«Пламенные моторы» Архипа Люльки
Шрифт:
Шедевры XX и XXI века. О том, как создавали первый двухконтурный АЛ-31Ф
Спустя более тридцати лет после получения авторского свидететельства на свою схему двухконтурного турбореактивного двигателя Архип Михайлович приступил в 1973 году к его разработке в своем КБ. Его назвали АЛ-31Ф. Это уникальный двигатель. Огромное достижение
выдающегося, даже гениального авиаконструктора. Два таких двигателя установили на самолете Су-21. Суммарная тяга их 25 000 кгс. Именно благодаря этим двигателям Су-21 произвел ошеломляющее впечатление своей маневренностью на авиасалоне в Ле Бурже. О «Кобре» Виктора Пугачева, наверное, знает весь мир. А первым поднял в воздух АЛ-31Ф 23 августа 1979 года Герой Советского Союза Владимир Ильюшин. Руководителями проекта на различных
В технике часто много неясного в вопросах приоритета на крупные изобретения. И сейчас еще спорят – Попов или Маркони, Ползунов или Уатт, Можайский или братья Райт.
Хотя авторского свидетельства на изобретение одноконтурного турбореактивного двигателя в нашей стране никому не выдавали, но бесспорно, что первый отечественный ТРД создал именно Архип Михайлович Люлька.
Заведующий кафедрой МВТУ, заслуженный деятель науки и техники, профессор Владимир Васильевич Уваров, генеральные конструкторы: Артем Иванович Микоян, Архип Михайлович Люлька, директор завода Алексей Александрович Завитаев, генеральный конструктор ОКБ «Союз» Сергей Константинович Туманский, март 1978 год.
И все-таки приоритетное авторское свидетельство на конструкцию турбореактивного двигателя у него есть.
На двухконтурный. И вручили его Люльке 22 апреля 1941 года за № 312328/25.
Действительно, удивляет, как он сумел разработать двухконтурный ТРД еще в 1939 году, когда даже одноконтурные ТРД не воспринимались всерьез.
Он еще тогда заглянул даже не в завтрашний, а в послезавтрашний день авиатехники, ибо двухконтурные двигатели стали создавать в нашей стране, да и во всем мире, после того как научились строить одноконтурные.
Архипу Михайловичу Люльке за создание новых образцов авиационной техники присуждена Ленинская премия. 1976 год.
ДТРД выглядит на фотографии с авторского свидетельства совсем просто, вполне доступно и понятно, но это та самая простота всех гениальных изобретений.
С середины 60-х годов, спустя четверть века после того, как Люлька придумал ДТРД, их широко начали применять в авиации. Но сам Архип Михайлович двухконтурный двигатель начал создавать позже других.
Когда этому удивлялись, он говорил: «Как-то руки все не доходили».
Правда ли, что руки не доходили? Правда. Ведь его схема одноконтурного настолько перспективна, удобна, гибка, что ею только и занимались, выжимая новые тонны тяги. Зато его двухконтурным занимались многие другие двигателисты и у нас, и за рубежом…
И вот наконец предложенный А.М. Люлькой еще в 1941 году наиболее экономичный двухконтурный двигатель начал обретать жизнь в его КБ.
«…Создание эффективного двухконтурного двигателя требовало освоения относительно высокого уровня параметров термодинамического цикла, решения ряда сложных конструктивно-технологических и газодинамических проблем, что было невозможно в начальный период развития реактивной техники. Поэтому первые турбореактивные двигатели были построены по схеме одноконтурного ТРД…»
Так что это такое ДТРД – двухконтурный турбореактивный двигатель?
Полный коэффициент полезного действия двигателя состоит из термического КПД и тягового КПД, а они зависят от скорости истечения газов из двигателя и скорости полета.
Для одноконтурного двигателя существует противоречие: его тяговый КПД растет, а термический уменьшается, если падает скорость истечения газов.
У двухконтурного двигателя этого противоречия нет. Зная, что при малых скоростях полета выгоднее отбрасывать большие массы газа с относительно меньшей скоростью, чем меньшие массы с большей скоростью, Люлька поставил впереди компрессора вентилятор и заставил большие массы воздуха поступать в обход основного контура двигателя непосредственно в сопло. А поскольку перед соплом при этом создавались все необходимые условия для сгорания топлива, есть воздух – есть давление, то туда можно впрыскивать горючее и получать дополнительную, так называемую форсажную тягу.
Архип
Михайлович «болел» за киевскую футбольную команду «Динамо». 23 марта 1978 года ему вручили мяч с автографами футболистов этой команды.Партком поздравляет генерального конструктора, коммуниста А.М. Люльку с юбилеем.
Получалось, что для дозвуковой скорости полета обеспечивается высокая экономичность, а в случае форсажа достигаются сверхзвуковые скорости. Сам Люлька добавлял:
– Я так и писал в заявке тогда: «Предполагаемый двигатель имеет преимущество в экономичности перед одноконтурным турбореактивным двигателем при умеренных скоростях полета. Для сверхзвуковых скоростей двухконтурный турбореактивный двигатель имеет свои особенности. Оптимальные параметры такого двигателя определены теоретически».
Сейчас-то они уже есть и практически. Академик Сергей Алексеевич Христианович упрекал Люльку при встречах:
– Эх, Архип Михайлович, кинули вы тогда это дело. А какой мог быть еще тогда двигатель! То, что нужно для авиации: экономичность на небольших скоростях, например при барражировании, и в нужный момент – рывок, форсаж, сверхскорость!
– Так вы же знаете, почему…
– И самолеты Сухого в 50-х годах пошли не с этим двухконтурным, а с простым одноконтурным.
– А самолеты получились превосходные.
– Может быть, вы и правы в том отношении, что, если бы мы с вами тогда не работали над АЛ-5, не было бы и АЛ-7. А если бы взялись за двухконтурный… За две вещи сразу браться нельзя. Но идеи стали известны: привлекли всеобщее внимание… Расчеты были проделаны, и многие взялись за двухконтурный – и Павел Александрович Соловьев, и Николай Дмитриевич Кузнецов, и Владимир Алексеевич Лотарев.
Первые в мире двухконтурные форсированные двигатели для сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 были созданы у нас в КБ Рыбинская, вошедшего позже в НПО «Сатурн». Сейчас вся мировая гражданская авиация летает на двухконтурном и военные самолеты стали делать с ДТРД. В Англии их строит «Роллс-Ройс», в США – «Пратт-Уитни», «Дженерал Электрик».
Весь мир теперь знает о самолете Су-27, о летчике Пугачеве и о его «Кобре».
А вот о том, что этот ошеломляющий успех стал возможен благодаря уникальному двигателю ОКБ Люльки АЛ-31Ф, узнали позже, в основном авиаспециалисты-инженеры, летчики наши и зарубежные. О том, как создавался этот уникальный двигатель, рассказывают его создатели.
Работа по двигателю АЛ-31Ф началась в 1972 году с приказа об открытии темы, назначении первого руководителя темы – заместителя главного конструктора Александра Васильевича Воронцова и ведущего конструктора Марка Вольмана и длилась 13 лет до окончаний госиспытаний.
Михаилу Михайловичу Липовицкому присвоено звание ведущего конструктора особо сложных объектов, и он был назначен руководителем двух бригад: № 12 и № 16, которым поручили создание форсажной камеры и реактивного сопла для двигателя АЛ-31Ф. «Приступив к этой работе, – вспоминает М.М. Липовицкий, – мы постарались использовать накопленный опыт и горячо взялись за дело. Форсажной камерой руководил М.К. Сладков, корпусом форсажной камеры – А.А. Коваль, реактивным соплом – Б.В. Дубровский, расчетными работами по форсажной камере занимались З.В. Птицына, С.И. Киселева, С.В. Лазарев, расчетами по соплу – Г.В. Комиссаров. Для достижения высокой полноты сгорания в форсажной камере необходимо добиваться равномерного распределения воздуха, поступающего из наружного контура и форсажного топлива по всему сечению. Это достигалось специальным смесителем, кольцевыми стабилизаторами и топливными трубчатыми кольцевыми коллекторами, имеющими струйные форсунки под углом к продольной оси камеры. При распределении воздуха следует оставлять достаточный пристеночный слой воздуха, необходимый для охлаждения теплозащитных экранов и сопла. С одобрения Архипа Михайловича было принято наше предложение – сверхзвуковое сопло проектировать по классической схеме сопла Ловаля. При проектировании были использованы новые наилучшие, созданные Всесоюзным институтом авиационных материалов (ВИАМом), сплавы: титановый ВТ-20, листовой ВЖ-101 и литейный сплав ВЖЛ12У. Помимо уменьшения веса конструкции литье позволяло применять необходимые сложные формы, делая конструкцию более технологичной.