Нк-32-02: первое испытание ту-160м

НК-33: двигатель для «лунной» ракеты

В 1958 году Кузнецов познакомился с Сергеем Павловичем Королевым. После полета Юрия Гагарина, Королев размышлял о доставке советских космонавтов на Луну. Для этого нужны были усовершенствованные жидкостные ракетные двигатели (ЖРД). В этом Королев надеялся на помощь Кузнецова.

Итак, в 1959 году ОКБ под руководством Кузнецова и при участии Королева начало работать над жидкостно-ракетными двигателями. Было решено разработать ЖРД по замкнутой схеме – в стране и в мире ничего подобного еще не создавалось.

Пуск ракеты «Союз-2.1в» с двигателем НК-33А с космодрома Плесецк. Фото: Роскосмос

Первое испытание разрабатываемого НК-33 состоялось в ноябре 1963 года. Но двигателю не суждено было стать лунным. В 1966 году не стало Сергея Королева, а спустя три года на Луну вступил первый американский астронавт. В СССР отказываются от лунной программы, хотя в 1972 году двигатели НК-33 и НК-43 уже успешно прошли государственные стендовые испытания.

Произведенные двигатели решено было уничтожить, но Кузнецов не мог пойти на такое. Списанные НК-33 и НК-43 хранили в одном из цехов предприятия, пока в 1992 году им не предоставили второй шанс. Тогда в Москве на первой международной выставке «Авиадвигатель» Николай Кузнецов представил миру свои ракетные двигатели. Они произвели настоящий фурор среди иностранных специалистов. В итоге 46 двигателей НК-33 и НК-43 были проданы США. Американские специалисты немного изменили их и переименовали в AJ-26. В 2013 году они три раза вывели на орбиту ракету Antares. Однако в следующем году ракета с AJ-26 потерпела крушение, и от использования НК-33 американцы отказались, заменив на российские РД-181.

В 2010 году «Кузнецов» совместно с РКЦ «Прогресс» начал адаптацию НК-33 для ракеты «Союз-2.1в». Обновленный двигатель был назван НК-33А. В России первый старт ракеты-носителя с ним состоялся в декабре 2013 года. Программа летно-конструкторских испытаний «Союз-2.1в» с НК-33А завершилась в прошлом году. Всего было проведено пять пусков, все задачи были выполнены в полном объеме.

Вторая жизнь НК-12

Низкий удельный расход топлива позволял Ту-95 без посадки и дозаправки преодолевать до 15 тыс. км. Стратегический бомбардировщик получил четыре турбовинтовых мотора. Боевая нагрузка самолёта составила 12 т. Концепция «Медведя» оказалась настолько удачной, что он по-прежнему находится на вооружении и выполняет регулярные полёты над Норвежским морем и вблизи берегов Аляски.

Также по теме

«Фактически это новый самолёт»: каким будет модернизированный стратегический бомбардировщик Ту-160М

К концу 2021 года Минобороны России получит первый построенный с нуля стратегический ракетоносец серии Ту-160М. Об этом сообщил…

В настоящее время ПАО «Туполев» проводит очередную модернизацию Ту-95. Как сообщил 24 декабря министр обороны РФ Сергей Шойгу, в 2020 году ВКС России получат шесть обновлённых «Медведей». На самолёты будут установлены современные навигационные, радиотехнические системы, а также комплексы радиоэлектронной борьбы.

Вместе с Ту-95 отечественные инженеры неоднократно совершенствовали НК-12. Модернизация затрагивала замену материалов и аппаратуры управления. В итоге мощность силовой установки на взлётном режиме возросла до 15 тыс. л. с. При этом двигатель сохранил главные достоинства, заложенные Кузнецовым: надёжность, экономичность, неприхотливость в эксплуатации.

В советский период модификации НК-12, помимо Ту-95, были установлены на самолёт дальнего радиолокационного обнаружения Ту-126, противолодочный самолёт Ту-142, дальнемагистральный пассажирский лайнер Ту-114, тяжёлый транспортный самолёт Ан-22 «Антей» и транспортно-десантный экраноплан А-90 «Орлёнок».

В 1970-е годы на основе НК-12 отечественные инженеры разработали турбовальный газоперекачивающий агрегат (НК-12СТ), который генерировал необходимую мощность (6300 кВт) и частоту вращения ротора (8200 об/мин). Усовершенствованные версии этого индустриального двигателя продолжают использовать российские добывающие компании.

Как пояснил RT Дмитрий Дьяконов, мощные турбовинтовые двигатели будут совершенствоваться как в России, так и за рубежом. В частности, конструкторы будут менять геометрию лопастей и изготавливать новые материалы для их производства. Сегодня ТВД востребованы в транспортной и региональной авиации.

«Уместно напомнить, что после модернизации новую жизнь получит бомбардировщик Ту-95. Несмотря на почтенный возраст, эта машина способна выполнять поставленные командованием современные задачи стратегического сдерживания. Велика вероятность, что отечественный самолёт, как и американский B-52, отметит столетие боевой службы», — сказал Дьяконов.

• Транспортный самолёт Ан-22
• РИА Новости

Владимир Попов также считает, что не стоит ожидать скорого окончания эры турбовинтовых агрегатов. Как прогнозирует аналитик, в современных условиях им нет равных по показателю экономичности расхода топлива. Более того, не исчерпан модернизационный потенциал нынешних ТВД, включая НК-12.

«Условным недостатком турбовинтовых двигателей по сравнению с реактивными образцами является дозвуковая крейсерская скорость. Также они могут работать только в плотных слоях атмосферы. Однако списывать их в утиль нецелесообразно. Они по-прежнему конкурентоспособны и широко эксплуатируются в разных странах мира. Сохранение Ту-95 в составе ВКС — дополнительное тому подтверждение», — резюмировал Попов.

Новости раздела

• Царь-бомба: испытание на новой земле

  РКЦ «Прогресс» отбился от иска Роскосмоса на 4,7 млрд рублей

  21 сентября 2021 09:47

• Минобороны требует с «ОДК-Кузнецов» 1,2 млрд рублей

  15 сентября 2021 12:27

• РКЦ «Прогресс» остановил разработку лунной сверхтяжелой ракеты

  15 сентября 2021 08:31

• Самарский «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» успешно стартовал с Байконура

  15 сентября 2021 08:20

• Самарский «Союз-2.1в» вывел на орбиту спутник Минобороны

  10 сентября 2021 08:48

• В Самарском университете открылся Центр коммерческого космоса

  02 сентября 2021 09:35

• РКЦ «Прогресс» подготовил эскизный проект метановой ракеты «Амур-СПГ»

  01 сентября 2021 10:07

• ОДК-Кузнецов поставит Минобороны РФ восемь двигателей для Ту-160М

  25 августа 2021 09:12

• «Союз-2.1б» успешно стартовал с Байконура с «Фрегатом» и 34 космическими аппаратами OneWeb

  23 августа 2021 09:00

• «Это не вина Прогресса»: Дмитрий Рогозин объяснил причину иска Минобороны к РКЦ

  20 августа 2021 23:20

• Минобороны РФ намерено взыскать с РКЦ «Прогресс» 2,4 млрд рублей

  13 августа 2021 16:43

• Самарские предприятия представили новейшие разработки на авиасалоне МАКС-2021

  20 июля 2021 13:50

• Самарский «Союз-2.1б» успешно вывел на орбиту 36 спутников OneWeb

  02 июля 2021 15:44

• Самарский «Союз-2.1а» с грузовиком «Прогресс-МС-17» успешно стартовал с Байконура

  30 июня 2021 08:32

• В Самаре начали строить Центр конструкторских разработок и научных исследований «ОДК-Кузнецов»

  24 июня 2021 19:33

• «Союз-2.1б» успешно вывел на орбиту «Фрегат» с 36 космическими аппаратами OneWeb

  31 мая 2021 08:25

• Технопарк «Жигулевская долина» запустит спутник в стратосферу

  26 мая 2021 14:37

• Самарские ученые разрабатывают альтернативный ракетному двигателю космический парус

  25 мая 2021 15:57

• Как подбирают космические бригады

  24 мая 2021 15:44

• СКС отказались от многомиллионных претензий к «Авиакору»

  24 мая 2021 11:22

• Как очистить орбиту от космического мусора, знают ученые

  21 мая 2021 14:07

• Правила жизни на международной космической станции

  20 мая 2021 13:18

• ПСБ стал одним из основных банков-партнеров ракетно-космической отрасли

  19 мая 2021 14:29

• РКЦ «Прогресс» рассмотрит вопрос о необходимости ракеты-носителя «Союз-6»

  14 мая 2021 13:37

• «Союз-2.1б» с «Фрегатом» и 36 космическими аппаратами OneWeb успешно стартовал с Восточного

  26 апреля 2021 08:20

• СКС требуют сотни миллионов с «Авиакора» за грязные стоки

  16 апреля 2021 17:07

• Самарский «Союз-2.1а» успешно стартовал с кораблем «Ю.А.Гагарин» с Байконура

  09 апреля 2021 12:00

• РКЦ «Прогресс» увеличил долги на 16 млрд рублей

  25 марта 2021 12:54

• С космодрома Восточный стартовал самарский «Союз-2.1б» с 36 спутниками OneWeb

  25 марта 2021 08:05

• РКЦ «Прогресс» распродает земли на 2 млрд рублей

  24 марта 2021 14:36

• Самарская ракета «Союз-2.1а» успешно стартовала с Байконура

  22 марта 2021 10:33

• В «ОДК-Кузнецов» усовершенствовали конструкцию двигателя НК-12МП

  10 марта 2021 13:50

Все новости

«Довели до ума»

Создание сверхмощного турбовинтового двигателя (ТВД) стартовало в Советском Союзе в 1946 году с привлечением немецких учёных, добившихся ранее больших успехов в разработке различных авиационных агрегатов. С этой целью под Куйбышевым (Самара) появились два конструкторских бюро (ОКБ), а из Германии было доставлено трофейное оборудование.

ТВД предназначался для перспективного бомбардировщика, способного совершать межконтинентальные перелёты. Его разработку с 1949 года осуществляло КБ Андрея Николаевича Туполева. Руководство страны настаивало на необходимости скорейшего строительства реактивного боевого самолёта, однако прославленный советский конструктор отстоял концепцию турбовинтового самолёта.

Также по теме

«Незаменим для подготовки к боевым миссиям»: каковы экспортные перспективы российского самолёта Як-130

На стартующем 17 ноября в ОАЭ международном авиасалоне Dubai Airshow 2019 впервые будет представлен российский учебно-боевой самолёт…

По мнению Туполева, создание реактивного стратегического бомбардировщика не могло обойтись без существенных материальных и временных затрат. В частности, для выполнения этой цели на тот момент отсутствовал подходящий по уровню расхода топлива двигатель. В связи с этим Туполев поддержал опытно-конструкторские работы по ТВД, которые возглавлял знаменитый советский учёный Николай Дмитриевич Кузнецов.

«Главное преимущество турбовинтового двигателя — это экономичность. После войны СССР не обладал настолько развитой двигателестроительной школой, чтобы практически с нуля и в кратчайшие сроки создавать передовые образцы, тем более реактивные. В такой ситуации было принято разумное решение — сделать ставку на относительно более простой ТВД и доступные технологические решения», — пояснил в беседе с RT главный конструктор КБ-602 Московского авиационного института Дмитрий Дьяконов.

В 1949 году под Куйбышевым начались испытания первого опытного турбовинтового двигателя ТВ-022 (второе название — ТВ-2). Силовая установка была прямым аналогом первого в мире серийного газотурбинного агрегата JUMO-022 компании Junkers Motorenbau.

ТВ-2 соответствовал общим тактико-техническим требованиям, предъявляемым к самолёту стратегической авиации. Однако перед группой Кузнецова была поставлена задача создать силовую установку мощностью не менее 12 тыс. л. с. Новый агрегат получил обозначение ТВ-12, а в серийное производство пошёл под индексом НК-12 (по инициалам Николая Кузнецова). ОКР по сверхмощному советскому двигателю были завершены в чрезвычайно короткие сроки, отмечает Дьяконов.

«После войны все державы-победительницы активно заимствовали достижения немецкой науки. Естественно, СССР не стал исключением. Нужно сказать откровенно: немцы добились впечатляющих успехов в авиационном двигателестроении. Однако отечественные учёные внесли множество существенных изменений в проект ТВД и довели этот двигатель, как говорится, до ума», — подчеркнул Дьяконов.

• Бомбардировщик Ту-95 в полёте

Аналогичной точки зрения придерживается и заслуженный лётчик РФ, генерал-майор Владимир Попов. В комментарии RT он заявил, что ключевую роль в создании ТВ-12 сыграл «конструкторский гений Николая Кузнецова». По его словам, советский учёный смог адаптировать турбовинтовую силовую установку под серийное производство.

«Кузнецов достаточно удачно решил множество сложнейших вопросов. В те годы требовалось не просто создать двигатель для стратегического бомбардировщика, его было необходимо поставить на конвейер без потери качественных характеристик. Для этой цели он нашёл необходимые материалы и технологии. Поэтому неправильно называть НК-12 немецким. Это советский продукт, значительно превосходящий по характеристикам JUMO-022», — подчеркнул Попов.

Сам Николай Кузнецов весьма скромно отзывался о своём вкладе в разработку НК-12 и других силовых установок, указывая, что решающую роль при создании двигателей играет именно командная работа. По его словам, «никакой генеральный конструктор никогда лично ничего не сделает, если не будет опираться на коллектив».

Возвращение к будущему

Десять дней спустя на сайте «ОДК-Кузнецов» появилось информационное сообщение, рапортующее о сдаче заказчику установочной партии моторов с улучшенными характеристиками. Там, в частности, говорится, что «завод приступил к регулярным поставкам новых двигателей — в рамках государственного контракта с ПАО «Туполев» и Министерством обороны Российской Федерации заказчику отправились ещё два серийных мотора НК-32-02, собранных полностью из отечественных материалов».

Таким образом, «ОДК-Кузнецов» удалось вернуть статус серийного производителя газотурбинных двигателей для авиации, утраченный в 1993 году. «Завод, поставляющий такую технику, имеет перспективы на многие десятки лет, что является для сотрудников не только гарантией стабильности, но также даёт им возможность развиваться, участвуя в перспективных проектах», — подчеркнул Алексей Соболев.

НК-93: обогнавший свое время

Турбовентиляторный двигатель НК-93 заслуженно в перечне самых ярких разработок Николай Дмитриевича. Уже тогда его назвали двигателем XXI века.

В конце 1980-х годов Кузнецов начал думать над созданием для гражданских самолетов ГТД со сверхвысокой степенью двухконтурности. Чем больше этот параметр, тем больший КПД двигателя можно получить

Особенно это важно для пассажирских самолетов – здесь высокая степень двухконтурности положительно сказывается на экономической эффективности. К примеру, у современных лайнеров Boeing 737 и Airbus A320 этот параметр на уровне 5,5-6,6.

Еще в те годы Николай Дмитриевич решил разработать двигатель с двухконтурностью 16! Сконструированный им НК-93 со степенью двухконтурности 16,7 открыл бы новую главу в авиационном двигателестроении. Переход от степени двухконтурности 6 к 16,7 позволяет уменьшить примерно на 15% удельный расход топлива.

Летающая лаборатория Ил-76ЛЛ с двигателями НК-93. Фото: Игорь Бубин / wikimedia.org

Первое испытание НК-93 состоялось в декабре 1989 года. Но из-за глобальных перемен в стране, нехватки средств, работы по проекту двигались очень медленно, и только в мае 2007 года НК-93 поднялся в небо на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. В том же году на МАКСе был представлен испытательный Ил-76 с силовой установкой НК-93. В серию уникальный двигатель так и не вышел. НК-93 нашел себе применение на земле. На его основе был разработан промышленный НК-38СТ, который устанавливается на ГПА-16 «Волга».

Двигатель НК-93 стал еще одним примером особого стиля Николая Кузнецова – все его проекты на годы опережали работы отечественных и иностранных конструкторов. Научно-технической задел, который остался после выдающегося конструктора, может стать фундаментом для создания новых перспективных моторов, тем самым удерживая место России в лидерах авиационного двигателестроения.

Зри в корень

Проект по газогенератору рассчитан на три года, и в 2021 году будут подводиться его итоги. «На этом первом этапе будут проведены научно-исследовательские работы, которые должны завершиться достаточно глубокой проработкой конструкции двигателя, включая трёхмерную геометрическую модель с детализацией узлов, но без выпуска конструкторской документации, — поясняет Павел Чупин. — Здесь пока мы поставим точку для того, чтобы оценить результаты проведённой работы и принять решение о его продолжении, либо о проведении новой НИР, связанной с изготовлением демонстратора и опытных образцов установок этого газогенератора с последующим проведением испытаний».

Пока учёные и конструкторы занимаются перспективным газогенератором, производственные мощности «ОДК-Кузнецов» загружены выпуском двигателей четвёртого поколения. Перезапущено производство НК-32, причём в обновлённом виде — так называемой второй серии.

В чём разница?

uecrus.com
На «ОДК-Кузнецов» перезапущено производство НК-32, причём в обновлённом виде — так называемой второй серии.

Уже проведены первые испытания модернизированного бомбардировщика Ту-160. Сейчас у предприятия задача простая — выйти на планомерные поставки. Первые отгрузки НК-32-02 произведены ещё в августе 2020 года, когда во время МВТФ «Армия-2020» были отправлены шесть двигателей. Следующие два — в середине октября. Очередные двигатели в металле уже есть, проходят испытания перед передачей заказчику. «На рубеже декабря-января будем их передавать заказчику. Производство организовано таким образом, что планомерно, без каких-либо проблем, в адрес заказчика мы будем поставлять всё новые и новые изделия», — заверил генеральный конструктор «ОДК-Кузнецов» Павел Чупин.

Важнейшим событием уходящего года по технике для Дальней авиации ВКС России стал первый полёт Ту-160М в комплектации с НК-32-02, состоявшийся 3 ноября сего года.

НК-32: двигатель для «Белого лебедя»

Еще во время работ по турбовинтовому двигателю НК-12, Николай Кузнецов пришел к выводу, что стратегическая авиация должна преодолеть скорость звука. Для этого турбовинтовые двигатели не подойдут. Конструктор нашел выход из ситуации – воздушный винт должен быть заменен вентилятором в оболочке.

С начала 1953 года под руководством Николая Дмитриевича началась разработка теории двухконтурных двигателей. Такого до него еще никто в мире не делал. Саму идею пришлось отстаивать в Министерстве авиационной промышленности, и здесь в защиту проекта двухконтурных двигателей выступил сам Туполев.

Для преодоления звука Кузнецов предложил не только двухконтурность, но и форсирование двигателя. Так вскоре на свет появился первый в мире двухконтурный с форсажом двигатель НК-6 с максимальной тягой 22 тонны. Его первые испытания состоялись в 1956 году. Стоит отметить, что такие двигатели в США появились спустя 15 лет.

Ту-160 с двигателями НК-32. Фото: Дмитрий Терехов / wikimedia.org

Этот проект Кузнецова стал базой для многих двигателей 1970-1980-х годов, в том числе для НК-32, которым оснащался легендарный ракетоносец Ту-160 «Белый лебедь». Одному из этих самолетов даже присвоено имя «Николай Кузнецов», отдавая дань роли конструктора в принятии стратегических ракетоносцев на вооружение.

Работы над созданием двигателя НК-32 начались в 1977 году, а в серию он вышел уже в 1983 году. Но спустя десять лет серийное производство было прекращено. Однако в 2016 году ПАО «Кузнецов» заявило о том, что возобновляет серийный выпуск двигателей НК-32 для ракетоносцев Ту-160. Новые двигатели устанавливаются на модернизированные самолеты Ту-160М. Двигатели НК-32 второй серии позволят «Белому лебедю» увеличить дальность полета на тысячу километров.

Двигатель будущего — в Самаре

Помимо того, согласно ГОЗ, в Самаре ведут сбор пилотного образца двигателя для стратегического бомбардировщика будущего. Работу планируют завершить к Новому году.

Об этом стало известно в ходе пресс-тура, проведённого «Объединённой двигателестроительной корпорацией» (из состава ГК «Ростех») по самарской площадке — ПАО «ОДК-Кузнецов». Речь идёт об изделии «РФ» для Перспективного авиационного комплекса Дальней авиации» (ПАК ДА). «Первый двигатель для ПАК ДА, — сообщил заместитель генерального директора — управляющий директор «ОДК-Кузнецов» Алексей Соболев, —  изготовлен в металле и находится на сборке. До конца года он будет собран для начала стендовых испытаний».

mil.ru
«Изделие 80» (ПАК ДА) — перспективный авиационный комплекс дальней авиации.

По словам руководителя предприятия, этому предшествовала огромная работа по линии конструкторской документации, проведения испытаний, технологической подготовки производства, изготовления деталей и усовершенствования стендовой базы. Согласно распределению работ внутри корпорации, «ОДК-Кузнецов» поручена роль лидера-интегратора по изделию «РФ». При поддержке ОДК самарские моторостроители наладили широкую производственную кооперацию с привлечением лучших компетенций других заводов корпорации. «Сейчас в этой программе участвуют рыбинский «Сатурн», Пермский моторный завод и «СТАР», Омское и Уфимское машиностроительные производственные объединения. Привлечение этих и других компаний ОДК позволило нам в короткие сроки завершить (в этом году) разработку чертежей. С учётом того, что документация на новое изделие выполнена «в цифре», мы смогли оперативно обеспечить производственные процессы, изготовить детали для первого образца и поставить его на сборку», — пояснил Соболев.

uecrus.com
«ОДК-Кузнецов» поручена роль лидера-интегратора по изделию «РФ».

Большой объём работ предстоит выполнить на двигателе пятого поколения в классе тяги 25 тонн. По замыслу Чупина, соответствующий проект с самого начала ведётся вместе с Самарским национальным исследовательским университетом им. С.П. Королёва и в сфере подготовки кадров, и в области научных исследований и прикладных разработок.

Как стало известно этим летом, первым проектом новой структуры станет разработка перспективного газогенератора. Поставлена амбициозная задача: обеспечить авиамоторам рекордную экономичность, сократив расход топлива до 480 граммов в час в расчёте на килограмм тяги.

«Мы достаточно плотно и регулярно взаимодействуем не только в рамках подготовки кадров и обучении, но и вовлечении университетских научных кадров к выполнению наших НИОКР, — рассказывает Павел Чупин. — Инженерный центр Университета привлекался, и будет привлекаться к нашим проектам, в том числе работам по отдельным элементам Изделия «РФ». Но самая крупная совместная работа, которая уже ведётся, — над газогенератором двигателя следующего поколения. Принципиальное требование, которое мы предъявляем, — значительное улучшение топливной эффективности и снижение массы. Показатели по отношению к газогенератору двигателя НК-32 по массе и удельному расходу топлива требуется улучшить как минимум на 10-15%. Это говорит о том, что проектируемый газогенератор подходит для двигателя следующего поколения».

«Эта работа ведётся для того, чтобы предложить главному заказчику двигатели с существенно лучшими характеристиками, чем те, которые есть сегодня. Сопоставимые и как минимум не хуже характеристик двигателей, которые сегодня разрабатывают наши западные конкуренты. Говоря о разработке нового газогенератора, мы в первую очередь думаем о создании в будущем на его базе целой линейки двигателей, как военного, так и гражданского назначения, а также индустриальных турбин. Учитывая научный потенциал Самарского университета, его компетенции по цифровым двойникам, методам прототипирования и оптимизации конструкции, мы рассматриваем его в качестве ключевого партнёра. Словом, речь идёт не про какие-то разовые мероприятия, а системную работу», — считает генеральный конструктор.