Авиация и время 2016 № 02 (152) - [4]

Пионером в области создания турбореактивных авиадвигателей оказалась Великобритания, где 12 апреля 1937 г. Френк Уиттл (Frank Whittle) приступил к испытаниям своего первого ТРД с центробежным компрессором, созданного в инициативном порядке и на частные инвестиции (подробнее см. «АиВ», №№ 2, 3’2002).

Через три года в небо поднялся первый английский реактивный самолет Gloster G.40 Pioneer, оснащенный двигателем Уиттла W.1. После эпической воздушной битвы за Англию британские военные не могли остаться равнодушными к этим разработкам. Интерес к реактивной технике проявил и большой бизнес, включая фирму Rolls-Royce, которая подключилась к развитию конструкции Уиттла. Результатом новой большой работы стал серийный истребитель Gloster Meteor F.I с двумя двигателями W.2B с тягой по 755 кгс. С июля 1944 г. «Метеоры» стали поступать на вооружение RAF и приняли участие в заключительном этапе Второй мировой войны.

Разработкой реактивной техники в Великобритании занимались еще несколько фирм, включая de Havilland, создавшую истребитель DH.100 Vampire с одним двигателем Н.1 Goblin тягой 1040 кгс. Однако этот самолет запустили в серию уже перед самым концом войны, и в боях он не участвовал.

Истребитель Me 262 на испытаниях в США, 1945 г.

Истребитель Не 162 на испытаниях в СССР

В Германии турбореактивными двигателями начал заниматься инженер Ганс Охайн (Hans Ohain). Он разработал проект ТРД с центробежным компрессором, а для его практической реализации обратился к известному конструктору Эрнсту Хейнкелю (Ernst Heinkel). Тот по достоинству оценил работу Охайна и распорядился приступить к проектированию экспериментального реактивного самолета Не 178. 27 августа 1939 г. эта машина впервые поднялась в воздух. Она имела один двигатель, лобовой воздухозаборник, однокилевое хвостовое оперение, сопло в хвостовой части самолета. Такая компоновка станет в недалеком будущем классической. Полетел «Хейнкель» на 9 месяцев раньше, чем британский «Пионер», став первым в мире самолетом с турбореактивным двигателем.

В целом в Германии работы в области реактивной техники достигли очень больших масштабов. В т.ч. летом 1939 г. в моторном отделении фирмы Junkers под руководством инженера Ансельма Франца (Anselm Franz) началось создание ТРД Jumo 109-004 (далее число «109», которое являлось общим префиксом для всех немецких реактивных двигателей, я буду пропускать). По конструкции этот двигатель был весьма передовым: восьмиступенчатый осевой компрессор (степень сжатия от 3 на опытных до 3,14 на серийных образцах), 6 камер сгорания, одноступенчатая турбина, регулируемое с помощью выдвижного внутреннего конуса сопло.

В апреле 1942 г. два опытных экземпляра Jumo 004А подняли в воздух истребитель Me 262V3. В ходе испытаний обнаружилось множество недостатков ТРД, их устранение потребовало времени, и серийное производство началось только весной 1944 г. под обозначением Jumo 004В1. Тяга серийных двигателей составляла 900 кгс, однако их надежность и ресурс по-прежнему оставляли желать лучшего. Лопатки турбины выдерживали всего 25-50 ч работы. Изучалась возможность оснащения ТРД форсажной камерой с увеличением тяги до 1200 кгс. Всего удалось собрать 6424 двигателя Jumo. Заводы по их производству размещались под землей, а работали там заключенные концлагерей, военнопленные и угнанные в рабство жители оккупированных стран.

Еще один немецкий турбореактивный двигатель — BMW 003 был создан под руководством конструктора Германа Остриха (Hermann Ostrich). Двигатель имел осевой семиступенчатый компрессор и по сравнению с ТРД Jumo оказался более совершенным в весовом плане. Тяга первых образцов — 800 кгс. Полный цикл испытаний BMW 003 удалось закончить летом 1944 г. Двигатель планировали устанавливать на так называемый «Народный истребитель» — Не 162.

Создание турбореактивных двигателей в США началось в конце 1930-х годов, но своими силами особых успехов американцам достичь не удалось. Новый импульс эти работы получили в 1941 г., после того как британцы передали американским союзникам образец ТРД Уиттла с чертежами. В сентябре того же года на фирме General Electric началось производство 15-ти двигателей Уиттла W. 1 под обозначением J31, а инженеры фирмы Bell приступили к разработке первого американского реактивного истребителя P-59 Airacomet, который впервые взлетел 1 октября 1942 г.

Затем на базе конструкции Уиттла специалисты «Дженерал Электрик» спроектировали двигатель J33 с максимальной тягой 1750 кгс. Его серийный выпуск поручили фирме Allison. Под этот ТРД за рекордные 143 дня фирма Lockheed создала истребитель P-80 Shooting Star, опытный образец которого поднялся в воздух 8 января 1944 г. Таким образом, США стали третьей страной в мире, создавшей боевой реактивный самолет.

Истребитель DH.100 «Вампир»

Основные элементы конструкции двигателя BMW 003

1 — маслобак; 2 — маслорадиатор; 3 — пусковой бензиновый мотор; 4 — вал привода электрогенератора; 5 — 7-ступенчатый компрессор; 6 — кольцевая камера сгорания; 7 — турбина; 8 — привод конуса регулирования сопла; 9 — сопло; 10, 13, 14 — опорные подшипники вала; 11 —вал; 12 — топливная форсунка; 15 — маслорадиатор