Несмотря на все мои поползновения в сторону контроля за обучением войск, старые обязанности никто с меня снимать не собирался. А они были многообразны и не менее важны. Пришла пора вновь вплотную заняться авиационными двигателями.
Первым делом я отправился в Пермь. Конечно, можно было взывать конструкторов сюда, в Москву. Но мне хотелось посмотреть все в живую. КБ Швецова, усиленное запорожцами, благополучно поставило производство М-25 и теперь работало над усиленными версиями «Райта». Но меня больше всего интересовала «двойная звезда» — сдвоенный 18-ти цилиндровый мотор, обещавший показать выдающиеся характеристики.
Увы, когда морозным январским утром нового, 1936 года я оказался в КБ, перспективный мотор демонстрировал лишь норовистый характер и слабость отечественного двигателестроения.
В испытательном боксе пермского завода номер девятнадцать стоял оглушающий, рев. Опытный образец «двойной звезды» — двухрядного звездообразного мотора, на который я делал основную ставку на ближайшие годы, бился в массивной стальной раме стенда, выплевывая из коротких патрубков яркое пламя. Воздух в помещении насквозь пропитался едкой гарью перекаленного металла и горелого масла. Сквозь толстое стекло наблюдательной кабины было отлично видно, как стрелки приборов на пульте мелко дрожат, неумолимо подбираясь к красным отметкам.
Рядом со мной напряженно замер Аркадий Дмитриевич Швецов. Главный конструктор, казалось, постарел со времени нашей последней встречи лет на десять. За его спиной хмуро переминались заместители — Сергей Туманский и Александр Урмин.
Внезапно тональность рева изменилась. Двигатель захлебнулся, внутри что-то утробно лязгнуло, и из-под капота густо повалил едкий черный дым.
— Глуши! — хрипло гаркнул Швецов, и техники бросились к пульту управления.
Топливный вентиль перекрыли. Тяжелый ротор дернулся и с мерзким металлическим скрежетом остановился. В наступившей звенящей тишине было слышно только, как шипит остывающий металл да тяжело дышат инженеры.
Очередной провал.
— Снова задний ряд, Леонид Ильич, — мрачно констатировал главный конструктор, яростно вытирая руки куском промасленной ветоши. — Греются головки цилиндров у второго ряда, хоть ты тресни! Они сидят в аэродинамической тени переднего ряда, вот оно так и выходит. Воздух ленив, обтекает мотор по пути наименьшего сопротивления, а внутрь, к задним «горшкам», не идет. Плывет геометрия, клинят поршни. Особенно страдает задняя стенка второго ряда цилиндров!
Выслушав, я с досадой отвернулса от стенда. В современном авиастроении сложилась простая математика: чтобы просто оставаться на месте, надо бежать изо всех сил. А чтобы обогнать немцев — надо бежать вдвое быстрее. Нам позарез требовались сверхмощные двигатели для новых истребителей.
Покинув наблюдательную кабину, мы спустились прямо в бокс, к дымящемуся железу. От раскаленного мотора несло таким жаром, что слезились глаза.
— Воздух «ленив», Аркадий Дмитриевич, ровно до тех пор, пока вы ему это позволяете, — жестко произнес, критически оглядывая закопченные цилиндры.
Взяв с верстака кусок мела, подошел вплотную к горячему кожуху.
— Во-первых, просто увеличьте расстояние между двумя рядами цилиндров. Уже это улучшит дело. Прогоните мотор через аэродинамические трубы, посмотрите, как ведет себя воздух на высоких скоростях обтекания. Ну и, кроме того, если поток не идет сам, куда надо, его нужно загнать пинками. Ставьте дефлекторы!
Мел заскрипел по металлу, вычерчивая направляющие пластины.
— Вот здесь и здесь. Принудительно направляем набегающий поток точно на задние стенки второго ряда. Создаем искусственный канал, берем воздух в жесткие рамки, как в аэродинамической трубе. И одновременно увеличиваем площадь оребрения на самих цилиндрах. Больше ребер — выше теплоотдача.
Туманский скептически прищурился, разглядывая мои художества.
— Дефлекторы — это сложная выштамповка, товарищ инспектор. Плюс вес неизбежно вырастет… К тому же, саму камеру сгорания переделывать придется, детонация идет страшная.
— Значит, переделаем, — отрезал я, восстанавливая в памяти схемы двигателей современных мне легких самолетов и тяжелых беспилотников. Там этот вопрос решили давно и предельно изящно. — Но как подстраховочный вариант, давайте проработаем еще и схему с принудительным охлаждением второго ряда. Ставим скоростной вентилятор, от него направляем воздух, куда надо. Да, он отъест часть полезной мощности, но зато за второй ряд можно быть спокойным.
— Отрабатывать две разных схемы? — с сомнением произнес главный конструктор.
— А что вы хотели? Работа над двойной звездой — абсолютный приоритет! Вам не зря дали целый завод в подчинение, наделив полномочиями генерального директора. Пользуйтесь этим!
Швецов зафиксировал мои указания.
— Что с проектом М-62?
— Работаем. Но сложности велики. Очень напряженный температурный режим, требуются новые спецстали. Мощность до плановых показателей пока не добирается.
— Так, а какой формы у вас сейчас дно головки цилиндра?
Оказалось, плоские.
— Делайте полусферу. Купол — идеальная геометрическая форма для фронта пламени. Смесь сгорает равномерно, без детонационных скачков. А чтобы металл не «плыл» от температурных перегрузок, применяйте азотирование или графитирование. Насыщайте поверхностный слой деталей углеродом.
Инженеры хмуро переглянулись. Идеи ломали устоявшиеся производственные схемы. Заводу придется осваивать новые технологии — значит, плановый выпуск опять будет лихорадить.
— Хорошо, дефлекторы и полусферу мы просчитаем и отольем, — сдался Швецов, делая быстрые пометки в блокноте. — Тепло отведем. Но возникает другой вопрос, Леонид Ильич: высотность. На пяти тысячах метрах мотор задыхается от нехватки кислорода. Нужен мощный нагнетатель. Разрешите начать работы над турбокомпрессором?
Я невольно поморщился. А турбокомпрессор у меня были другие планы — я хотел поставить на проектирование Александра Микулина, сделав это своеобразной тренировкой перед его переводом на тему турбореактивных двигателей. К тому же турбокомпрессор — это целая история. Распылять силы не хотелось.
— Ставьте механический, привод от коленвала. В чем проблема?
— Ставим, — Урмин устало нахмурился. — Но вы же знаете связанные с этим проблемы! Во-первых, отбор модности у двигателя. Во-вторых, он ступенчатый. Пилот переключает передачу нагнетателя, происходит резкий рывок, провал в мощности. В маневренном бою истребитель на этих переключениях потеряет темп, станет мишенью для врага. Турбокомпрессор дал бы нам плавную подачу…
— Ничего, товарищи. Нет таких вершин, которые не взяли бы большевики! — полусерьезно, полушутя заявил я. Основание моего оптимизма лежало на поверхности — по крайней мере, для человека из двадцать первого века, привыкшего к автоматическим коробкам передач на обычных автомобилях.
— Делайте бесступенчатый привод, — уверенно выдал я. — Отработайте две схемы: клиноременный вариатор и гидромуфту. Про вариатор вам, я думаю, не надо объяснять, а гидромуфта выглядит так… И я тем же мелом набросал принципиальную схему. — Загоняете масло между турбинными колесами, и обороты нагнетателя будут меняться плавно, без рывков. Когда я был в Америке мне показывали опытные автомобили с автоматической трансмиссией на таком принципе. Советую приглядеться к гидромуфте, она надежна на высоких оборотах.
В испытательном боксе повисла тяжелая тишина. Швецов смотрел на меня так, словно я только что потребовал к завтрашнему утру построить лунный трактор.
— Гидромуфту… — убитым голосом повторил главный конструктор. — Леонид Ильич, побойтесь бога. Мы тут с оребрением цилиндров разобраться не можем, ночуем прямо в цехах. Кто мне принципиально новую гидромуфту спроектирует? У меня люди у кульманов в обморок от недосыпа падают. Физически нет кадров на такие прорывы!
— Товарищ Швецов, это еще не всё! Надо готовить варианты двигателя под непосредственный впрыск, готовить систему впрыска водо-метаноловой смеси, и облегченный экономичный двигатель для транспортной авиации.
Конструктор схватился за голову.
— Когда же нам всё успеть!
— Ну, знаете, мы и так передали вам в полном составе запорожское КБ. Можно, конечно, поискать еще варианты усиления вас кадрами… но я ничего не обещаю. Увы!
Сразу из морозной Перми я отправился в не менее морозный Рыбинск. Вагон СВ мягко покачивался на стыках, мимо проплывали искрящиеся инеем елки, а я сидел и размышлял. Сейчас двигателисты буквально воют от конского объема работ. Им приходится делать сразу по 3–4 варианта одного и того же двигателя, безо всякой надежды на успех. А почему? Да все просто: они движутся методом научного тыка. Нет пока возможности рассчитать ДВС, нет ни теории, ни математического инструментария, ни ЭВМ.
А со всеми этими прибамбасами было бы много проще и лучше.
Двадцать шестой моторный завод встретил меня привычным еще по первой жизни индустриальным гулом, характерным запахом горелого металла. Главный конструктор Владимир Климов встретил меня, как родного: ведь мы были знакомы еще по МВТУ им. Баумана.
Тяжелейший этап копирования и адаптации французской «Испано-Сюизы» остался позади. Капризный мотор поддался, М-100 пошел в массовую серию, обеспечив бомбардировщики СБ надежным сердцем. Теперь на повестке дня стоял вопрос форсирования и, главное, высотности. Загнать самолет туда, где его не достанут зенитки, а истребители потеряют маневренность — вот задача, над которой сейчас ломали головы во всем мире.
Склонившись над чертежами в просторном кабинете главного конструктора, пришлось сразу переходить к делу.
— Мощность нужно наращивать, Владимир Яковлевич, — произнес, очерчивая карандашом контур нагнетателя на схеме. — Приводной центробежный нагнетатель — это хорошо, но на больших высотах он отжирает у мотора слишком много сил. Механика крутит крыльчатку, забирая лошадиные силы с вала. Нам нужен турбокомпрессор. Ваше КБ должно стать флагманом разработки турбокомпрессоров. Пусть мотор дышит за счет энергии выхлопных газов, которая сейчас просто вылетает в трубу.
Климов тяжело вздохнул, потирая переносицу.
— Турбокомпрессор пока не выходит, Леонид Ильич. На практике мы упираемся в тупик. Как вы знаете, температура выхлопных газов бензинового мотора на форсаже переваливает за тысячу градусов. Обычная сталь при таком нагреве начинает светиться желтым светом и течет, как свечной воск. Лопатки турбины, вращающиеся на бешеных оборотах, просто отрывает центробежной силой. Сплавов, способных держать такую нагрузку в адском пекле, у нас нет.
Конструктор помолчал, собираясь с мыслями, и добавил с явной иронией:
— Андрей Николаевич Туполев для своих новых тяжелых машин предлагает Центральную станцию наддува. Пятый двигатель прямо в фюзеляж ставить, чтобы он крутил огромный компрессор и гнал воздух по трубам к крыльевым моторам.
— Глупость несусветная, — резко оборвав Климова, я отбросил карандаш на стол. — Если ТБ-7 нагрузить пятым двигателем и топливом для него, его бомбовая нагрузка превратится в тыкву. Возить тонны мертвого груза, сжигать лишнее топливо и усложнять конструкцию самолета ради наддува — это тупик. Распылять на это ресурсы мы не будем. По возвращении в Москву я приму меры, чтобы эту тему с АЦН закрыли. К тому же истребителю или скоростному бомбардировщику пятый мотор в кабину не засунешь. Нет. Магистральный путь — все-таки турбокомпрессор. И поручить эту тему я хочу товарищу Микулину. Кстати, где он? Партия направляла его к вам, в помощь на освоение М-100.
Климов тяжело вздохнул.
— Как говорится, бог дал, бог взял.
— То есть?
— Товарищ Микулин перенаправлен на работу по доводке М-34 в рекордную версию. Вы же знаете, как у нас любят всякие красивые достижения?
Не скрою, это был удар. Двигателисты не спят, напрягают все силы, пытаясь обеспечить паритет с Западом. Я даю им заманчивые, перспективные направления, обещающие твердый успех. И именно в этот критический момент Москва преподнесла мне шикарный сюрприз! Товарищ Сталин и партийная верхушка, действуя через мою голову, выдернули из объединенного КБ гениального Александра Микулина.
И ладно бы ради чего-то прорывного! Нет, Микулина бросили на экстренную доводку мотора М-34РД для рекордного перелета АНТ-25 через Северный полюс. Ну как же, политика, международный престиж, рекорды, от которых в реальной жизни совершенно никакого толку. А ведь я планировал в самое ближайшее время нацелить Микулина на принципиально новую задачу — турбореактивные двигатели!
Теперь об этом можно было забыть, проект откладывался на неопределенный срок. Моё стратегическое планирование в очередной раз разбилось о жажду политических сенсаций.
Жаловаться, впрочем, было некому. Приходилось работать с тем, что есть, и затыкать дыры наличными силами.
— Ничего. Кадры мы вам найдем, Владимир Яковлевич. Вспомнил я тут одного толкового парня, мы с ним в Харьковском институте вместе учились. Архип Люлька. Хлопец молодой, упрямый как черт, и идеями фонтанирует. Вот ему турбокомпрессор будет в самый раз.
«На разминку — мысленно добавил я. А потом — на реактивные двигатели».
— Тем не менее, не дожидаясь его, прошу взяться за дело уже сейчас. Через Амторг нужно немедленно выйти на американцев, конкретно на «Дженерал Электрик». У них в этой сфере богатейший опыт, они уже ставят эксперименты с жаропрочными сплавами на основе никеля и молибдена. Добыть образцы турбин, патенты, техническую документацию — любыми путями. Деньги выделим.
Подумав, я добавил:
— А еще, Владимир Яковлевич, прорабатывайте промежуточные решения. Если лопатки плавятся — делайте их полыми, организуйте принудительное охлаждение воздухом изнутри. Продумайте систему промежуточного охлаждения самого выхлопа перед подачей на турбину. Применяйте графитирование поверхностей. Экспериментируйте с формой. Пусть Люлька приедет не в чистое поле, дайте ему наработки!
Затем мы обсудили водо-метанол и прямой впрыск. По первой теме Климов уже работал — ему эту идею транслировал Туполев. Прямым впрыском обещал заняться, заодно поэкспериментировав с перевернутым V- образным двигателем.
Под конец, озадачив Климова всем многообразием вопросов и задач, я осторожно спросил:
— Владимир Яковлевич. Вот вы давно уже занимаетесь вопросами двигателестроения. А не возникало у вас идеи проработать теорию ДВС?
— Собственно, тут и без меня уже немало сделано, — усмехнулся конструктор. — Франк-Каменецкий давно уже расписал всю кинетику горения. Формулы есть, термодинамика давно понятна. Тот же Зельдович — теоретик мирового, нобелевского уровня!
— Тогда почему наши главные конструкторы продолжают лить горшки наугад, как средневековые алхимики? Сделали железяку, сожгли, почесали затылок, сделали новую. Метод тыка нас разорит!
Климов тяжело вздохнул и, подойдя к приоткрытой двери, он кивнул в сторону машбюро, откуда несся непрерывный лязг арифмометра.
— Вот поэтому и льют горшки, Леонид Ильич. Теория есть, спору нет. Только товарищ Зельдович выдает формулу с тремя интегралами. Чтобы ее прогнать для разных режимов работы мотора через вот этот самый «Феликс», — он указал на арифмометр — девчата неделю ручку крутят до кровавых мозолей. А токарю выточить на станке новый купол по чертежу — полдня работы. Вот они металл на стендах и жгут. Получается, эмпирический путь банально быстрее математики!
Всё понятно. Инженерам банально не на чем считать.
А ведь мы уже можем сделать ЭВМ. Понятно, что ламповую, громадную, размером с машинный зал. Но все равно она одна заменит сотни девушек-расчетчиц, и на месяцы ускорит нам работы по конструированию авиадвигателей! И товарищ Швецов перестанет считать меня рабовладельцем-волюнтаристом, угнетающим техническую интеллигенцию…
И что самое забавное, прообразы ЭВМ уже есть.