Р-13-300¶

Р-13-300 — это двухконтурный турбореактивный двигатель с форсажной камерой, разработанный в СССР в 1960-х годах. Предназначался для установки на сверхзвуковые истребители третьего поколения, в первую очередь на МиГ-21 различных модификаций (МиГ-21бис) и самолёты семейства Су-15. Двигатель стал дальнейшим развитием линейки Р-11Ф-300 и отличался повышенной тягой, улучшенными эксплуатационными характеристиками и увеличенным ресурсом.

¶История создания

Разработка двигателя Р-13-300 велась в ОКБ-300 (ныне — АО «ОДК-Пермские моторы», ранее — Пермское моторостроительное конструкторское бюро) под руководством главного конструктора Павла Александровича Соловьёва. Работы начались в середине 1960-х годов в ответ на требование ВВС СССР по модернизации парка истребителей МиГ-21. Базовый двигатель Р-11Ф2С-300, устанавливавшийся на МиГ-21ПФМ и МиГ-21С, исчерпал резервы по увеличению тяги, и для достижения требуемых лётно-технических характеристик (в частности, скороподъёмности и максимальной скорости) потребовался новый, более мощный силовой агрегат.

Первые испытания опытных образцов состоялись в 1967 году. Государственные стендовые и лётные испытания проводились на самолётах МиГ-21бис (изделие 75) и Су-15ТМ. В 1970 году двигатель Р-13-300 был официально принят на вооружение и запущен в серийное производство на Пермском моторостроительном заводе (ныне — АО «ОДК-Пермские моторы»). Производство продолжалось до середины 1980-х годов, после чего двигатель был заменён более совершенными моделями (например, Р-25-300), однако продолжал эксплуатироваться на самолётах, оставшихся в строю.

¶Конструкция

Р-13-300 представляет собой двухвальный турбореактивный двигатель с форсажной камерой и регулируемым реактивным соплом. Конструктивно состоит из следующих основных узлов:

• Входное устройство — осевой компрессор низкого давления (6 ступеней) и компрессор высокого давления (9 ступеней). Компрессоры имеют регулируемые направляющие аппараты, что обеспечивает устойчивую работу на различных режимах.
• Камера сгорания — кольцевая, с 28 форсунками. Обеспечивает полное сгорание топлива при минимальных потерях давления.
• Турбина — двухступенчатая, осевая. Первая ступень — турбина высокого давления, вторая — турбина низкого давления. Охлаждение лопаток осуществляется воздухом, отбираемым от компрессора.
• Форсажная камера — с регулируемым соплом, работающим по принципу «сопло Лаваля». Включает в себя систему зажигания и стабилизаторы пламени.
• Реактивное сопло — регулируемое, с изменяемым сечением. В режиме форсажа сопло расширяется, увеличивая скорость истечения газов.
• Система управления — гидромеханическая, с электронными элементами регулирования частоты вращения роторов.

Масса двигателя — около 1100 кг (без маслосистемы и агрегатов). Длина — 4,5 м, диаметр — 0,9 м.

¶Технические характеристики

Основные параметры двигателя Р-13-300:

• Тяга на форсаже — 7100 кгс (69,7 кН).
• Тяга на максимальном бесфорсажном режиме — 4100 кгс (40,2 кН).
• Удельный расход топлива на форсаже — 2,0 кг/(кгс·ч).
• Удельный расход топлива на бесфорсажном режиме — 0,85 кг/(кгс·ч).
• Степень повышения давления — 11,5.
• Температура газов перед турбиной — 1150 °C.
• Ресурс до первого капитального ремонта — 600 часов (впоследствии увеличен до 900 часов).
• Общий ресурс — 1500 часов.

По сравнению с предшественником Р-11Ф2С-300 (тяга на форсаже 5950 кгс), Р-13-300 обеспечивал прирост тяги примерно на 20 %, что позволило улучшить взлётные характеристики и скороподъёмность истребителей.

¶Применение

Основным самолётом, на котором устанавливался Р-13-300, стал МиГ-21бис (изделие 75) — последняя и наиболее совершенная модификация легендарного истребителя. Двигатель обеспечивал самолёту максимальную скорость 2230 км/ч (на высоте) и практический потолок 18 000 м. Скороподъёмность у земли составляла 225 м/с.

Также двигатель применялся на Су-15ТМ (изделие 37) — всепогодном перехватчике, который стоял на вооружении ПВО СССР. На Су-15ТМ устанавливались два двигателя Р-13-300, что давало суммарную тягу на форсаже 14 200 кгс. Это позволяло перехватчику развивать скорость до 2230 км/ч и нести ракеты «воздух-воздух» Р-98 (К-8).

Кроме того, Р-13-300 использовался на опытных и экспериментальных модификациях, включая самолёты с изменяемой геометрией крыла (например, МиГ-23) на ранних этапах их разработки, но в серию на этих машинах не пошёл.

¶Модификации

В ходе серийного производства и эксплуатации двигатель прошёл несколько модернизаций:

• Р-13-300 — базовая версия с тягой на форсаже 7100 кгс.
• Р-13-300С — вариант с увеличенным ресурсом (до 900 часов) и усиленной конструкцией некоторых узлов.
• Р-13-300М — модификация с улучшенной системой охлаждения турбины, что позволило повысить температуру газов и тягу до 7300 кгс на форсаже (выпускалась ограниченной серией).
• Р-13-300Ф — вариант для установки на самолёты Су-15ТМ, отличавшийся изменённой системой крепления и подводки топлива.

¶Эксплуатация и оценка

Двигатель Р-13-300 зарекомендовал себя как надёжный и неприхотливый в эксплуатации силовой агрегат. Он был способен работать на различных сортах авиационного керосина (Т-1, ТС-1, РТ) и допускал кратковременные перегрузки до 8g. Вместе с тем, отмечались некоторые недостатки, характерные для двигателей того поколения: относительно высокий расход топлива на форсаже, ограниченный ресурс и сложность обслуживания в полевых условиях.

В ходе эксплуатации в ВВС СССР и стран-союзников (Индия, Вьетнам, Египет, Сирия, Куба и др.) двигатель показал высокую боевую живучесть. Например, во время Вьетнамской войны (1965—1973) истребители МиГ-21бис с двигателями Р-13-300 успешно противостояли американским F-4 Phantom II и F-105 Thunderchief. В Индии двигатели Р-13-300 использовались на МиГ-21бис до 2010-х годов, пройдя несколько капитальных ремонтов.

¶Интересные факты

• Р-13-300 стал первым советским серийным двигателем, в котором была применена система автоматического регулирования форсажной камеры, что снизило нагрузку на лётчика.
• Двигатель устанавливался на рекордные самолёты: в 1971 году на МиГ-21бис с Р-13-300 был установлен мировой рекорд скороподъёмности — набор высоты 3000 м за 1 минуту 10 секунд.
• В 1977 году на базе Р-13-300 был создан двигатель Р-25-300, который устанавливался на МиГ-21бис (изделие 75А) и обеспечивал тягу на форсаже до 7500 кгс.

¶Источники

• Крылов С. В. «Авиационные двигатели СССР. 1945—1990». — М.: Машиностроение, 1992.
• Гордон Е. И. «МиГ-21. Опыт и боевое применение». — М.: Авиация и космонавтика, 2001.
• Техническое описание двигателя Р-13-300. — Пермь: Пермский моторостроительный завод, 1970.
• «Двигатели Р-13-300 и Р-25-300» // Авиация и время. — 2005. — № 4.