Валерий Августинович - Битва за скорость. Великая война авиамоторов

• Название: Битва за скорость. Великая война авиамоторов
• Автор: Валерий Августинович
• Издательство: М. : Яуза : Эксмо, 2010. — 448 с.: ил.
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2010
• ISBN: 978-5-699-43214-1

Борьба за господство в воздухе — это прежде всего ВОЙНА МОТОРОВ. Опыт Второй Мировой показал, что именно превосходство в скорости является решающим фактором в воздушном бою, а отставание СССР в моторостроении стало главной «ахиллесовой пятой» наших ВВС в Великой Отечественной войне. Вся история авиации есть ожесточенная БИТВА ЗА СКОРОСТЬ, а значит — за мощность авиадвигателей, по праву считающихся вершиной технологии и доказательством научно-технической состоятельности государства.

Эта книга — первое серьезное исследование великой войны моторов, продолжавшейся весь XX век и определившей развитие авиапромышленности, — от первых поршневых двигателей до новейших газотурбинных, от неуклюжих «этажерок», летавших со скоростью мопеда, до гиперзвуковых стратосферных суперджетов последнего поколения. Будучи признанным авторитетом в области проектирования авиационных двигателей с более чем 40-летним стажем, автор лично участвовал в этой битве за скорость, а его книга не только в высшей степени компетентна, но еще и на редкость увлекательна, читаясь как захватывающий технотриллер.

---

Однако он опередил свое время: деревянные винты на съем мощности 400 л.с. не могли работать с такими оборотами — требовался редуктор, при отливке корпусов было много брака. Надежный редуктор сделать не удалось. В D-12 отказались от блочной конструкции, вернувшись к раздельным цилиндрам, и снизили обороты. Мотор D-12 получился надежным, дешевле, чем его прямой конкурент «Либерти», смелым лобовым сопротивлением и хорошими весовыми характеристиками (отношение мощности к массе мотора составляло 1,25 л.с./кг). Это позволило ему в составе самолета «Кертис» выиграть дважды кубок Шнейдера, опередив французский «Ньюпор» с лучшим авиамотором того времени «Испано-Сюиза». Именно с этим мотором D-12 была достигну-in максимальная скорость того времени (середина 1920-х гг.) — 320 км/ч. А проблему качества отливок блоков цилиндров решили только к середине 1930-х гг. Последним в ряду моторов жидкостного охлаждения фирмы Кертис» был разработанный в 1928 г., накануне Великой депрессии, мотор Conquerer («Завоеватель») мощностью 600 л.с. классической V-образной схемы с 12 цилиндрами. Этот мотор имел хорошие весовые характеристики: отношение мощности к массе мотора составляло уже более 1,5, но… наступил экономический кризис, и «Кертис» была вынуждена объединиться с фирмой «Райт», которая в то время уже перешла на моторы воздушного охлаждения.

Всего в США за сорокалетнюю эпоху (1903–1943 гг.) было разработано 30 типов оригинальных (нелицензионных) поршневых моторов, вошедших в серию. Это, безусловно, великолепный результат, свидетельствующий о лидерстве американской инженерной школы в этой области. Другой вопрос, что в США «проспали» начало новой инновационной волны — разработку турбореактивных двигателей, где лидером стала Германия, но об этом — дальше.

Подлинно авиационными являются именно моторы воздушного охлаждения (до появления авиации их просто не было, да и вне авиации они неприменимы). Родиной стационарных (неротативных) авиамоторов воздушного охлаждения большой мощности является Великобритания. Уже в 1917 г. на заводе «Космос» Роем Федденом были спроектированы сразу двухрядные 14-цилиндровые «Меркурий» (315 л.с.) и «тысячник» 18-цилиндровый «Геркулес». Однако пришлось сдавать назад — надежное охлаждение двухрядных звезд тогда организовать не удалось. Зато однорядный девятицилиндровый мотор «Юпитер» (400 л.с.), созданный уже в 1918 г. под руководством Роя Феддена на том же заводе «Космос», оказался надежным. «Космос» впоследствии получил название «Бристоль», а после объединения с фирмой Сиддли «Армстронг» сформировалась известная фирма «Бристоль-Сиддли» до очередного объединения ее с «Роллс-Ройсом» уже в 1960-е гг.

Лицензия на производство модернизированного «Юпитера-VI» мощностью 535 л.с. была приобретена французской фирмой «Гном-Рон», где он строился с 1923 г., а также (уже после приобретения у «Гном-Рона») в СССР (на заводе № 29 в Запорожье под маркой М-22), Германии («Сименс»), Японии, Чехословакии, Польше. Англичане же на основе «Юпитера» выпустили малотиражную «планетную» серию в классе мощности 200–300 л.с. («Титан», «Нептун»), Следы деятельности Роя Федцена обрываются уже после Второй мировой войны: в 1948 г. под его маркой был сделан турбовинтовой двигатель «Fedden Gotswold» мощностью 1350 л.с. с хорошими весовыми характеристиками — отношение мощности к весу двигателя составляло 4, т. е. с каждого килограмма веса в турбовинтовом двигателе снималось мощности в два раза больше, чем в поршневом.

Первый девятицилиндровый (114x140) авиамотор воздушного охлаждения большой тогда мощности (220 л.с.) фирмы «Райт» — «Wright Whirlwind J-5» (создан при участии известного британского конструктора моторов воздушного охлаждения Samuel Heron, или, в русской транскрипции, Самюэля Герона) появился в 1925-м. Помогло этому и приобретение английских патентов. Линдберг в 1927 г. совершил свой знаменитый перелет через Атлантику (Нью-Йорк — Париж) на самолете «Spirit of St. Louis» («Дух Сан-Луи»), оснащенном этим мотором. После этого авиамоторы воздушного охлаждения завоевали всемирный авторитет — была подтверждена их надежность при лучших весовых характеристиках. Эта надежность была обеспечена кропотливой работой над охлаждением цилиндров и выпускного клапана, имеющего температуру до 300° Цельсия.

История другой знаменитой фирмы «Пратт-Уитни», конкурента «Райт» связана с именем Рентшлера. Фредерик Рентшлер, выпускник Принстонского университета (1909 г.) с большими семейными связями в финансовых кругах, во время Первой мировой войны ставший лейтенантом, занимался приемкой авиамоторов на заводе, т. е. был военпредом. После окончания войны он думал вернуться в семейный бизнес: отец не одобрял его занятие авиацией, говоря: «Авиация — это чертовски дурацкий бизнес, только для спортсменов» (Sullivan, р. 2). Однако он «заболел» авиацией и после войны в 1919 г. пришел на фирму «Райт» и проработал на ней пять лет. Именно здесь он и создал уникальный конструкторский коллектив. К этому времени он уже дозрел до того, что ему захотелось создать самостоятельную компанию. Но для этого нужна была рыночная ниша для авиамоторов. И тут как раз началось строительство авианосцев, вернее, переделка двух тяжелых крейсеров «Саратога» и «Лексингтон» в авианосцы. А для них потребовалось 200 самолетов и соответственно легких мощных моторов. Рентшлер обещал адмиралу Моффету, начальнику авиации ВМФ, создать легкий мотор воздушного охлаждения мощностью 400 л с. Тот поддержал идею, но федеральных денег на разработку опытного образца не было. Тут-то и помогли семейные и дружеские связи: некоторая сумма свободных денег на этот проект нашлась и была вложена в предприятие («венчур») на базе станкостроительной фирмы «Pratt & Whittney» в Хартфорде (штат Коннектикут). Основатели базовой фирмы (1860 г.) Фрэнсис Пратт и Амос Уитни начинали как механики на заводе Кольта по производству оружия — пистолетов «кольт» — в Хартфорде. В этом смысле Коннектикут был идеальным местом для новой машиностроительной компании, готовящейся производить продукцию с повышенными требованиями к точности изготовления, т. е. такие прецизионные изделия, как авиамоторы. С квалифицированными кадрами там все было в порядке. Нужны были только деньги, оборудование и помещение. Деньги нашлись, подыскали и помещение — старый автомобильный завод, использовавшийся как склад для сигарного табака.

И вот в 1925 г. Рентшлер, как бы сейчас сказали, главный конструктор, покидает фирму «Райт» вместе с группой конструкторов (и конструкторским заделом), включая талантливого конструктора и экспериментатора Джорджа Мида (George J. Mead). В этом же 1925 г. им регистрируется новая фирма «Пратт-Уитни Эйркрафт». Несмотря на присутствие в названии фирмы слова «самолет» («Эйркрафт»), эта фирма проектированием самолетов никогда не занималась. Еще до полного оборудования новой фирмы конструкторы приступили к разработке нового мотора в… гараже, как это часто бывало в те времена фазы «А» инновационной волны.

Первый девятицилиндровый (146x146) мотор PW Wasp «Оса» (425 л.с.) был создан уже в 1926 г. Он действительно оказался самым легким мотором того времени, как и обещал Рентшлер: отношение мощности к весу мотора составило 1,45. Позже на основе удачного опыта создания «Осы» появляются и другие «осы» «Пратт-Уитни»: Twin Wasp «Оса сдвоенная» и Double Wasp «Оса удвоенная». Между тем начинается конкуренция между «Пратт-Уитни» и «Райт», последняя в начале 1930-х объединяется с фирмой «Кертис». В результате острой борьбы к середине 1930-х доминировать стала фирма «Кертис-Райт» благодаря установке ее мотора воздушного охлаждения «Циклон» разработки 1933 г. на массовый транспортный самолет фирмы «Дуглас ДС-1» (Douglas Commercial), а позже и на самый знаменитый самолет «всех времен и народов» ДС-3, или, по военной классификации, С-47, или его отечественный аналог Ли-2.

Уже после Второй мировой войны, в 1950-е гг. в этой конкурентной борьбе победила «Пратт-Уитни», вовремя перестроившись на проектирование и производство газотурбинных двигателей. А «следы» конкурирующих фирм «Райт» и «Пратт-Уитни» проявились в виде лицензионного производства в СССР (мотор Райт «Циклон» — Швецов АШ-62) и в Германии (моторы PWWasp «Оса» и Hornet «Шершень» — BMW. 132). «Квадратное» соотношение диаметра и хода поршня в двигателе BMW. 801 ведет свое происхождение именно от «Пратт-Уитни». В войну глубокие двухрядные модификации (АШ-82ФН и BMW 801D) этих однорядных лицензионных моторов встретились в бою на самолетах Лa-5 и «Фокке-Вульф-190».

В 1920-е гг. английское правительство не поддержало разработку отечественных «тысячников»-динозавров, а здраво рассудив (что говорит о хорошей компетентности правительственных экспертов по авиации), заказало фирме «Роллс-Ройс» разработку аналога американского D-12 с добавлением нагнетателя. Первоначально мотор был без нагнетателя: собственной школы разработки нагнетателей на «Роллс-Ройсе» не было. Пригласили Эллора (J. E. EIIor) из госкомпании «Королевский авиационный завод» R.A.F., занимавшегося нагнетателями с 1915 г., который и разработал односторонний нагнетатель с механическим приводом. Вообще первый нагнетатель для наддува цилиндров появился в эксплуатации на моторе R.A.F.8, двухрядной звезде воздушного охлаждения. Работы по турбинному приводу нагнетателей велись в Великобритании с 1918 до 1925 г., пока решением правительства эти работы не были прекращены из-за отсутствия жаропрочных материалов. Правда, был разработан уникальный опытный роллс-ройсовский «Кондор-5» с двухступенчатым турбонаддувом.