- наддув,мм.рт.ст - 1430; Номинальный режим
- мощность,л.с - 3700;
- число оборотов, об/мин - 2400;
- наддув, мм.рт.ст - 1150;
- расчетная высота,м - 10600;
- удельный расход топлива на крейсерском режиме,кг/л.с.ч - 0,19;
История комбинированного двигателя ВД-4К не совсем обычна и уходит своими корнями в довоенный период. Дело в том,что создавать его начали не в специализированном авиадвигателестроительном КБ, а на одной из кафедр МАИ. В конце 1938 г тогдашний Нарком авиационной промышленности М.М.Каганович, незадолго до своего ареста, предложил заведующему кафедрой 'Конструкция авиадвигателей' Г.С.Скубачевскому заняться проектированием нового авиационного двигателя. Обычно параметры новой разработки в области двигателестроения выбираются на основе длительного анализа тенденций и перспективных потребностей собственного самолетостроения, а также состояния аналогичных отраслей техники за границей. М.М. Каганович, человек в общем-то не плохой, но попавший на должность за свою преданность идеям и вождям, душа номенклатурная (сегодня директор бани, завтра глава Авиапрома), будучи не очень сведующим во всяких тонкостях 'Предварительного выбора основных параметров на проектирование', попросту умножил на два данные двигателя М-105. Отсюда получилось, что новый двигатель должен был развивать 2100-2300 л.с на высоте 8000 м.
Г.С.Скубачевский с группой студентов и аспирантов проработал три варианта компоновки 24 цилиндрового двигателя: Х-образный, Н-образный и своеобразную четырехрядную звезду с шестью цилиндрами в каждом ряду. Последний вариант оказался самым удачным:его диаметр составлял всего 1065 мм,как у М-11. Предполагалось, что для повышения высотности будет использован трехско-ростной центробежный нагнетатель, а КПД силовой установки поднимут винты противовращения.
В июле 1939 г появилось постановление правительства о о проектировании двигателя, получившего название М-250. В МАИ создается специальное КБ-2,комплектуется оно из студентов,аспирантов и сотрудников ЦИАМ, были привлечены преподаватели и других кафедр МАИ. Развернулись работы по проектированию и уже 1 апреля 1940 г. проект М-250 проходит комиссию НИИ ВВС, принимается решение о постройке опытного двигателя на заводе №16 в Воронеже. Первый запуск М-250 на стенде был произведен в роковой день 22 июня 1941 г. На испытаниях двигатель показал заявленную мощность 2500 л.с. Затем спарадические работы над двигателем в условиях войны и эвакуации. По настоящему к теме вернулись в 1946 г, когда было получено задание на двигатель мощностью в 3500 л.с, для новых тяжелых туполевских машин. ОКБ-36 в Рыбинске под руководством В.А.Добрынина, основываясь на теоретическом и практическом заделах по М-250, в короткий срок создает двигатель М-251ТК (ВД-ЗТК).
В январе 1949 г ОКБ-36 предлагает на базе М-251ТК создать новый комбинированный 'двигатель М-253К на максимальную мощность 4300 л.с и с удельными расходами топлива на крейсерских режимах в пределах 0,185 - 0,195 кг/л.с.ч. Работы шли в рамках проектирования самолета '85', темы определенной в тот период для МАП, как самой важной.
В основу проекта М-253К были положены следующие принципы: - минимальные изменения в конструкции М-251ТК, что оправдывалось высокой доведеностью и надежностью узлов и агрегатов М-251ТК, подтвержденными в ходе испытаний, а также малым временем отпущенным на разработку;
- максимальное использование энергии выхлопных газов с целью минимального форсирования основного поршневого двигателя по наддуву и получения заданных расходов топлива (увеличение наддува, по сравнению с М-251ТК, было произведено на взлетном режиме всего лишь на 7%). М-253К должен был представлять собой комбинированную установку, состоящую из двух силовых агрегатов: - двигателя с тремя импульсными турбинами и турбокомпрессора с регулируемым реактивным соплом,которые получали энергию от выхлопных газов двигателя. Применение импульсных турбин позволяло обеспечить улучшение экономичности на 10-11 %, применение мощного турбокомпрессора с высотностью 11000 м., с большим КПД на всех режимах, с использованием реакции выхлопных газов в регулируемом реактивном сопле позволяло увеличить эксплуатационную экономичность на 20-25%.
В сентябре 1949 г был закончен рабочий проект и разработаны чертежи новых узлов: импульсных турбин и турбокомпрессора ТК-36. В ходе проектирования была уменьшена работа сжатия в ПЦН, применен впрыск во-доспиртовой смеси для форсированных режимов. В результате проведенной работы ОКБ-36 удалось получить эффективный и вполне надежный агрегат, основу которого составлял отработанный поршневой двигатель. Его рациональная схема, в виде четырехрядной шестиблочной звезды с жидкостным охлаждением, позволила создать компактную и жесткую конструкцию, обеспечившую малую удельную массу и высокие тактико-технические данные. В том же сентябре 1949 г Постановлением за №3929-1608 по самолету '85' к двигателю М-253К выдвигались следующие основные требования:
- взлетная мощность - 4300 л.с;
- номинальная мощность на высоте 8000-9000 м - 3200 л.с;
- удельный расход топлива на режиме 0,5-0,6 номинальной мощности - 0,185-0,195 кг/л.с.ч;
- сухая масса (без агрегата наддува) - 1900 кг.
В декабре 1950 г необходимо было предъявить двигатель на Государственные 100-часовые стендовые испытания. Для стендовых и летных испытаний необходимо было в короткий срок построить 20 экземпляров М-253К.
В январе 1950 г был готов первый двигатель, затем были построены еще 23 двигателя. В июне-декабре на нескольких двигателях проводятся 100-часовые заводские испытания. В декабре 1950 г М-253К вместе с ТК-36 предъявляется на Государственные стендовые испытания, которые он с положительными результатами закончил в начале февраля 1951 г, подтвердив полное соответствие всех параметров заданным, а также надежность конструкции. По окончании ГИ М-253К получает обозначение ВД-4К.
-
A.M. Черемухин
Во второй половине 1950 г ВД-4К был установлен на летающую лабораторию Ту-4ЛЛ, на которой ранее проходили испытания два двигателя ВД-ЗТК. К концу 1950 г был закончен первый этап летных испытаний ВД-4К на Ту-4ЛЛ. Испытывался один опытный ВД4К, остальные три были штатные АШ-73ТК. Эти работы проводил ЛИИ и их положительные результаты стали веским основанием для установки на первый самолет '85' этих двигателей. Конкуренты из ОКБ-19 со своим более мощным, но более 'сырым' АШ-2К к первому вылету не успевали. Дальнейшие испытания и доводки ВД-4К шли в ходе выполнения программы совместных испытаний на самолете '85', а также параллельно продолжавшихся испытательных полетов Ту-4ЛЛ с ВД-4К. На лаборатории проверялись все мероприятия по доработкам двигателя. Это способствовало ускорению процесса совместных испытаний. В частности, на Ту-4ЛЛ был отработан дополнительный вентилятор в системе охлаждения двигателя. Окончательно ВД-4К закрепился за самолетом '85' в конце мая 1951 г, когда было решено поднимать '85' в первый полет с ВД-4К, так как АШ-2К все еще страдал от 'детских болезней'. С официальным завершением программы создания Ту-85, постепенно были свернуты работы по ВД-4К. Создание и летные испытания ВД-4К стали вершиной развития поршневого авиационного д в и гател естрое н и я. Это потребовало решения большого круга задач в области прочности и динамики машин, теплотехники, газовой динамики, материаловедения и технологии производства.
За создание ВД-4К группе работников ОКБ-36 и ЦИАМ была присуждена в 1951 г Сталинская премия. Среди них были: Главный конструктор ОКБ-36 В.А.Добрынин, ведущие конструктора П.А. Колесов (затем Главный конструктор ОКБ-36), А.Л-.Дынкин, начальник расчетно-иссле-довательского отдела Е.М.Бермант, старший научный сотрудник ЦИАМ АН.Барсук и др.
Двигатель ВД-4К имел следующие основные данные:
- рабочий объем,л - 59,43
