Простаивая в задумчивости перед машинами, он вскоре почти физически ощущал, как масса прохладного наружного воздуха входит внутрь установки, как она сжимается, нагреваясь, разгоняется и из неощутимого «воздуха», неосязаемого газа, которым мы дышим, превращается в «рабочее тело». Он словно научился видеть частицы, молекулы, с которыми надо обращаться очень уважительно. Вот здесь им тесно, они сильно толкаются, тормозятся, теряют скорость и энергию – пожалуйста, тракт облагораживаем, расширяем, проходите спокойнее, а вот здесь слишком крутой поворот, на углу возникает целая куча-мала. Срезать угол, увеличить плавность канала – нельзя допускать завихрений! Весь воздух, сжатый и разогретый, должен представлять собой неразрывные струйки, весь движущийся поток должен быть тугим и гладким, тогда им можно управлять и заставить правильно работать…
Когда благополучно состоялось его практическое знакомство с физической картиной явлений, происходящих в различных энергетических установках, все больше и больше начинал убеждаться, что вот оно перед ним поле его деятельности, как математика. На все его «почему» нужно отвечать не обыкновенным русским, пусть очень образным и выразительным языком, а бессловесным языком формул. Хотя без обычного языка он тоже не мыслит до сих пор техники. Сам прекрасно владеющий точным словом, Люлька требует от других: «Нет, ты мне это растолкуй как следует».
Все эти волнения по поводу определения своего места в жизни закончились появлением в аспирантуре Харьковского научно-исследовательского института промышленной энергетики молодого инженера с дипломом Киевского политехнического института в кармане Архипа Михайловича Люльки. Он с жаром берется за самостоятельную работу. Благо недостатка в ней нет. Страна строится, ей нужна новая энергетическая база, новые гидро– и теплоэлектростанции, промышленные энергоустановки, приводы для машин и станков.
– Архип, а почему ты паровые машины выбрал для профессии? – спрашивает жена.
– Мне это кажется серьезным делом, солидным, что ли. Если уж я пошел в технику, то тут надо заниматься двигателями. В чем больше всего нуждается человек?
В двигателях. Он не может справиться с поставленными веком задачами без помощи машин. А среди машин-двигателей на сегодня самая мощная – паровая машина. Пар нагревается до очень высокой температуры, паровая турбина может дать огромную мощность. Меня тут привлекает возможность применить математику, расчет к разным новым практическим задачам. Кравчук тоже так говорит: «Паровая машина вещь давно известная, но свое последнее слово еще не сказала». Может, удастся заставить ее сказать это слово, а может быть, удастся придумать еще что-нибудь, – размышляет Архип.
Первая из его самостоятельных работ – заказ одного из НИИ спроектировать мерное устройство в гидроустановке – запомнилась ему на всю жизнь.
Казалось, все шло как надо. Отобраны и проанализированы несколько вариантов, после чего оставлен один. Расчеты велись долго и тщательно. Потом он выпустил чертежи. Потом, засомневавшись, долго все перепроверял и кое-что переделывал. Мерная шайба! Эка штука! Однако интуиция подсказывала: не так все здесь просто, как кажется. Измучившись вконец, уже когда все сроки вышли, он с дурным предчувствием сдал работу.
Через месяц пришел полный иронии ответ, из которого следовало, что более безграмотного решения данной задачи придумать трудно. И указывалось на ошибки.
Молодой аспирант Люлька готов был провалиться сквозь землю. Переживания были настолько заметны, что один пожилой, с большим инженерным опытом, сотрудник как-то взял его за локоть, посадил в уголок и завел запомнившийся навсегда разговор: «Так и должно быть – это закономерно. И даже очень хорошо, что с такого казуса началось практическое знакомство с работой. Эта ошибка заставила вас насторожиться. И поверьте моему опыту, гораздо хуже для вашей дальнейшей деятельности, если бы у вас сразу все получилось хорошо. Фокус в том, что теория и практика, хотя и образуют одно целое, могут вступать в противоречия. Ничего не поделаешь – диалектика. Вот лет этак через пять вы почувствуете в себе уверенность. Сейчас ваши знания, которые вы заглотнули в институте, лежат внутри, как обильная, но не усвоенная пища. Вы свои знания, может быть, частично и осмыслили, но еще не прочувствовали. Вы просто не умеете еще ими пользоваться. Только не горюйте. Урок этот вам должен пойти на пользу».
Прочно становились на ноги конструкторские коллективы. Специальные учебные заведения готовили квалифицированные кадры. В короткие сроки создавались самые разнообразные типы самолетов – от крошечных, но грозных истребителей И-16 Поликарпова до сверхтяжелых бомбардировщиков дальнего радиуса действия ТБ-3 Туполева.
Советские летчики совершали рекордные полеты, восхищавшие друзей нашей страны и тревожившие врагов.
Наряду с самолетостроительными создаются моторостроительные, агрегатные, приборостроительные, вооруженческие предприятия. Особенно бурно развивались авиамоторостроительные заводы и КБ.
Самолет начинается с двигателя, и для развития моторостроения не жалели ни сил, ни средств. Экспериментальным, опытным работам в моторостроении уделяется все большее внимания.
Рост мощностей двигателей и полетных весов самолетов вел, естественно, к большим расходам горючего. Неспокойная международная обстановка, поднимавший голову германский фашизм заставляли конструкторскую мысль решать вопросы эксплуатации воздушного флота в условиях военного времени на более дешевых сортах горючего.
К тому же из поршневых двигателей все труднее удавалось «выжимать» мощность. Чаще авиаспециалисты стали обращать внимание на паровую турбину. Не приспособить ли ее к самолетам?
Промышленные паротурбинные установки не были новостью. Русская инженерная практика накопила в области паровых машин большой опыт. Уже в пятидесятых годах XIX века на Балтике плавал парусный военный пароход «Орел», на котором помощником капитана был А.Ф. Можайский. В 1882 году в воздух поднялся (да, он оторвался от земли) первый в мире самолет его конструкции, имевший в качестве двигателя паровую машину. Для того времени эта машина являлась уникальной. Но чтобы лететь, «жар-птице» Можайского не хватило мощности силовой установки.
С тех пор инженеры научились считать. Расчеты показывали, что паротурбинная установка вполне обеспечит полет тяжелого бомбардировщика, причем вместо ценного бензина горючим станет служить обыкновенная солярка.
Создать паротурбинные установки на дешевых сортах топлива для замены двигателей внутреннего сгорания на тяжелых самолетах – такая задача была поставлена перед КБ, созданным в Ленинграде на базе Кировского завода, и Харьковским авиационным институтом.
Задача эта оказалась непростая. Конечно, тяжелые самолеты могли позволить себе некоторое увеличение веса силовой установки, что при переходе на паровую турбину было неизбежно. Но увеличение веса не могло быть чрезмерным, иначе самолет не поднимешь в небо. Другое дело с истребителями. Для них нужно создать принципиально новые двигатели с малым весом и габаритами.
Люлька приступил к работе на кафедре авиадвигателей в ХАИ. Его новый начальник, заведующий кафедрой профессор В.Т. Цветков, оказался не очень приветливым, дотошно, въедливо прощупывая новичка, он задавал вопросы по самым специальным вещам.
– Да-с, молодой человек, авиация дело тонкое. То, что годится на земле, совершенно противопоказано в воздухе. Мы работаем над авиационной паротурбинной установкой, и если вы думаете, что вам удастся механически перенести на борт самолета обычную облегченную стационарную паротурбинную установку, то глубоко ошибаетесь. Есть ли у вас достаточно знаний и настойчивости, чтобы работать над нашей темой – паровой турбиной с замкнутым циклом? Надеюсь, вы в состоянии догадаться, о чем идет речь?
Да, да. Пар придется охлаждать, превращать снова в воду с помощью специальных малогабаритных конденсаторов, которых до сих пор авиационная техника не знала.
Он смотрел на Люльку, ожидая покорного признания им своей несостоятельности перед такими грандиозными задачами. Но Архип был уже не тот зеленый молодой специалист, что полтора года назад. Он знал и умел уже многое.
Сильно задетый за живое, но внешне абсолютно спокойный, он сказал:
– Вот и дайте мне разработку конденсатора.
Цветков удивленно посмотрел на него и вышел.
Люлька остался один. Разговор проходил в зале для лабораторных занятий. Тяжело вздохнув, он встал и пошел рассматривать расставленные вокруг двигатели, турбины, детали, развешанные на стендах чертежи, плакаты. Да, многое казалось знакомым, изученным, понятным…
Мысли Люльки частенько бродили около идей, высказанных французским ученым Морисом Руа. И вот сейчас, когда он стоял здесь, в этой большой комнате один, в весьма расстроенных чувствах, обиженный на Цветкова и на все паровые машины вместе взятые, вспомнил о книге Руа. В ней рассматривался странный авиационный двигатель, не имеющий пропеллера и использующий для поступательного движения только реактивную тягу от сжатого и нагретого газа, вырывающегося с огромными скоростями наружу. Люлька стал думать, и вдруг как будто ожил перед его глазами этот странный двигатель…
Детали приобрели металлический блеск, завращался ротор, сжатый воздух попал в камеру сгорания, в нее впрыснулось горючее, забушевало пламя, и плотная масса газов, пройдя через турбину, вращающую компрессор, из сопла вырвалась наружу. И двигатель начал набирать обороты.
– Вот бы рассчитать и построить такой. Нет, не под силу. Ведь схема так и осталась до сего дня схемой. Конечно, все дело в материалах, нет пока жаропрочных материалов. А при высоких температурах газов двигатель не проработает и трех минут – прогорят все корпуса камер и сопел. А что, если?.. И вдруг он даже задохнулся от волнения: если температуру газов понизить так, чтобы материалы для постройки двигателя нашлись уже сегодня? Тогда он может дать достаточную тягу и конкурировать с сегодняшними поршневыми моторами. Люлька услышал взволнованные толчки собственного сердца и сказал себе:
– Тише, тише, Архип. Это треба обмозговаты. Ну-ка, посидим, прикинем.
Вынув из кармана логарифмическую линейку и блокнот, с которыми никогда не расставался, он присел к столу и просидел так несколько часов. В лабораторию входили и выходили, звучали голоса. Он ничего не замечал. Когда же наконец встал и медленно рассовал по карманам свое имущество, вид у него был такой, словно Архип только что побывал в заколдованном царстве. Он чувствовал, что случилось нечто важное в жизни, кажется, он уже «заболел» новой идеей и теперь стал ее рабом. И это будет продолжаться до тех пор, пока она не предстанет во плоти металла, в грохоте двигателя, сотрясающего землю и небо.
– Наверное, можно получить скорость 700 километров в час, – словно со стороны сказал он сам себе, и это поставило точку. Его идея родилась.
Кто из сотрудников кафедры авиадвигателей ХАИ мог тогда предположить, что тема «Паротурбинные установки» будет вскоре закрыта из-за веселого, со спортивной закалкой хлопца Архипа Люльки, самозабвенно трудившегося над своим конденсатором? А так и случилось. Именно он начал сеять «смуту», направленную против паротурбинной установки.
«Крамольные» мысли
Как это и случается, Люлька и Цветков вскоре не могли жить друг без друга. Цветков поручил Люльке разработку конденсатора для авиационной паровой установки.
На кафедре авиадвигателей ХАИ было создано конструкторское бюро при содействии Серго Орджоникидзе, к которому ездил со своим проектом паровой турбины Цветков.
Правда, аналогичные работы начались уже в Ленинграде, на Кировском турбостроительном заводе, но Орджоникидзе сказал Цветкову:
– Вот и хорошо, раз есть инициатива – дело будет. Организуйте между собой соревнование. А новые типы двигателей для самолетов нам очень нужны.
И он помог со средствами и кадрами.
Кадры подобрались удивительно подходящие. Это все были не только энтузиасты, но и асы в своей профессии. Вот один из них – Иван Федорович Козлов, занимался газодинамическими и прочностными расчетами – с виду типичный учитель: скромный костюм, очки, сдержанность, педантичность. Все мысли о работе, высказанные кем-то случайно, даже без прямого повода, и свои собственные, он записывал в рабочую тетрадь прямым ровным разборчивым почерком.