От Ту-95 до ПАК ДА: как менялись двигатели супер-бомбардировщиков

Во время холодной войны на плечи бомбардировщиков легла нелегкая ноша ядерного оружия, что, по сути, стало огромным толчком в развитии тяжелой авиации в мире. От самолетов требовалось не просто взять на борт тонны боевой нагрузки и доставить ее через континент, но и сделать это крайне быстро. Наши по‑началу сильно отставали в этих дисциплинах, но вскоре показали всем, сами знаете что.
От Ту-95 до ПАК ДА: как менялись двигатели супер-бомбардировщиков

Ту-95 Bear

Не всегда при разработке военных машин конструкторы применяют инновационные технологии. Так, в 1950-х, выполняя партзадание по созданию первого тяжелого межконтинентального бомбардировщика, Андрей Николаевич Туполев сознательно отказался от применения турбореактивных двигателей, так как они не блистали ни надежностью, ни экономичностью. А две пары турбовинтовых агрегатов – то что надо. К слову, движки НК-12, которыми впоследствии стали оснащать могучий Ту-95, по сей день являются самыми мощными среди турбовинтовых моторов в мире.

Несмотря на классическое строение, мотор НК-12 получился в самом деле рекордсменом. Во‑первых, это самый шумный агрегат в мире среди аналогов. Выдавая в общей сложности 12 000 л.с., четыре НК-12 шумят настолько, что запросто «секутся» даже гидроакустическими системами подводных лодок. Но едва ли это можно считать существенным недостатком при нанесении ракетно-ядерных ударов. Зато в купе с высокопроизводительной винтовой установкой (КПД до 82%) у Ту-95 отменные показатели дальности полета (12 100 км).

Во-вторых, КПД пятиступенчатой турбины двигателя составляет 34%, что тоже рекорд. Для регулировки компрессора на этом двигателе впервые установлена система клапанов перепуска воздуха. На НК-12 так же впервые применена  единая система регулирования подачи топлива, сконструированная в едином блоке.

В-третьих, и сам редуктор, передающий вращающий момент на соосные винты Ту-95, вышел отменным. Позднее, ряд уникальных технических решений, использованных при его проектировании, нашли широкое применение в других типах авиационных двигателей.

Ту-22М

Во всех смыслах перспективный дальний сверхзвуковой ракетоносец-бомбардировщик Ту-22М оказал большое влияние на авиацию в нашей стране, причем, не только военную, но и гражданскую. На нем впервые применили множество систем автоматизации, так что часть операций экипажа по управлению самолетом и применению оружия велась в «автоматическом» режиме, а ручное управление системами машины подразумевало лишь нажатие кнопок или тумблеров в заданной последовательности.

Силовая установка – пара турбовентиляторных двухконтурных двигателей, трехкаскадных, с форсажной камерой (ТРДДФ). Изначально на Ту-22М устанавливали пару двигателей НК-22. За основу взяли НК-144 от гражданского сверхзвукового Ту-144, но существенно доработали. Эксплуатация бомбардировщика предполагалась в многорежимном формате: на больших и малых высотах, в широком диапазоне скоростей. Для этого на НК-22 было установлено сопло эжекторного типа с широким диапазоном регулирования, электронный ограничитель температуры газов перед турбиной и сигнализатор горения топлива в форсажной камере. У гражданской версии агрегата таких «наворотов» не было, да и не к чему они ему. Вдобавок, на двигателе применены активное регулирование радиальных зазоров по лопаткам турбины, перфорация статорных колец для увеличения запасов устойчивости компрессора, рабочие и сопловые лопатки с вихревым охлаждением, защита двигателя при помпаже с автоматическим восстановлением исходного режима и многие другие новшества авиапрома того времени.

В процессе эксплуатации движки постоянно модернизировали. В борьбе с прожорливостью и шумностью НК-22 инженеры создали новый двигатель НК-25, долгое время являвшимся одним из самых мощных авиационных агрегатов в мире. Тяга одного двигателя на максимальном бесфорсажном режиме увеличилась до 14 300 кгс, на максимальном форсажном режиме – до 25 000 кгс. 

Ту-160

Вот мы и добрались до самого-самого. Крупнейшая и мощнейшая в истории военной авиации сверхзвуковая машина: самолет с изменяемой геометрией крыла, самый тяжелый боевой самолет в мире, имеющий наибольшую среди бомбардировщиков максимальную взлетную массу. Самый скоростной бомбардировщик из находящихся на вооружении, на котором установлено 46 мировых рекордов.

На Ту-160 стоят двигатели, ставшие дальнейшим развитием линейки НК-144, НК-22 и НК-25, — четыре турбовентиляторных двухконтурных НК-32, трехкаскадных с форсажной камерой. Агрегаты размещаются попарно в гондолах под фюзеляжем. Воздухозаборники прямоугольного сечения с вертикально расположенным регулируемым клином и шестью створками воздушной подпитки. Компрессор имеет трёхступенчатый вентилятор, пять ступеней среднего давления и семь ступеней высокого давления. Его лопатки изготовлены из титана, стали и никелевого сплава. При том, что каждый из двигателей Ту-160 выдает все те же 25 000 кгс, как и предшественник НК-25, инженерам удалось существенно снизить расход до 0,72 кг/кгсч (у двигателя НК-25 удельный расход топлива составлял 2,08 кг/кгсч).

ПАК ДА

На данный момент о перспективном авиационном комплексе дальней авиации информации практически ноль. Если верить официальным лицам компании «Туполев», то это будет не развитие или модернизация уже существующих машин, а принципиально новый летательный аппарат. С другой стороны, все те же официальные лица заявляют, что ПАК ДА получит модернизированный до неузнаваемости двигатель НК-32 от Ту-160. Хотя, к чему лишние расходы на НИОКР, если агрегат в самом деле весьма технологичный и отвечает всем современным требованиям. Планируется, что максимальная тяга останется на том же уровне – порядка 24 000 – 25 000 кгс.

По заверениям заместителя министра обороны РФ Алексей Криворучко, ход работ над ПАК ДА идет в соответствии с планом и в текущем году уже могут начаться тесты готовых элементов стратегического бомбардировщика. Стендовые испытания движков должны закончится к 2021 году. «Туполев» уже построил полноразмерный макет самолета, а первый его полет запланирован на 2025 год. Планировалось, что это произойдет в 2020 году, но возвращение в производство Ту-160 сместило сроки создания нового бомбардировщика.