в 1951 г. двигатель ТВ-2Ф развивал мощность 6250 э. л.с.
В том же 1951 г. была закончена сборка двух опытных образцов спаренных двигателей, получивших обозначение 2ТВ-2Ф. Двигатели располагались бок о бок, один немного со сдвигом назад. Мощность их турбин передавались на общий планетарный редуктор с коэффициентом редукции 0,094. Он вращал два соосных винта диаметром 5,8 м. Управление спаренной силовой установкой осуществлялось одним сектором газа, связанным с командно-топливными агрегатами каждого двигателя.
После доводочных работ, в сентябре 1952 г. 2ТВ-2Ф № 13 прошел 100-часовые стендовые заводские испытания. После этого, не дожидаясь результатов государственных испытаний, двигатели установили на самолет. 12 ноября 1952 г. Ту-95 с четырьмя 2ТВ-2Ф впервые поднялся в воздух.
Между тем государственные стендовые испытания, проводившиеся дважды — в январе и апреле 1953 г., показывали, что усталостная прочность редуктора силовой установки недостаточна. «Двигатель 2ТВ-2Ф № 14 Государственные 100-часовые стендовые испытания не выдержал, вследствие разрушения зуба правой шестерни вала редуктора двигателя и обрыва 10 болтов среднего фланца несущей трубы после 50 часов режимной работы…», говорилось в январском акте об испытаниях.{375} «Двигатель 2ТВ-2Ф № 15 Государственных 100-часовых испытаний не выдержал вследствие выкрашивания материала на рабочей поверхности зубьев правой ведущей шестерни редуктора, разрушения крышки правого приводного вала и разрушения уплотнения маслопривода в системе управления воздушным винтом после 21 часа режимной работы…», — это уже из апрельского акта.{376}
Это трудно объяснить с позиции здравого смысла, но, несмотря на дважды повторенный вывод госиспытаний о недостаточной прочности ведущей шестерни редуктора двигателя, испытательные полеты Ту-95 продолжались. И случилось то, что должно было случиться: 11 мая 1953 г. из-за разрушения шестерни редуктора в полете произошел произошел пожар. Ту-95 потерял управление и упал. Погибли командир корабля летчик-испытатель А. Д. Перелет и еще три члена экипажа.
Уже на стадии первых наземных испытаний сдвоенных ТВ-2 стало ясно, что для надежной работы необходимо создавать новый двигатель. В его проектировании, которое началось в 1951 г., принимали участие как немецкие, так и советские инженеры и конструкторы. Были построены новый гигантский испытательный стенд, специальный тормозной пропеллер, приспособления для испытания редуктора и механизма управления шагом винта.
На новом двигателе с расчетной мощностью 12 000 э. л. с. число ступеней турбины увеличили до пяти. Благодаря созданию нового жаропрочного сплава «нимоник» появилась возможность повысить давление в компрессоре и увеличить температуру газа перед турбиной. Для повышения КПД двигателя выполнили большое количество исследований по уменьшению потерь в лопаточных машинах, применили уплотняющие вставки, позволяющие минимизировать радиальные зазоры в турбине, создали пустотелые охлаждаемые лопатки оригинальной конструкции. Был изготовлен новый редуктор, решены вопросы регулирования ТВД с соосными винтами противоположного вращения. Конструированием планетарного редуктора наряду с русскими специалистами занимался инженер Бокерман, в проектировании пропеллера участвовал другой немецкий инженер, Эндерлайн.
Началу сборки ТВД предшествовало более 100 стендовых испытаний его отдельных систем и агрегатов — камер сгорания, шестерен редуктора, регуляторов «шаг-газ», лопастей пропеллера и др.
В результате всех этих мероприятий удалось добиться требуемой мощности, высокой надежности и хорошей топливной эффективности двигателя. По удельному расходу топлива он оказался намного экономичнее своего предшественника ТВ-2.
В начале 1953 г. закончилась сборка двигателя. Он получил обозначение ТВ-12, а позднее был переименован в НК-12 — по первым буквам имени и фамилии руководителя опытного завода.
Стендовые испытания ТВ-12 прошли успешно. Двигатель продемонстрировал требуемую мощность и высокий ресурс. По мощности и ряду других параметров ему не было и до сих пор нет равных в мире.
Создание ТВ-12 (НК-12) было финальной работой, в которой участвовали немецкие специалисты. В конце 1953 г. последние немцы покинули завод. Окончательными испытаниями и последующим усовершенствованием двигателя занимался советский коллектив под руководством Н. Д. Кузнецова. НК-12 и его модификации успешно применялись на самолетах Ту-95, Ту-114, Ан-22.
Вместе с двигателистами в Управленческом находилась группа немецких прибористов во главе с доктором П. Лертесом — 61 человек (с семьями — 143 человека). Их разместили в инструментальном корпусе завода, там же установили доставленное из Берлина экспериментальное оборудование. Главным конструктором ОКБ-3, как стали именовать группу Лертеса, назначили советского инженера Митяхина.
Согласно заданию МАП, ОКБ-3 должно было продолжить работы по автопилоту, начатые в Германии. К концу 1948 г. автопилот предписывалось передать на испытания.
В разработке автопилота, наряду с Лертесом, активно участвовал немецкий инженер В. Меллер. По его предложению в конструкцию командного аппарата ввели специальную ручку управления. Теперь летчик с помощью автопилота мог не только выдерживать заданные параметры, но и изменять траекторию полета самолета.