И не простой турбореактивный, а такой, который мог бы выполнять взаимоисключающие требования, предъявляемые к новому самолету. С одной стороны, истребитель длительное время, не менее четырех часов, должен барражировать в воздухе в режиме ожидания непрошеных гостей. Поэтому требуется высокоэкономичный двигатель. С другой стороны – для уничтожения обнаруженной цели истребитель должен сделать стремительный рывок на скорости более 3000 км/ч. Следовательно, требовался двигатель с большой тяговооруженностью. Этим двум взаимоисключающим качествам в то время соответствовал только один двигатель Д-30фб, создаваемый в Перми моторостроительным конструкторским бюро (МКБ) под руководством генерального конструктора Павла Александровича Соловьева. Вел эту тему первый его заместитель, главный конструктор Виктор Михайлович Чепкин. Сложность, по его мнению, заключалась в том, что это был первый двухконтурный двигатель для истребителей. Пассажирские самолеты с двухконтурными моторами, созданными по схеме Архипа Михайловича Люльки, давно летали, а военные нет. Люлька делал прекрасные турбореактивные, но одно-
контурные двигатели. По теории ученого Николая Викторовича Иноземцева, двухконтурные моторы можно применять только на дозвуковых самолетах. Эту теорию дополнили в КБ П.А. Соловьева, их никто еще не просил делать для истребителя двухконтурный двигатель. Они просто предвидели, что он понадобится, и делали его по собственной инициативе.
Проектирование шло трудно. Для высоконапорного компрессора с высокой температурой перед турбиной 1640° потребовались совершенно новые марки материалов и сплавов. Их создавали во Всесоюзном институте авиационных материалов (ВИАМ) – директор Каблов Е.Н. и во Всесоюзном институте легких сплавов (ВИЛС) – директор академик Александр Федорович Белов. Все это потребовало разных исследований, очень большой работы.
Вначале сделали прототип Д-30фб. Потом испытывали опытные образцы на испытательных стендах, обнаружили, что турбинная лопатка не хочет работать. Несколько раз она обрывалась. Поскольку впервые пошли на такую высокую температуру (более 1600°), впервые пришлось разрабатывать и новую лопатку.
В течение полутора лет вместе с Центральным институтом моторостроения (ЦИАМ), особенно с начальником отдела прочности Юрием Александровичем Пыхтиным, провели колоссальные исследования. И наконец обнаружили причину отрыва лопатки. Она заключалась в сложных резонансных колебаниях. К примеру, 500 лопаток не попадают в них, а одна или несколько могли попасть в эти колебания и отваливались.
После этого изменили конструкцию лопаток, и с тех пор не было ни одного случая их отрыва. А это более 30 лет в строю самолеты и двигатели Д-30фб. При проектировании двигателя возникли и другие сложности. Одна из них заключалась в том, что при скорости около 3000 км/ч от динамического сжатия температура воздуха в воздухозаборнике на входе в двигатель достигала 500°К. А этим воздухом с такой-то температурой нужно охлаждать двигатель. Главный конструктор Д-30фб Виктор Чепкин вместе с конструкторами Моторостоительного конструкторского бюро (МКБ) впервые придумали воздуховоздушный теплообменник, который должен снизить температуру воздуха, поступавшего для охлаждения турбины.
Но, оказалось, создать его непросто. Из-за тяжелых условий работы, высокой температуры, колебаний и других нагрузок он разрушился. Пришлось немало подумать над его конструкцией, технологией, и он надежно заработал в составе двигателя.
…Михаила Кузменко после окончания в 1972 году МАИ распределили в Пермь в Моторостроительное конструкторское бюро Павла Александровича Соловьева. Там его направили к Виктору Чепкину, главному конструктору Д-30фб. Чепкин считался жестким руководителем, но это не смутило Михаила. Их сотрудничество продолжалось много лет и было на пользу создания двухконтурного двигателя четвертого поколения.
Кузменко был хорошо подготовлен в теории и проектировании. Но как только пришел черед стендовым испытаниям, он ушел в них целиком. Михаил считал: если ты можешь создать какую-то полезную вещь в "металле" и заставить ее работать, значит, ты настоящий конструктор.
Ему было интересно анализировать дефекты и устранять их. Соловьев однажды зашел на испытательный стенд и увидел поразившую его картину. Незнакомый ему парень на ревущем, огнедышащем двигателе закручивал гайки.
– Кто это такой лихой? – изумился Соловьев.
– Это Михаил Кузменко чинит мотор.
Он не стал запрещать это лихачество. Понял, что на человека, который во имя дела не боится рисковать, не сторонится опасностей, всегда можно положиться.
За время создания Д-30фб перешагнули множество барьеров неизвестности, борясь с различными дефектами. Драматических моментов было немало. Рвались компрессорные диски, так как их было очень трудно охладить. Возникало виброгорение в форсажной камере, проблемы с соплом. От всего этого нужно было избавляться. В термобарокамере ЦИАМ, где проходила имитация высотных испытаний на земле, взорвалось несколько моторов. В двигатель спереди подавался разреженный воздух, сзади он отсасывался, а рядом сложнейшее оборудование. Эти испытания потребляли так много электроэнергии, что их можно было проводить только ночью, когда в Москве снижалось потребление электричества. Михаил Кузменко постоянно участвовал в этих нелегких испытаниях. В одну из ночей, когда Павел Александрович Соловьев находился
в московской гостинице, он как депутат приехал из Перми на сессию Верховного Совета, раздался звонок. Встревоженный голос Кузменко сообщил: "У нас двигатель разрушился!" – "Все целы? – с тревогой и надеждой спросил Соловьев. "Целы все, но все сгорело…"
Соловьев, встретившись утром с Кузменко, приехал на место происшествия. Вместе с директором ЦИАМ Шляхтенко они пришли на обгоревший стенд. От мотора почти ничего не осталось: два куска трубы валялись в разных углах. "Ничего страшного не произошло, – бодро прокомментировал Соловьев. – Подумаешь, оборвалась лопатка, лопнул диск. А все остальное цело!"
Кузменко изумленно смотрел на генерального… А когда они остались вдвоем, состоялся разнос: "Вот что, Михаил, при посторонних никогда не произноси слова: взорвалось, сгорело, ничего не осталось. Это только мы должны знать и разобраться в происшедшем. Остальные будут только нагнетать обстановку. А нам, пройдя через временные поражения, надо не паниковать, а внимательно проанализировать и двигаться дальше. Так что разбирайся, выясняй причину, действуй спокойно".
В это время произошла страшная катастрофа с Ту-124 подо Львовом. Михаилу Кузменко впервые пришлось участвовать в комиссии по расследованию ее причины. Проверяли узлы, детали двигателя Д-20Т на соответствие конструкторским чертежам, технологии изготовления. Обнаружили, что за несколько лет до этой трагедии произошло вот что: во-первых, небольшая деталь компрессора – штифт была выведена из стопроцентного контроля; во-вторых, внедрено рационализаторское предложение, по которому отменялась раздельная термическая обработка каждого прутка. Вместо нее – термообработка сразу нескольких штук пачкой. В результате прутки внутри пачки оказались не все термообработаны. После из-за них все и произошло.
После катастрофы вернулись на исходную (прежнюю) технологию.
Михаил Леонидович говорит: "После этого я понял, какое сложное и тонкое дело авиация – в ней нет мелочей. На первый взгляд, подумаешь, штифт… Оказалось, как много он значит в конструкции двигателя.
…В МКБ меня окружали очень хорошие люди и специалисты. Они проявили много терпения, доброжелательности, человечности, помогли мне быстро адаптироваться, вовлекли в настоящую интересную, творческую работу. Делились своим опытом, и если я впоследствии стал настоящим конструктором, то это с их помощью.
Особенно благодарен я заместителю Соловьева по серии Леониду Перфильевичу Ступникову. Он знающий специалист, аналитик. Леонид Перфильевич оказал мне, начинающему инженеру, большое доверие. Он поручил несколько сложных дел, не относящихся напрямую к его деятельности. По его указанию мне довелось заниматься проблемой с проскальзыванием муфт свободного хода вертолета Ми-6, циклических поломок болтов крепления ротора высокого давления и многое другое. Ступников, убедившись в моих способностях, прибавил к моей зарплате 20 рублей. Я стал получать 130 рублей. Прибавки будут и потом, постоянные и более значительные. Но это первая, и потому очень важная и вдохновляющая". Концепция любого летательного аппарата может остаться только концепцией, если не подтвердить ее реальность и эффективность наземными и летными испытаниями. Поэтому, когда говорят о создании изделия, то в первую очередь понимают не только разработку документации и изготовление. Самое трудоемкое и длительное – это процесс экспериментальных исследований, испытаний, доводки объектов до заданных характеристик. Это один из главных способов подтверждения правильности заложенных принципов при проектировании и конструировании изделий. Это всегда отлично понимал и понимает Михаил Леонидович Кузменко. Перед подготовкой к первым полетам Соловьев подписал в министерстве приказ о назначении руководителем комплексной испытательной летной бригады Михаила Кузменко. Это была лучшая кандидатура для проведения самого важного этапа работы в создании двигателя.
Это он подтвердил своей необыкновенной увлеченностью, самоотверженностью на стендовых испытаниях Д-30фб. Обычно перед первым вылетом самолета возникает много проблем, но одна оказалась особенно неожиданной. Во время стендовых испытаний ее не было, проявилась она только на самолете. И в это время в Жуковский на ЛИС приехал командующий ПВО Павел Федорович Батицкий
со свитой генералов. Соловьев провел всех в комнату управления. За пультом сидел Михаил Кузменко, в кабине МиГ-31 находился один техник самолета. Двигатели работали четко до включения форсажа. Генералы были довольны, шутили. Но вот включили форсаж, и раздались страшные звуки, похожие на стрельбу из скорострельной пушки. Двигатели выключили. Наступила тишина. У испытателей спокойный вид, будто ничего не случилось. Удивленные генералы молчали. "Что тут происходит?" – рыкнул Батицкий. "Да ничего особенного, товарищ маршал, все в порядке, – невозмутимо ответил Кузменко, – готовимся к первому вылету". – "Могли бы предупредить", – заметил Батицкий, и генералы удалились. Испытатели сошлись во мнении, что это помпаж. Это явление впервые обнаружили в 1956 году при испытании Су-7 самолета Сухого с двигателем АЛ-7. "Быстро набираю скорость, – говорил Герой Советского Союза летчик-испытатель Владимир Махалин, – на махметре 1,9 – двигатель приятно посвистывает, увеличиваю скорость до 1,96 маха, и вдруг на самолет обрушивается страшный грохот. Впечатление такое, будто оторвались лопатки двигателя и скрежещут. Ощущение пренеприятнейшее, но в следующее мгновение подумал, если бы это произошло, самолет уже разнесло бы. Выключил форсаж, скорость упала. И грохот прекратился. Самолет идет обычно. Черт возьми, что же это было? Пошел на посадку. Задание – получить скорость 2 маха – не выполнил. Дошел только до 1,96.
На разборе полета доложил инженерам о непонятном явлении. Жду расшифровки показаний приборов… У меня волосы поднялись дыбом, когда выяснилось, что приборы не зафиксировали этого явления. Это было первый раз в моей практике, когда приборы говорили одно, а я – другое".
На летно-испытательную станцию – ЛИС – приехал генеральный конструктор Павел Осипович Сухой:
– Что у вас произошло, Владимир Николаевич, в последнем полете?
– В двигательный отсек словно тысяча чертей забрались, и не поймешь, что творят в самолете, будто снаряды там взрываются.
– Согласитесь ли вы повторить полет?
– Да, согласен.
– Установим датчики в канале двигателя, возможно, они зафиксируют это странное явление…
Махалин взлетел, включил форсаж, набрал скорость. Все шло спокойно. Но только стрелка махметра дошла до 1,96 – и опять будто взрыв, будто град булыжников обрушился на самолет. И снова приборы ничего не зарегистрировали. Скоростные полеты пришлось прекратить. В КБ разбирались с явлением взрывной тряски самолета. Это странное явление, возникающее на больших скоростях, назвали помпажем. Причину его установили – несогласованность в работе двигателя и воздухозаборника. Двигатель как бы захлебывается от избытка воздуха или страдает от его недостатка. С помпажем начали бороться. Для более равномерного распределения воздушного потока в двигателе инженеры КБ предложили поставить в воздухозаборник подвижной конус новой конфигурации. Поставили. И Махалин снова в воздухе…
Когда стрелка подходила к 1,96 маха, он сжался, ожидая, что вот-вот снова черти начнут свою работу. Но ничего не произошло. В полете с новым конусом никакого грохота, никаких иллюзий взрывов не было. Весной 1956 года самолет Су-7 с двигателем АЛ-7, пилотируемый Махалиным, первым в отечественной авиации достиг скорости, превышающей 2 маха – две скорости звука. Для КБ Сухого и КБ Люльки это был большой праздник. А Махалина с тех пор стали называть Махом.
В то время как в Перми в МКБ Соловьева инициативно дорабатывали и испытывали Д-30фб, в Москве на опытном заводе КБ Микояна строили три экземпляра МиГ-31 – один для статических испытаний и два для летных.
Необходимость в создании истребителя-перехватчика с большим радиусом действия для закрытия наших северных и восточных рубежей хорошо понимали в советском правительстве. По указанию председателя Совета Министров Алексея Николаевича Косыгина в 1973 году был заказан выпуск двухконтурного двигателя Д-30фб. Позже он будет с форсажной камерой и регулируемым соплом с тягой 9500/15 500 кг. Два КБ Артема Микояна и Павла Соловьева интенсивно и дружно работали над очень необходимым стране самолетом. Главный конструктор двигателя Виктор Чепкин и главный конструктор самолета Глеб Лозино-Лозинский постоянно общались, обсуждали, как лучше его сделать. Скоро предстояли летные испытания. К испытаниям готовились выдающиеся летчики Александр Васильевич Федотов – первый пилот и штурман Петр Максимович Остапенко. Они тщательно изучали даже для них сложную новую технику, бортовое радиоэлектронное оборудование, вооружение и особенно локатор "Заслон".
Перед тем как начать испытания на МиГ-31, двигатель Д-30фб прошел автономные летные испытания на летающих лабораториях на сверхзвуковом МиГ-25 и на дозвуковом Ту-16. На МиГ-25 стоял на всякий случай один серийный двигатель Туманского, другой Д-30фб. Эти полеты прошли без замечаний к Д-30фб. А на двигателе, летавшем в составе Ту-16, обнаружился небольшой дефект, который двигателисты быстро устранили. Локатор "Заслон" проверили в полете на Ту-134. И вот намечена программа первого вылета на МиГ-31. Она подписана главными конструкторами В. Чепкиным и Г. Лозино-Лозинским. Все с нетерпением ждут дня первого полета.
16 сентября 1975 года. Аэродром в Жуковском. Летно-испытательная станция ОКБ Микояна. Идет предполетная подготовка. Вокруг МиГ-31 двигателисты и самолетчики, они готовят самолет к первому вылету. Еще и еще раз проверяют двигатели, все системы самолета. Волнуются все. И особенно главные конструкторы В. Чепкин, Г. Лозино-Лозинский, ведущий по самолету С. Поляков и руководитель испытательной бригады двигателистов М. Кузменко. Он подсаживает Александра Федотова и Петра Остапенко в кабину. Запущены двигатели. Самолет выруливает на взлетную полосу. На контрольно-диспетчерском пункте (КДП) руководитель полетов дает команду: "На взлет". МиГ-31 разбегается, отрывается от полосы, набирает высоту, уходит в зону. "Самолет летал минут 40, – говорил Сергей Глебович Поляков, который был тоже на КДП, – а мы так волновались, что эти минуты казались очень длинными. Для нас, участников создания самолета, это событие было самым главным за много лет. Летчики проверили двигатели, другие системы, все, что намечено в программе первого полета.
Руководитель полета дает команду на посадку. Небольшой пробег. Летчики спускаются из кабины и попадают в объятия присутствовавших. И, как принято в авиации, их начали качать.
На разборе полета Александр Федотов и Петр Остапенко доложили: "Самолет легко управляется, по двигателям замечаний нет".
Как обычно, такие выдающиеся события отмечаются по-русски. На этот раз в парашютном классе накрыли стол и представители от всех участников создания МиГ-31 и Д-30фб подняли бокалы за большой успех нашей авиации.
Михаил Леонидович Кузменко, ныне генеральный конструктор НПО "Сатурн", рассказывает: "Мне посчастливилось участвовать в создании замечательного двигателя Д-30фб. Вначале его не все принимали. Двухконтурный двигатель для высокоскоростного истребителя дальнего действия создать невозможно, так считали даже в ЦИАМе во главе с директором Шляхтенко.
Поддерживали Павла Александровича Соловьева и наше МКБ, главком ПВО Павел Батицкий и маршал авиации ПВО Евгений Яковлевич Савицкий, к тому же прекрасный летчик. Он бывал у нас в КБ, досконально изучил наш двигатель и его большие возможности для истребителя-перехватчика. Потом, когда начались госиспытания МиГ-31, маршал поднимался на них, он не пускал в строй самолеты, пока сам не убедится в их надежности. А пока больше года шли заводские испытания в Жуковском. МиГ отработал 25 часов, выполнил 13 полетов, замечаний у Федотова не было. В первых двух двигателях серьезных дефектов не обнаружено. Начали изучать Д-30фб теоретически, опробовать в наземных условиях, проводить рулежки, подлеты летчики Борис Орлов, Авиард Фастовец, Валерий Ляпицкий и другие. Они восприняли самолет с двухконтурным мотором с одобрением. Вскоре начались государственные испытания в Ахтубинске. Председателем Госкомиссии по испытаниям авиационного комплекса перехвата МиГ-31 был маршал авиации Евгений Яковлевич Савицкий. В них участвовало шесть самолетов. Кроме Александра Федотова, Петра Остапенко, Авиарда Фастовца МиГ-31 испытывали уже в основном военные летчики Бежевец, Горовой, Стогов, Кондауров. Шла доводка локатора, всего бортового оборудования и двигателя, по нему возникали иногда вопросы. Но по всем параметрам Д-30фб восхищал летчиков своей надежностью, безотказностью в эксплуатации. В Ахтубинске нередко бывали главные конструкторы двигателя и самолета В.М. Чепкин и К.К. Васильченко. Константин Константинович стал главным по МиГ-31 в 1976 году после назначения Г.Е. Лозино-Лозинского главным конструктором многоразового космического самолета "Буран" в НПО "Молния". К сожалению, после пятого года испытаний перехватчика произошли аварии и драматические ситуации. Из-за обрыва лопатки в двигателе возник пожар, летчики Остапенко и Попов вынуждены были покинуть самолет.