Авиация и время 1993 02 (АэроХобби) - страница 12

Познакомившись с работами французского ученого Мориса Руа и советского профессора Б. С. Стечкина, A. M. Люлька окончательно утвердился в мысли, что основой силовой установки перспективных самолетов станут газотурбинные двигатели. Он добился закрытия темы по паротурбинной СУ и с группой энтузиастов приступил к теоретическим исследованиям и конструктивным проработкам турбореактивного двигателя (ТРД). В кругу авиационных специалистов эти работы были встречены с недоверием. Указывалось на трудности научно-технического и производственного характера. Кроме того, считалось, что применение такого двигателя не оправдает себя из-за больших расходов топлива на малых и средних скоростях полета.

В чем же состоит принцип работы турбореактивного двигателя? В своей последней прижизненной статье(8*) A. M. Люлька писал: "В ТРД воздух из атмосферы поступает в компрессор. Затем в камере сгорания, где сжигается химическое топливо, сжатый воздух смешивается с продуктами сгорания и подогревается до высокой температуры. Полученный газ направляется в турбину, мощность которой используется для вращения компрессора. Но газ, отработавший в турбине, обладает еще значительной энергией. Далее газ поступает в сопло, где он, расширяясь, разгоняется до большой скорости, значительно превышающей скорость полета, за счет чего и создается необходимая тяга". Кажется, все очевидно и просто, но в 1937 году, чтобы доказать техническую возможность реализации такого двигателя, приходилось преодолевать многие трудности.

Совершенно независимо над созданием ГТД работали: Ф. Уиттл в Англии, А. Грифитс и Г. Огайн – в Германии. Разработкой газовой турбины для авиации серьезно занимались в МВТУ имени Н. Э. Баумана под руководством профессора В. В. Уварова. Однако задача увеличения скорости полета решалась не кардинально, так как движителем в разрабатываемой силовой установке оставался воздушный винт, к. п. д. которого с ростом скорости полета резко уменьшается. Кроме того, как доказал A. M. Люлька, работающая на винт газовая турбина эффективна лишь при высокой температуре газа, а в то время еще не было создано необходимых жаропрочных сплавов.

В 1938 г. группой A. M. Люльки разработан проект "Ракетного турбореактивного двигателя РТД-1", рассчитанного на скорости полета до 900 км/ч. Предусматривалось, что он будет иметь двухступенчатый центробежный компрессор, камеру сгорания, одноступенчатую турбину и сопло. Выбор центробежного компрессора обуславливался широким применением таких компрессоров в системах турбонаддува высотных поршневых двигателей, достаточно развитой их теорией, опытом проектирования, производства и доводки. Проект получил положительное заключение экспертизы и был рекомендован к дальнейшей разработке. Тем не менее, работы над РТД-1 в ХАИ не были поддержаны, и Архип Михайлович добился своего перевода в специальное конструкторское бюро, созданное по решению правительства. СКБ-1 располагалось в Ленинграде на Кировском заводе и по тем временам имело хорошую экспериментальную и производственную базу. Здесь удалось в короткое время разработать проект нового двигателя РД-1, рассчитанного на тягу 530 кгс, и подготовить рабочие чертежи всех узлов и деталей. Отличительной особенностью этого проекта являлось применение осевого компрессора, что позволило существенно сократить диаметр двигателя, увеличив таким образом лобовую тягу, и облегчить компоновку двигателя на самолете.

8* Журнал "Наука и жизнь", №10, 1984 г.

Схема ТРДД (из авторского свидетельства А. М. Люльки за №312328. 25 от 22. 04. 41 г. ): 1 – входной диффузор; 2 – вентилятор; 3 – компрессор высокого давления; 4 – камера сгорания; 5 – турбина; 6 – сопло

Схема первого турбореактивного двигателя РТД, разработанная инженером А. М. Люлькой в 1937 г.

Накануне войны турбореактивный двигатель РД-1 был готов на 70%

Первый отечественный турбореактивный двигатель ТР-1

Принимая критику по поводу недостаточной экономичности разрабатываемого ТРД, A. M. Люлька предложил схему и развил теорию двухконтурного турбореактивного двигателя (ТРДД). Такой двигатель отличался от одноконтурного применением низконапорного вентилятора, установленного за входным диффузором, и разделением потока воздуха за вентилятором на два, из которых один проходит через компрессор высокого давления, камеру сгорания и турбину, образующие внутренний контур, а другой – по наружному контуру, смешиваясь затем с продуктами сгорания внутреннего контура. Вследствие подачи сравнительно холодного воздуха наружного контура температура газа перед соплом падает и скорость реактивной струи уменьшается. Сближение скорости струи со скоростью полета повышает к.п.д. двигателя, что в совокупности с увеличением расхода воздуха через тракт двигателя улучшает экономичность. Наряду с работой над двухконтурной схемой двигателя конструктор в 1939-1941 гг. разрабатывал и другие типы воздушно-реактивных двигателей, в том числе и ТРД с форсажной камерой сгорания.