Сверхзвуковая ступень компрессора – визитная карточка двигателя АЛ-7
Сверхзвуковая ступень компрессора – визитная карточка двигателя АЛ-7
Создавая двигатель для сверхскоростных самолетов, Люлька и его соратники считали, что он в первую очередь должен быть малогабаритным и легким. Ему задавали минимальный по тем временам удельный вес – 0,21 кг на килограмм тяги. Сверхзвуковая ступень, которой конструкторы заменили несколько дозвуковых ступеней компрессора, упростила конструкцию. Однако газодинамические силы на сверхзвуковой лопатке выше, чем на обычной дозвуковой, и это сделало ее очень напряженной. Большие осложнения при отладке устойчивости компрессора возникли в эксплуатации. И доводка АЛ-7Ф, этого уникального двигателя, оказалась сложной как в стендовых, так и в летных условиях.
– Дефекты отдельных деталей и узлов, разрушения их при испытаниях, аварии стали тяжелыми этапами трудного пути АЛ-7Ф в серию, – говорил Архип Михайлович Люлька. – Некоторые специалисты начали утверждать, что мы неправильно выбрали удельный вес, нам даже советовали создать сначала более тяжелый двигатель с большим запасом прочности, довести его, а затем облегчать. Нам было нелегко отстаивать свои позиции.
Александр Александрович Микулин, приехавший в КБ в составе комиссии по разбору дефектов АЛ-7, рекомендовал нам увеличить удельный вес до 0,3–0,35, как это было у его двигателя АМ-3, предназначенного для тяжелого самолета.
Но мы считали, что выбранный нами вес научно обоснованный – это доказал потом и сам наш двигатель.
А дальнейшее развитие энергонапряженных турбореактивных двигателей подтвердило курс, по которому мы пошли.
Позже многие авиационные КБ мира стали применять сверхзвуковую ступень, а в то время это было смелым новаторством. Разработанная и испытанная ЦИАМ и ЦАГИ и установленная по инициативе Люльки на АЛ-7 сверхзвуковая ступень значительно улучшила все данные двигателя.
После первого вылета без разрешения Кочетков сделал еще двенадцать полетов, и его отозвали в КБ Лавочкина. Вместо себя он рекомендовал летчика-испытателя Владимира Николаевича Махалина.
– Когда впервые увидел Су-7, он показался мне слишком большим для истребителя, – делился своими впечатлениями Владимир Махалин. – Удивляло и очень высокое шасси. От этого кабина оказалась почти на уровне второго этажа, без стремянки в нее не заберешься. А приборов, выключателей и переключателей великое множество.
Но самое главное, здесь стоит махметр с делениями на 2,5 мах (отношение скорости полета к скорости звука). Неужели полечу со скоростью в два звука? Какой же двигатель понесет меня с такой скоростью? Я отправился в КБ Люльки, где сделали его. Моим учителем и гидом стал Павел Семенович Тарабан. Он рассказал мне об устройстве и принципах действия АЛ-7Ф.
До этого мне приходилось летать на МиГ-15, обучать воздушным боям корейских летчиков, на нем стоял климовский двигатель ВК-1 с тягой 2700 кгс. А здесь около 9000 кгс.
Пошли в сборочный цех, посмотрел, как собирают эту чудо-технику. Да, это не только научное, техническое и производственное творение, это – произведение искусства. Проникся большим уважением к создателям АЛ-7.
– Это на этом двигателе стоит сверхзвуковая ступень? – спросил я у Тарабана.
– Да, сверхзвуковая ступень, и от этого на нем «горбинка» – это визитная карточка нашего двигателя.
Потом в боксе на стенде, где испытывался АЛ-7, попробовал управлять им, подрегулировал сектор газа, все легко. Послушал «голос» двигателя, ведь в полете иногда и на звук приходится определять, как он работает.
Герой Советского Союза летчик– испытатель Владимир Махалин на самолете СУ-7 с двигателем А.М. Люльки АЛ-7 впервые достиг скорости, превышающей в два раза скорость звука.
И вот первый мой полет на Су-7, и на нем стоит первый форсированный двигатель Люльки.
В кабинет начальника ЛИС вошел человек лет сорока пяти. Седые, очень коротко подстриженные волосы. Внимательный взгляд серых глаз со смешинкой сразу расположил к себе. Так произошло мое знакомство с главным конструктором Люлькой.
– Вам все ясно, Владимир Николаевич, по двигателю? – спросил Архип Михайлович.
– Пока да, – ответил Махалин.
Архип Михайлович стал ходить по комнате, внешне он был спокоен: сдержанно и тактично разговаривал со всеми безо всякого руководящего нажима, но чувствовалось, что волнуется перед полетом.
– Как поведет себя наш форсированный?
После уточнения полетного задания летчик сел в кабину Су-7. Запустили двигатель.
– Вырулил я на взлетную полосу, дал газ, – продолжал Махалин. – Самолет устремился ввысь, как будто это не десятитонная машина, а пушинка, так легко он взлетел. Нажал сектор на включение форсажа, через 1–2 секунды почувствовал хлопок и толчок в спину – значит, перешли через звуковой барьер, и вот уже самолет достиг скорости 1,5 маха. Чувствовалось, в двигатель заложены колоссальные возможности, которые могут разогнать Су-7 до огромных сверхзвуковых скоростей. Но это не входит сейчас в задание.
* * *
Герой Советского Союза летчик-испытатель Владимир Николаевич Махалин о встречах с А.М. Люлькой и его двигателях:
«Я счастлив, что судьба свела меня с двумя гениальными людьми – Павлом Осиповичем Сухим и Архипом Михайловичем Люлькой. Мне одному из первых представилась возможность выполнить доводку мощного двигателя АЛ-7Ф. Создание самолета и тем более двигателя, особенно его доводка, является напряженнейшей работой всего КБ и его руководителя. В конце 1955 года меня пригласили испытывать самолет Сухого с двигателем Люльки. И тогда мне довелось встретиться с П.О. Сухим и А.М. Люлькой.
После изучения конструкции самолета, его систем и особенностей, а они были ошеломляющими, я приступил к изучению еще более ошеломляющей конструкции двигателя Люльки, тяга которого была раза в три больше, чем у предыдущих двигателей. А до этого мне приходилось летать на МиГ-15 с двигателем В.К. Климова. На меня как на летчика-испытателя легла большая ответственность. Двигатель – сердце самолета, от его мирной, ритмичной работы зависит успех всего самолета в целом. Поэтому я очень серьезно начал изучать его в КБ Люльки. У Архипа Михайловича великолепный коллектив специалистов, которые помогли мне в изучении их детища в теории, в инструкции его эксплуатации и на практике.
После этого я приступил к работе с двигателем на стенде в боксе КБ. Двигатель АЛ-7 значительно отличался от всего, что я испытывал раньше. Его размеры, конструктивные особенности – все было для меня новым и необычным. Я запустил двигатель. Опробовал его на всех режимах до 1 маха включительно, поработал РУДом двигателя так, как если бы находился в полете.
После теории и отработки двигателя на стенде я прошел солидную комиссию. Когда я сдал зачеты всем специалистам, меня представили симпатичному худощавому человеку, скромно сидевшему на стуле, с вьющимися волосами, живыми глазами. Он оказался создателем этого замечательного мотора А.М. Люлькой.
С Архипом Михайловичем завязалась беседа. Я рассказал о своей летной работе на самолетах с другими двигателями. Он рассказал о своем двигателе. Впереди предстояла большая напряженная работа. Сложно сконструировать двигатель, не менее сложно довести его. Двигатель должен работать на земле без скорости, а в полете на скорости более 2 махов и на высоте около 20 км. А 30 марта 1956 года мы встретились с Архипом Михайловичем на аэродроме в Жуковском. Предстоял первый полет с новым форсажным двигателем. Волновались все: и суховцы, и специалисты КБ Люльки. Ждали, как поведет их форсированный двигатель».
Для самолета это был 13-й полет, а для Махалина с двигателем АЛ-7Ф был первый. На разборе, где присутствовали Павел Осипович Сухой, Архип Михайлович Люлька, специалисты от двух КБ, Махалин доложил, что взлет и полет прошел успешно. Спустя час летчик снова поднял самолет, и опять все прошло хорошо, замечаний не было.
Начались планомерные испытания по заводской программе. Один из полетов был на максимальную скорость без форсажа. Самолет на высоте 12 км перешел за скорость звука 1,25. Двигатель и самолет работали четко. Расшифровка самописцев подтвердила это. Было принято решение в этот день на этапе вылета включить форсажный режим двигателя. На высоте 12 км на скорости 0,9–0,95 маха включил гашетку форсажа, почувствовал ощутимый толчок в спину и увидел по приборам энергичный разгон самолета, буквально за несколько секунд Су-7 увеличил скорость до 1,5 маха. Самолет и двигатель работали ровно, спокойно, надежно, но согласно заданию я выключил форсаж. Форсаж мерили на земле шагами по пламени – семь шагов.
– Добавь еще, – предложил Архип Михайлович. Крутнул еще. – А теперь, Володя, хватит, больше нельзя.
Простота, ясность мышления, бережливое отношение к летчику, быстрое реагирование на его замечания отличало Архипа Михайловича от других конструкторов.
На разборе полета летчик доложил главным конструкторам Сухому и Люльке, что замечаний по самолету и двигателю нет, можно продолжать испытания и достичь большей скорости, если Архип Михайлович разрешит увеличить тягу на форсажном режиме.
После небольших колебаний Люлька согласился.
– Добре, прибавим немного, только не окажитесь в космосе, там мой двигатель не готов еще работать, – пошутил он с летчиком.
Задача дальнейшего наращивания сверхзвуковых скоростей основной тяжестью легла на плечи двигателистов. Эти скорости требовали одинаково устойчивой работы двигателя на самых сложных режимах полета самолета. А обеспечить все это дело не простое. Работу первой ступени компрессора нужно было как-то регулировать – иначе возникала опасность помпажа.
Люлька напряженно думал над тем, как расширить диапазон устойчивости в работе двигателя, и ставил эту задачу перед всем коллективом.
– Нужно, чтобы АЛ-7Ф работал без срывов, помпажей на всех режимах, – говорил он. – Это сейчас наша самая главная задача. Решение должно быть найдено. Иначе 2 маха нам не взять.
Он знал своих людей, верил в них. И видел, что они не просто задумываются над поставленной задачей, а уже ведут активную работу.
Уже через несколько дней Р.А. Майков принес то решение, рождение которого ждал Люлька. Это было предложение о кольцевом перепуске воздуха над первой ступенью компрессора.
– Это то, что нужно, – убежденно сказал Люлька.
В то время эту оригинальную идею не все оценили по достоинству, многие не верили, что кольцевой перепуск даст положительный результат.
Как показали испытания, с перепуском воздуха из кольцевой щели срывные явления в компрессоре двигателя АЛ-7Ф возникали на более низких оборотах, чем без перепуска, что обеспечивало устойчивую работу двигателя на максимальных скоростях полета без сколь-нибудь значительного снижения его тяги. Таким образом, была открыта дорога к достижению весьма больших скоростей полета.
Последняя модификация двигателя с увеличенной форсажной тягой, с кольцевым перепуском над первой ступенью, применением титана в дисках и лопатках прошла испытания на стенде и в летающей лаборатории и полные испытания в ЦИАМе.
Двигатель пошел в широкую серию для самолетов Сухого, Туполева, Бериева под индексом АЛ-7Ф.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.