Соболєв Д.А. Хазанов Д.Б.
До приїзду німців в Адміністративно процедурному провели великі будівельні роботи відремонтували існуючі будівлі, звели нові виробничі корпуси і лабораторії, житлові будинки для прибуваючих працівників і їх сімей. Виробнича площа реконструйованого заводу становила 14 га, на ній розміщувалися конструкторський корпус, механічні цехи, лабораторії, випробувальна станція (побудована в 1948-1949 рр.).
Чисельність працюючих в 1947 р становила близько 2500 чоловік, з них 662 німці. Серед провідних німецьких фахівців із двигунів, крім уже відомих читачеві А.Шайбе і К.Престеля, слід назвати доктора Шайноста, який очолив відділ міцності і паливний відділ, доктора Фогтса, доктора Шульце, доктора Кордеса.
«У ЦАГІ було проведено дослідження з визначення області раціонального застосування турбогвинтових двигунів на швидкісних бомбардувальниках.
За цим іссчедованіям область раціонального застосування турбогвинтових двигунів визначається максимальними швидкостями від 600 до 900 км / год.
Найбільш доцільним видається розробка турбогвинтового двигуна, що забезпечує на висоті Н = 8000 метр, при швидкості 800 км / год сумарну тягову потужність порядку 4000-4500 к.с.
Пропоную терміново дати завдання головним конструкторам р.р. Шайбі і Престелю на проектування і будівництво в 1947 році гвинтовий установки для двигунів «ЮМО-012» і «БМВ-018». »
ОКБ-2 (гл. Конструктор Престель) - спроектувати і побудувати: а) ТВД «028» потужністю 6800 к.с; б) закінчити доведення і передати на льотні випробування ТРД «003с» тягою 1050 кг.
Розробку мотокомпрессорного реактивного двигуна «032», якою займалися фахівці ОКБ А.Шайбе, до кінця 1947 року також припинили. Як показали розрахунки, цей тип силової установки не обіцяв жодних переваг перед звичайним ТРД.
Найбільш активно йшла робота над турбореактивним двигуном Jumo 012, який повинен був стати прототипом майбутнього турбогвинтового двигуна. Нагадаю, що до осені 1946 р Дессау побудували два примірника цього ТРД. В СРСР вони піддалися доопрацювання, спрямованої на підвищення їх ресурсу. Так. за пропозицією Бранднер, була створена нова камера згоряння, яка представляла собою комбінацію кільцевої камери двигунів BMW і окремо розташованих камер згоряння, характерних для «Jumo». Для зниження напруженості внутрішніх процесів ступінь стиснення зменшили з 6 до 4,5. Чимало зусиль було витрачено на дотримання точності утла установки лопаток, тому що порушення цього параметра викликало зрив потоку, вібрації та інші неприємні явища. Але багато складних питань - розподіл температур в соплі, особливості обтікання лопаток, причини виникнення резонансних коливань і т.п. не могли бути вирішені без використання прецизійної вимірювальної апаратури, а її на заводі не було.
Нарешті, наприкінці 1947 р попередні дослідження завершилися і двигун, який отримав позначення «012Б», передали у виробництво. Влітку 1948 р коли було виготовлено 5 дослідних зразків, приступили до випробувань. Відповідальним за їх проведення призначили доктора Ю.Фогтса. Незважаючи на всі конструктивні заходи щодо підвищення ресурсу, проблеми виникали одна за одною. Із звіту по досвідченим двигунів підприємств МАП (1948 г.):
Після нової серії доробок, наприкінці 1948 г. «012Б» надійшов на 100-годинні державні випробування. Успіх був близький, але на 94-й годині роботи двигуна сталася поломка лопатки турбіни.
У 1948 році під керівництвом В. Я. Климова в СРСР освоїли виробництво ліцензійного англійської ТРД «Нін», який став випускатися під маркою РД-45. При практично тієї ж тязі, як у німецького «012Б», він був значно компактніше, і, головне, більш ніж в півтора рази легше. Це зумовило рішення про зупинку робіт по ТРД «012Б».
Паралельно з випробуваннями ТРД співробітники ОКБ заводу згідно із завданням МАП вели проектування турбогвинтових силових установок «022» і «028». До кінця 1947 р були закінчені теоретичні розрахунки і розпочато випуск робочих креслень і виробничої оснастки. Однак роботу гальмувала нестача випробувальних стендів і Друть обладнання. Тому в 1948 р вирішили об'єднати обидва ОКБ і зосередити зусилля на випуску одного двигуна - «022».
«Слід сказати, що наявність двох ОКБ. на чолі з німецьким фахівцем і штатом, що складається, головним чином, з німецьких фахівців, в свідомості яких не зжиті ще елементи буржуазної конкуренції, не забезпечувало використання досвіду одного ОКБ Друть. Таким чином, і ця причина вплинула на вирішення питання об'єднання ОКБ-1 і ОКБ-2 ». - писав у звіті за 1948 р директор заводу Н.М. Олехнович.
Головним конструктором об'єднаного ОКБ став А.Шайбе, керівником групи попереднього проектування - Ю.Фогте, групи конструювання - Ф. Бранднер, відповідальним за випробування - К. Престель.
До етомут часу ряди німецьких фахівців поповнилися радянськими молодими інженерами, випускниками авіаційних ВНЗ. Наприклад, весь перший випутск моторного факультету Куйбишевського авіаційного інституту в 1947 р був спрямований на завод № 2.
Ф. Бранднер згадував:
«Росіяни, з якими нам доводилося мати справу, були допитливі і працелюбні, однак при цьому дуже любили вести нескінченні політичні дискусії. Молоді інженери як правило мали вузькоспеціальне освіту. Вони були чудово підготовлені теоретично, але абсолютно не мали практичного досвіду. »
Німцям було обіцяно, що після успішного випробування ТВД всіх їх відпустять на батьківщину. Це стало потужним стимулом для дружної роботи всього німецького колективу.
Як зазначалося. ТВД «022» створювався на основі ТРД Jumo 012. Вперше такий проект виник на фірмі «Юнкерс» ще в 1944 р але тоді реалізувати його не змогли. Тепер німці мали в розпорядженні більш-менш відпрацьований двигун «012» і це вселяло надії на успіх. Однак дуже багато треба зробити заново. У порівнянні з прототипом «022» мав триступеневу турбіну і інші суттєві конструктивні відмінності. Необхідно було також розробити пропелер, редуктор, регулятор числа обертів. Для запуску двигуна сконструювали стартер ТС-1 у вигляді невеликої газової турбіни, що розвиває потужність на валу 60 к.с.
Велика увага приділялася підвищенню ККД двигуна, адже за завданням питома витрата палива не повинен був перевищувати 0,32 кг / е.л.с. година. Для цього максимально зменшили радіальний зазор робочих лопаток компресора, ретельно спрофільоване вхідний дифузор двигуна. Щоб уникнути помпажа за п'ятою сходинкою компресора встановили пропускні клапани. Були проведені теоретичні та експериментальні роботи системи регулювання (система «гвинт-газ»).
У середини 1948 р проектування двигуна завершилося, три екземпляри передали у виробництво. Для випробування двигуна на заводі побудували новий гальмівний стенд, розрахований на потужність 6000 к.с.
У 1949 р в самий розпал робіт по «022», на завод № 2 прийшов новий керівник - Н.Д. Кузнєцов. Він уже мав досвід роботи з німецьким реактивним двигунам: в 1946 році разом з Клімовим і Бранднер на заводі в Уфі освоював виробництво Jumo 004. бував в Німеччині для знайомства з реактивної технікою. Будучи розумним і товариською людиною, Кузнецов відразу ж сподобався німцям, відзначав в мемуарах Ф. Бранднер.
У 1950 р двигун, який отримав з 1951 р російське найменування ТВ-2 ( «турбогвинтовий двигун-2»). був устаноачен на випробувальний стенд. Пості заводських випробувань він успішно пройшов 100-годинні держвипробування і був допущений до серійного виробництва. Його максимальна еквівалентна потужність становила понад 5000 к.с. (Потужність на валу - 4663 кг. Плюс реактивна тяга - 469 кг). «Двигун ТВ-022 № 14 за своїми конструктивними та експлуатаційними (в стендових умовах) даними відповідає загальним тактико-технічним вимогам ВВС СА», - зазначалося в акті по держвипробування. Після закінчення випробувань всіх німецьких фахівців нагородили грошовими преміями.
Пізніше в ОКБ П.О. Соловйова ТВ-2 вдосконалили, довівши його потужність до 7650 е.к.с. (ТВ-2М). Замість звичайного Чотирьохлопатевий пропелера були застосовані співвісні гвинти протилежного обертання. Двигун встановлювався на деяких радянських важких літаках середини 50-х років - перше Ан-8, Ту-91. В середині 50-х років на його основі створили перший радянський вертолітний ТВД - ТВ-2ВМ.
Найпростішим методом забезпечити необхідні характеристики нової силової установки було з'єднання разом двох ТВ-2. з передачею потужності на один загальний редуктор. До речі, в Німеччині вже був подібний досвід - в 1939 р фірма Хейнкель побудувала важкий бомбардувальник Ні-177 з чотирма спареними двигунами «Даймлер-Бенц». Правда, досвід виявився невдалим - силові установки перегрівалися, під час роботи виникала сильна вібрації. Але німецькі фахівці на дослідному заводі № 2 про це чи то не знали, чи то вважали за краще мовчати. Всі сподівалися, що після виконання завдання їх чекає довгоочікуване повернення на батьківщину, і прагнули закінчити його якомога швидше. Після узгодження даної ідеї з А.Н.Туполева як тимчасовий захід, що дозволяє прискорити початок випробувань бомбардувальника, роботи почалися.
Перш, ніж створити «здвоєний» двигун, необхідно було форсувати існуючий ТВ-2. Цього досягли завдяки використанню нового жароміцного сплаву ЕІ-481 в конструкції турбіни, що дозволило підвищити температуру горіння. Одночасно, за рахунок застосування високонапірних ступенів компресора з малим відносним діаметром втулки збільшили витрата повітря через двигун. Під час стендових випробувань в 1951 р двигун ТВ-2Ф розвивав потужність 6250 е.к.с.
У тому ж 1951 була закінчена збірка двох дослідних зразків спарених двигунів, які отримали позначення 2 ТБ-2Ф. Двигуни розташовувалися пліч-о-пліч, один трохи зі зрушенням назад. Потужність їх турбін передавалися на загальний планетарний редуктор з коефіцієнтом редукції 0.094. Він обертав два співвісних гвинта діаметром 5,8 м. Управління спареної силовою установкою здійснювалося одним сектором газу, пов'язаних з командно-паливними агрегатами кожного двигуна.
Це важко пояснити з позиції здорового глузду, але, незважаючи на двічі повторений висновок держвипробувань про недостатню міцність провідної шестерні редуктора двигуна, випробувальні польоти Ту-95 тривали. І сталося те, що повинно було стукає: 11 мая 1953 року через руйнування шестерні редуктора в польоті сталася пожежа. Ту-95 не впорався з керуванням і впав. Загинули командир корабля льотчик-випробувач А.Д. Переліт і ще три члени екіпажу.
Вже на стадії перших наземних випробувань здвоєних ТВ-2 стало ясно, що для надійної роботи необхідно створювати новий двигун. У його проектуванні, яке почалося в 1951 р брали участь як німецькі, так і радянські інженери та конструктори. Були побудовані новий гігантський випробувальний стенд, спеціальний гальмівний пропелер, пристосування для випробування редуктора і механізму управління кроком гвинта.
Початку збірки ТВД передувало понад 100 стендових випробувань його окремих систем і агрегатів - камер згоряння, шестерень редуктора, регуляторів «крок-газ», лопатей пропелера і ін.
В результаті всіх цих заходів вдалося домогтися необхідної потужності, високої надійності і хорошою паливної ефективності двигуна. По питомій витраті палива він виявився набагато економічніше свого попередника ТВ-2.
В початку 1953 р закінчилася збірка двигуна. Він отримав позначення ТВ-12, а пізніше був перейменований в НК-12 - за першими літерами імені та прізвища керівника дослідного заводу.
Стендові випробування ТБ-12 пройшли успішно. Двигун продемонстрував необхідну потужність і високий ресурс. За потужністю і ряду інших параметрів йому не було і досі немає рівних у світі.
Створення ТВ-12 (НК-12) було фінальної роботою, в якій брали участь німецькі фахівці. Наприкінці 1953 р останні німці покинули завод. Остаточними випробуваннями і подальшим удосконаленням двигуна займався радянський колектив під керівництвом Н.Д.Кузнецова. НК-12 і його модифікації успішно застосовувалися на літаках Ту-95, Ту-114, Ан-22.
Характеристики ТВД, розроблених за участю німецьких фахівців