схеме 1 +3, т. е. одна ступень приводит компрессор и три — вентилятор двигателя (одна ступень) и подъемный вентилятор (две ступени). Но при этом на двигателе широко используется механизация не только компрессора (все лопаточные венцы статора поворотные), но и, что инновационно, турбины высокого давления (механически изменяется площадь соплового аппарата) — достижение при разработке двигателя изменяемого цикла.
Трехступенчатая турбина привода вентиляторов (включая подъемный) вращается в противоположную сторону, что дает возможность интегрировать ее с турбиной высокого давления без обычно обязательного ряда статорных лопаток соплового аппарата. К валу вентилятора присоединен привод подъемного вентилятора, расположенного вертикально в носовой части самолета. Вертикальный подъем хвостовой части самолета осуществляется отклоняемым вниз соплом двигателя. Для стабилизации положения самолета при вертикальном взлете-посадке используются небольшие сопла в крыльях, через которые подается сжатый воздух, отбираемый из наружного контура двигателя. Кроме этого, двигатель имеет «усилитель» тяги в виде дополнительных камер сгорания в наружном и внутреннем контурах. Все, о чем мечтали инженеры нескольких поколений, реализовано в этом двигателе: высокие параметры, адаптивность к различным модусам и режимам полета, высокая весовая отдача (отношение тяги к весу двигателя около 10). Но только непонятно, будет ли этот двигатель производиться серийно. А пока в 2010 г. планируется осуществить первый полет самолета F-35 с этим двигателем Присматривается к этому двигателю и НАСА в качестве использования возвращаемого на землю «бустера» космического аппарата. В этом случае будет использоваться кластер таких двигателей для получения требуемой тяги в пределах атмосферы Земли.
МОТОР ДЛЯ ПЕРЕХВАТЧИКА
Чтобы понять, как был создан уникальный мотор для самолета-перехватчика МиГ-31, который, по официальному заключению Центрального института авиационного моторостроения на проект, «создать было невозможно», нужно рассмотреть предысторию ОКБ, создавшего этот мотор. На пустом месте действительно создать такой двигатель невозможно.
К концу 1950-х постепенно и моторное ОКБ-19 в Перми стало выходить из кризиса, переходя от поршневой на газотурбинную тематику. В 1953 г. закончилась эпоха: почти одновременно умерли всесильные и Сталин, и Вышинский, и Мехлис. В том же году через две недели после смерти Сталина в 60 лет ушел из жизни и один из последних действующих конструкторов из «поршневиков» А.Д. Швецов. В это же время сначала заместителем министра, а потом и министром авиационной промышленности СССР на долгие 20 лет становится Петр Васильевич Дементьев, или «Петр Великий», как его называли. Как известно, придумывать прозвища начальникам с использованием их имени — это старая русская традиция. Наиболее известным прозвищем в истории является прозвище военного министра 1820-х гг. графа Аракчеева — «Сила Андреевич». П.В. Дементьев и до войны, и в войну вплоть до 1953 г. был директором московского авиационного завода, производившего истребители МиГ-3. По существовавшей традиции министром авиапрома всегда становился выходец из директорского корпуса. Министром он стал в 1957 г., сменив на этом месте Хруничева. Награжден был П.В. Дементьев за свою долгую карьеру девятью (!) орденами Ленина.
Вот как о нем отзывается П. А. Соловьев, тогда только что назначенный на должность главного конструктора после смерти А.Д. Швецова: «С моей точки зрения, это исключительно талантливый человек был. У него должность такая неблагодарная, я бы так сказал… А так он был бы большой конструктор, ученый, достиг бы больших высот. Он закончил Академию им. Жуковского и первое время работал в ГВФ. А потом его перевели главным инженером на 30-й завод в Москве, затем он стал директором, первым заместителем министра и далее министром. Очень энергичный, быстро схватывал. Вот казалось, какое он имеет особое отношение к двигателю. А когда ему рассказываешь о каком-то дефекте, неполадке, он иногда даже в шутливой форме высказывал какую-то мысль, которая потом оказалась правильной… Петр Васильевич, наш министр, его не так просто было пробить. Нам он всегда помогал» (Соловьев, с. 43).
С чего начинался обычный рабочий день министра советского авиапрома? Со сводки летных происшествий, если они были, и каждодневной сводки самолетов Аэрофлота, простаивающих без двигателей и агрегатов. Авиапромышленность первым делом должна была «делать штуки» — обеспечивать бесперебойное функционирование авиации. Все остальное — потом. Надо сказать, что Аэрофлот, пользуясь своим монопольным положением, эксплуатировал самолеты безобразно с точки зрения экономики, т. е. недостаточно интенсивно. Годовой налет самолетов был в два раза ниже зарубежного. Это приводило к таким негативным последствиям, как раздутый парк самолетов и замедление их амортизации. В результате смена поколений самолетов происходила медленнее, чем на Западе, и существовавшее вначале небольшое отставание стало накапливаться. Так называемые «лидерные» самолеты советского производства, имевшие опережающую наработку, эксплуатировались не в СССР, а в странах советского блока: Болгарии, Венгрии и др. Там деньги умели считать лучше, а у нас на первом месте было удобство начальства-лишь бы не заниматься «сложным» диспетчированием для увеличения загрузки рейсов.
Новый главный конструктор ОКБ-19 П.А. Соловьев был молод (36 лет) и осмотрителен. Наследство досталось ему проблемное: специализация КБ на поршневых моторах, когда уже все остальные по меркам технического прогресса давно перешли на газотурбинную тематику и интенсивно работали по заказам над новыми двигателями, тормозила инновационный переход. Новых заказов нет, опыта в газотурбинной технике, необходимого для получения заказов, нет, финансирования для развития тоже нет. Подобная проблема в США возникла и у фирмы «Кертис-Райт», на базе разработок которой в свое время и было создано ОКБ-19. Как известно, «Кертис-Райт» не справилась с этой проблемой и постепенно сошла со сцены, сначала занявшись субподрядными работами по разработке отдельных узлов ГТД, а затем и вовсе растворившись в среде более удачливых конкурентов (в частности, «Пратт-Уитни»).
Вот как описывает сложившуюся тогда ситуацию сам П.А. Соловьев: «Мне пришлось очень сильно подумать, что делать дальше. И сначала мы развернули работу по перевооружению своей фирмы на газотурбинную тематику. Организовали отдел по исследованию различных новых схем газотурбинных двигателей. Их ведь существует очень большое количество. Очень много изобретений в этой области имеется. Но многие, как говорится, ждут своего часа. И вот мы все схемы, которые только можно, и сами придумывали, и использовали запатентованные — очень тщательно изучали. Нам нужно было четко понять, что существует в мире из нереализованного конкретно, но находится в таком состоянии, что техни^ ческий и научный уровень уже подошел к той точке, при которой уже можно обеспечить выход этой новой схемы, нового патента. Мы, конечно, со временем очень много схем продумали. И я понял, что надо заниматься двухконтурным двигателем» (Соловьев, с. 31).
После пятилетнего инкубационного периода, в течение которого в ОКБ занимались и прямоточным двигателем, и оригинальным сверхзвуковым газотурбинным для ударного самолета разработки КБ Цыбина, произошел долгожданный прорыв: «Собственно говоря, выбрал из всего того, что было проанализировано долго и упорно, вот этот двухконтурный двигатель. Причем с определенным риском, и немалым, в первую очередь по уровню температуры. И по моей инициативе мы начали составлять эскизный проект двухконтурного двигателя для А.Н. Туполева, который задумал машину, так называемую двухрежимную. Бомбардировщик, на который должна была наша машина встать, должен был в течение двух третей своего полета из того времени, за которое он покрывает свою территорию, еще в зоне своей ПВО, идти на экономичном режиме по расходу топлива, т. е. дозвуковом. Потом в районе фронта переходить на форсажный режим, делать свою работу, разворачиваться и возвращаться в свою охраняемую зону на сверхзвуковой скорости. А дальше уже опять «пилить» на дозвуковой скорости» (Соловьев, с. 31).
А.Н. Туполев поддерживал Пермское ОКБ-19, помня удачную совместную работу по прежним решающим для существования его ОКБ темам: бомбардировщикам Ту-2 и Ту-4. Скорее всего, именно его поддержка оказалась решающей для пермяков. Проект двигателя, получившего обозначение Д-20, однако тогда не реализовался: если с газотурбинной частью более или менее было понятно, что делать, как казалось молодому главному конструктору, то организация процесса горения в «холодном» наружном контуре и тогда, и сегодня остается проблемой. Предложенная идея форсирования оказалась
