Скрипкой Страдивари забивают гвозди: откуда взялись проблемы с авиадвигателем ТВ7-117
Андрей Злобин, кандидат технических наук
В последнее время приходится часто слышать о якобы проблемах с авиационным двигателем ТВ7-117. Хочу поставить все с головы на ноги и дать свои комментарии как ученого-двигателиста. Это позволит охладить горячие головы, выдвигающие претензии к самому современному отечественному вертолетному двигателю. Мое знакомство с мотором и его разработчиками состоялось в середине 1980-х годов после командировки в Ленинград, куда был направлен от ЦИАМ. В памяти остались проходная ЛНПО им.Климова, блестящий конструктор О.В.Карасев, с которым общались каждый день, его коллеги, помещение конструкторского бюро, чертежи на кульманах и плодотворные рабочие совещания.
ЦИАМ помогал специалистам «Климова» в создании двигателя ТВ7-117. Сотрудничество было настолько объемным, что институт самостоятельно разрабатывал один из вариантов мотора. Ранее я уже писал, что принимал участие в этой работе. Под руководством опытных наставников трудился за кульманом над конструкцией двигателя, выполнял различные инженерные расчеты. Уже тогда было понятно, что мотор рассчитан на рекордные параметры и потому требовал к себе особого внимания, включая массу новых технических решений. Требования по весу, габаритам, топливной экономичности, ресурсу накладывали на конструкцию жесткие ограничения. Достаточно сказать, что я по чертежам вручную просчитал вес каждой детали двигателя, каждого его узла и составил подробную весовую сводку. Работу и мой доклад похвалил начальник ЦИАМ Д.А.Огородников. Двигатель предназначался для вертолета, и это еще более усложняло задачу, поскольку предусматривались специфические условия эксплуатации. При взлете и посадке вертолет, как правило, поднимает тучи пыли, особенно на неподготовленных полевых аэродромах. А потому для всех вертолетных двигателей высокая запыленность воздуха является критическим фактором.
Для ТВ7-117 проблема пыли стояла особенно остро. Рабочие температуры планировались очень высокие, а лопатки турбины получались маленькими. Необходимо было обеспечить надежное охлаждение турбины воздухом так, чтобы пыль не нарушала работу системы охлаждения. В ЦИАМ были проанализированы различные схемы охлаждения, включая экзотические, была предложена и новая схема вертолетного двигателя, значительно повышающая эффективность пылезащиты. Вся эта большая работа проводилась под руководством начальника отдела турбин, доктора технических наук, профессора К.М.Попова, который впоследствии стал научным руководителем моей кандидатской диссертации. Собственно система охлаждения двигателя ТВ7-117 и стала той отправной точкой, с которой начались мои собственные исследования теплообмена на лопатках высокотемпературных и высоконагруженных авиационных турбин. Результаты этих исследований были впоследствии внедрены на двигателях НПО «Сатурн».
Мне много раз приходилось выполнять тепловые расчеты для двигателя ТВ7-117 и в этом смысле я могу охарактеризовать мотор как «строгий». Это означает, что нужно соблюдать множество нюансов при его проектировании и производстве, в особенности горячей части. То есть, мотор требует консервативности во всем, что касается тепловых процессов. Строжайшая технологическая дисциплина — гарантия того, что ТВ7-117 никогда не подведет. Не знаю как сейчас, а классический вариант двигателя был хорошо проработан с точки зрения надежности. Тщательно продумывались и просчитывались сложные режимы работы двигательной установки для вертолета, включая экстренный взлет и посадку. Вертолетный газотурбинный двигатель характеризуется особой спецификой и сильно отличается от самолетного. В конце 1980-х годов я наблюдал вертолеты «в деле» в полевых условиях и хорошо представляю себе все «прелести» реальной эксплуатации.
Мне очень повезло. В 1988 году принял участие в экспедиции на Подкаменную Тунгуску под руководством академика Н.В.Васильева. В экспедиции у меня была возможность летать на вертолетах, наблюдать за эксплуатацией этих прекрасных машин и двигателей, общаться с пилотами. Особенно полезно было увидеть работу вертолетов в сложных полевых условиях, когда, зависая над Тунгусской тайгой, летчики филигранно сажали тяжелую машину на болотные кочки. В такие минуты я делал множество практических наблюдений, касавшихся реальных режимов вертолетных моторов.
Возвращаясь к двигателю ТВ7-117, хочу еще раз заметить — он требует к себе крайне ответственного отношения. Я специально упомянул массу проблем, которые связаны с вертолетными моторами и которые были успешно решены отечественными двигателистами для ТВ7-117. Над уникальным вертолетным мотором работало множество ученых и конструкторов, тщательно «настраивая» его как скрипку Страдивари. Классический вариант ТВ7-117 представляет собой технологический шедевр, достойный высших похвал. К сожалению, сегодня я читаю в средствах массовой информации такое, что волосы встают дыбом. Последнее время к двигателю предъявляют совершенно несуразные требования, одновременно обвиняя его во всех грехах. Нельзя требовать от мотора невозможного. С чем сравнить происходящее? Для меня, как специалиста по авиадвигателям, очевидно, что скрипкой Страдивари пытаются забивать гвозди.
На фото: сложные режимы вертолетных двигателей: балансирование на грани — ювелирная посадка экспедиционного вертолета на кочки таежного болота Фото А.Е.Злобин, Подкаменная Тунгуска, 1988
Андрей Злобин - к.т.н, в 90-е годы начальник двигательного сектора Центрального института авиационного моторостроения ЦИАМ