Читать интересную книгу Неизвестный Люлька. Пламенные сердца гения - Лидия Кузьмина

ДТРД выглядит на фотографии с авторского свидетельства совсем просто, вполне доступно и понятно, но это та самая простота всех гениальных изобретений.

С середины 60-х годов, спустя четверть века после того, как Люлька придумал ДТРД, их широко начали применять в авиации. Но сам Архип Михайлович двухконтурный двигатель начал создавать позже других.

Когда этому удивлялись, он говорил: «Как-то руки все не доходили».

Правда ли, что руки не доходили? Правда. Ведь его схема одноконтурного настолько перспективна, удобна, гибка, что ею только и занимались, выжимая новые тонны тяги. Зато его двухконтурным занимались многие другие двигателисты и у нас, и за рубежом…

И вот наконец предложенный А.М. Люлькой еще в 1941 году наиболее экономичный двухконтурный двигатель начал обретать жизнь в его КБ.

«…Создание эффективного двухконтурного двигателя требовало освоения относительно высокого уровня параметров термодинамического цикла, решения ряда сложных конструктивно-технологических и газодинамических проблем, что было невозможно в начальный период развития реактивной техники. Поэтому первые турбореактивные двигатели были построены по схеме одноконтурного ТРД…»

Так что это такое ДТРД — двухконтурный турбореактивный двигатель?

Полный коэффициент полезного действия двигателя состоит из термического КПД и тягового КПД, а они зависят от скорости истечения газов из двигателя и скорости полета.

Для одноконтурного двигателя существует противоречие: его тяговый КПД растет, а термический уменьшается, если падает скорость истечения газов.

У двухконтурного двигателя этого противоречия нет. Зная, что при малых скоростях полета выгоднее отбрасывать большие массы газа с относительно меньшей скоростью, чем меньшие массы с большей скоростью, Люлька поставил впереди компрессора вентилятор и заставил большие массы воздуха поступать в обход основного контура двигателя непосредственно в сопло. А поскольку перед соплом при этом создавались все необходимые условия для сгорания топлива, есть воздух — есть давление, то туда можно впрыскивать горючее и получать дополнительную, так называемую форсажную тягу.

Получалось, что для дозвуковой скорости полета обеспечивается высокая экономичность, а в случае форсажа достигаются сверхзвуковые скорости. Сам Люлька добавлял:

— Я так и писал в заявке тогда: «Предполагаемый двигатель имеет преимущество в экономичности перед одноконтурным турбореактивным двигателем при умеренных скоростях полета. Для сверхзвуковых скоростей двухконтурный турбореактивный двигатель имеет свои особенности. Оптимальные параметры такого двигателя определены теоретически».

Сейчас-то они уже есть и практически. Академик Сергей Алексеевич Христианович упрекал Люльку при встречах:

— Эх, Архип Михайлович, кинули вы тогда это дело. А какой мог быть еще тогда двигатель! То, что нужно для авиации: экономичность на небольших скоростях, например при барражировании, и в нужный момент — рывок форсаж, сверхскорость!

— Так вы же знаете, почему…

— И самолеты Сухого в 50-х годах пошли не с этим двухконтурным, а с простым одноконтурным.

— А самолеты получились превосходные.

— Может быть, вы и правы в том отношении, что, если бы мы с вами тогда не работали над АЛ-5, не было бы и АЛ-7. А если бы взялись за двухконтурный… За две вещи сразу браться нельзя. Но идеи стали известны: привлекли всеобщее внимание… Расчеты были проделаны, и многие взялись за двухконтурный — и Павел Александрович Соловьев, и Николай Дмитриевич Кузнецов, и Владимир Алексеевич Лотарев.

Первые в мире двухконтурные форсированные двигатели для сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 были созданы у нас в КБ Рыбинская, вошедшего позже в НПО «Сатурн». Сейчас вся мировая гражданская авиация летает на двухконтурном и военные самолеты стали делать с ДТРД. В Англии их строит «Роллс-Ройс», в США — «Пратт-Уитни», «Дженерал Электрик».

Весь мир теперь знает о самолете Су-27, о летчике Пугачеве и о его «Кобре».

А вот о том, что этот ошеломляющий успех стал возможен благодаря уникальному двигателю ОКБ Люльки АЛ-31Ф, узнали позже, в основном авиаспециалисты-инженеры, летчики наши и зарубежные. О том, как создавался этот уникальный двигатель, рассказывают его создатели.

Работа по двигателю АЛ-31Ф началась в 1972 году с приказа об открытии темы, назначении первого руководителя темы — заместителя главного конструктора Александра Васильевича Воронцова и ведущего конструктора Марка Вольмана и длилась 13 лет до окончаний госиспытаний.

Михаилу Михайловичу Липовицкому присвоено звание ведущего конструктора особо сложных объектов, и он был назначен руководителем двух бригад: № 12 и № 16, которым поручили создание форсажной камеры и реактивного сопла для двигателя АЛ-31Ф. «Приступив к этой работе, — вспоминает М.М. Липовицкий, — мы постарались использовать накопленный опыт и горячо взялись за дело. Форсажной камерой руководил М.К. Сладков, корпусом форсажной камеры — А.А. Коваль, реактивным соплом — Б.В. Дубровский, расчетными работами по форсажной камере занимались З.В. Птицына, С.И. Киселева, С.В. Лазарев, расчетами по соплу — Г.В. Комиссаров. Для достижения высокой полноты сгорания в форсажной камере необходимо добиваться равномерного распределения воздуха, поступающего из наружного контура и форсажного топлива по всему сечению. Это достигалось специальным смесителем, кольцевыми стабилизаторами и топливными трубчатыми кольцевыми коллекторами, имеющими струйные форсунки под углом к продольной оси камеры. При распределении воздуха следует оставлять достаточный пристеночный слой воздуха, необходимый для охлаждения теплозащитных экранов и сопла. С одобрения Архипа Михайловича было принято наше предложение — сверхзвуковое сопло проектировать по классической схеме сопла Ловаля. При проектировании были использованы новые наилучшие, созданные Всесоюзным институтом авиационных материалов (ВИАМом), сплавы: титановый ВТ-20, листовой ВЖ-101 и литейный сплав ВЖЛ12У. Помимо уменьшения веса конструкции литье позволяло применять необходимые сложные формы, делая конструкцию более технологичной.

Но применение литья было отрицательно встречено технологическими службами завода. И здесь решающее слово сказал Архип Михайлович. Он обязал технологов приступить к подготовке и изготовлению литых элементов сопла, и эта задача была выполнена.

Дозвуковые створки и проставки имели криволинейную форму в критическом сечении. Высказывалось мнение, что проще делать их прямолинейными. Но расчеты, проведенные Г.В. Комиссаровым, показали, что предлагаемая конфигурация сопла существенно уменьшает потери сопла на крейсерских режимах полета самолета, и поэтому она была принята. Однако, чтобы обеспечить плотное, без зазоров, прилегание (во всем диапазоне изменения диаметров сопла) проставок к створкам, понадобилось два изобретения, одно из которых было предложено мною, в конкретной конструкции, выполнено было конструктором Пырковым. Реализация предложений приводила к существенному уменьшению расхода топлива. К достоинствам сопла следует отнести и то, что соединение сопла с фюзеляжем самолета производилось с помощью специальных гибких элементов, обеспечивающих плавный переход от самолета к соплу, что способствовало ликвидации зон разряжения на поверхности сопла и вело к увеличению тяги.

При испытании форсажной камеры, несмотря на наличие антивибрационного экрана, возникло вибрационное горение. Эти колебания были устранены по предложению А.В. Андреева заменой затурбинного обтекателя на перфорированный отверстиями и обрезкой карманов смесителя.

Творческая обстановка в ОКБ поддерживалась руководством, и в первую очередь Архипом Михайловичем, распространялась прежде всего на конструкторские бригады. Показателем этому служит тот факт, что многие из нас получили авторские свидетельства на изобретения, большинство из которых было внедрено.

Марк Филиппович Вольман — около 40 лет ведущий конструктор по различным двигателям, из них 13 лет — по двигателю АЛ-31Ф.

При создании двигателя было несколько драматических этапов. Например, согласование технического задания. Исходя из принципа максимального удовлетворения требований заказчика, пришлось соглашаться на ряд трудновыполнимых задач — по удельному расходу, тяге и др. По менее принципиальным вопросам при непосредственном участии Вольмана находились взаимоприемлемые решения. Например, по режиму включения «аварийного» слива топлива из баков самолета в сопло двигателя. Желание самолетчиков обеспечить максимальный расход сливаемого топлива привело к их требованию проводить слив на максимальных оборотах. Марк Вольман позволил себе выступить на совещании у Павла Осиповича Сухого с мнением, что в этом случае топливо может загореться и возможны непредсказуемые последствия. Архип Михайлович мягко попросил его сесть, согласившись с суховцами, самолетчики настояли на своем требовании, но при первом же опробовании слива на аэродроме, которое проводилось в сумерках, получился настоящий фейерверк. Режим аварийного слива пришлось понизить. Марк Вольман оказался прав.