«Главное — это экономичность»: как СССР удалось создать самый мощный в мире турбовинтовой авиационный двигатель НК-12
25 декабря 1954 года в серийное производство был пущен турбовинтовой двигатель ТВ-12 (НК-12), ставший самым мощным агрегатом в своём классе. Эта силовая установка создавалась с целью оснащения стратегического бомбардировщика Ту-95 «Медведь». НК-12 проектировался на основе немецкого двигателя Jumo-022. Однако ключевой вклад в разработку внёс коллектив под руководством знаменитого советского конструктора Николая Кузнецова. Как считают эксперты, отечественные учёные смогли существенно улучшить характеристики зарубежного прототипа. НК-12 сыграл большую роль в развитии отечественной авиации. Этим двигателем оснащались противолодочные, пассажирские и транспортные самолёты, а также экраноплан «Орлёнок». По мнению аналитиков, с завершением модернизации Ту-95 НК-12 получит новую жизнь.
65 лет назад в СССР началось серийное производство авиационного двигателя ТВ-12 (НК-12), ставшего впоследствии самой мощной в мире турбовинтовой силовой установкой. Данный агрегат предназначался для оснащения стратегического бомбардировщика Ту-95 «Медведь». Благодаря отечественному двигателю, эта машина до сих пор сохраняет статус самого скоростного турбовинтового самолёта в мире.
«Довели до ума»
Создание сверхмощного турбовинтового двигателя (ТВД) стартовало в Советском Союзе в 1946 году с привлечением немецких учёных, добившихся ранее больших успехов в разработке различных авиационных агрегатов. С этой целью под Куйбышевым (Самара) появились два конструкторских бюро (ОКБ), а из Германии было доставлено трофейное оборудование.
ТВД предназначался для перспективного бомбардировщика, способного совершать межконтинентальные перелёты. Его разработку с 1949 года осуществляло КБ Андрея Николаевича Туполева. Руководство страны настаивало на необходимости скорейшего строительства реактивного боевого самолёта, однако прославленный советский конструктор отстоял концепцию турбовинтового самолёта.
По мнению Туполева, создание реактивного стратегического бомбардировщика не могло обойтись без существенных материальных и временных затрат. В частности, для выполнения этой цели на тот момент отсутствовал подходящий по уровню расхода топлива двигатель. В связи с этим Туполев поддержал опытно-конструкторские работы по ТВД, которые возглавлял знаменитый советский учёный Николай Дмитриевич Кузнецов.
«Главное преимущество турбовинтового двигателя — это экономичность. После войны СССР не обладал настолько развитой двигателестроительной школой, чтобы практически с нуля и в кратчайшие сроки создавать передовые образцы, тем более реактивные. В такой ситуации было принято разумное решение — сделать ставку на относительно более простой ТВД и доступные технологические решения», — пояснил в беседе с RT главный конструктор КБ-602 Московского авиационного института Дмитрий Дьяконов.
В 1949 году под Куйбышевым начались испытания первого опытного турбовинтового двигателя ТВ-022 (второе название — ТВ-2). Силовая установка была прямым аналогом первого в мире серийного газотурбинного агрегата JUMO-022 компании Junkers Motorenbau.
ТВ-2 соответствовал общим тактико-техническим требованиям, предъявляемым к самолёту стратегической авиации. Однако перед группой Кузнецова была поставлена задача создать силовую установку мощностью не менее 12 тыс. л. с. Новый агрегат получил обозначение ТВ-12, а в серийное производству пошёл под индексом НК-12 (по инициалам Николай Кузнецова). ОКР по сверхмощному советскому двигателю были завершены в чрезвычайно короткие сроки, отмечает Дьяконов.
«После войны все державы-победительницы активно заимствовали достижения немецкой науки. Естественно, СССР не стал исключением. Нужно сказать откровенно: немцы добились впечатляющих успехов в авиационном двигателестроении. Однако отечественные учёные внесли множество существенных изменений в проект ТВД и довели этот двигатель, как говорится, до ума», — подчеркнул Дьяконов.
Аналогичной точки зрения придерживается и заслуженный лётчик РФ генерал-майор Владимир Попов. В комментарии RT он заявил, что ключевую роль в создании ТВ-12 сыграл «конструкторский гений Николая Кузнецова». По его словам, советский учёный смог адаптировать турбовинтовую силовую установку под серийное производство.
«Кузнецов достаточно удачно решил множество сложнейших вопросов. В те годы требовалось не просто создать двигатель для стратегического бомбардировщика, его было необходимо поставить на конвейер без потери качественных характеристик. Для этой цели он нашёл необходимые материалы и технологии. Поэтому неправильно называть НК-12 «немецким». Это советский продукт, значительно превосходящий по характеристикам JUMO-022», — подчеркнул Попов.
Сам Николай Кузнецов весьма скромно отзывался о своём вкладе в разработку НК-12 и других силовых установок, указывая, что решающую роль при создании двигателей играет именно командная работа. По его словам, «никакой генеральный конструктор никогда лично ничего не сделает, если не будет опираться на коллектив».
Вторая жизнь НК-12
Низкий удельный расход топлива позволял Ту-95 без посадки и дозаправки преодолевать до 15 тыс. км. Стратегический бомбардировщик получил четыре турбовинтовых мотора. Боевая нагрузка самолёта составила 12 т. Концепция «Медведя» оказалась настолько удачной, что он по-прежнему находится на вооружении и выполняет регулярные полёты над Норвежским морем и вблизи берегов Аляски.
В настоящее время ПАО «Туполев» проводит очередную модернизацию Ту-95. Как сообщил 24 декабря министр обороны РФ Сергей Шойгу, в 2020 году ВКС России получат шесть обновлённых «Медведей». На самолёты будут установлены современные навигационные, радиотехнические системы, а также комплексы радиоэлектронной борьбы.
Вместе с Ту-95 отечественные инженеры неоднократно совершенствовали НК-12. Модернизация затрагивала замену материалов и аппаратуру управления. В итоге мощность силовой установки на взлётном режиме возросла до 15 тыс. л. с. При этом двигатель сохранил главные достоинства, заложенные Кузнецовым, — надёжность, экономичность, неприхотливость в эксплуатации.
В советский период модификации НК-12, помимо Ту-95, были установлены на самолёт дальнего радиолокационного обнаружения Ту-126, противолодочный самолёт Ту-142, дальнемагистральный пассажирский лайнер Ту-114, тяжёлый транспортный самолёт Ан-22 «Антей» и транспортно-десантный экраноплан А-90 «Орлёнок».
В 1970-е годы на основе НК-12 отечественные инженеры разработали турбовальный газоперекачивающий агрегат (НК-12СТ), который генерировал необходимую мощность (6300 кВт) и частоту вращения ротора (8200 об/мин). Усовершенствованные версии этого индустриального двигателя продолжают использовать российские добывающие компании.
Опрошенные RT эксперты убеждены, что появление НК-12 внесло огромный вклад в развитие отечественной двигателестроительной отрасли и авиации. По их мнению, Российская Федерация ещё не одно десятилетие будет пользоваться плодами советских учёных.
Как пояснил RT Дмитрий Дьяконов, мощные турбовинтовые двигатели будут совершенствоваться как в России, так и за рубежом. В частности, конструкторы будут менять геометрию лопастей и изготавливать новые материалы для их производства. Сегодня ТВД востребованы в транспортной и региональной авиации.
«Уместно напомнить, что после модернизации новую жизнь получит бомбардировщик Ту-95. Несмотря на почтенный возраст, эта машина способна выполнять поставленные командованием современные задачи стратегического сдерживания. Велика вероятность, что отечественный самолёт, как и американский B-52, отметит столетие боевой службы», — сказал Дьяконов.
Владимир Попов также считает, что не стоит ожидать скорого окончания эры турбовинтовых агрегатов. Как прогнозирует аналитик, в современных условиях им нет равных по показателю экономичности расхода топлива. Более того, не исчерпан модернизационный потенциал нынешних ТВД, включая НК-12.
«Условным недостатком турбовинтовых двигателей по сравнению с реактивными образцами является дозвуковая крейсерская скорость. Также они могут работать только в плотных слоях атмосферы. Однако списывать их в утиль нецелесообразно. Они по-прежнему конкурентоспособны и широко эксплуатируются в разных странах мира. Сохранение Ту-95 в составе ВКС — дополнительное тому подтверждение», — резюмировал Попов.