Двигатель АМ-3 - это первый крупносерийный ТРД оригинальной отечественной схемы, созданный талантливым самобытным конструктором Александром Александровичем Микулиным. АМ-3 на момент появления был самым мощным в мире авиадвигателем. Он стал “старшим братом” малоразмерного АМ-5 - по сути, своей уменьшенной копии - и предопределил рождение других интересных двигателей конструкторской школы Микулина.

В конце 1940-х годов советская авиационная промышленность активно осваивала газотурбинную технику. Необходимость перехода на неё и открывающиеся благодаря реактивным двигателям возможности были давно очевидны.

На заводе №300 в Москве новую тематику стали осваивать под руководством А.А. Микулина сразу после войны, и к 1948 году конструкторской школой был накоплен небольшой, но очень важный опыт создания собственных ТРД.

Ещё во времена работы над первыми турбореактивными двигателями, которые не стали серийными, А.А. Микулин начал кардинальным образом перестраивать всю структуру и завода и конструкторского бюро. В первую очередь он занялся подбором сильной команды специалистов: искал и приглашал в своё КБ одаренных ученых, конструкторов, технологов. Прежняя группа нагнетателей в составе КБ была переформирована в группу компрессоров, её руководителем стал П.Ф. Зубец, который позже был назначен главным конструктором двигателя АМ-3. Группа турбокомпрессоров превратилась в группу турбин, возглавил её В.И. Сорокин - будущий главный конструктор двигателя РД-9. Появилась группа камер сгорания под руководством М.А. Коссова, бывшего главного конструктора моторов серии МГ. На завод №300 был также приглашен В.Н. Доллежаль, самый авторитетный в то время специалист по авиационным нагнетателям и редукторам, и многие другие талантливые инженеры из разных уголков Союза.

В 1940-х годах теоретических знаний по ГТД было ещё крайне мало, эта отрасль науки только формировалась. А.А. Микулин с самого начала понимал, что разработка принципиально новых авиадвигателей невозможна без фундаментальной научной базы, то есть без привлечения в КБ ведущих ученых в этой области. Так, ещё в 1943 году ему удалось вызволить из заключения Б.С. Стечкина, основоположника теории ВРД.

"Когда Микулин был у Сталина по вопросу организации завода, он обратился к вождю с неожиданным для него вопросом: - Товарищ Сталин, у меня одна просьба. Без помощника по научной части я ничего сделать не смогу. Мы оба племянники Жуковского - я и мой друг, мой родственник Стечкин. И мне нужно, чтобы он был у меня замом по научной части. Я очень прошу удовлетворить мою просьбу.

– Ну хорошо, - согласился Сталин и на письме, заранее предоставленном Микулиным, написал: “Передать Микулину. Сталин”…

… Через неделю, в холодное мартовское утро (1943 года) у проходной завода появилась необычная группа: лейтенант НКВД, два стрелка и между ними седовласый человек в телогрейке и валенках. Лейтенант потребовал провести всех непосредственно к главному конструктору.

– Вы Микулин? Приказано Вам передать… - так на заводе №300 появился создатель теории воздушно-реактивного двигателя". Берне Л.П. “Как всё начиналось”

Требовалось реорганизовать не только конструкторские отделы, но и само производство, ведь создание лопаточных и поршневых машин отличается принципиально. Понадобились совершенно другие технологии, оборудование, материалы, сама организация производства - коренные изменения коснулись всех уровней. Была построена новая испытательная станция и лабораторный корпус. В цехах и техотделах осваивали доселе неизвестные технологии, разрабатывали “с нуля” оснастку и инструмент.

В это время за рубежом, в частности в Англии и США, уже заканчивалась разработка крупных турбореактивных двигателей с тягой порядка 4000-5000 кгс. В 1947 году делегация советских инженеров была командирована на фирму “Ролс-Ройс”. В состав делегации, благодаря настойчивости А.А. Микулина, вошел и П.Ф. Зубец. “Фирма Ролс-Ройс показала нашим специалистам всё, что касалось двигателей ”Нин" и “Дервент”, исключив при этом доступ советских специалистов в отделение сборки опытных двигателей… - вспоминает Л.П. Берне. - Но англичане недооценили талант посетителей. Они не знали, в частности, того, что П.Ф. Зубец был способным рисовальщиком, художником и отличным конструктором, компоновавшим различные модификации нагнетателей моторов “АМ”. Посещая цеха, Зубец заметил детали и узлы большого двигателя с многоступенчатым компрессором". Оказалось, что это был двигатель тягой 3630 кгс “Эвон”. Вернувшись в Москву, Прокопий Филиппович рассказал А.А. Микулину всё, что ему удалось “подсмотреть”, и вместе они быстро нарисовали предположительную схему английского двигателя. Внимательно изучив эту компоновку, Микулин сказал: “Следующий двигатель будем делать по классической схеме, но, конечно, совсем по-другому, чем это сделано у англичан”. “После этого он как будто забыл про Зубца, продолжает Л.П. Берне, - но сразу вспомнил о нём тогда, когда в МАПе поднялся переполох: начались аресты членов делегации, ездивших на ”Роллс-Ройс". Микулин пустил в ход своё влияние. Результат: из восьми членов злополучной делегации продолжили работать “на воле” только двое: представители Микулина и Климова…"

В 1948 году А.А. Микулин принял для будущего двигателя АМ-3 (изделие “25”) классическую схему с прямоточной камерой сгорания - в отличие от неординарной схемы с противоточной КС своих реактивных “первенцев” АМТ-КРД-01 и АМРД-02. Двигатель решили делать более мощный и крупный, чем все существующие и разрабатываемые на тот момент, с тягой 8700 кгс. Кроме того, была поставлена задача, чтобы он стал ещё и самым надежным, и в частности, обладал большим ресурсом.

К июню 1949 года были сделаны основные газодинамические расчеты и подготовлен чертеж продольного разреза. Интересно, что, определив в целом облик будущего АМ-3, Микулин потерял к нему интерес и увлекся другой идеей создать на его основе двигатель меньшей размерности, используя теорию подобия ТРД.

Летом 1949 года Микулин ушел в отпуск, назначив ответственным ведущим конструктором П.Ф. Зубца. Обязанности генерального исполнял С.К. Туманский. Они руководили выпуском конструкторской документации и освоением "изделия 25” в производстве. “Когда Микулин вышел из отпуска, создалась конфликтная ситуация: выяснилось, что он хотел в первую очередь создавать ”малыша", а вовсе не “изделие 25”, - пишет Л.П. Берне. - Но было уже поздно… Завод в три смены, полным ходом делал будущий АМ-3".

Двигатель АМ-3 идеально подошел к дальнему бомбардировщику, который проектировало ОКБ А.Н. Туполева. Это был самолет “88”, будущий знаменитый Ту-16. Для СССР создание дальнего бомбардировщика, носителя ядерных боеприпасов с турбореактивными двигателями, способного эффективно поражать американские военные базы на европейском и азиатском континентах, осуществлять удары по политико-экономическим центрам союзников США, вести активную борьбу с боевыми соединениями флотов США и Великобритании, в частности с авианосными соединениями, представляющими для СССР стратегическую угрозу (на них должны были базироваться самолеты с ядерными боеприпасами), а также срывать океанские перевозки США на европейский континент, без которых любые длительные боевые действия западных союзников против СССР были бы весьма проблематичны. Требования к подобному самолету уже присутствовали в планах ВВС 1947-1948 годов.

Появлению самолета “88” предшествовала разработка самолета “86” аналогичного класса с двигателями АМРД-02. Эскизный проект не удовлетворил заказчика (ВВС), главным образом по дальности полета. Разрабатывался проект аналогичного самолета “87”. Ставка делалась на двухдвигательную машину. Первоначальный вариант самолета с двумя АЛ-5 не позволял получить требуемые данные. Поэтому лишь появление турбореактивного АМ-3 с очень большой тягой позволило создать бомбардировщик, по многим параметрам отвечавший запросам ВВС.

С середины июня 1950 года в ОКБ Туполева работы по проекту “88” развернулись в полном объеме. В июле ВВС оформили тактико-технические требования к новому самолету с двигателями АМ-3. Сроки были поставлены фантастические: через год Ту-16 должен был полететь.

“Заключение по эскизному проекту ”88" военные подписали в конце мая 1951 года… На заседании макетной комиссии, проходившей под председательством маршала авиации Руденко, Микулину для увеличения надежности двигателей предъявили ряд дополнительных требований, связанных в основном с дублированием агрегатов топливной и гидравлической систем. Естественно, что выполнение этих требований вызвало бы существенное увеличение массы и габаритов двигателя. Александр Александрович со свойственным ему артистизмом обратился к присутствующим с речью, пронизанной иронией: “Дорогой товарищ маршал, Вы совершенно правы! Я даже пошел бы дальше. Надо требовать у Туполева поставить запасной двигатель! Это решит все вопросы безопасности!”. Наступила гробовая тишина. Через минуту пришедший в себя Руденко только и нашелся, что сказать: “Предложение снимается…” Берне Л. Петров В. Александр Микулин, Человек-легенда.

В 1950-м первые экземпляры двигателя АМ-3 были уже собраны, начались доводочные стендовые испытания. Выявленные недостатки, связанные с расходом топлива, устранили доводкой турбины, и через год пять опытных двигателей показали расчетные характеристики. Нужно было срочно организовать испытания на летающей лаборатории. Для этого выбрали самолет Ту-4, который пришлось существенно переделывать. Работы перевели на круглосуточный режим.

За всем процессом создания двигателя пристально следили на самом высоком уровне. И.В. Сталин лично встречался с создателями авиационной техники и контролировал, как решались основные вопросы и соблюдались сроки, на самом деле почти нереальные.

В январе 1952 года начались испытания на летающей лаборатории Ту-4. По результатам каждого из них внедрялись новые мероприятия, направленные на улучшение двигателя. Менялись материалы узлов и деталей, соответственно, создавались новые чертежи, изготавливались другие заготовки, инструменты и оснастка, снова проводились стендовые испытания. “Хотя слово ”модификация" не звучало, - иначе пришлось бы менять основополагающие документы, - писал Л.П. Берне, - но фактически в каждый узел вносились те или иные изменения". И на всё это ушло лишь несколько месяцев!

На этапе испытаний возникли проблемы управления сектором газа опытного двигателя. Рассматривали возможность использовать гидравлическое управление РУДом. На заводе был как раз комплект подходящей техники, привезенный из Германии. Микулин категорически отверг это предложение, потому что работоспособность такой системы на высоте при температурах ниже -50 градусов цельсия была неизвестна. С.М. Алексеев (начальник КБ Летно-исследовательского института), вопреки требований Александра Александровича, установил аналогичное оборудование на летающей лаборатории. Первое же испытание показало, что Микулин был прав: гидросистема дала отказ, и экспериментальный двигатель остановить не удалось. После этого применяли механическое управление двигателем.

Оперативно устраняли и другие выявленные дефекты. Так, после длительных испытаний обнаружились трещины по наружной поверхности заднего корпуса компрессора, литого из алюминия. Микулин выяснил, что виной тому - опасные напряжения, возникающие вследствие высоких нагрузок и ещё не поддающиеся расчетам. Эту проблему удалось решить, выполнив корпус из листовой стали с применением сварки в нейтральной среде. Новый корпус повысил надежность всего двигателя и снизил его массу на 65-70 кг. 

Уже в ноябре 1952 года двигатель АМ-3 был предъявлен на государственные стендовые испытания. Меньше чем за 10 дней он отработал 100-часовую программу, а 29 декабря госиспытания были успешно завершены.

АМ-3 представлял собой одновальный одноконтурный ТРД с осевым 8-ступенчатым компрессором. Впервые в мировой практике для перепуска воздуха из компрессора (противопомпажное устройство) Микулин вместо клапанов применил ленту перепуска, установив её за третьей ступенью. Камера сгорания - прямоточная, трубчато-кольцевая, состоит из 14 жаровых труб в общем кожухе. Турбина двухступенчатая, реактивное сопло нерегулируемое, дозвуковое, сужающееся.

Впервые на советском серийном двигателе использован турбостартер (С300-75) - это миниатюрный газотурбинный двигатель с центробежным компрессором. На АМ-3 установлены две коробки приводов, верхняя и нижняя. Насколько мощным был двигатель, наглядно видно по следующим цифрам: секундный расход воздуха на взлетном режиме - 150 кг/с, мощность газовой турбины двигателя на этом режиме - 52 000 л.с., в то время как у первого в мире атомного ледокола “Ленин” мощность паровых турбин составляла “всего” 44 000 л.с.

В том же 1952 году, 27 апреля, впервые поднялся в небо опытный самолет “88/1” с двигателями АМ-3. Командир корабля - летчик-испытатель Н.С. Рыбко, второй пилот - М.Л. Мельников. В процессе испытаний на высоте 5 км достигнута максимальная скорость 1020 км/ч (0,88М), что было выше, чем требовалось в задании. В практике это редкий случай, обычно скорость самолетов на испытаниях равна или меньше заданной. Максимальное число Маха было получено при полете на высоте 10 км со скоростью 962 км/ч и составило 0,892.

С 1953-го года АМ-3 серийно производились в Казани на заводе №16. Для конструкторского сопровождения там было создано ОКБ под руководством П.Ф. Зубца. С 1955-го эти двигатели изготавливались и в Перми на заводе №19. Серийное производство самолета Ту-16 было организовано в Казани, В Куйбышеве и Воронеже. За всё время до конца 1963 года было выпущено 1509 машин, не считая двух опытных. Общее число вариантов Ту-16 превышает 50 типов, включая переоборудование одних модификаций в другие. Самолеты Ту-16, ракетоносцы и торпедоносцы, стояли на вооружении авиации ВМФ, в дальней авиации ВВС это были бомбардировщики, носители ядерного оружия, постановщики помех, разведчики и т.д. На самолетах Ту-16 советские ВВС впервые в массовом порядке освоили систему дозаправки топливом в полете “с крыла на крыло”.

В мире было создано только четыре самолета-аналога советского Ту-16, который в 50-е годы прошлого века был один из самых современных самолетов. Он поставлялся в Китай, Индонезию, Египет, Ирак, а в Китае с 1964 по 1990 год построено 100 копий Ту-16 под обозначением H-6Ф ("Сиань Хун-6Ф").

При модернизации самолета совершенствовалась и силовая установка. Улучшенные АМ-3 второй и третьей серии имели большую надежность, в том числе и увеличенный ресурс. Следующая, более мощная модификация - АМ-3М (после ухода Микулина из авиадвигателестроения переименованная в РД-3М) - имела тягу 9500 кгс, сниженный расход топлива и ресурс в 200 часов (у первых АМ-3 ресурс был 100 часов). АМ-3М устанавливался на Ту-16 вместо АМ-3 всех серий. Это дало значительное улучшение летных характеристик самолета: повысилась максимальная скорость до 1050 км/ч (0,92М), высота и перегоночная дальность полета.

На модификации РД-3М-500 гарантийный ресурс составил уже 500 часов, а затем был увеличен до 2000 часов. Такой ресурс тогда имели лишь единицы авиадвигателей в мире. Главная особенность РД-3М-500 - наличие “чрезвычайного режима”, который позволял кратковременно увеличить тягу на 1000 кгс при отказе одного из двигателей при взлете. Этот режим мог применяться однократно, после чего двигатель необходимо было снять с самолета и отправить на ремонт. Копия РД-3М-500 производилась в Китае для самолета Н-6Ф и называлась “Сиань / Вопен WP8”.

Кроме Ту-16, двигатели АМ-3А устанавливались на стратегических дальних бомбардировщиках В.М. Мясищева М-4. Этот самолет имел взлетную массу более 180 т, его практическая дальность составляла 9100 км. Было ясно его предназначение - доставка ядерного оружия на дальние, “заокеанские” территории потенциального противника.

“Сталин, понимая потребность страны в стратегическом межконтинентальном бомбардировщике, активно содействовал созданию мясищевского ОКБ и дал добро на выполнение любых пожеланий Мясищева. Надо сказать, что ранее Сталин предложил создать такую машину Туполеву. Сохранился его рассказ о содержании разговора со Сталиным: ”Сталин был мрачен. - Почему Вы, товарищ Туполев, отказываетесь выполнить задание Правительства _ построить крайне нужный нам межконтинентальный реактивный бомбардировщик?

Я разъяснил, что по нашим расчетам с существующими двигателями сделать это невозможно - слишком велик расход топлива. Сталин подошел к столу, приоткрыл папку, достал оттуда лист бумаги, посмотрел его и сунул обратно: - А вот другой конструктор берется создать такую машину. Почему же у него получается, товарищ Туполев, а у Вас нет? Странно! <…> … Он остался крайне недовольным". Берне Л., Петров В. Александр Микулин. Человек-легенда.

После этого разговора, весной 1951 года, вышло постановление правительства об организации нового конструкторского бюро - ОКБ-23 В.Я. Мясищева. Этому коллективу поручалось создать скоростной самолет-бомбардировщик с турбореактивными двигателями. И выполнить такую грандиозную задачу нужно было всего за два года.

В январе 1953 года состоялся первый полет самолета М-4 с четырьмя двигателями АМ-3. За штурвалом был летчик-испытатель Ф.Ф. Опадчий. Самолет прошел госиспытания и с 1955 года состоял на вооружении. Это был первый советский стратегический бомбардировщик. В мире существовало только два таких серийных самолета с турбореактивными двигателями: М-4 (и его развитие 3М) и самолет фирмы “Боинг” - В-52. Так как в США не было двигателей, равных по тяге АМ-3, американский стратегический бомбардировщик имел целых восемь ТРД, установленных в гондолах под крылом попарно.

Всего было изготовлено 30 дальних бомбардировщиков М-4. Позже его переоборудовали в самолет-заправщик, и эти функции он выполнял вплоть до середины 1990-х годов. Стратегические бомбардировщики М-4 вскоре сменил самолет 3М такого же назначения. На части из них, 3МС-I и 3МС-II, дооборудованных в вариант заправщика, устанавливались двигатели АМ-3А и РД-3М-500А. Максимальная взлетная масса этих самолетов была 192 т, а практическая дальность полета достигла 9650 км. Был построен 31 такой самолет. 

Турбореактивные двигатели АМ-3 долгое время служили и “на гражданке” - на первом в СССР серийном пассажирском реактивном самолете Ту-104. Первые серийные ТРД Микулина, АМ-3, за годы эксплуатации показали себя одними из самых надежных двигателей. Авиационных аварий и тем более катастроф по причине отказа их работы практически не было. На самолете Ту-104 с этими двигателями установили в общей сложности 26 мировых рекордов. За всё время был изготовлен 10 261 экземпляр АМ-3 и его модификаций.

Двигатель АМ-3, обладающий оригинальной конструкцией, высокой надежностью и выдающимися на момент создания характеристиками, стал важной вехой в истории отечественного двигателестроения и подготовил собой переход к новому этапу развития всей авиационной отрасли.