Турбореактивный двигатель РД-9Б¶

Турбореактивный двигатель РД-9Б — это советский одновальный турбореактивный двигатель с осевым компрессором, разработанный в ОКБ-300 под руководством А. А. Микулина в 1950-х годах. Предназначался для установки на истребители МиГ-19, МиГ-21Ф и ряд опытных самолётов, став одним из первых серийных отечественных двигателей, обеспечивших сверхзвуковую скорость полёта. РД-9Б является модификацией базового двигателя РД-9, отличающейся увеличенной тягой и улучшенными эксплуатационными характеристиками.

¶История создания

Разработка турбореактивного двигателя РД-9 началась в 1952 году в ОКБ-300 (Москва) под руководством Александра Микулина. Необходимость в новом двигателе была вызвана потребностью в силовой установке для перспективного фронтового истребителя МиГ-19, который должен был развивать скорость, превышающую скорость звука. К тому времени в СССР серийно выпускались двигатели РД-45 (копия британского Rolls-Royce Nene) и ВК-1, но они не обеспечивали требуемых характеристик для сверхзвуковых режимов.

Первые испытания опытного образца РД-9 состоялись в 1953 году. Двигатель показал тягу около 2600 кгс на форсаже, что было недостаточно для серийного производства. В 1954 году была создана модификация РД-9Б, в которой за счёт увеличения расхода воздуха и оптимизации лопаток компрессора удалось поднять тягу на форсаже до 3250 кгс. После успешных государственных испытаний в 1955 году двигатель был принят на вооружение и запущен в серийное производство на нескольких заводах, включая Уфимский моторостроительный завод (ныне ОДК-УМПО) и Московский машиностроительный завод «Салют».

РД-9Б устанавливался на истребители МиГ-19 (все модификации), а также на первые серийные образцы МиГ-21Ф (до перехода на двигатели Р-11Ф-300). Всего было выпущено несколько тысяч экземпляров, причём производство продолжалось до начала 1960-х годов, когда на смену пришли более совершенные двигатели Р-11 и Р-13.

¶Конструкция

РД-9Б представляет собой одновальный турбореактивный двигатель с осевым девятиступенчатым компрессором, кольцевой камерой сгорания и одноступенчатой турбиной. Основные конструктивные особенности:

• Компрессор: осевой, 9 ступеней, с регулируемыми направляющими аппаратами на первых трёх ступенях. Степень повышения давления — около 7,5. Компрессор обеспечивал устойчивую работу на всех режимах, включая сверхзвуковые.
• Камера сгорания: кольцевая, с 16 форсунками и двумя зонами горения. Конструкция позволяла использовать как прямоточный, так и форсажный режимы.
• Турбина: одноступенчатая, с охлаждаемыми лопатками (воздушное охлаждение). Температура газов перед турбиной достигала 950 °C.
• Форсажная камера: расположена за турбиной, оснащена стабилизаторами пламени и системой подачи топлива. Форсаж увеличивал тягу на 30–40 %.
• Система смазки: замкнутая, с маслонасосом и радиатором. Использовалось масло МС-20.
• Система запуска: электрический стартер-генератор ГСР-9000, обеспечивающий раскрутку ротора до 1500 об/мин.

Масса двигателя составляла 720 кг, длина — 4,5 м, диаметр — 0,9 м. Ресурс до первого капитального ремонта — 150 часов, полный ресурс — 300 часов.

¶Характеристики

Основные технические характеристики РД-9Б:

• Тип: турбореактивный, одновальный, с форсажной камерой.
• Тяга на взлётном режиме (без форсажа): 2600 кгс (25,5 кН).
• Тяга на форсаже: 3250 кгс (31,9 кН).
• Удельный расход топлива на взлётном режиме: 0,95 кг/(кгс·ч).
• Удельный расход топлива на форсаже: 1,85 кг/(кгс·ч).
• Степень повышения давления: 7,5.
• Расход воздуха: 65 кг/с.
• Температура газов перед турбиной: 950 °C.
• Обороты ротора: 11 500 об/мин.
• Масса: 720 кг.
• Ресурс: 150 часов (до первого ремонта), 300 часов (полный).

¶Применение

РД-9Б устанавливался на следующие типы летательных аппаратов:

• МиГ-19 (все модификации) — основной истребитель советских ВВС в конце 1950-х годов. Два двигателя РД-9Б обеспечивали максимальную скорость 1450 км/ч (на высоте 10 км) и практический потолок 17 800 м.
• МиГ-21Ф (первые серийные образцы) — лёгкий фронтовой истребитель. Один двигатель РД-9Б позволял развивать скорость до 2120 км/ч (с форсажем) на высоте 12 км.
• Опытные самолёты: СМ-12, Е-50, Е-2А (прототипы МиГ-21), а также экспериментальные летающие лаборатории.

Кроме того, на базе РД-9Б были созданы модификации для наземного применения (газотурбинные установки для энергоснабжения) и для учебных целей (наземные стенды для подготовки механиков).

¶Эксплуатация

РД-9Б эксплуатировался в ВВС СССР, а также поставлялся в страны Варшавского договора, Китай, Вьетнам, Египет и другие государства. Двигатель зарекомендовал себя как надёжный и простой в обслуживании, однако имел ряд недостатков:

• Малый ресурс — 150 часов до ремонта считалось низким показателем даже по меркам 1950-х годов. Требовалась частая замена лопаток турбины и компрессора.
• Высокий расход топлива на форсаже — до 1,85 кг/(кгс·ч), что ограничивало дальность полёта.
• Чувствительность к обледенению — на входе в компрессор требовалась система противообледенения, которая не всегда работала эффективно.

Несмотря на это, двигатель активно использовался в боевых действиях: во время Вьетнамской войны (1965–1973) и в арабо-израильских конфликтах. В Китае на основе РД-9Б был создан аналог — WP-6 (китайское обозначение), который устанавливался на истребители J-6 (копия МиГ-19) и выпускался до 1990-х годов.

¶Интересные факты

• РД-9Б стал первым советским двигателем, который обеспечил устойчивый сверхзвуковой полёт на истребителе МиГ-19. До этого сверхзвуковые режимы достигались только на экспериментальных машинах.
• Двигатель имел уникальную систему запуска: стартер-генератор раскручивал ротор до 1500 об/мин, после чего в камеру сгорания подавался топливо-воздушная смесь, поджигаемая свечой.
• В 1958 году на базе РД-9Б был создан двигатель РД-9БФ (форсированный), который развивал тягу до 3500 кгс на форсаже, но не пошёл в серию из-за низкой надёжности.
• В Китае двигатель WP-6 (копия РД-9Б) выпускался до 1990-х годов и устанавливался на истребители J-6, которые эксплуатировались вплоть до 2010-х годов.

¶Критика

Основные нарекания к РД-9Б касались его ресурса и экономичности. По сравнению с западными аналогами (например, британским Rolls-Royce Avon), советский двигатель имел меньший межремонтный интервал и больший расход топлива. Однако РД-9Б был значительно проще в производстве и обслуживании, что позволяло быстро наращивать выпуск в условиях холодной войны. Кроме того, двигатель отличался высокой устойчивостью к помпажу (срыву потока в компрессоре), что было важно для манёвренного воздушного боя.

¶Источники

• Крылов В. В. «Турбореактивные двигатели СССР. История и конструкция». — М.: Машиностроение, 1985.
• Арлазоров М. С. «Александр Микулин. Конструктор авиационных двигателей». — М.: Политехника, 1999.
• Техническое описание двигателя РД-9Б. — М.: Оборонгиз, 1957.
• «История авиационного двигателестроения в России». Под ред. Л. П. Симонова. — М.: Наука, 2005.
• Данные из открытых архивов ОКБ-300 (ныне ПАО «ОДК-Сатурн»).