Дмитрий Соболев - Немецкий след в истории отечественной авиации
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.
Летчик-испытатель Д. Перелет — командир экипажа первого экземпляра Ту-95, разбившегося из-за разрушения редуктора двигателя 2ТВ-2Ф
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.
Модель двигателя НК-12
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.
Характеристики турбовинтовых двигателей, разработанных при участии немецких специалистов. В 1949 г. для испытаний прибора в полете выделили самолет — американский бомбардировщик В-25. «Первые же полеты показали отличные качества автопилота. Схема автопилота, его конструкция и изготовление доказали правильность направления работ ОКБ-3», — отмечалось в отчете директора завода № 2.{377}
Наряду с работами по самолетным автопилотам (кроме дининдуктивного трехосевого автопилота, в 1948 г. немецкие инженеры по собственной инициативе создали курсовой автопилот для истребителя), ОКБ-3 в 1947 г. получило новое срочное задание — создание автоматической системы управления для крылатых ракет «16Х» конструкции В. Н. Челомея. Первая партия электронного оборудования и рулевых машинок для ракет была изготовлена уже осенью 1947 г.
Группа немецких прибористов существовала в Управленческом до 1950 г. В основном, она выполняла задания ракетостроительной промышленности. Затем части немецких сотрудников ОКБ-3 разрешили вернуться в Германию, остальных (43 человека) в сентябре 1950 г. перевели на другой завод, принадлежавший Министерству вооружения и объединили с работавшими в СССР немецкими специалистами по ракетной технике.
* * *Кроме Опытного завода № 2, в СССР имелись еще два предприятия, где работали немецкие специалисты по авиационным двигателям: завод № 500 в Тушино и завод № 16 в Казани.
Завод № 500 специализировался по дизельным двигателям для самолетов. Доставленная туда 28 октября 1946 г. группа из Дессау под руководством Манфреда Герлаха должна была продолжить работы по 24-цилиндровому авиадизелю Jumo 224 (М-224) мощностью 4800 л.с.
В группе Герлаха было семь дипломированных инженеров (Г. Зидинг, Г. Шайбе, П. Якоб, К. Копэк, К.-Г. Опперман, К.-И. Шмарье, А. Ланге) и один доктор технических наук — В. Бэк. Всего же в эту группу входило 45 немецких инженеров и рабочих. С семьями немцев было 129 человек. Позднее, в конце 1947 г., к группе Герлаха добавилось еще несколько двигателистов, переведенных на завод из лагерей для военнопленных. Немцев поселили в двух больших домах недалеко от завода, в коммунальных квартирах.
Согласно заданию МАП от 10 апреля 1947 г., двигатель М-224 должен был быть закончен и передан на испытания в первой половине 1948 г.{378}
В СССР немцы привезли рабочие чертежи двигателя. Так как они были разработаны в Германии, то содержали целый ряд отклонений от принятых в нашей стране стандартов по допускам, посадкам, резьбам и т. д. Поэтому проект пришлось переработать в соответствии с ГОСТом, одновременно проводился подбор однотипных немецким отечественных конструкционных материалов. Эта работа была завершена к 1 августа 1947 г.
