Опубликовано: 23.10.2018, 08:06
 

Двигатель ВК-1: из поршневой эры - в реактивную


[image]

В 1948 году на заводе "Салют" начат выпуск ТРД ВК-1 для самолетов МиГ-15, МиГ-17, Ил-28. Еще в ходе Второй Мировой войны в передовых западных странах стремительно обозначился вектор отказа от поршневых авиационных двигателей в пользу реактивных. Советский Союз рисковал безвозвратно отстать в беспощадной гонке моторов, что не могло не сказаться на состоянии безопасности государства. Началась масштабная работа, результатом которой стали успешные государственные испытания первого советского крупносерийного турбореактивного двигателя ВК-1 уже в 1949 г. К сожалению, и сегодня среди некоторых историков отечественной авиации бытует мнение, что этот мотор являлся практически стопроцентной копией английского двигателя Rolls-Royce Nene. На самом деле, это не так. Британское изделие можно назвать лишь прототипом советского двигателя.

При конструировании ВК-1 инженерами ОКБ-45 применялись совершенно новые, нестандартные решения, результатом которых стало появление уникального изделия, отличавшегося простотой эксплуатации, надежностью и экономичностью. Первым предприятием, на котором началось серийное производство новых двигателей, стал завод №45 (сегодня - АО "НПЦ газотурбостроения "Салют").

Поиск решения

Итак, к концу Второй мировой войны в распоряжении СССР оказались трофейные немецкие авиационные двигатели BMW-003 и Jumo-004, которые были использованы при создании советских турбореактивных двигателей для истребителей МиГ- 9, Як-15, ЯК-17, Як-19 и Су-9. Тем не менее, эксперты понимали, что по своим характеристикам эти изделия заметно уступали известным западным аналогам. Что касается отечественных копий немецких моторов - РД-10 и РД-20, их качество оставляло желать лучшего. Поэтому в августе 1946 г. советская делегация посетила первую послевоенную выставку в Париже и осмотрела экспонировавшиеся там английские газотурбинные двигатели. Впечатление оказалось неизгладимым, и уже через месяц группа советских военных и гражданских инженеров посетили завод "Rolls-Royce". В декабре того же года в Лондон отправилась еще одна делегация в составе авиаконструктора А.И. Микояна,конструктора двигателей В.Я. Климова и металловеда С.Т. Кишкина. Холодная война еще не разгорелась, а потому британское лейбористское правительство во главе с Клементом Эттли, в стремлении поддержать дипломатические отношения с Советским Союзом, дало разрешение компании "Rolls - Royce"на продажу за железный занавес 40 турбореактивных двигателей Rolls-Royce Nene. Вместе с моторами должны были отгрузить запчасти, специальный инструмент и оборудование для проведения испытаний. Однако о слепом копировании британского двигателя речи не шло. Моторы, купленные в Соединенном Королевстве, должны были стать лишь базой для создания собственного изделия, способного обеспечить переход отечественного авиационного двигателестроения из поршневой эры - в реактивную.

1 марта 1947 года сотрудники ОКБ № 45 приступили к замерам деталей и изготовлению чертежей, которые выполнялись в метрической системе с подгонкой под советский стандарт. В августе 1948 года РД-45 прошел 100-часовые испытания со стендовой тягой 2270 кгс, и до конца года завод № 45 изготовил 154 двигателя для истребителей МиГ-15.Параллельно с работами по РД-45 ОКБ № 45 приступили к созданию собственного двигателя, названного ВК-1.

Первые пять двигателей ВК-1 были изготовлены уже в 1947 году. В августе первый из них прошел испытания на стенде. Заметим, что испытания первого привезенного из Англии Neme 1 закончились в ЦИАМ всего за два месяца до этого. Доводка ВК-1 шла довольно долго. Разрушались лопатки турбины, пульсировало давление масла. Однако в мае-июне 1949 г. рабочие чертежи начали поступать на завод №45. Предполагалось, что уже в сентябре два завода - №45 и №24 изготовят по пять экземпляров двигателя. Но сроки пришлось отодвинуть. Лишь только в ноябре 1949 г ВК-1 прошел государственные стендовые испытания. До конца года завод №45 сдал первые 11 серийных двигателей. С 1950 г выпуск ВК-1 наладили на заводе №24 в Куйбышеве (ныне - Самара). С 1951 - на заводах №16 в Казани, №26 в Рыбинске и №500 в Москве. Масштабы выпуска ВК-1 поражали. Только за 1950 г на одном лишь заводе №45 изготовлены 2535 новых двигателей. Важно отметить, что изначально конструирование ВК-1 происходило без учета опыта, накопленного заводом №45. Именно поэтому конструкторам и технологам завода пришлось тщательно пересмотреть все чертежи, уточнить технологические процессы. Благодаря их упорному труду удалось добиться увеличения тяги двигателя, что было достигнуто благодаря повышению расхода воздуха до 48 кг/с. Кроме того, возникла необходимость увеличить размер диаметра крыльчатки компрессора и довести степень повышения давления до 4,42. Вследствие чего были изменены размеры камеры сгорания, соплового аппарата и турбины. В ходе серийного производства ВК-1 произошла переработка конструкции лопаток диффузора компрессора, внедрялись новые методы нанесения защитных покрытий и новые сплавы, повышался уровень надежности внедряемых уплотнений. Заметным преимуществом ВК-1 по сравнению с аналогичным РД-45 стало внедрение системы автоматического запуска - от нажатия одной кнопки производилась раскрутка ротора статором, включалось зажигание, подавалось пусковое, а затем и основное топливо.

За создание газотурбинного двигателя ВК-1 и его освоение в серийном производстве группа работников ОКБ-45 и завода №45 была удостоена Сталинской премии. Ее лауреатами стали В.Н. Алексеев, П.В. Блинов, М.С. Комаров, А.А. Куинджи, Н.Г. Мецхваришвили, П.А. Подзолов, В.Е. Попов, С.М. Титков и др.

Cовершенствование - путь к развитию

Уже в 1952 г. на заводе №45 начали выпускать первую модификацию двигателя - ВК-1А. От базового изделия новый мотор отличали кожухи камер сгорания, выполненные из цельнотянутых секций, новые жаровые трубы, форсунки, уплотнения, агрегаты топливной системы, утолщенные лопатки соплового аппарата турбины. Тяга двигателя новой модификации не изменилась, а вот ресурс вырос сначала до 150, а потом и до 200 часов. Во многом данные показатели были достигнуты благодаря использованию нового жаропрочного сплава, который применялся при отливке лопаток турбины.

Немного позднее появилась еще одна модификация двигателя - ВК-1Ф, оснащенная форсажной камерой. Следует сказать, что эксперименты по впрыску дополнительного топлива в затурбинное пространство проводились в ЦИАМ еще в 1949 г., поэтому необходимые результаты были получены довольно быстро. И уже летом 1951 года проведены первые стендовые испытания опытного двигателя. За ними последовали летные испытания на экспериментальном истребителе "СФ", сконструированном в ОКБ -155.

Форсажная камера ВК-1Ф была установлена вместо удлинительной трубы ВК-1А. Иначе были сконструированы электросистема и система топливоподачи. Без форсажа стендовая тяга двигателя составляла 2650 кг, а с форсажем - 3 380 кг. На высотах более 7 000 м мотор мог работать на форсажном режиме в течение 10 минут, на меньших - 3 минуты. Двигатель ВК-1Ф выпускался только на заводе №45. В 1953 г. было собрано 40 таких двигателей, а уже через год - 1753.

Постепенно происходила и модернизация новых изделий. С учетом опыта эксплуатации возникла необходимость произвести усиление форсажной камеры, а с 1954 г. - и крыльчатки компрессора. При внедрении и освоении двигателей ВК-1Ф потребовалось провести масштабную работу по отладке процессов горения и подбору сечений реактивного сопла. Важно отметить, что конструкция регулируемого сопла ВК-1Ф являлась уникальной разработкой, не имевшей аналогов в СССР.

Появление турбореактивных двигателей семейства ВК-1 дало мощный импульс к развитию реактивной авиации в СССР. В ОКБ Микояна ВК-1, а затем и ВК-1А установили на МиГ-15, получив, таким образом, модификацию - МиГ-15бис. Эти самолеты серийно выпускались с 1950 г. и участвовали в войне в Корее. Кроме того, двигателями ВК-1А оснащались также истребители сопровождения МиГ-15 Сбис (с подвесными баками) и фоторазведчики МиГ-15 Рбис.

Еще более совершенным вариантом фронтового легкого истребителя стал И-330 (СИ). Самолет являлся дальнейшим развитием МиГ-15 бис, отличаясь от него удлиненным фюзеляжем, увеличенной стреловидностью крыла, гораздо более тонким аэродинамическим профилем. Первый опытный экземпляр самолета разбился в марте 1950 г, однако второй успешно завершил программу испытаний. После этого истребитель был запущен в серию на пяти заводах под маркой МиГ-17.

А в 1953 г. после освоения производством ВК-1Ф появились модификации самолета - МиГ-17Ф и МиГ-17ПФ. В СССР до конца 1958 г. выпущено почти 8000 истребителей этого семейства.

На ильюшинский бомбардировщик Ил-28 двигатели ВК-1 установили в августе 1949 г, правда, для этого пришлось несколько изменить мотогондолы самолета.

Этот вариант скоро внедрили в серию. Весной 1950 г. бомбардировщики Ил-28 поступили на вооружение в первый строевой полк. В том же году появились модификации - Ил-28Т (торпедоносец) и Ил-28Р (разведчик). С 1952 г. Ил-28 всех модификаций стали оснащать двигателями ВК-1А. Первоначально планировалось изготовить около 3 000 машин, но самолет себя настолько хорошо зарекомендовал, что план по его производству увеличили в два раза. Ил-28 стоял на вооружении многих стран, воевал на Ближнем Востоке и в Нигерии. В 1962 г. во время Карибского кризиса эти самолеты размещались на Кубе.

ВК-1 дал новую жизнь туполевскому самолету Ту-14, серийное производство которого было остановлено на начальном этапе. 13 октября 1949 г. опытный бомбардировщик с двумя ВК-1 вышел на испытания. А меньше, чем через год - в июле 1950 г изготовили двухмоторный Ту-14. Поскольку этот самолет изначально предназначался для морской авиации, то уже в ноябре того же года появился опытный торпедоносец Ту-14Т, который стал образцом для серии. В 1952 г. такие самолеты поступили на вооружение авиации флота.

На службе у союзников

Лицензии на производство двигателей семейства ВК-1 СССР передавал своим союзникам. В 1953 г. выпуск ВК-1 начали осваивать в ЧССР под обозначением М-06. Двигатель устанавливался на чехословацкие МиГ-17 и Ил-28. Позднее его сменило новое изделие - М-06А, соответствовавшее ВК-1А. В 1955 г. документацию и образцы двигателя ВК-1 передали для освоения на заводах Польши и Китая. С 1956 г. в КНР стали выпускать двигатели ВК-1Ф под наименованием WP-5, а ВК-1А - под обозначением WP-5D. В том же году в Польше был организован выпуск ВК-1Ф, получивших название LiS-5.

В Советском Союзе производство ВК-1 закончилось в 1952 г. По официальным данным, всего в СССР выпустили 12 002 таких двигателя. Однако модификации изделия продолжали изготавливаться и дальше. Так, двигатели ВК-1Ф выпускались на заводе №45 вплоть до 1958 г. Однако самым массовым стало изготовление двигателя ВК-1А - 34 605 штук. Ни один отечественный турбореактивный двигатель ни до него, ни после не строился в таких количествах. Последний ВК-1А изготовили на заводе №45 в 1960 г.

Двигатели семейства ВК-1 заложили основу советской реактивной авиации. Они заслужили репутацию простых в эксплуатации, надежных и экономичных. Самолеты, оснащенные этими двигателями, долгое время составляли основу ВВС СССР и его союзников.

Материал подготовлен пресс-службой АО "НПЦ газотурбостроения "Салют".

 
Ссылки по теме:
Дайджест прессы за 23 октября 2018 года | Дайджест публикаций за 23 октября 2018 года
Авторские права на данный материал принадлежат журналу «Крылья Родины». Цель включения данного материала в дайджест - сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.

Комментарии к новости