Вечные двигатели Николая Кузнецова
В чём гениальность советского конструктора и как Россия продолжает использовать его наследие
110 лет назад родился известный советский конструктор Николай Дмитриевич Кузнецов. Благодаря таланту этого человека СССР получил эффективные двигатели для стратегических бомбардировщиков, пассажирской и транспортной авиации.
В общей сложности под руководством Кузнецова было создано 57 оригинальных и модифицированных двигателей. Его наследие продолжает широко эксплуатировать и современная Россия.
Кузнецов появился на свет в городе Актюбинске, на территории современного Казахстана. На поселении в этом затерянном в бескрайней степи городке настоял его отец — будучи коммунистом и участником антиправительственных восстаний он решил убежать, опасаясь возмездия царских властей.
В подростковом возрасте проявилась тяга Кузнецова к точным наукам и механике. В 15 лет будущий конструктор вместе с друзьями по журнальным чертежам, собрал аэросани на основе автомобильного двигателя и винта от самолёта.
В 1930 году юноша поступил в Московский авиационный техникум и одновременно начал работать на авиамоторном заводе №24 им. М.В. Фрунзе. Спустя два года Кузнецов уже оказался в рядах студентов авиамоторного факультета Военно-воздушной инженерной академии им. Н.Е. Жуковского.
Изначально Кузнецов собирался стать лётчиком-испытателем. Однако подающего надежды молодого инженера уговорили остаться в науке. Его порекомендовали на кафедру конструкции авиадвигателей, где он в апреле 1941 года защитил кандидатскую диссертацию.
В период войны Кузнецов в основном работал на авиационном заводе №26 в Уфе. Будущий конструктор занимался доводкой и налаживанием серийного производства нового 12-цилиндрового поршневого двигателя ВК-107А (М-107), который устанавливался на Як-9У, Пе-2, Як-3, Пе-2И, И-250 (МиГ-13), ИТП М-1.
Данный силовой агрегат разработал великий гений Владимира Яковлевича Климова. Впоследствии Кузнецов стал учеником, товарищем и соратником великого советского конструктора.
Первым крупным детищем Кузнецова, оставшегося после войны в Уфе, стал самый мощный в мире турбовинтовой авиационный двигатель НК-12. Агрегат был спроектирован на основе опытной модели ТВ-022, которая в 1949 году привлекла внимание Андрея Туполева.
ТВ-022 появился как результат изучения немецкой газотурбинной установки JUMO-022 компании Junkers Motorenbau. Доработка опытного образца позволила создать оригинальный авиационный двигатель с турбинами, обеспечивавшими на тот момент сверхнизкие показатели расхода топлива.
Самолёт с таким силовым агрегатом мог преодолеть без дозаправки до 15 тысяч километров, мощность изделия составляла не менее 12 тыс. л. с. Его появление позволило Туполеву поставить на крыло свой легендарный стратегический бомбардировщик Ту-95 «Белый медведь».
Этот самолёт в глубокомодернизированном виде по-прежнему стоит на вооружении российских ВВС. По прогнозу экспертов, машина будет находиться в строю стратегической авиации РФ как минимум ближайшие 20 лет.
Залогом сверхдолгой службы «Медведя» является как раз уникальная четырёхмоторная силовая установка, которая позволила обеспечить необходимую боевую нагрузку, скромный расход топлива и дальность полёта, которая остаётся недостижимой даже для современных самолётов с реактивными двигателями.
Помимо Ту-95, на НК-12 летали противолодочный самолёт Ту-142, самолёт дальнего радиолокационного обнаружения Ту-126, дальнемагистральный лайнер Ту-114, тяжёлый военно-транспортный Ан-22 «Антей» и транспортно-десантный экраноплан А-90 «Орлёнок».
«Создание НК-12 вывело коллектив ОКБ Кузнецова в число передовых двигателестроительных предприятий, а самого Николая Дмитриевича поставило в один ряд с другими выдающимися конструкторами», — говорится в материалах «Ростеха».
Условными недостатками НК-12 являются дозвуковая крейсерская скорость и неспособность работать за пределами плотных слоёв атмосферы. Однако современные конструкторы продолжают его модернизацию, экспериментируя с материалами и изготавливая заново отдельные элементы агрегата.
Волна успеха сменилась для Кузнецова полосой неудач. Работа над турбовинтовым двигателем НК-4 для гражданской авиации и турбовентиляторным двухконтурным агрегатом НК-6 для армии не привели к запуску их серийного производства, хотя труды над последней моделью напрасными не были.
Во второй половине 1950-х годов Кузнецов принял участие в сверхсекретном проекте по созданию атомолёта — самолёта с бортовой ядерной энергоустановкой. В качестве носителя (летающей лаборатории) был выбран Ту-95, куда поместили водно-водяной реактор мощностью 100 кВт. В 1961 году проект был закрыт. Главной причиной послужили соображения безопасности и слишком сложный процесс эксплуатации атомолёта.
В 1960-е годы коллектив под руководством Кузнецова изготовил пошедший в серийное производство турбовентиляторный НК-8 для семейства Ту-154, самолётов Ил-62 и Ил-76. В конце 1980-х годов модификации этих силовых агрегатов обеспечивали почти половину грузопассажирского потока Советского Союза.
Без привлечения Кузнецова не обошёлся проект сверхзвукового пассажирского лайнера Ту-144, превратившегося в достойного конкурента франко-британскому «Конкорду». Конструктор изготовил для этого необычного самолёта НК-144 с обширной форсажной камерой.
Правда, через несколько лет от эксплуатации Ту-144 пришлось отказаться по причине проблем с безопасностью и огромного расхода топлива, автоматически повышавшего стоимость билетов до умопомрачительного уровня.
Размышления о способах наиболее оптимального преодоления сверхзвукового барьера привели Кузнецова к необходимости интеграции двухконтурности и форсирования силового агрегата. Как уже упоминалось выше, военные не приняли двигатель НК-6. Однако незаурядный ум конструктора не отступил и разработал на основе отвергнутого изделия непревзойдённый до сих пор НК-32.
Этот двигатель получил невероятно красивый и грозный стратегический ракетоносец Ту-160 «Белый лебедь». Детище Кузнецова позволяет самолёту держать сверхзвуковую скорость на протяжении порядка 45 минут, преодолевая таким образом рубеж ПВО-ПРО неприятеля и уходя от преследования вражеских самолётов.
Работы над НК-32 стартовали в 1977 году, в серию агрегат пошёл спустя шесть лет. В начале 1990-х годов, когда стратегическая авиация РФ перестала подниматься в воздух, выпуск двигателя был прекращён.
С восстановлением воздушного компонента ядерной триады России специалисты ПАО «ОДК-Кузнецов» (Самара) сосредоточили усилия на разработке реактивного двигателя НК-32 второй серии (НК-32-02), который предназначен для оснащения модернизированных Ту-160.
В прошлом году это изделие попало в рейтинг мировых достижений 2020 года в области двигателестроения, составленного авторитетным американским журналом Aviation Week and Space Technology.
«Разработанные заново компрессор и лопатки турбины вместе с улучшенным охлаждением увеличили топливную эффективность турбореактивного двухконтурного двигателя, способного работать в режиме форсажа», — сообщалось изданием.
Сам Кузнецов подчёркнуто скромно отзывался о своём вкладе в развитие отечественного авиационного двигателестроения. Он неоднократно подчёркивал значительную роль окружавших его специалистов.
«Именно коллектив — сотни конструкторов и тысячи рабочих нашего завода — именно они, а не я, решают успех дела... Современный двигатель очень сложен, а завтра будет еще сложнее. И никакой генеральный конструктор никогда лично ничего не сделает, если не будет опираться на коллектив», — говорил Кузнецов.