А вот о том, что этот ошеломляющий успех стал возможен благодаря уникальному двигателю ОКБ Люльки АЛ-31Ф, узнали позже, в основном авиаспециалисты-инженеры, летчики наши и зарубежные. О том, как создавался этот уникальный двигатель, рассказывают его создатели.
Работа по двигателю АЛ-31Ф началась в 1972 году с приказа об открытии темы, назначении первого руководителя темы – заместителя главного конструктора Александра Васильевича Воронцова и ведущего конструктора Марка Вольмана и длилась 13 лет до окончаний госиспытаний.
Михаилу Михайловичу Липовицкому присвоено звание ведущего конструктора особо сложных объектов, и он был назначен руководителем двух бригад: № 12 и № 16, которым поручили создание форсажной камеры и реактивного сопла для двигателя АЛ-31Ф. «Приступив к этой работе, – вспоминает М.М. Липовицкий, – мы постарались использовать накопленный опыт и горячо взялись за дело. Форсажной камерой руководил М.К. Сладков, корпусом форсажной камеры – А.А. Коваль, реактивным соплом – Б.В. Дубровский, расчетными работами по форсажной камере занимались З.В. Птицына, С.И. Киселева, С.В. Лазарев, расчетами по соплу – Г.В. Комиссаров. Для достижения высокой полноты сгорания в форсажной камере необходимо добиваться равномерного распределения воздуха, поступающего из наружного контура и форсажного топлива по всему сечению. Это достигалось специальным смесителем, кольцевыми стабилизаторами и топливными трубчатыми кольцевыми коллекторами, имеющими струйные форсунки под углом к продольной оси камеры. При распределении воздуха следует оставлять достаточный пристеночный слой воздуха, необходимый для охлаждения теплозащитных экранов и сопла. С одобрения Архипа Михайловича было принято наше предложение – сверхзвуковое сопло проектировать по классической схеме сопла Ловаля. При проектировании были использованы новые наилучшие, созданные Всесоюзным институтом авиационных материалов (ВИАМом), сплавы: титановый ВТ-20, листовой ВЖ-101 и литейный сплав ВЖЛ12У. Помимо уменьшения веса конструкции литье позволяло применять необходимые сложные формы, делая конструкцию более технологичной.
Но применение литья было отрицательно встречено технологическими службами завода. И здесь решающее слово сказал Архип Михайлович. Он обязал технологов приступить к подготовке и изготовлению литых элементов сопла, и эта задача была выполнена.
Дозвуковые створки и проставки имели криволинейную форму в критическом сечении. Высказывалось мнение, что проще делать их прямолинейными. Но расчеты, проведенные Г.В. Комиссаровым, показали, что предлагаемая конфигурация сопла существенно уменьшает потери сопла на крейсерских режимах полета самолета, и поэтому она была принята. Однако, чтобы обеспечить плотное, без зазоров, прилегание (во всем диапазоне изменения диаметров сопла) проставок к створкам, понадобилось два изобретения, одно из которых было предложено мною, в конкретной конструкции, выполнено было конструктором Пырковым. Реализация предложений приводила к существенному уменьшению расхода топлива. К достоинствам сопла следует отнести и то, что соединение сопла с фюзеляжем самолета производилось с помощью специальных гибких элементов, обеспечивающих плавный переход от самолета к соплу, что способствовало ликвидации зон разряжения на поверхности сопла и вело к увеличению тяги.
При испытании форсажной камеры, несмотря на наличие антивибрационного экрана, возникло вибрационное горение. Эти колебания были устранены по предложению А.В. Андреева заменой затурбинного обтекателя на перфорированный отверстиями и обрезкой карманов смесителя.
Творческая обстановка в ОКБ поддерживалась руководством, и в первую очередь Архипом Михайловичем, распространялась прежде всего на конструкторские бригады. Показателем этому служит тот факт, что многие из нас получили авторские свидетельства на изобретения, большинство из которых было внедрено.
Марк Филиппович Вольман – около 40 лет ведущий конструктор по различным двигателям, из них 13 лет – по двигателю АЛ-31Ф.
При создании двигателя было несколько драматических этапов. Например, согласование технического задания. Исходя из принципа максимального удовлетворения требований заказчика, пришлось соглашаться на ряд трудновыполнимых задач – по удельному расходу, тяге и др. По менее принципиальным вопросам при непосредственном участии Вольмана находились взаимоприемлемые решения. Например, по режиму включения «аварийного» слива топлива из баков самолета в сопло двигателя. Желание самолетчиков обеспечить максимальный расход сливаемого топлива привело к их требованию проводить слив на максимальных оборотах. Марк Вольман позволил себе выступить на совещании у Павла Осиповича Сухого с мнением, что в этом случае топливо может загореться и возможны непредсказуемые последствия. Архип Михайлович мягко попросил его сесть, согласившись с суховцами, самолетчики настояли на своем требовании, но при первом же опробовании слива на аэродроме, которое проводилось в сумерках, получился настоящий фейерверк. Режим аварийного слива пришлось понизить. Марк Вольман оказался прав.
Этапы перекомпоновки двигателя на меньшее число ступеней компрессора, внедрение системы охлаждения турбины с использованием воздухо-воздушного теплообменника, системы наддува предмасляных полостей, перекомпоновки двигателя на верхнее расположение агрегатов, внедрение новой рабочей лопатки турбины высокого давления – ТВД, государственные испытания – все проходили при активном участии Вольмана и многих других люльковцев.
Иван Петрович Федюкин – начальник отдела компрессоров и далее – начальник отдела турбин.
В ходе работы по двигателю АЛ-31Ф Вольман определялся с местом ведущего конструктора по изделию в системе создания изделия.
Резкое, но справедливое высказывание главного конструктора Лусса Э.Э. в его адрес: «Каждый сверчок должен знать свой шесток» помогло искать и находить правильные взаимоотношения с руководством, производством, испытателями и особенно с руководителями подразделений КБ, среди которых работали такие корифеи, как Потемкина А.И., Федюкин И.П., Перловский М.И., Беленький Р.Е., Бухаров Б.Л., Шварцман П.И., Бондаренко М.В.
За работы, выполненные при создании двигателя АЛ-31Ф, Вольман М.Ф. был награжден орденом «Дружбы народов».
Отдел турбин, где в то время работал Олег Никутов, возглавлял ведущий конструктор Иван Петрович Федюкин. Это большой труженик, прекрасный инженер-самородок, отлично разбирающийся во всех технологических процессах, связанных в первую очередь с изготовлением узлов и деталей авиационных турбин. В то время отдел сдал в производство компоновку «2+2» – две ступени турбины высокого давления – ТВД и две ступени турбины низкого давления – ТНД. Разработку и выпуск чертежей аппарата закрутки – узел для подвода охлаждающего воздуха в рабочие лопатки ТВД – поручили Олегу Никутову. Первые испытания двигателя с этой турбиной выявили существенные недостатки – неустойчивую работу роторов в зоне рабочих оборотов. Предстояла тяжелая доводка. Архип Михайлович после бурного обсуждения принял принципиальное решение о коренной переделке компрессоров и турбин. После тщательной проработки была выбрана компоновка турбины «1 + 1» – 1 ступень ТВД и 1 ступень ТНД.
