Немецкий след в истории отечественной авиации - Дмитрий Хазанов

В 1947 г. группа бывших сотрудников «BMW» во главе с Карлом Престелем занималась, главным образом, доработкой двигателя «003С», ведь срок окончания этой темы истекал уже в августе. Основные трудности состояли в отсутствии тех жаростойких материалов для изготовления лопаток турбины, которые имелись в Германии. С переходом от немецкого тинидура на отечественный сплав ЭИ-403 ресурс двигателя снизился. На обычном, нефорсированном режиме, ТРД проходил 100-часовые испытания, но при тяге 1050 кг время работы из-за поломок лопаток турбины не превышало 25 часов. В целом, интерес к этому, уже маломощному для 1947 г., двигателю был небольшим и вскоре эту тему передали на серийный моторостроительный завод № 16 в Казани, занимавшийся выпуском BMW 003 (РД-20). Там, благодаря улучшению конструкции камеры сгорания, турбины и сопла двигателя, уда лось повысить его ресурс до 50 часов. Он производился в серии под маркой РД-21, устанавливался на самолетах МиГ-9.

«Гость» с фирмы BMW инженер Хорст Шнейдер также работал па заводе № 2

Разработку мотокомпрессорного реактивного двигателя «032», которой занимались специалисты ОКБ А. Шайбе, к концу 1947 г. также прекратили. Как показали расчеты, этот тип силовой установки не обещал каких-либо преимуществ перед обычным ТРД.

Наиболее активно шла работа над турбореактивным двигателем Jumo 012, который должен был стать прототипом будущего турбовинтового двигателя. Напомню, что к осени 1946 г. в Дессау построили два экземпляра этого ТРД. В СССР они подверглись доработке, направленной на повышение их ресурса. Так, по предложению Бранднера, была создана новая камера сгорания, представлявшая собой комбинацию кольцевой камеры двигателей BMW и отдельно расположенных камер сгорания, характерных для «Jumo». Для снижения напряженности внутренних процессов степень сжатия уменьшили с 6 до 4,5. Немало усилий было потрачено на соблюдение точности угла установки лопаток, т. к. нарушение этого параметра вызывало срыв потока, вибрации и другие неприятные явления. Но многие сложные вопросы — распределение температур в сопле, особенности обтекания лопаток, причины возникновения резонансных колебаний и т. п., не могли быть решены без использования прецизионной измерительной аппаратуры, а ее на заводе не имелось.

Наконец, в конце 1947 г. предварительные изыскания завершились и двигатель, получивший обозначение «012Б», передали в производство. Летом 1948 г., когда было изготовлено 5 опытных образцов, приступили к испытаниям. Ответственным за их проведение назначили доктора Ю. Фогтса. Несмотря на все конструктивные меры по повышению ресурса, проблемы возникали одна за другой. Из отчета по опытным двигателям предприятий МАП (1948 г.):

«№ 5 был поставлен на длительные испытания безвзлетного режима в июне месяце. На 28 часу разрушился задний подшипник компрессора. После замены подшипника и других деталей двигатель наработал в июле месяце еще 25 часов. В процессе этого испытания обнаружены трещины на лопатках колеса турбины и на лопатках направляющих аппаратов компрессора. Во второй половине июля месяца] этот двигатель ставился на испытания на взлетном режиме, но ввиду обнаруженных дефектов через 10 мин. был снят со стенда».

После новой серии доработок, в конце 1948 г. «012Б» поступил на 100-часовые государственные испытания. Успех был близок, но на 94-м часу работы двигателя произошла поломка лопатки турбины.

В 1948 г. под руководством В. Я. Климова в СССР освоили производство лицензионного английского ТРД «Нин», который стал выпускаться под маркой РД-45. При практически той же тяге, как у немецкого «012Б», он был значительно компактнее, и, главное, более чем в полтора раза легче. Это предопределило решение об остановке работ по ТРД «012Б».

Параллельно с испытаниями ТРД сотрудники ОКБ завода согласно заданию МАП вели проектирование турбовинтовых силовых установок «022» и «028». К концу 1947 г. были закончены теоретические расчеты и начат выпуск рабочих чертежей и производственной оснастки. Однако работу тормозила нехватка испытательных стендов и другого оборудования. Поэтому в 1948 г. решили объединить оба ОКБ и сосредоточить усилия на выпуске одного двигателя — «022».

«Следует сказать, что наличие двух ОКБ, во главе с немецким специалистом и штатом, состоящим, главным образом, из немецких специалистов, в сознании которых не изжиты еще элементы буржуазной конкуренции, не обеспечивало использования опыта одного ОКБ другим. Таким образом, и эта причина повлияла на решение вопроса объединения ОКБ-1 и ОКБ-2», — писал в отчете за 1948 г. директор завода Н. М. Олехнович.

Главным конструктором объединенного ОКБ стал А. Шайбе, руководителем группы предварительного проектирования — Ю. Фогтс, группы конструирования — Ф. Бранднер, ответственным за испытания — К. Престель.

К этому времени ряды немецких специалистов пополнились советскими молодыми инженерами, выпускниками авиационных ВУЗов. Например, весь первый выпуск моторного факультета Куйбышевского авиационного института в 1947 г. был направлен на завод № 2.

Ф. Бранднер вспоминал:

«Русские, с которыми нам приходилось иметь дело, были любознательны и трудолюбивы, однако при этом очень любили вести бесконечные политические дискуссии. Молодые инженеры как правило имели узкоспециальное образование. Они были превосходно подготовлены теоретически, но совершенно не имели практического опыта».

Немцам было обещано, что после успешного испытания ТВД всех их отпустят на родину. Это послужило мощным стимулом для дружной работы всего немецкого коллектива.

Схема турбовинтового двигателя «022»

Как отмечалось, ТВД «022» создавался на основе ТРД Jumo 012. Впервые такой проект возник на фирме «Юнкерс» еще в 1944 г., но тогда реализовать его не смогли. Теперь немцы имели в распоряжении более-менее отработанный двигатель «012» и это вселяло надежды на успех. Однако очень много предстояло сделать заново. По сравнению с прототипом «022» имел трехступенчатую турбину и другие существенные конструктивные отличия. Необходимо было также разработать пропеллер, редуктор, регулятор числа оборотов. Для запуска двигателя сконструировали стартер ТС-1 в виде небольшой газовой турбины, развивающей мощность на валу 60 л.с.

Большое внимание уделялось повышению КПД двигателя, ведь по заданию удельный расход топлива не должен был превышать 0,32 кг/э. л. с. — час. Для этого максимально уменьшили радиальный зазор рабочих лопаток компрессора, тщательно спрофилировали входной диффузор двигателя. Во избежание помпажа за пятой ступенью компрессора установили перепускные клапаны. Были проведены теоретические и экспериментальные работы системы регулирования (система «винт-газ»).

В середине 1948 г. проектирование двигателя завершилось, три экземпляра передали в производство. Для испытания двигателя на заводе построили новый тормозной стенд, рассчитанный на мощность 6000 л.с.