Авиация и космонавтика 1996 12

D 1949-1951 гг. конструктореким бюро С. А. Лавочкина, А. И. Микояна и А. С. Яковлева было поставлено задание создать впервые в СССР ночной всепогодный барражирующий истребитель-перехватчик.

В то время в серийном производстве на наших заводах находняись газотурбинные двигатели РД-500 и РД-45 с ценгробежным компрессором. Конструкторское бюро В. Я. Климова успешно работало над развитием двигателя РД-45, увеличивая его тягу.

Над новыми газотурбинными двигателями трудились конструкторекие коллективы А. М. Лкэльки и А. А. Ми-кушт.

Оценив обстановку в нашем двигателе строе ни и, А. И. Микоян стал проектировать самолет И-320 с двумя двигателями РД-45Ф, няи в дальнейшем их развитии ВК-1.

С А. Лавочкин на самолете Ла-200 также применил два двигателя ВК-1.

А. С Яковлев же по договоренности с А. А. Мику-линым решил проектировать и строить самолет Як-25 с двумя новыми двигателями АМ-5.

Конструкторам ОКБ А. А. Микулина было хорошо известно, что в серийное производство можно будет внедрить новый двигатель только в том случае, если самолет с этим двигателем покажет существенио лучшие данные по сравнению с серийными образцами. Изучению серийных двигателей в ОКБ всегда уделялось большое внимание, и начиная конструирование ГТД, разработчики по предложению Б. С Стечкина выбрали осевой компрессор повышенной напорности.

В то время наиболее интересными серийными ТТД у нас были РД-10 (ЮМО-004) и РД-45 (Роллс-Ройс «НИН»). В опытном производстве находились двигатели ВК-1 и АМ-5.

Важнейшими для оценки авиационного двигателя являются такие характеристики, как удельный расход топлива, удельная масса двигателя и лобовая тяга.

Удельный расход топлива зависит от степени сжатия компрессора: чем больше степень сжатия, тем ниже удельный расход топлива. При высокой степени сжатия турбину нужно выполнять двухступенчатой. Зазоры во вращающихся деталях компрессора и турбин также влияют на коэффициенты полезного действия компрессора и турбины. Остальные параметры и элементы конструкции, влияющие на удельный расход топлива, общие для всех типов.

Удельная масса двигателя, кроме газодинамических и тепловых парамегров, определяется оригинальностью конструкции и качеством применяемых материалов, на двигателе АМ-5 она рекордно низкая - 0,222 кг/кгс.

Серийные двигатели РД-10 с осевым компрессором имели ротор компрессора на двух опорах, из них одна воспринимала осевые усилия. Ротор турбины также на двух опорах, одна - упорная. Соединение вата ротора компрессора с валом ротора турбины передавало только крутящий момент и не воспринимало осевых усилий. На двигателе РД-45 была применена более со-вершениая грехопорная схема ротора двигателя, причем вал ротора компрессора и турбины фиксировался в осевом направлении. Для организации ручной сборки стыка валов ротора компрессора и турбины в конструкции необходимо было сделать проходы, что при центробежном компрессоре могло быть выполнено достаточно просто. Для двигателя АМ-5 была принята схема трех-опорного ротора. Фиксация вала компрессора и турбины в осевом направлении уменьшает осевое усилие на упорный подшипник, так как осевые силы действуют в разные стороны.

Из-за особешюстей конструкции двигателя АМ-5 устройство проходов для ручной сборки, портило конструкцию, увеличивало его массу и габариты. Нужно было искать новое оригинальное решение узла соединения вала ротора компрессора с валом ротора турбины.

В то время конструкторекой группой компрессора руководил Ю. И. Гусев, а группой турбины - автор этих строк. Соединительный узел по компоновке двигателя располагался в компрессоре. Консгруктор группы А. С Уваров разработал компоновку соединения, как всегда не первую, ее смогрел А. А. Микулин, смотрел долго, молча, наконец улыбнулся, посмотрел Уварову в глаза и сказал: «Делай». Это было высшей формой одобрения.

Секретом конструкции является ключ в виде конической шестерни, с помощью которого поворачивается муфта. В пазы муфты своими выступами входит ват турбины, после чего муфта поворачивается и фиксирует вал от осевых перемещений. При выводе ключа из зацепления пружинная защелка фиксирует муфту в соединенном с валом роторе турбины положении. Разборка производится путем ввода ключа в патрубок на корпусе камер сгорания, далее в отверстие ОПИСИ цапфы ротора компрессора и ротора турбины с последующим поворотом для вывода муфты из зацепления.