Авиация и время 2007 02

Как уже говорилось, при создании «десятки» Антонов большое внимание уделял повышению ее экономичности. «В процессе создания нового пассажирского самолета с ТВД мы убедились, – писал он в 1959 г. в газете «Известия», – какой большой экономический эффект дает, казалось бы, даже незначительное улучшение производительности самолета как транспортного средства. Например, увеличение коммерческой нагрузки на 500 кг дает государству на каждые сто самолетов более 100 млн. руб. дополнительного дохода в год, а увеличение в тех же условиях средней путевой скорости на 50 км/ч – около 250 млн, руб. И наоборот, перевозка по воздуху одного килограмма излишней массы конструкции, которая неизбежно приводит к такому же уменьшению коммерческой нагрузки, приносит государству 2000 руб. убытка в год».

Постоянное внимание к этим вопросам позволило создать действительно экономичный лайнер. Себестоимость одного тонно-километра (по итогам эксплуатации в 1961 г всего парка Ан-10 даже при средней коммерческой загрузке 62,6%) составила всего 18,5 копейки. Этого удалось добиться за счет экономичных ТВД, большой доли коммерческой нагрузки – 26 % от взлетной массы (у Ил И 8. как более дальнего самолета, – 21%), хорошей аэродинамики и достаточно большой крейсерской скорости полета – до 650 км/ч.

В правительственных документах предписывалось создать самолет Ан 10 с ТВД конструкции ОКБ Н.Д. Кузнецова или А.Г. Ивченко, а Ил-18 – только с двигателями ОКБ Кузнецова. Таким образом, двигателисты оказались втянутыми в необъявленный конкурс, результаты которого отразились как на Ан-10, так и на Ил-18.

Базировавшееся в Куйбышеве ОКБ Кузнецова в то время уже обладало значительным опытом в разработке ТВД. Всего год назад этот коллектив добился значительного успеха, создав сверхмощный НК-12 для Ту-95. Теперь Кузнецов намеревался заняться двухконтурным турбореактивным двигателем с тягой 22400 кгс для тяжелого бомбардировщика М-50, что отодвигало гражданскую тематику на второй план. Однако после состоявшегося в сентябре 1955 г заседания правительства он несколько пересмотрел эти планы. Вернувшись из Москвы, Кузнецов собрал своих конструкторов и поведал о дальнейших путях развития советской гражданской авиации. Свой рассказ он закончил сакраментальной фразой: «Я привез вам белый хлеб».

Летающая лаборатория на базе Ту-4 для испытания двигателей АИ-20 и НК-4

Опытный экземпляр Ан-10 в исходной конфигурации. Весна 1957 г.

За разработку ТВД, получившего обозначение НК-4, взялись лучшие умы кузнецовского коллектива. Проектирование велось с учетом последних достижений в мировом двигателестроении, газо- и термодинамике, материаловедении и др. НК-4 стал любимым детищем Кузнецова, в кабинете которого еще долгое время висела компоновка этого двигателя. В его конструкции применили 6-ступенчатый осевой компрессор, лопатки первых четырех ступеней которого имели сверхзвуковую профилировку; 3-ступенчатую турбину; кольцевую камеру сгорания и планетарный редуктор, Удельный расход топлива получился низким (0,245 кг/э.л.с, ч), сам двигатель – технологичным и легким (сухая масса – 850 кг). Его длина составляла 2450, а диаметр – 930 мм. Эти характеристики выглядели очень впечатляюще, однако внедренные в НК-4 новации оказались недостаточно исследованы, что впоследствии негативно сказалось на его надежности,

Запорожское ОКБ А.Г. Ивченко только пыталось войти в когорту создателей двигателей нового типа. Главный конструктор отчетливо понимал, что соревноваться с коллективом Кузнецова будет нелегко. На расширенном совещании с участием буквально всех своих ведущих специалистов Александр Георгиевич объяснил сложившееся положение и в заключение откровенно признал: «Или ОКБ овладеет реактивной техникой и останется в авиации, или его закроют». Выбора в такой ситуации фактически не оставалось, и конструкторы взялись за дело с высочайшей самоотдачей. График был жесткий, приходилось работать по 16-18 часов в сутки, без выходных и праздников.

Поскольку двигатель, получивший обозначение АИ-20, предназначался для пассажирских перевозок, то ставку решили сделать на простоту его конструкции и надежность в эксплуатации. «Мы пошли по пути создания «солдатского» двигателя, – подчеркивал Ивченко- – Он допускает даже то, что вы по нему лазите грязными сапогами». Принимались также специальные меры по увеличению ресурса нового изделия, что, в свою очередь, усиливало его экономическую привлекательность. Ивченко пошел по пути применения проверенных практикой дозвуковых ступеней компрессора, имевших высокие значения КПД и большие запасы газодинамической устойчивости, сведя тем самым к минимуму технический риск. Особое внимание было уделено запасу прочности всех узлов двигателя, а подбор материалов велся прежде всего с учетом требований повышенной надежности. Двигатель получился тяжелее на 200 кг чем у Кузнецова, длиннее на 645 мм, но почти на 100 мм меньше в диаметре. Максимальный удельный расход топлива у АИ-20 составлял 0,280 кг/э.л.с. ч. Начальный ресурс – 200 ч. в то время как у НК-4 – 50 ч. (В дальнейшем ресурс АИ-20 до первого ремонта систематически увеличивали и довели до 6000 ч, а общетехнический – до 20000 ч, что поставило его по этому показателю на уровень лучших мировых образцов).