Советские авиационные конструкторы

      Начиная с I960 г. это конструкторское бюро уже под руководством Петра Алексеевича Колесова переходит к выпуску турбореактивных двигателей различной мощности и различного назначения.
      Одним из наиболее мощных одновальных одноконтурных двигателей в мире является силовая установка для варианта самолета Ту-144, созданная в ОКБ П. А. Колесова. Особенностями этого двигателя являются применение высокой температуры газа перед турбиной и отсутствие форсажной камеры, что значительно упрощает управление двигателем. Выходное устройство двигателя оборудовано механизмом реверса тяги, которое обеспечивает коэффициент реверсирования до 50% номинальной прямой тяги.
      Личные качества Петра Алексеевича позволили ему по-деловому, без многословных прений и дискуссий принимать правильные решения и обеспечивать создание самых мощных в нашей стране турбореактивных и самых легких подъемных двигателей.
      Отличные турбовинтовые, а затем и двухконтурные двигатели созданы и создаются в ОКБ, которым вначале руководил А. Г. Ивченко, а затем В. А. Лотарев Турбовинтовой двигатель АИ-20 почти 20 лет эксплуатируется в военной в гражданской авиации. При этом тяговые и экономические параметры двигателя непрерывно совершенствуются, что обеспечивает долгую жизнь самолетам, на которых он установлен, и в частности одному из основных самолетов Аэрофлота - Ил-18. Другой двигатель - АИ-25 выполнен уже двухконтурным и широко применяется на самолетах Як-40. В этом ОКБ выпущен совершенный двухконтурный двигатель Д-36, отвечающий всем современным требованиям, которые предъявляются к двигателям для пассажирских самолетов. Он имеет отличные тяговые и экономические характеристики, малошумен, камера сгорания двигателя выделяет меньше вредных веществ.
      Модификация двигателя Д-36 применена на другом самолете - Ан-72. Оригинальная компоновка двигателей на крыле самолета и их высокие технические и эксплуатационные характеристики позволили обеспечить самолету Лн-72 большую грузоподъемность и дальность полета, возможность эксплуатации на аэродромах с короткими взлетно-посадочными полосами, низкий уровень шума и комфортные условия для экипажа и перевозимых людей.
      На базе этого двигателя затем в ОКБ В. А. Лотарева был создан турбовальный двигатель Д-136 для крупнейшего в мире транспортного вертолета Ми-26. Двигатель Д-136 является мощным высокоэкономичным надежным турбовальным ГТД, обладающим большой эксплуатационной надежностью, подтвержденной получением сертификата летной годности вертолетом Ми-26.
      Позднее под руководством генерального конструктора В. А. Лотарева разработан мощный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-18Т с тягой 23,4 тс для тяжелого транспортного самолета Ан-124. Двигатель Д-18Т является совершенным современным ТРДД и соответствует международным стандартам ИКАО по уровням эмиссии выделяемых веществ и генерируемому шуму, последнему, в частности, способствуют высокая степень двухконтурности двигателя и большой диаметр (2330 мм) его вентилятора.
      Накануне Великой Отечественной войны этой организацией руководил Е. В. Урмин, работы которого способствовали возобновлению в серийном производстве двигателя М-88, увеличению мощности и созданию его модификаций. Следует отметить, что мотор М-88, установленный на Ил-4, состоял на вооружении с первых до последних дней войны.
      К созданию отечественных авиационных двигателей самое непосредственное отношение в течение многих лет имел доктор технических наук, лауреат Государственных премий Тигран Меликсетович Мелькумов. Научным работником он пришел в Военно-воздушную академию им. Н. Е. Жуковского в начале тридцатых годов. В то время он был уже конструктором одного из первых авиационных дизелей, созданных для учебного самолета, но, как и другие авиационные дизели, его двигатель не получил широкого распространения. Т. М. Мелькумов обладал широким научным кругозором, читал лекции по теории авиационных двигателей и был назначен начальником кафедры на факультете, начальником которого в то время являлся автор этих строк. Тигран Меликсетович не один десяток лет работал преподавателем, готовя не только инженеров, но и ученых по различным двигательным специальностям.
      Трудно переоценить заслуги Т. М. Мелькумова в становлении и развитии реактивного двигателестроения, особенно в период, когда он возглавлял основные научные центры двигателестроения в нашей стране. Мелькумов лично руководил важнейшими уникальными исследованиями, направленными на развитие авиационных силовых установок нового типа и их элементов. Под его руководством были сооружены мощные лаборатории, которые с тех пор являются центрами по проведению исследований и испытаний всех отечественных двигателей. За эти работы Т. М. Мелькумов наряду с другими работниками моторного института удостоен Государственной премии.
      Заключение
      Владимир Ильич Ленин назвал авиацию величайшим завоеванием культуры нашего века. За годы Советской власти в стране созданы современная авиационная промышленность и авиационная наука, подготовлены сотни тысяч замечательных летчиков Совершенствование авиационной техники и развитие самолетостроительных, а затем и моторостроительных предприятий уже в первой половине тридцатых годов привели к полному освобождению нашей авиации от иностранной зависимости. Работа крупных опытно-конструкторских организаций, теоретических и экспериментальных институтов позволила создать современную авиационную технику и вывести отечественную авиацию на международную арену. В нашей стране широко развернулась подготовка собственных научных, инженерных и летных кадров. Большой объем исследовательских работ, проводимых в научных я учебных институтах, в области аэродинамики и прочности самолетов, проверка результатов этих работ в аэродинамических трубах и в полете позволили создать скоростные и дальние самолеты. Все они оснащались отечественными силовыми установками
      По мере увеличения производства скоростных самолетов и силовых установок для них расширялись исследования в области материалов для авиации и вырабатывались рациональная технология и методы организации массового производства как военных, так я гражданских самолетов, В последние годы качество авиационной техники значительно улучшилось. Однако и сейчас, достигнув высокой степени совершенства, авиация имеет широкие перспективы развития.
      Пути и перспективы развития авиации
      Развитие авиации всегда определялось ростом скорости, высоты и дальности полета. Последние 40 лет характеризовались бурным ростом скоростей, высот и значительным увеличением дальности полета на дозвуковой скорости, особенно транспортных и пассажирских самолетов. За этот период авиация увеличила максимальные скорости примерно в 4 раза, высоту и дальность - примерно в 2,5 - 3 раза.
      Этот скачок стал возможным благодаря широкому внедрению в авиацию реактивных двигателей. Наш великий ученый К. Э, Циолковский говорил, что за эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных, ила аэропланов стратосферы
      Одним из серьезных препятствий в деле увеличения скорости полета стала проблема преодоления "звукового барьера". Решение этого вопроса составляло главную задачу аэродинамики больших скоростей - науки, основоположником которой является 1зыдающийся русский ученый С. А. Чаплыгин. В результате длительных теоретических и экспериментальных исследований, в которых значительная роль принадлежит ученым и конструкторам СССР, а также реализации многочисленных проектов новейших машин самолеты достигают в настоящее время скорости порядка трех скоростей звука. Получение такой скорости полета оказалось возможным в основном в результате применения новых аэродинамических схем, кроме того, крылу и оперению придается большая стреловидность, применяются и треугольные крылья малого удлинения, и оптимальные формы профилей крыла с учетом многорежимности полета по скорости, крута крыла, загиб носков профиля и сверхкритические профили. Разрабатываются системы управления самолетом с непосредственным управлением подъемной и боковой силами, что должно давать преимущества не только в пилотировании самолета, но и в его боевом применении как по воздушным, так и по наземным целям. Изменение формы фюзеляжа характеризуется его большим удлинением, применением "правила площадей", определяющего размеры сечений по длине фюзеляжа, что особенно может проявляться при создании самолетов с обратной стреловидностью крыла.
      С увеличением скорости полета и диапазона ее изменения еще более важным становятся вопросы устойчивости и управляемости самолета в полете. Эти задачи решаются благодаря автоматизации управления самолетом, в первую очередь благодаря применению электронно-вычислительных машин, без установки а применения которых на самолете не мыслится современный летательный аппарат вне зависимое in от его класса и назначения. Использование такого рода вычислительных машин с огромным быстродействием позволяет при проектировании самолета широко внедрить систему автоматизированного проектирования.
      Большая стреловидность крыла и его малое удлинение привели к значительному увеличению посадочных скоростей и посадочных углов, а это затруднило посадку самолета. Еще острее встали вопросы я автоматического управления при посадке, и более мощной механизации крыла в целях снижения посадочной скорости. В аэродинамических схемах сверхзвукового самолета применяется крыло с изменяемой стреловидностью, позволяющей близко подойти к аэродинамической оптимизации как при малых, так и при больших скоростях полета При больших скоростях такое крыло имеет значительную стреловидность и малое удлинение, уменьшенную площадь. При малой стреловидности и на малых скоростях полета обеспечивается высокое аэродинамическое качество благодаря увеличению удлинения, площади крыла, а следовательно, приросту подъемной силы и уменьшению индуктивного сопротивления. Внедрение крыла с изменяемой стреловидностью не означает отказа от максимальной механизации крыла. Двухи трехщелевые закрылки, предкрылки, зависающие элероны являются реальными в эффективными средствами повышения подъемной силы на взлете и при посадке самолета.
      Создание самолета вертикального и сокращенного взлета и посадки - новое в развитии авиации. Применение ускорителей, стартовых катапульт и других приспособлений для самолетов привычных схем привело конструкторов к мысли о возможности осуществления вертикального или сокращенного взлета и посадки. Эта возможность, придавая самолету новые качества, позволяет ему, подобно вертолету, осуществлять безаэродромное (палубное) базирование, что решает многие вопросы применения самолетов.
      Одним из основных средств увеличения скоростей полета до гиперзвуковых является использование теплопрочных конструкционных материалов я применение теплозащиты на наиболее теплонагруженных частях самолета. Широкое применение получает использование КМ, в том числе и на основе углеродных волокон с полимерными матрицами, которые по прочности значительно превосходят традиционные металлические сплавы. Применение КМ приводит к значительному уменьшению массы конструкции самолетов и требует изучения их остаточной прочности и характеристик потери устойчивости.
      Однако новые титановые и алюминиевые сплавы имеют на 25 - 30% более высокие характеристики по сравнению с современными сплавами, что также следует учитывать при выборе материалов для будущего самолета.
      Увеличение высоты полета также может служить защитой самолета от нагрева. Если пределы высот современных самолетов составляют 28 - 30 км, то гиперзвуковой полет может проводиться на больших высотах. Будущие гиперзвуковые самолеты могут найти различное применение как в военных, так и в мирных целях.
      Продолжая работы по созданию истребителей, надеются на создание истребителя со сверхзвуковой крейсерской скоростью полета, который не будет обладать собственной устойчивостью, не должен иметь электродистанциониую систему управления. Не исключено также, что могут быть внесены изменения в понятие "управление с помощью руля высоты, элеронов и руля направления" Они могут быть заменены общим термином "управление по тангажу, крену и курсу". Эти уточнения учитывают применение новых систем управления Будут также сняты требования продольной и боковой устойчивости с зафиксированными рулями, что позволит проектировать статически неустойчивый самолет с системой искусственной устойчивости. В ближайшее время е связи с применением систем непосредственного управления подъемной о боковой силами должны быть сформулированы требования к этим системам. Не исключено и применение крыла со сверхкритическими профилями, переменной кривизной для оптимизации распределения аэродинамической нагрузки по размаху в широком диапазоне летных режимов. На будущих самолетах, видимо, получат все большее распространение ТРДД с малой степенью двухконтурности, имеющие температуру перед турбиной не менее 1700° С и двухступенчатый компрессор для снижения массы и габаритов силовой установки.
      Важной областью исследований является проблема объединения оружия и электронного оборудования, так как для экипажа необходимы четкое изображение цели и ее идентификация. Самолет как технический объект исследуется с точки зрения планера, двигателей, электронного оборудования а вооружения. Система оружия должна действовать автономно и быть достаточно эффективной в любых условиях применения. Таким образом, самолеты будут отличаться прежде всего внешними формами, более совершенными аэродинамическими характеристиками и силовыми установками, применением новых жаропрочных сплавов и композиционных материалов, а также более совершенным электронным оборудованием и вооружением.
      Примечания
      {1} В январе 1877 г. работала первая комиссия, рассмотревшая и одобрившая предложение А. Ф. Можайского. В результате изобретателю были отпущены деньги (3 тыс. руб.), и он начал работать над созданием самолета. В состав комиссии входил Д. И. Менделеев.
      {2} Помпаж - неустойчивый режим работы компрессора и двигателя в целом, сопровождаемый возникновением низкочастотных колебаний давления, расхода воздуха во всем газовоздушном тракте и увеличением температуры газа перед турбиной. Помпаж может привести к остановке или поломке двигателя.
      {3} В 1912 - 1913 гг. в России была предпринята первая попытка построить хорошо вооруженный и защищенный самолет, предназначенный для поражения наземных целей. Позже немецкая фирма "Юнкерс" пыталась приспособить для штурмовых действий самолет Ю-1. В СССР также создавались аналогичные самолеты (ТШ-3, ТШ-9, ТШ-1, АНТ-18), во это были либо тяжелые машины (из-за большой массы брони), скорость которых не превышала 250 км/ч, либо более легкие (ВУЛТИ, ХАЙ, "Иванов"), но и более уязвимые (из-за недостаточной защищенности экипажа в основных систем самолета). Машины эти, не удовлетворявшие предъявляемым к ним требованиям, не нашли широкого применения, хотя одна из них - Р-5Ш (модификация известного самолета Р-5) даже участвовала в боевых действиях в Испании.
      {4} Итальянский генерал Дуэ, видный военный теоретик, считал военную авиацию доминирующим видом вооруженных сил, способным обеспечить победу без помощи других родов войск.
      {5} Наименование самолета БИ-1 имеет различные толкования: "ближний истребитель", "Березняк, Исаев". Видимо, все они справедливы.
      {6} Блерио - один из пионеров авиации, впервые перелетевший на своем, самолете из Франции в Англию через пролив Ла-Манш. В середине тридцатых годов много внимания уделял созданию винтокрылых машин. Его конструкторское бюро посещал И. П. Братухин.