"Авиация и космонавтика 2010 03" - читать интересную книгу автора
М-34 - ЛЕГЕНДАРНЫЙ МОТОР МИКУЛИНА
Владимир КОТЕЛЬНИКОВ
 |
Запущенный в серийное производство по немецкой лицензии в 1930 г. авиамотор М-17 (см. «АиК» № 11/2009) считался временным. В кратчайшие сроки его должен был сменить более совершенный двигатель отечественной конструкции.
Еще в 1928 г., когда только подписали с немцами договор о лицензии на производство М-1 7, Управление ВВС (УВВС) выдало новое задание под обозначением М-34. Как и М-17, это должен был быть мотор водяного охлаждения, но несколько большей мощности (номинальная - 750 л.с, максимальная - 900 л.с). Чтобы без проблем заменить один двигатель на другой, от конструкторов требовали сохранить габариты и посадочные места «немца».
За создание М-34 взялись в Научном автомоторном институте (НАМИ), где главным конструктором по авиационным двигателям тогда работал А.А. Микулин. У главного конструктора отсутствовал диплом о высшем образовании (что тогда было не редкостью), что не мешало ему плодотворно участвовать в проектировании целого ряда моторов. Правда, ни один из них не дошел до стадии серийного производства. Удачу Микулину принес М-34.
По замыслу конструктора, как и М-17, это был 12-цилиндровый V-образный двигатель водяного охлаждения. Но компоновка его не имела никакого отношения к предшественнику. М-17 выполнялся с одиночно стоящими цилиндрами, у каждого из которых имелась своя рубашка охлаждения. Микулинский М-34 был блочным, что прокладывало путь к компактности и уменьшению веса. Его силовая схема тогда вообще не имела аналогов в мире. Блок вместе с выполненными в виде одного узла головками цилиндров стягивался длинными шпильками, а «мокрые» (омываемые водой) гильзы могли свободно расширяться внутри блока. Закладные штифты принимали на себя нагрузку на срез; длинные шпильки работали только на растяжение. Заодно штифты выполняли еще одну функцию: они совпадали с гнездами только при одном положении блока относительно картера -правильном. Впоследствии предложенную Микулиным силовую схему использовали многие отечественные и иностранные конструкторы.
Сборка М-34 получалась гораздо проще, чем у блока подобной схемы, спроектированного англичанами для мотора «Кестрел». У него тоже вся конструкция стягивалась длинными шпильками, идущими параллельно оси цилиндров. Но там надо было сначала прикрепить шпильками гильзу к головке, затем вставить всю сборку в блок и опереть фланцы гильз на картер, после чего затянуть гайки на силовых шпильках. Микулинская же конструкция собиралась просто, как детская пирамидка.
У англичан блок до картера немного не доходил, и сжимающее усилие принимала на себя гильза. Она же работала на изгиб. Поэтому гильзу пришлось сделать гораздо толще. В блоке «Кестрела» имелось лишь одно преимущество: если подвижное уплотнение в нижней части гильзы давало течь, то вода выливалась наружу, а у М-34 - попадала в масло.
Работал М-34 на бензин-бензольной смеси, позже -на этилированном бензине. Масло использовалось минеральное (из нефти), а не касторка, как в моторах французского происхождения. Охлаждение осуществлялось умягченной (а не дистиллированной) водой.
Авиамоторостроением в НАМИ занимались всего 30 человек, параллельно разрабатывавших с десяток двигателей. С 1930 г. работы по М-34 перенесли сначала в Винтомоторный отдел ЦАГИ, а затем в только что созданный Институт авиационного моторостроения (ИАМ, позднее ЦИАМ). Туда перешел и Микулин.
Проектирование двигателя закончили в марте 1931 г. У ИАМ своего опытного производства тогда еще не имелось, поэтому чертежи постепенно передавали заводу № 26 в Рыбинске для изготовления трех опытных образцов. Позже дали заказ еще на три. Отдельные детали заказали на заводах № 24 в Москве и № 29 в Запорожье. В Рыбинске долго не могли освоить литье блока и картера. В качестве промежуточного варианта первый изготовленный блок приспособили к картеру немецкого двигателя Юнкерс L5. На этой экспериментальной установке собирались опробовать цилиндро-поршневую группу. 28 января 1931 г. ее установили на станок и запустили. При степени сжатия 5,3 (в проекте предусматривались варианты 5,3 и 6,0) с «половинки» М-34 сняли 300 л.с.
1 февраля на седьмом часу работы «гибрид» вышел из строя. Но он принес немало пользы: в частности, учитывая его недостатки, изменили головку блока. Отремонтированная «половинка» испытывалась, по крайней мере, до конца мая.
31 апреля в Рыбинске на обкатку поставили уже «настоящий» М-34 с импортным карбюратором и магнето. За ним последовал второй экземпляр, начались заводские испытания. Долго боролись с подтеканием масла и воды через уплотнения.
 |
 |
21 сентября первый мотор прибыл из Рыбинска на испытания в ИАМ. После наработки на стенде 38 часов в октябре 1931 г. его выставили на государственные испытания. К 1 ноября мотор успешно отработал 100 часов, хотя и с некоторыми поломками. В акте записали: «В целом удовлетворительно». По нормам того времени, это давало право поставить вопрос о внедрении в серийное производство. В документе также отметили, что смонтированный на опытном образце М-34 карбюратор фирмы «Зенит» (взятый от М-17) не соответствует мощности двигателя. Поэтому начали проектировать новый.
В Рыбинске собрали только два М-34, поскольку в январе 1932 г. из Главного управления авиапромышленности (ГУАП) поступило распоряжение остановиться на сборке двух моторов, сдать все уже готовые детали ИАМ. В мастерских ИАМ к началу октября 1932 г. сделали пять М-34, из них один - макетный для ЦАГИ.
В декабре 1931 г. московский завод № 24 уже начал подготовку к серийному производству микулинского двигателя. Ради этого там отказались от развертывания выпуска 18-цилиндрового мотора М-27, под который уже подготовили оснастку. При этом формальный заказ поступил позже - 6 февраля 1932 г.
14 февраля на предприятие прибыли новые чертежи, доработанные с учетом замечаний по госиспытаниям. Первые два серийных М-34 собрали к 1 мая. В тот же день один из них запустили на стенде. Так тогда было принято
Первые серии М-34 комплектовались французскими карбюраторами «Зенит 90Р». Серийный мотор оказался примерно на 60 кг тяжелее М-17, вес которого был заложен в задание (550 кг), а максимальная мощность - на 100 л.с. меньше требуемой (800 л.с. вместо 900 л.с). В результате удельная мощность оказалась примерно той же, что и у «немца». Расход бензина и масла, по мировым стандартам, был великоват. А посадочные места не соответствовали не только немецкому двигателю, но и полноразмерным макетам, которые ИАМ рассылал самолетостроителям. Значит, замена М-17 на М-34 получалась довольно хлопотной. В производстве М-34 оказался и сложнее, и дороже предшественника.
Первые моторы даже не пытались сдавать военным. Дело в том, что технические условия писали на заводе, и в УВВС их отправили только в декабре 1932 г. А утвердили их только 19 мая следующего года, когда М-34 уже шли из цехов сотнями!
В октябре-ноябре 1932 г. проводились повторные государственные стендовые испытания мотора 1-й серии («А») с отечественными карбюраторами 92КД-3 (они потом обозначались К-34), при которых опять выявили ряд дефектов. Не удивительно - эта серия из 34 штук позже была целиком забракована и использована для учебных целей. Однако, по крайней мере, пять двигателей из нее проходили летные испытания.
2-я серия («Б») получилась удачнее, и к концу года ВВС сдали (правда, по каким требованиям - непонятно) 64 мотора (из 66 входивших в серию), признанных годными для опытной эксплуатации. Эти двигатели отправили в различные самолетостроительные конструкторские бюро для установки на опытные машины. Впоследствии часть 2-й серии тоже отбраковали и пустили на учебные пособия, а 14 моторов перебрали повторно. Как позже честно признали в ГУАП, «мотор запускался в производство конструктивно и технологически недоработанным».
Действительно, на чертежах кое-где концы не сходились с концами. Шла путаница с многочисленными поправками и поправками к поправкам, которые делали и ИАМ, и завод. К началу 1933 г. в чертежи внесли более 2000 поправок. Но свою лепту внесли и производственники. Большие проблемы были с литьем крупных деталей, где шло до 60% брака. Еще хуже было положение в металлообрабатывающих цехах, где порой фиксировали до 80% брака!
 |
Но в это время сборка все равно набирала темп. В последние месяцы 1932 г. она доходила до 40 моторов в месяц. Но это не помогло выполнить план - вместо 400 двигателей по сводке ГУАП всего получилось 385 (считая и некондиционные). По документам же УВВС в 1932 г. выпущено 80 моторов, из них 25 негодных. Очевидно, руководство завода включило в отчетность всю некомплектную и незаконченную продукцию.
Однако запуск М-34 в серию наверху расценили как большую победу. 21 февраля 1933 г. А.А. Микулина наградили орденом Красной Звезды.
3-я серия («В») из 100 штук благополучно прошла военную приемку к 27 января 1933 г. Зато в том же месяце М-34 в третий раз провалил госиспытания на стенде - на 35-м часу оборвался шатун. Вскрытие показало, что причиной оказалось выкрашивание баббита в шатунном вкладыше.
В том же январе 1933 г. М-34 (почему-то из 1-й серии, как уже говорилось, считавшейся полностью забракованной) начали испытывать на тяжелом бомбардировщике ТБ-3. Два месяца самолет стоял на земле: доводили мотоустановку. Претензии: плохая приемистость, недобор оборотов, перегрев. С 8 марта начали летать. Столкнулись с заклиниванием распределительных валов, течью масла и отказами бензонасосов.
29 мая М.М. Громову не хватило тяги для взлета, машина рухнула вниз и встала на нос. Взамен списанного прислали новый ТБ-3 и к нему комплект моторов, уже из 3-й серии. При монтаже обнаружили, что габариты и посадочные места для двигателей разных серий не совпадают: пришлось резать капоты и переделывать моторамы. Результат испытаний: скорость по сравнению с серийными машинами с М-17 не изменилась, потолок - упал.
У многих возникал резонный вопрос: а нужно ли было внедрять М-34 в производство? В УВВС решили, что все-таки стоит. Пришли к выводу, что в настоящем виде микулинский мотор выгод не дает, но имеет перспективы совершенствования в будущем. Производство же следует продолжать для того, чтобы и промышленность освоила необходимую технологию, а ВВС - эксплуатацию. А кроме того - тогда ничего лучшего наши моторостроители предложить просто не могли.
Далее успехи производственников перемежались с неудачами. 4-я серия («Г») была забракована полностью - на контрольных испытаниях вышли из строя подряд три мотора. В них выявили трещины коленчатого вала, картера, разрушение головок шатунов, задиры поршней, течь воды в картер (то есть в масло). В итоге все 145 двигателей серии отправили на переборку, а производство временно приостановили.
Серию «Д» в июле приемщики пропустили, а «Е» в сентябре опять была забракована. Инспектор Управления материально-технического снабжения в июле 1933 г. докладывал в УВВС: «Качество моторов М-34, выпускаемых заводом, с начала производства оставляет желать много лучшего».
Положение с качеством двигателей привлекло внимание на самом верху. На протоколе заседания Комитета обороны от 2 апреля 1933 г. сохранилась собственноручная резолюция И.В. Сталина: «Заслушать доклад ГУАПа о производстве авиационных моторов на заводе № 24 на следующем заседании Комитета обороны». Видимо, доклад имел место, и «слоны были розданы». Но отступать было некуда. До конца года завод собрал 790 двигателей. При этом ресурс до первой переборки действительно удалось поднять со 100 до 150 часов.
Начавшаяся эксплуатация М-34 в строевых частях ВВС принесла длинные списки претензий. В рапортах значатся: трещины и раковины во вкладышах, их пористость, плохая ковка коленчатых валов, выпадение седел клапанов, трещины головок блока и многое другое. Плохие кольца вели к перерасходу масла. При ремонте столкнулись с невзаимозаменяемостью шатунов.
По планам М-34 должен был стать основой для целого семейства моторов разной мощности и различных компоновочных схем. Готовили однорядный, двухвальный, перевернутый двигатели с использованием узлов М-34. Еще в НАМИ параллельно с 12-цилиндровым М-34 проектировали однорядный 6-цилиндровый безредукторный М-33 и М-ЗЗР с редуктором. Заказчиком их считался гражданский воздушный флот.
В ИАМ в 1931-32 годах результаты этой работы использовали при создании мотора М-52 максимальной мощностью 450 л.с. (номинальная - 350 л.с). Блок полностью взяли от М-34, остальные детали и узлы постарались максимально с ним унифицировать. Государственные испытания М-52 планировались на октябрь 1932 г., но в срок не уложились - первый опытный образец поставили на станок в начале ноября, получив 480 л.с. Но проработал мотор недолго. После разрушения нижнего картера спроектировали новый его вариант, менее унифицированный с М-34, облегченный и с отъемным носком. Изменения внесли также в коленчатый вал. Эскизно прорабатывался высотный вариант М-52 с дополнительным кислородным питанием. Тем временем испытания продолжили, но вскоре УВВС потеряло интерес к М-52 и тему закрыли.
 |
 |
Блоки от М-34 использовали также в двух из трех спроектированных вариантов мощного двигателя М-35. Один был 18-цилиндровым W-образ-ным (три блока, стоящие через 80° друг от друга), другой - 24-цилиндровым Х-образным (четыре блока).
М-55 представлял собой перевернутый (головками вниз) вариант М-34. Проведение его заводских испытаний планировалось на август-октябрь 1933 г. Но работу по нему прекратили в 1932 г., поскольку сочли, что эта схема не даст существенных преимуществ. Опытные образцы М-55 не изготовлялись.
Все эти боковые ответвления эволюции двигателя оказались бесплодными. Зато сам М-34 постоянно совершенствовался. Первым его вариантом стал М-34Ф, выпущенный малой серией в июне 1933 г. Мотор форсировали по оборотам без внесения существенных конструктивных изменений только за счет регулировки, получив на максимальных оборотах 830 л.с. В плане УВВС стоял и форсированный до 900 л.с. вариант М-34, именовавшийся М-54. Но он существовал только в строчках документов, также как имевший такую же мощность М-34ФРНУ. К более позднему типу ФРН он никакого отношения не имел - предусматривалось, что это будет развитие М-34Ф с редуктором, выключаемым нагнетателем и удлиненным валом.
Фактически только один серийный самолет оснащался М-34 - тяжелый бомбардировщик ТБ-3. Хлопот с этим было много: пришлось менять моторамы, радиаторы и многое другое. А результат оказался почти нулевым. Практически весь прирост мощности «съел» увеличившийся вес мотоустановки.
УВВС потребовало установить на М-34 редуктор. Он должен был повысить эффективность работы пропеллера на тихоходном самолете.
В результате появился М-34Р. Носок картера стал отъемным, в нем разместили простенький редуктор-«гитару» из двух шестерен. Он поднял вес двигателя примерно на 70 кг. Как отметили специалисты НИИ ВВС, это было примерно в полтора раза больше, чем у иностранных конструкций с той же мощностью. Первый опытный образец М-34Р завершили 6 ноября 1932 г.; всего их сделали семь. Полгода продолжались заводские испытания и доводка, а в апреле-мае 1933 г. прошли государственные испытания на стенде. Один из двух участвовавших в них двигателей сломался (полетела вертикальная передача к распределительному валу). Но правила испытаний разрешали замену и вторую попытку. В итоге - «удовлетворительно».
С конца 1933 г. завод № 24 приступил к серийному выпуску М-34Р, который был объявлен основной продукцией. К 1 марта 1934 г. собрали 27 штук, дюжина из которых прошла испытания. Но военной приемке первую партию из 50 двигателей предъявили в апреле. Приемщики зафиксировали превышение веса против технических условий и завышенный расход топлива, но моторы приняли. 23 мая на повторных стендовых испытаниях двигателя был получен ресурс в 500 часов - по советским меркам просто огромный (у М-1 7 было 400 часов). Конечно, серийные моторы столько не работали. До переборки они нарабатывали часов 150-200.
До июля 1934 г. сборка М-34Р шла по временному эталону; к этому времени изготовили 260 моторов этой модификации. До конца же года выпустили 830 штук.
М-34Р использовались, в основном, на бомбардировщиках ТБ-3. На них в июле 1934 г. в 23-й бригаде в Монино проводились войсковые испытания. М-34Р были оснащены и многие опытные самолеты. Эта модификация в несколько измененном виде в больших количествах выпускалась до конца 1939 г.
 |
 |
 |
Не все М-34Р были одинаковы. В 1933 г. специально для рекордных самолетов РД (АНТ-25) выпустили партию М-34РД (они же М-34РСп). Эти двигатели отличались новыми всасывающими патрубками, масляными и водяными насосами, распредвалами, конструкцией хвостовика коленчатого вала, наличием второго бензонасоса, а также более качественным изготовлением деталей (по другой технологии), меньшими допусками, применением для уплотнений высококачественной резины, тщательной регулировкой и карбюраторами К-34РД.
За счет небольшого форсирования по оборотам максимальную мощность М-34РД повысили до 830 л.с. Магнето, свечи и провода зажигания были импортными. Сделали 20 комплектов деталей, из которых собрали 15 моторов, а сдали, как и заказывали, десять. Расчет был верен: доля брака составила около 25%. Все двигатели этой партии были «штучными» - существовали три варианта по степени сжатия (кроме стандартной 6,0, еще 6,6 и 6,7), а часть моторов не имела редукторов.
В июне-июле 1934 г. заказали еще 45 моторов «особого назначения» для десяти «представительских» ТБ-3, на которых наносились визиты в столицы европейских государств. Первоначально для большей надежности и эти М-34РД хотели укомплектовать импортными агрегатами, но ГУАП запретило это, так как рекордным самолетам предстояло демонстрировать мощь промышленности страны Советов. С импортными агрегатами такая демонстрация никак не сочеталась.
А вот с другим требованием УВВС вышла изрядная заминка…
В то время для улучшения высотных характеристик за рубежом стали монтировать на моторах нагнетатели. В нашей стране тоже построили несколько экспериментальных двигателей с центробежными нагнетателями, приводившимися во вращение от хвостовика коленчатого вала через повышающий редуктор. Мотор М-15 даже некоторое время выпускался серийно, но через каждые 25 часов на нем требовалось менять подшипники нагнетателя (импортные, шведские, купленные за золото).
С 1931 г. началось проектирование модификации М-34Н. Первоначально планировали, что мотор пройдет государственные испытания к 15 июня 1932 г. Но первый двухскоростной нагнетатель, спроектированный П.И. Орловым, А.А. Микулиным и А.Н. Данилевским, оказался недостаточно надежным. Второй вариант, более простой односкоростной, создали А.Н Данилевский и Е.О. Дмитриевский. Его «обкатывали» на трех моторах. На заводских испытаниях нагнетатель дважды выходил из строя - 22 июля и 10 сентября 1933 г. После этого спроектировали и изготовили новую, усиленную ребрами, заднюю крышку. Государственные испытания прошли удачнее. М-34Н проходил их с 25 декабря 1933 г., акт об успешном завершении утвердили 7 февраля 1934 г., а серия пошла с сентября 1 934 г.
Нагнетатель выполнялся в виде отдельного съемного узла и мог монтироваться на моторы других модификаций. В дальнейшем его хотели сделать отключаемым на малых высотах, но это намерение так и не было претворено в жизнь. Надежность М-34Н была невысока. Во-первых, разрушались подшипники, на которых стояла крыльчатка. Во-вторых, нагнетатель у М-34Р располагался за карбюратором; в нем сжимался не воздух, а топливно-воздушная смесь. На некоторых режимах бензин начинал конденсироваться на выходе из нагнетателя и двигатель глох. Альтернативно рассматривалась возможность смонтировать на М-34 иностранные агрегаты. В 1934 г. вели переговоры с французскими фирмами «Испано-Сюиза» и «Фарман» о проектировании ими нового нагнетателя специально для М-34Н. Пытались также приобрести двухступенчатые нагнетатели у «Рато» (этот вариант именовался М-34РАТО).
 |
 |
 |
По мировым стандартам М-34Н был тяжеловат. Военные неоднократно требовали снизить вес мотора. В ответ спроектировали облегченный вариант М-34Э (560 кг) с картером из магниевого сплава электрона. Но вот только сплавов этих в СССР не имелось, а привезенные из-за границы толком не умели обрабатывать. Пробный картер на заводе № 24 отлили, но через поры и трещины уходило масло. Попробовали разные варианты пропитки. В конце концов, образец М-34Э все-таки поставили на станок. Испытания сначала шли неплохо, но на 97-м часу лопнула одна из перегородок картера. В результате от идеи облегчить М-34Н таким способом временно пришлось отказаться.
Следующим шагом вполне логично стало совместное применение редуктора и нагнетателя. По плану предлагалось представить опытный образец М-34РН на госиспытания к 1 декабря 1932 г. Фактически же он начал заводские испытания лишь 1 мая 1934 г. Поломка следовала за поломкой. Прогорали клапаны, сбоило газораспределение, от вибраций появлялись трещины на лапах крепления к раме. Но нагнетатель и редуктор работали «безукоризненно». Усовершенствованный вариант предъявили на госиспытания в сентябре, но и они закончились неудачно - прогорели поршни. В результате М-34РН в 1934 г. выпустили лишь небольшой серией. Поскольку нагнетателей не хватало, их монтировали только на редукторные моторы, а производство М-34Н отсрочили.
В марте-июне 1935 г. М-34РН испытывали на самолетах ТБ-3 и ДБА. В целом моторы работали прилично, а претензии были связаны только с нагнетателями. На высоте при отрицательной температуре в нагнетателе появлялся конденсат. Из-за этого на полный газ переходили с тряской и дымом. Потом еще обнаружили подсос масла в нагнетатель через некачественное уплотнение.
 |
 |
 |
 |
 |
На базе М-34РН планировалось создать М-34П с установкой пушки в развале цилиндров со стрельбой через полый вал редуктора. Задание на него выдали в августе 1934 г. Отечественных авиационных пушек тогда еще не было, в наличии имелось лишь некоторое количество купленных в Швейцарии «Эрликонов». Нет никаких данных о том, что этот проект вообще прорабатывался.
С конца 1934 г. главным конструктором завода № 24 стал В.А. Добрынин. Под его руководством последовательно провели несколько стадий модернизации микулинского двигателя. В начале 1935 г. во все варианты М-34 внесли небольшие изменения, результатом которых стал «тип А»: М-34НА, М-34РА и М-34РНА. Максимальная мощность поднялась до 820 л.с, а вес у типа РНА дошел до 748 кг. Интересно, что у ранних серий М-34РНА выхлопные клапаны имели масляное охлаждение. Масло капало из трубочки в чашку на верхушке втулки клапана. Но вскоре выявился существенный дефект: угорающее масло давало смолистые осаждения, которые не пропускали масло вниз и затрудняли движение штока. От масляного охлаждения отказались.
К середине 30-х годов уровень брака на заводе № 24 упал до приемлемых, по советским меркам, 15-17%. Осенью 1934 г. изготовили первые моторы с экранированным зажиганием, не создающим помехи для радиостанции. Но серийные двигатели в таком исполнении появились только в январе следующего года, а полностью на него перешли к началу июля.
Вторая стадия модернизации М-34 именовалась «типом Б». В ее рамках «ужесточили» картер, ввели облегченный коленчатый вал с измененным носком, поставили карбюратор К-34Б и доработали нагнетатель. Так появились М-34НБ и М-34РНБ, запущенные в серию в октябре 1935 г. На последнем внедрили облегченный редуктор, так что при равной мощности вес получился меньше, чем у М-34РНА - 725 кг.
 |
 |
 |
Вариант М-34РБ выпускался в небольших количествах, но впоследствии их много «всплыло» в ходе ремонтов (в 1938-39 годах с М-34РНБ на предприятиях ГВФ снимали нагнетатели, чтобы продлить ресурс двигателей. Так получались дополнительные М-34РБ).
Модификация РНБ выпускалась до конца 1939 г. Эти моторы пытались форсировать и далее, поднимая наддув и обороты. В ноябре 1936 г. на одном экземпляре максимальную мощность довели до 1000 л.с. Но длительные испытания в НИИ ВВС закончились трещиной в картере. Пришли к выводу, что кратковременно форсировать М-34РНБ до 1000 л.с. можно, но долго работать мотор способен только на номинале.
М-34НБ производился в больших количествах и устанавливался на легких бомбардировщиках Р-Зет и летающих лодках МБР-2, М-34РНБ монтировали на ТБ-3. Производство и той, и другой модификации завершили в 1938 г.
Высотные характеристики двигателя пытались поднять применением турбонаддува. В июле-сентябре 1938 г. на опытном самолете РШ (доработанном Р-5) испытывали М-34Н2Б с двумя турбонагнетателями ТК-1 и нагнетателем от серийного двигателя. Наддув осуществлялся в две ступени: сначала в турбокомпрессорах, а потом в приводном нагнетателе. Два ТК-1 добавили к весу мотоустановки 85 кг. Мотор имел новые кованые поршни и четыре новых опытных карбюратора К-4. Степень сжатия в цилиндрах подняли до 7,0.
Максимальная мощность по расчетам равнялась 950 л.с, реально же получили 1033 л.с. Но испытания пришлось прекратить из-за неоднократного обрыва лопаток турбины (семь случаев).
 |
 |
 |
Провалившись с магниевым литьем, решили попробовать другой способ облегчения двигателя. Водяное охлаждение заменили смешанным: через головки прокачивалась вода, а оребренные гильзы обдувались воздухом. В 1936 г. в аэродинамической трубе ЦАГИ продували макет мотора М-34СО (видимо, на основе форсированного варианта типа Б), рассчитанного на мощность 1050 л.с. Позже образец М-34СО изготовили и испытывали на стенде. Существовал также проект 1937 г., именовавшийся М-34РСО. В нем уже использовали узлы модификации ФРН, а максимальную мощность хотели довести до 1200 л.с. Изготовили три опытных образца М-34РСО, но на испытаниях они все время перегревались. В конце 1937 г. эту работу прекратили.
По примеру немцев у нас тоже активно работали над внедрением непосредственного впрыска топлива в цилиндры. Система впрыска для микулинского двигателя была создана С.А. Косбергом и Н.П. Сердюковым в ЦИАМе еще в 1934 г. Ее установили на мотор М-34НВ. Этот двигатель прошел 60-часовые стендовые испытания в 1935 г. (получили мощность 985 л.с.) и летные испытания на Р-Зет и ТБ-3 в 1 937 г. Но надежность наших насосов высокого давления и форсунок оказалась куда ниже, чем у изделий немецкой фирмы «Бош». Существовал и редукторный вариант - М-34РНВ, существовавший, по крайней мере, в одном опытном образце. В конце 1938 г. спроектировали М-34РНВ-ТК (он же М-34НРВ-ТК) с двумя турбонагнетателями ТК-1.
Моторы серии «Б» дали выигрыш в надежности, но не в мощности. В то же время еще постановлением Реввоенсовета от 17 июля 1933 г. от ЦИАМ требовалось к маю 1934 г. выставить на испытания модификацию двигателя с редуктором и нагнетателем, форсированную до 950 л.с. Этот вариант, проектировавшийся с осени 1933 г., именовался М-34ФРН (он же М-34РФН и М-34РНФ). Он представлял собой сильно доработанный вариант М-34РНБ с некоторыми конструктивными элементами от так называемого «М-34Р эталон 1 934 г.». На нем усилили коленчатый вал, редуктор и картер. Центральное сочленение шатунов заменили боковым (главный - прицепной). При этом проиграли в плавности хода, но выиграли в надежности. Изменили систему смазки (масло пустили через вал), усовершенствовали нагнетатель, подняв наддув, внедрили новый механизм газораспределения, а карбюраторы (их стало несколько) установили после нагнетателя.
В 1934 г. изготовили первый опытный образец М-34ФРН. Этот двигатель предъявляли на госиспытания не меньше трех раз: дважды в сентябре 1934 г., а потом в январе 1935 г. Каждый раз он выходил из строя, проработав менее 50 часов, но при последней попытке максимальная мощность дошла до 1200 л.с. В начале 1935 г. документацию передали заводу, и в 1936 г. М-34ФРН выпустили в количестве 35 штук.
В 1 937 г. образец этого мотора гордо выставили на авиасалоне в Париже как достижение советской авиапромышленности. Правда, номинальная мощность фактически равнялась только 900 л.с. вместо 1050 л.с. по проекту. М-34ФРН использовали, по большей части, для разных опытных самолетов. Параллельно с ним строили опытный образец М-34ФН без редуктора. В заданиях фигурировали также типы ФН и ФРН с пушкой, стреляющей через полый вал редуктора.
В 1935 г. А.А. Микулина назначили главным конструктором завода № 24. В ознаменование его заслуг Комитет обороны СССР 9 августа 1936 г. переименовал двигатель в АМ-34 по его инициалам. Микулин продолжал совершенствовать свой мотор, форсируя его по наддуву и оборотам. Но затянувшаяся доводка М-34ФРН привела к недовольству со стороны руководства авиапромышленности. Микулин недолго занимал должность главного конструктора. Вскоре его заменил Добрынин, а за Микулиным оставили только руководство работой по развитию АМ-34.
В годы сталинских репрессий неудачи могли дорого обойтись беспартийному инженеру, но от участи «врага народа» его, видимо, избавили нашумевшие перелеты. Чкалов и Громов летали на машинах с микулинскими двигателями. Мотор М-34РД вместе с самолетом РД успешно выставлялся за рубежом. Впрочем, и на ДБА, на котором в Арктике пропал экипаж Леваневского, двигатели тоже были микулинскими.
В то время завод № 24 в больших количествах выпускал двигатели разных модификаций. Резкому увеличению выпуска способствовал переход на конвейерную сборку. Ранее один мотор собирала бригада из пяти-шести человек. За одну смену она не укладывалась, но другой бригаде недособранный двигатель не передавали;так он и стоял, пока не вернется начавшая над ним работу группа. При новой системе мотор передвигался с позиции на позицию на тележке-стапеле. Рассчитывали, что при этом удастся сэкономить на заработной плате. Вместо слесарей высоких разрядов на линию выставили вчерашних «фабзайцев» - выпускников фабрично-заводского училища. Темп сборки вырос вдвое, но выходившие с конвейера изделия оказались просто комплектами деталей. Эти моторы пришлось заново перебирать высококвалифицированным рабочим. Позже систему отладили, распределив операции между работниками разной квалификации, но оказалось, что механические цеха не могут с нужной скоростью обеспечить конвейер деталями - требовалось их расширять, завозить новое оборудование и набирать рабочих.
 |
 |
 |
В 1938 г. выпустили некоторое количество М-34ФРН с турбонаддувом (М-34РНФТ, с двумя ТК-1). Полученная на испытаниях номинальная мощность у них равнялась 1017 л.с. Такие моторы проходили летные испытания на самолете ДБ-А.
Зато большой серией выпускались два варианта: М-34ФРНА с четырьмя карбюраторами и М-34ФРНБ с шестью карбюраторами. В феврале 1937 г. проходил госиспытания вариант М-34ФРНБ (РФНБ) с карбюратором К-85, усиленным картером и облегченным редуктором, мощностью 1000/1050 л.с. На 73-м часу у него сломался коленчатый вал. Малой серией также был изготовлен вариант, рассчитанный на применение атрегата центрального наддува АЦН-2, созданного в ЦИАМ под руководством К.В. Минкнера. АЦН-2 приводился в действие дополнительным мотором М-100 и обеспечивал наддув одновременно четырех М-34ФРНБ. Мотоустановка из четырех М-34ФРНБ и АЦН-2 испытывалась на опытном образце бомбардировщика ТБ-7 зимой и весной 1938 г.
В план на 1938 г. был включен АМ-34 с двухскоростным нагнетателем, турбонаддувом и охлаждением чистым этиленгликолем. Последний рассматривался не как антифриз, это было вторично, а как средство уменьшить вес системы охлаждения: этиленгликоль имеет большую теплоемкость, чем вода, и не кипит при 100 градусах. Максимальная мощность должна была равняться 1450 л.с! Ми-кулин добился этого уровня, но гораздо позже и уже не на М-34.
Во второй половине 30-х годов перспективным представлялось применение испарительного охлаждения. Вода закипала в рубашке и в виде пара отводилась в конденсаторы. Для того, чтобы снять то же количество тепла, при этом требовалось куда меньше воды. Вес системы охлаждения должен был снизиться. М-34ФРН с испарительным охлаждением разрабатывался с начала 1935 г. в ЦИАМ Р.И. Бартошем. В том же году его испытали на ТБ-3. В 1936 г. изготовили несколько таких моторов для опытного истребителя И-21. Двигатель имел повышающий редуктор и нестандартный нижний картер с герметическим сквозным каналом для прохода трубы лонжерона центроплана. В начале 1937 г. на И-21 совершили несколько полетов. Надежность системы оказалась крайне низкой. Надо сказать, что немцы и англичане, шедшие по тому же пути, тоже не смогли добиться надежного функционирования системы парового охлаждения и отказались от нее.
Последней авиационной серийной модификацией М-34 стал М-34ФРНВ, дальнейшее развитие М-34ФРНБ. Теперь уже уверенно хотели достичь мощности 1050/1200 л.с. Мотор был спроектирован с тремя вариантами редуктора и двумя вариантами нагнетателя. Впервые его выставили на госиспытания в декабре 1937 г. (с весом 749 кг), но на испытаниях двигатель разрушился - треснул картер.
По сравнению с М-34ФРНБ этот двигатель имел измененный картер, бронзовые (с покрытием свинцовистой бронзой, а не баббитом) вкладыши коренных опор с гиперболической расточкой, кожуха над клапанным механизмом из магниевого сплава, иной комплект агрегатов, удлиненный носок редуктора, усиленный коленчатый вал с измененной схемой смазки и четыре карбюратора К-4. В апреле 1 938 г. мотор был выставлен повторно с усилением ряда деталей (вес поднялся до 763 кг), зато удовлетворительно отработал на станке 134 часа. После этого военные заказали опытную серию из 50 двигателей. Серийное производство М-34ФРНВ велось в 1939-40 годах.
 |
 |
 |
На базе этой модификации тоже создали немало опытных вариантов. Для уже упоминавшегося истребителя И-21 сделали М-34ФРНВ-РС с паровым охлаждением этиленгликолем. Его испытывали на стенде, постоянно мучаясь с разъеданием прокладок. А вот летал ли он - неизвестно.
В мае-июне 1938 г. испытывался мотор с непосредственным впрыском топлива (с насосом высокого давления Б-3 и форсунками ЗФВ). Это улучшило высотные характеристики, а также позволило работать на более дешевом бензине. С впрыском мотор работал устойчивее, чем с карбюраторами К-4, но отметили ненадежность автоматики регулирования смеси.
Существовал также М-34НФ, опытный вариант с блоками типа ФРНВ, дополнительными масло- и бензонасосом, форсированный по оборотам и степени сжатия (до 7,0). Он имел приводной нагнетатель и два турбокомпрессора ТК-1. Карбюраторы К-4 были установлены после ПЦН. Этот мотор мощностью 787/ 985 л.с. испытывался в 1938-39 годах на самолетах Р-Зет и ТБ-3. В сен-тябре 1939 г. испытывали М-34ФРНВ-ТК, тоже с двумя ТК-1, предназначенный для высотного самолета БОК-17.
Другие конструкторы тоже неоднократно пытались создать новые модификации микулинского двигателя. Намеревались присоединить два М-34 к общему редуктору, от которого шел удлиненный вал. Эта штука называлась «агрегатом товарища Дзюбы» и предназначалась для самолета-гиганта Г-1. В Военно-воздушной академии в марте 1934 г. проектировалась установка для стратосферного самолета из двух М-34, из которых один работал на винт, а второй вращал мощный нагнетатель. М-34, работавший на топливе с добавкой газообразного водорода, испытывался в ЦИАМ во второй половине 30-х годов. Можно назвать, например, еще использование М-34 для привода агрегата центрального наддува АЦН-1, сконструированного под руководством СА. Трескина в 1935 г. Агрегат проходил летные испытания на ТБ-3.
В ХАИ в 1938 г. спроектировали для М-34Н паротурбинный нагнетатель ПТК. Котел стоял в развале цилиндров. Устройство использовало тепло от нагрева двигателя для образования пара, вращавшего турбину. Оно доводилось в Центральном котлотурбинном институте с 1939 г. В 1940 г. двигатель с ПТК проходил стендовые и летные испытания, но серийно не выпускался.
Выпуск авиационных вариантов М-34 (АМ-34) продолжался до 1940 г. А вот катерные модификации двигателя выпускались и далее. Разработка варианта для торпедных катеров, названной ГМ-34, велась с 1931 г. Он имел совершенно другой редуктор с реверс-муфтой РМ-1, позволяющей при неизменном направлении вращения коленчатого вала крутить винт в обе стороны. Так катеру обеспечивали задний ход. Предусматривалась также муфта свободного хода, расцепляющая вал мотора с валом винта. Новый редуктор проектировал В.М. Яковлев. ГМ-34 должен был отличаться также устройством выхлопной системы. Интересно, что в задании было записано: «…с забортным охлаждением». Но забортная вода - соленая! Пустить ее в рубашку блока означает сразу забить проходы солевыми отложениями. Возможно, имелась в виду двухконтурная схема с водо-водяными радиаторами.
 |
 |
 |
Первый образец ГМ-34 поставили на обкатку 4 ноября 1932 г. 21 апреля 1933 г. завершились заводские испытания мотора, 20 мая его выставили на государственные. На 48-м часу полетела водяная помпа, позже лопнул вал реверса. В ноябре 1933 г. на заводе им. Марти в Ленинграде пару опытных двигателей установили на головной торпедный катер типа Г-5. Один ГМ-34 был левого исполнения, другой -правого. 5 декабря катер прибыл на Черное море, а 12 декабря уже вышел в море. Государственные испытания на нем завершились в августе 1934 г. Параллельно весь
1933 г. мотор работал на стенде в ЦИАМ. С 1934 г. он выпускался серийно, к 1 июля изготовили 21 катерный двигатель, а к концу года -156. Мощность была та же, что у авиационного М-34, а вес существенно больше, 864 кг, а с реверс-муфтой и коллекторами - 1000 кг.
Катерный вариант совершенствовался параллельно с авиационным. Так, ГМ-34Ф имел коренные вкладыши из бронзы, коленчатый вал, головки блоков и часть агрегатов от М-34ФРНВ. Степень сжатия у него равнялась 7,3. Он был на 80 кг тяжелее ГМ-34, но зато максимально выдавал 1000 л.с. Интересно, что для него предусматривалась работа как на чистом бензине, так и на бензино-спиртовой смеси. Но очень сомнительно, чтобы эта смесь использовалась для серийных двигателей на флотах. Первые два ГМ-34Ф выпустили в 1936 г.
С конца 1936 г. работали над форсированием за счет применения наддува. С августа 1939 г. в серию пошел ГМ-34ФН с нагнетателем ФН-25, одним карбюратором К-4 и усовершенствованной маслосистемой. Степень сжатия у него опять понизили до 6,0, чтобы использовать низкокачественное топливо, но мощность довели до 1200 л.с. Вес при этом увеличился незначительно - до 111 0 кг.
Существовал и дефорсированный мотор ГМ-34БП для речных бронекатеров мощностью 800 л.с. Он тоже выпускался серийно. В войну его сменил ГМ-34БС, развивавший 850 л.с. Эти двигатели ставились на катерах проектов 1124 и 1125, строившихся до 1944 г.
На основе катерного варианта был разработан ГМ-34БТ мощностью 850 л.с. для танков с измененной системой охлаждения, вентилятором принудительного обдува. Он имел электростартер вместо пневмопуска. ГМ-34БТ выпустили малой серией в 1939 г. Такие моторы устанавливались на опытных танках Т-100 и СМК, проходивших войсковые испытания на фронте во время войны с Финляндией зимой 1 940 г., а также опытном самоходном орудии СУ-100у («Игрек», 1940 г.), применявшемся в боях под Москвой зимой 1941 г.
Производство катерных двигателей семейства ГМ-34 (ГАМ-34) завершилось в 1943 г., когда эвакуированный из Москвы завод № 24 находился в Куйбышеве (ныне Самара). Серийный выпуск вариантов ГМ-34 неоднократно пытались восстановить вплоть до 1946 г., поскольку в строю оставалось много торпедных катеров типа Г-5, на которых они монтировались. Но сделать это было трудно, так как прекратился выпуск базового М-34 (АМ-34). Уже последние серии ГМ-34БФ включали немало деталей от нового мотора Микулина -АМ-35А; этот вариант иногда именовался ГАМ-34бис. Всего изготовили более 10 000 экземпляров различных модификаций М-34. Точнее сказать трудно, поскольку в документах имеются значительные разночтения.
АМ-35А являлся развитием конструкции М-34ФРНВ. Двигаясь параллельно по двум направлениям -высотных двигателей для истребителей и бомбардировщиков и низковысотных для штурмовиков - Микулин создал целое семейство моторов. В целом все его поршневые двигатели представляли собой непрерывную цепочку развития одной базовой конструкции, сохранявшей как общую компоновку и силовую схему, так и размерения цилиндров. При этом при неизменном объеме максимальная мощность от ранних М-34 до М-47 (1948 г.) выросла более чем в три раза. Следует отметить также, что в то время, когда многие советские конструкторы авиамоторов исходно отталкивались от иностранных образцов или узлов других отечественных двигателей, Микулин упорно шел своим оригинальным путем, лишь изредка заимствуя удачные элементы у других. Правда, зачастую это приводило к длительной доводке, за время которой двигатель начинал отставать от конструкций конкурентов.
Зато другие конструкторы в ряде проектов использовали не только идеи Микулина, но и целые узлы его двигателей.
| © 2024 Библиотека RealLib.org (support [a t] reallib.org) |