Крылья Родины
Шрифт:
И вот, находясь в кругу частных задач моторостроения, некоторые решения Климова все же восходят к самым высоким образцам технических решений вообще. Таково, скажем, его решение задачи перевода скоростей двухскоростного нагнетателя путем использования паразитных крутильных колебаний вала. Задача стала перед конструктором ввиду невозможности найти место для установки обычного переводного механизма. Этот механизм конструктор устранил вовсе, установив несравненно менее отягощающий мотор механизм, превращающий крутильные колебания вала в поступательное движение для перевода скоростей. Идея механизма настолько нова и необычна, что ни один механик, каким бы опытом он ни располагал, не в состоянии отгадать без особых объяснений способ действия механизма. И примечательность здесь не в устройстве механизма,
Заслуги В. Я. Климова в области моторостроения получили высокую оценку. Он — неоднократный лауреат Сталинских премий, орденоносец, Герой Социалистического Труда, действительный член Академии-наук СССР.
Его моторы «М-105», «М-105-ПФ» ныне поднимают в воздух и «Пе-2» и все истребители Яковлева — от «Як-1» до «Як-9».
Сторонник крупных и решительных движений вперед по раз найденному правильному и оправданному действительностью пути, он с первых дней Великой Отечественной войны начал работать над мощным мотором «М-107» и создал его, перейдя все пределы, допускавшиеся теоретической наукой. В этом моторе, несмотря на его огромную мощность, конструктору удалось полностью осуществить одну из основных черт идеального авиационного мотора. По своим поперечным размерам «М-107» легко вписывается в эллипс, за которым проектируется фигура сидящего летчика.
Значение этого факта заключается в следующем.
Конструктор связан габаритами мотора. Каждое нарушение этих габаритов ведет к искажению формы фюзеляжа, что в конечном счете может повысить его сопротивление в воздухе настолько, что вся добавочная мощность мотора будет бесплодно расходоваться на преодоление этого сопротивления.
Идеальная форма движущегося в воздухе тела, дающего наименьшее сопротивление, как известно, похожа на веретено. Такую веретенообразную форму и стремится придать фюзеляжу конструктор истребителя, причем в наиболее утолщенной части веретена он помещает сидящего за управлением летчика. Плоскость, пересекающая фюзеляж в этом месте перпендикулярно к оси фюзеляжа, образует так называемое миделевое сечение, или просто мидель фюзеляжа. Так вот, уменьшение миделя фюзеляжа только на одну десятую квадратного метра уже увеличивает скорость самолета на 4–6 километров в час. В то же время увеличение миделя мотора на десятую долю квадратного метра равноценно снижению мощности мотора на 40–50 лошадиных сил. По этим примерам можно видеть, насколько остро стоят перед авиаконструктором вопросы сопротивления воздуха и как тесно связаны интересы самолетостроения и конструктора мотора.
Находящийся в головной части фюзеляжа мотор легко может исказить хорошо обтекаемую форму фюзеляжа. Такое искажение вызовет, скажем, или слишком короткий, или слишком далеко выдвинутый вал, всякое увеличение миделя мотора и т. д.
Конструктор мотора, таким образом, должен работать, памятуя постоянно о тех требованиях, которые предъявит к мотору конструктор самолета.
Дополнительная трудность здесь в том, что строитель мотора испытывает свою машину на испытательном стенде, в условиях, лишь в малой степени напоминающих условия, в которых придется работать мотору на самолете.
В. Я. Климов (слева) в конструкторском бюро.
Как бы, скажем, тщательно ни измерил теплоотдачу мотора конструктор на испытательном стенде, на самолете эта теплоотдача оказывается иной. А самолетостроитель ведь рассчитывает систему охлаждения и ее устройство на самолете, принимая во внимание замеренные данные.
Случается нередко, что мотор, превосходно работавший на земле, вдруг начинает выбрасывать масло, когда самолет набирает значительную высоту, или, вопреки всем расчетным данным, теряет мощность.
Соблазн легкого решения за счет последующего творческого напряжения конструктора самолета у строителя мотора очень велик, и противостоять
ему может не всякий. Тем более, что никто не возлагает на конструктора мотора обязанность доводить и дорабатывать винто-моторную группу на самолете.При таком положении дела совместная работа конструктора мотора и самолетостроителя становится столь же трудной, сколь и необходимой.
Успешное создание самолета в известной мере зависит от взаимных отношений того и другого.
Моторы Климова стоят главным образом на истребителях Яковлева, получивших заслуженную славу. Человек высокой требовательности, А. С. Яковлев, несомненно, оказал влияние на стиль конструкторской работы Климова, считающего доводку и доработку винто-моторной группы на самолете таким же своим прямым делом, как и доводку самого мотора.
Конструкторскую работу Климова характеризует понимание тех условий, в которых будет работать мотор на самолете. Объясним ли мы эту особенность Климова настойчивой требовательностью Яковлева, занесем ли мы ее на счет огромного опыта Климова или поставим в зависимость от его раннего увлечения лётным делом, — и в том, и в другом, и в третьем случае мы должны признать Владимира Яковлевича типичным конструктором авиационных моторов, ощущающим мотор как «сердце самолета», а не как мотор вообще.
Моторы воздушного охлаждения
Рассказывая о своих встречах с И. В. Сталиным, В. Я. Климов вспоминает:
«Это было в 1934 году. Я только что вернулся из-за границы и был приглашен на одно ответственное совещание по вопросам строительства авиационных моторов воздушного и водяного охлаждения. На этом совещании присутствовали товарищ Сталин и члены правительства.
Речь шла о закупке за границей моторов воздушного охлаждения. Неожиданно мне было предложено сделать доклад по этому вопросу.
В то время я работал по моторам водяного охлаждения. К докладу я не готовился, но делать нечего — пришлось выступать. В своем докладе я очень много говорил о преимуществах моторов воздушного охлаждения. Я видел, как встал Иосиф Виссарионович и, улыбаясь, прошелся несколько раз по залу. Когда я кончил доклад, товарищ Сталин спросил меня:
— Вы, кажется, работаете сейчас по моторам водяного охлаждения?
— Да, — ответил я.
— Что же, вы не верите в свое дело?
После этих слов Иосифа Виссарионовича я сразу понял, что я не совсем ясно и объективно изложил свои мысли. Очевидно, я перехвалил преимущества моторов воздушного охлаждения, и Иосиф Виссарионович это заметил».
В то время, к которому относится рассказ Климова, появились превосходные моторы воздушного охлаждения, и многим казалось, что моторы водяного охлаждения изживают себя. Но дело было не в преимуществах системы, а в новом движении конструкторской мысли.
В течение ряда последующих лет, вплоть до нападения Гитлера на Польшу, мировая авиация предпочитала моторы воздушного охлаждения. К началу же войны отдельным английским и немецким конструкторам удалось значительно улучшить моторы водяного охлаждения, и воздушная система вошла в полосу кризиса. От воздушных моторов прежде всего отказались немцы, увеличив выпуск моторов водяного охлаждения. Но в годы второй мировой войны, пережив кризис, воздушная система снова вышла вперед. И как на протяжении всей истории моторостроения, так и сегодня никто не может категорически ответить на вопрос, какая система лучше.
Колебания мировой конструкторской мысли при выборе системы охлаждения, вероятно, сказались бы и на советском моторостроении, если бы у нас над развитием того и другого мотора в порядке дружеского соревнования не работали такие высокие мастера дела, как В. Я. Климов и А. Д. Швецов.
В чем заключались достоинства и недостатки этих двух систем охлаждения?
Чтобы использовать лучшим образом для охлаждения мотора набегающий поток воздуха, цилиндры мотора воздушного охлаждения снабжаются ребрами и располагаются в один или два ряда вокруг вала звездообразно. При таком расположении цилиндров число их может быть очень значительно, и, значит, на таком моторе проще достигнуть больших мощностей.