Авиация и время 2007 02 - [7]
За разработку ТВД, получившего обозначение НК-4, взялись лучшие умы кузнецовского коллектива. Проектирование велось с учетом последних достижений в мировом двигателестроении, газо- и термодинамике, материаловедении и др. НК-4 стал любимым детищем Кузнецова, в кабинете которого еще долгое время висела компоновка этого двигателя. В его конструкции применили 6-ступенчатый осевой компрессор, лопатки первых четырех ступеней которого имели сверхзвуковую профилировку; 3-ступенчатую турбину; кольцевую камеру сгорания и планетарный редуктор, Удельный расход топлива получился низким (0,245 кг/э.л.с, ч), сам двигатель – технологичным и легким (сухая масса – 850 кг). Его длина составляла 2450, а диаметр – 930 мм. Эти характеристики выглядели очень впечатляюще, однако внедренные в НК-4 новации оказались недостаточно исследованы, что впоследствии негативно сказалось на его надежности,
Запорожское ОКБ А.Г. Ивченко только пыталось войти в когорту создателей двигателей нового типа. Главный конструктор отчетливо понимал, что соревноваться с коллективом Кузнецова будет нелегко. На расширенном совещании с участием буквально всех своих ведущих специалистов Александр Георгиевич объяснил сложившееся положение и в заключение откровенно признал: «Или ОКБ овладеет реактивной техникой и останется в авиации, или его закроют». Выбора в такой ситуации фактически не оставалось, и конструкторы взялись за дело с высочайшей самоотдачей. График был жесткий, приходилось работать по 16-18 часов в сутки, без выходных и праздников.
Поскольку двигатель, получивший обозначение АИ-20, предназначался для пассажирских перевозок, то ставку решили сделать на простоту его конструкции и надежность в эксплуатации. «Мы пошли по пути создания «солдатского» двигателя, – подчеркивал Ивченко- – Он допускает даже то, что вы по нему лазите грязными сапогами». Принимались также специальные меры по увеличению ресурса нового изделия, что, в свою очередь, усиливало его экономическую привлекательность. Ивченко пошел по пути применения проверенных практикой дозвуковых ступеней компрессора, имевших высокие значения КПД и большие запасы газодинамической устойчивости, сведя тем самым к минимуму технический риск. Особое внимание было уделено запасу прочности всех узлов двигателя, а подбор материалов велся прежде всего с учетом требований повышенной надежности. Двигатель получился тяжелее на 200 кг чем у Кузнецова, длиннее на 645 мм, но почти на 100 мм меньше в диаметре. Максимальный удельный расход топлива у АИ-20 составлял 0,280 кг/э.л.с. ч. Начальный ресурс – 200 ч. в то время как у НК-4 – 50 ч. (В дальнейшем ресурс АИ-20 до первого ремонта систематически увеличивали и довели до 6000 ч, а общетехнический – до 20000 ч, что поставило его по этому показателю на уровень лучших мировых образцов).
«Когда были готовы проекты двигателей НК-4 и АИ-20, – вспоминает А.Н. Зленко, бывший в то время начальником отдела компрессоров в ОКБ Ивченко, – то их представили на утверждение в ЦИАМ (Центральный институт авиационного моторостроения. – Прим. авт.) Первым докладывал Кузнецов, за ним – Ивченко. В перерыве члены научно-технического совета обменивались мнениями, и я услышал как один из команды Кузнецова сказал: «Проект НК-4 – «это изящная француженка», АИ-20 – это «украинская баба». Как всегда, выручил Ивченко, который быстро нашел достойный ответ: «Посмотрим, как поведет себя «француженка» зимой, а «украинская баба» русской зимы не боится!». В результате было принято решение: построить оба двигателя, а по итогам испытаний определить, какой из них запустить в серию,
НК-4 сделали в рекордно короткий срок – всего за 56 дней. Причем значительную часть проекта пришлось переделывать, т.к. вначале впопыхах предусмотрели разные направления вращения компрессора и турбины. Конструкторы хотели предельно облегчить двигатель и сделали его двух-опорным, хотя в то время все ТВД были трехопорными. Однако в процессе доводки третью опору все же пришлось поставить, т.к. вибрации ротора оказались выше нормы. НК-4 без особых трудностей прошел Госиспытания и был запущен в серию на том же Куйбышевском заводе им. М.В. Фрунзе, что выпускал и НК-12. В общей сложности, за 2 года там изготовили 222 НК-4.
Опытный Ан-10 после доработки хвостового оперения
Слева – создатели двигателя АИ-20, лауреаты Ленинской премии (сидят слева направо: В.А. Лотарев, А.Г. Ивченко, стоят: А.И. Шаедченко, А.К. Пантелеев и А.Н. Зленко).
Справа – летчик-испытатель Я.И. Верников и O.K. Антонов
Создание АИ-20 продвигалось медленнее. Выли построены три варианта двигателя с разной компоновкой узлов, и после испытаний выбрали наиболее приемлемый с точки зрения надежности – с дозвуковым осевым 10-ступенчатым компрессором и 3-ступенчатой турбиной. 29 октября 1957 г. успешно завершились Госиспытания АИ-20, и его запустили в серию сразу на двух заводах – в Запорожье и Перми.
Необходимо упомянуть, что для летных испытаний двигателей НК-4 и АИ-20 оборудовали летающую лабораторию на базе Ту-4 (зав. № 221203), Внешний левый двигатель этого самолета заменили на НК-4, а правый – на АИ-20, после чего лаборатория получила в ЛИИ прозвище «кривая – косая». Управлял этой машиной экипаж во главе с Героем Советского Союза Г.М. Шияновым, на стажировку к которому периодически давали слушателей ШЛИ (например, Ю.В. Курлина). Работа на этой машине оказалась весьма не простой, по воспоминание ям участников – настоящим цирком. В процессе испытаний проявились сильные и слабые стороны обоих двигателей, причем АИ-20 показал себя более надежным, а необходимые доработки на нем выполнялись проще и быстрее, чем на НК-4.
