Ю.М. Шабалин
ТОПЛИВНАЯ УДАВКА ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
Энергетическое обеспечение авиации до конца сороковых годов прошлого столетия эффективно осуществлялось кривошипно-шатунными двигателями внутреннего сгорания.
В процессе совершенствования летательных аппаратов с увеличением их скорости и грузоподъёмности требования к авиационным двигателям по мощностным и тяговым характеристикам постоянно повышались.
Но у кривошипно-шатунных двигателей с ростом мощности выше нескольких тысяч лошадиных сил происходит неприемлемое для авиации увеличение габаритов и веса двигателей. Поэтому к середине сороковых годов рост мощности авиационных кривошипно-шатунных двигателей оказался ограниченным уровнем 4000-5000 л.с. в одном агрегате.
Собственно говоря, на этом совершенствование авиационных двигателей внутреннего сгорания на Западе закончилось.
Для дальнейшего повышения скорости и грузоподъёмности самолётов требовались принципиально новые технические решения в области двигателестроения. Для западных моторостроителей эти решения лежали только в сфере реактивной техники, поскольку других вариантов у них просто не было.
И когда появились первые опытные экземпляры воздушно-реактивных двигателей (ВРД), двигателестроение за рубежом сразу повернулось в сторону первенцев. Эти двигатели позволяли наращивать агрегатную мощность до десяти и более тысяч лошадиных сил, обладали малогабаритностью и сравнительно небольшим «сухим»* весом. Но из-за высоких удельных расходов топлива отличались значительным стартовым весом - суммы “сухого” веса двигателя и запаса топлива, необходимого для выполнения полётного задания.
Правда, создатели воздушно-реактивных двигателей считали, что с расходами топлива в плане их уменьшения они разберутся позже.
Совсем иная ситуация была в нашей стране. Отечественные специалисты по поршневым двигателям внутреннего сгорания (ВВС, Министерство авиационной проиышленности), начиная с 1936 г. по постановлениям Правительства разрабатывали иную, не кривошипно-шатунную, схему передачи движения от поршней к валу.
Эта схема была названа бесшатунной, а двигатели, её использующие, бесшатунными двигателями.
Бесшатунные двигатели по сравнению с кривошипно-шатунными обладали целым рядом положительных отличительных качеств и в связи с этим позволяли получать в одном агрегате мощность не меньшую, чем у ВРД, имели примерно такие же габариты, но несколько больший “сухой” вес. Однако, обладая высокой экономичностью (на уровне лучших дизелей), характеризовались по сравнению с воздушно-реактивными двигателями аналогичной мощности существенно меньшим стартовым весом.
Поэтому у наших специалистов (по крайней мере, в области гражданской авиации) не было “пожарной” необходимости сломя голову бросаться в объятья ВРД. Можно было работать по-прежнему на двигателях внутреннего сгорания, но бесшатунной схемы.
К началу 1951 г. отечественные авиационные бесшатунные двигатели на уровне отсека мощностью 3500 л.с. (1/3 бесшатунного двигателя мощностью 10 000 л.с.) были подготовлены к внедрению в серийное производство.
Дальнейшие лаги совершенно очевидны: внедрять и эксплуатировать.
Но не тут-то было!
Чиновники, ответственные за техническую политику в министерстве (МАП) (конечно, не без участия, а возможно, и по инициативе учёных мужей ЦИАМ**), приняли регрессивное решение, принесшее большой экономический ущерб государству - не внедрять бесшатунные двигатели в авиацию (не говоря уже о народном хозяйстве в целом).
О принятии такого решения, не объявленного, но явно принятого, однозначно говорят следующие факты:
ликвидация ОКБ-2 завода №500 (1951 г.), в котором создавались бесшатунные двигатели;
ликвидация опытных образцов этих двигателей, предназначенных “для ответственного хранения” ;
сохранение грифа секретности на материалах по бесшатунным двигателям на неоправданно долгий срок - до 19б8 г. (т.е. на 17 лет, считая от момента окончания работ по этим двигателям в 1951 г.), в течение этого времени к материалам по двигателям доступа не было.
В результате вышеизложенного были законсервированы и частично уничтожены результаты работы государственной важности, выполненной высококвалифицированными коллективами СпецКБ и НИИ, ОКБ авиапромышленности, опытных производств НИИ и КБ и серийных авиазаводов.
Таким образом, в отечественной авиации преднамеренно была создана ситуация, при которой у наших самолётостроителей остался один выход - оснащать все самолёты, надо или не надо, только воздушно-реактивными двигателями.
Что же касается повышения экономичности ВРД, отложенного на будущее, то, увы, эти надежды (как и следовало ожидать) не оправдались и воздушно-реактивные двигатели как были вот уже более 60-ти лет “прожорливыми”, так такими и остались.
И в дальнейшем, по-видимому, останутся такими же, т.к. у ВРД экономичность определяют не только и не столько крейсерские режимы полёта, как нештатные режимы взлёта и посадки, которые характеризуются экстремально высокими (в разы большими, чем у бесшатунных двигателей) удельными расходами топлива, пока не поддающимися уменьшению.
Степень неэкономичности, современных ВРД (ВРДД***) можно продемонстрировать путём сравнения по расходам топлива бесшатунного авиационного двигателя (дизель)М-127Д (взлётная тяга 20,7 т) с самым современным и экономичным ВРДД НК-93 (взлётная тяга 18 т).
Из сравнения следует, что экономия топлива двигателем М-127Д при замене им двигателя НК-93 составляет 8000 - 15000 т за ресурс (20 000 час.). И это только для одного (!) двигателя.
Вот от каких экономичных двигателей мы отказались более 60-ти лет тому назад.
В одной из статей, посвящённой воздушно-реактивному двигателю, он был метко назван “двигатель - труба”. Это очень точное определение, т.к. в ВРД (ВРДД), как в дымовую трубу, вылетает дорогостоящее топливо, причём в огромном количестве.
Альтернатива “двигателям - трубам” в Гражданской авиации только одна - бесшатунные двигатели внутреннего сгорания.
На сегодняшний день существует реальная возможность восстановить по сохранившейся документации и при использовании опыта производства автомобильных, железнодорожных и судовых двигателей внутреннего сгорания авиационные бесшатунные двигатели и включить их в работу на авиатрассах.
Это масштабная задача, но вполне осуществимая, т.к. конструкция всех бесшатунных двигателей, даже экстремальной мощности в десятки тысяч лошадиных сил из-за её модульности, малогабаритности и сравнительно невысоких требований к точности изготовления позволяет наладить производство бесшатунных двигателей, пользуясь стандартным оборудованием моторных заводов по изготовлению кривошипно-шатунных двигателей внутреннего сгорания мощностью до 1500 л.с.
Конечно, такая работа требует финансовых вложений, но итоговый результат по экономии топлива при эксплуатации бесшатунных двигателей даже только в авиации (не говоря уже о других сферах применения) вполне окупит, и с лихвой, затраченные средства.
Не воздушно-реактивным двигателям принадлежит будущее в Гражданской авиации, а бесшатунным двигателям внутреннего сгорания.
Е.П. ГОЛУБКОВ, руководитель авторского коллектива создателей книги конструкторской документации на авиационный бесшатунный двигатель МБ-89 (МБ-4), с.н.с. ф-та двигателей МАИ
*Вес двигателя, заправленного маслом, антифризом и т.п. (Здесь и далее прим. авт.)
**Центральный институт авиационного моторостроения.
***Воздушно-реактивные двухконтурные двигатели.
ОТДЕЛ РАЗНЫХ ДЕЛ
НАС ВЫРАСТИЛ СТАЛИН НА ВЕРНОСТЬ НАРОДУ…
«Мы, коммунисты, - люди особого склада. Мы скроены из особого материала», - так говорил И.В. Сталин в речи «По поводу смерти Ленина» на II Всесоюзном съезде Советов 26 января 1924 года. В этих словах нет никакой мистики, никакого бахвальства – уверения в том, что любой вступивший в партию становится «человеком первого сорта» или что только таких в партию и принимают. Нет! Не бывает «коммунистических ангелов», и Сталин отлично это понимал.