АЛ-7Ф - первый серийный двигатель, созданный под руководством Архипа Михайловича Люльки. Самолет с этим двигателем впервые в СССР преодолел двойную скорость звука. “Думаю, что в своё время, в 50-е годы, двигатель АЛ-7 в своём классе тяги был одним из лучших и наиболее прогрессивным двигателем в мире”, - пишет доктор технических наук Л.Е. Ольштейн. Во многом именно АЛ-7Ф способствовал первым успехам конструкторского бюро П.О. Сухого, которое переживало “второе рождение” после опалы и ликвидации в конце 1940-х, и открыл дорогу легендарным самолетам Су.

Опыт Второй мировой войны показал, что вести наступательные действия в крупном масштабе без господства в воздухе почти невозможно, а оборону держать очень трудно. И в том, и в другом случае потери будут очень велики. Господство в воздухе можно обеспечить, имея качественное превосходство истребительной авиации. Победа в воздушных боях чаще доставалась тому, у кого больше скорость. Отсюда постоянный рост скоростей истребителей на протяжении всей войны. Реактивные двигатели открыли возможности дальнейшего наращивания максимальной скорости полета и потолка самолетов. Главный девиз, под которым развивалась истребительная авиация всего мира в 1950-е годы - “быстрее и выше”. Как быстро росли скорости истребителей можно судить по мировым рекордам скорости. В 1952 году это была скорость 1124 км/час, а в декабре 1959-го - 2455 км/час, то есть рост более чем в два раза за восемь лет.

Холодная война в начале 1950-х годов была в самом разгаре. В Корее шла “горячая” война. Роль авиации была главенствующей, тем более что пока самолеты были основными носителями ядерного оружия. НАТО имело явное количественное и во многом качественное превосходство в средствах авиационного нападения. Самолеты-разведчики НАТО неоднократно нарушали воздушные границы СССР и залетали далеко вглубь нашей страны. Дозвуковые истребители МиГ-15 и МиГ-17 не могли их перехватывать. Именно поэтому в начале 1950-х годов во всех основных авиационных державах полным ходом шла разработка сверхзвуковых истребителей. В СССР к 1953 году из нескольких таких самолетов только будущий МиГ-19 развил на летных испытаниях скорость в 1,36М. Но этого было уже недостаточно. Серийных сверхзвуковых машин на тот момент ещё не существовало. В августе 1953 года вышло правительственное постановление, предписывающее срочно создать новые самолеты, рассчитанные на скорость полета не менее 1750 км/ч. Требовалось не просто увеличение параметров предшественников, а качественный скачек, “прорыв в сверхзвук”. Вновь назначенный главным конструктором ОКБ-1 Павел Осипович Сухой активно взялся за создание фронтового истребителя, один из вариантов которого получил обозначение С-1 (будущий Су-7). Его конкурентом был истребитель Е-4/Е-5 ОКБ Микояна, будущий МиГ-21.

Конструктивная схема С-1 (неофициальное прозвище - “Стрелка”) имела особенности, направленные на уменьшение аэродинамического сопротивления и достижение больших скоростей, но в целом была привычной. Главное новшество заключалось в двигателе.

Для того чтобы самолет летел с высокой сверхзвуковой скоростью, необходим турбореактивный двигатель с большой тягой. При этом удельный вес двигателя (отношение веса двигателя к тяге) должен быть низким. В СССР к 1953 году был создан ТРД АМ-3 с самой большой в мире тягой - 8750 кгс, но его удельный вес был слишком высоким -0,35 кг/кгс. Самолет с таким двигателем развить сверхзвуковую скорость не мог. С 1954 года выпускался двигатель РД-9Б с удельным весом 0,19 кг/кгс, но его тяга на форсаже была только 3300 кгс. Для С-1 был необходим двигатель с удельным весом не более 0,22 кг/кгс, а взлетная форсажная тяга должна была превышать 9000 кгс.

В двигателях второго поколения повышение полного давления в компрессоре позволяло снижать удельный расход топлива. А если сохранять энергетическую нагрузку на ступень, то число ступеней приходится увеличивать. Так поступали инженеры всех зарубежных двигателестроительных фирм. Но это решение влекло за собой увеличение веса и габаритов двигателя.

Архип Михайлович пошел по другому пути. Повысить энергетическую нагрузку можно, увеличив окружную скорость. Но тогда первая ступень компрессора станет сверхзвуковой. Такую ступень предложили сотрудники ЦИАМ и ЦАГИ. Люлька снабдил свой уже отлаженный осевой 8-ступенчатый компрессор новой ступенью, которую воздушный поток обтекает со сверхзвуковой скоростью. Одна эта ступень, которую поставили перед остальными, заменяла три обычные и позволяла получить степень повышения полного давления в компрессоре, равную 9,2 - в девяти ступенях вместо двенадцати! По сравнению с общепринятой тогда схемой ТРД в этой при большей тяге, ступеней компрессора было меньше, а сам он легче. В 1952 году на испытаниях АЛ-7 показал тягу в 6500 кгс.

Сверхзвуковую ступень пришлось выполнить с большим диаметром, нежели все остальные. К тому же за ней потребовалось поставить двойной спрямляющий аппарат для выпрямления потока воздуха на вход в бывшую первую ступень ранее созданного компрессора. Из-за этого на компрессоре получился характерный “горб”.

“Одним из ответных визитов был приезд в Москву доктора Мак-Брайда, руководителя экспериментальных программ отделения авиадвигателей фирмы ”Дженерал-Электрик", состоявшийся осенью 1976 г. Он прибыл в качестве гостя АН СССР по инициативе А.М. Люльки и С.К. Туманского. <…> 

Во время ужина в “Праге” в мужской компании, после принятия приличной дозы охлажденной “Столичной”, разговор принял обычный в таких случаях оживленный характер. <…> После рискованных рассказов Люльки … Мак-Брайд  неожиданно его спросил, почему на его двигателе АЛ-7 такой горб между первой и второй ступенями. Архип Михайлович без паузы ответил: “Двигатель нужен был вчера, у меня был готовый хороший компрессор, и Лев Ефимович, наш лидер по компрессорам, дал нам сверхзвуковую ступень, которую мы поставили перед имеющимся компрессором”. Гость понимающе улыбнулся, но я, не отрекаясь от своей доли вины, не удержался послать ответный шар Майк-Брайду, который был идеологом двигателя J-79 и особенно его компрессора: “Конечно, горб не украшает проточную часть компрессора, но всё же получить степень повышения давления 10 в 9 ступенях сложнее и интереснее, чем 13 в 17 ступенях”. Ольштейн Л.Е. Победы и поражения.

Ещё одно новшество АЛ-7 в практике ОКБ-165 - механизированный компрессор: лопатки направляющего аппарата второй ступени компрессора могли изменять свой угол установки в зависимости от оборотов ротора. То есть они синхронно поворачивались таким образом, чтобы обеспечить безотрывное обтекание воздушным потоком рабочих лопаток на разных режимах. Надо отметить, что углы поворота лопаток в те времена определялись экспериментально, “на ощупь” - теоретических знаний было накоплено ещё недостаточно, получалось не всё и не сразу.

Для повышения запасов устойчивой работы компрессора установили ленты перепуска. Запуск двигателя осуществлялся турбостартером ТС-20. Параллельно вели разработку форсажной камеры для двигателей АЛ-7. Расчеты показали, что даже без форсажа самолет Сухого сможет выйти на сверхзвуковую скорость. Испытания это подтвердили. На высоте 12 000 м летчик-испытатель В.Н. Махалин достиг скорости 1,25М.

А в это время уже подоспел и АЛ-7Ф - модификация с форсажной камерой. Её сделали прямоточной, с разделением потока на две части (большого и малого контуров). Два кольцевых стабилизатора пламени расположили в большом контуре и один в малом. Установили антивибрационный экран. Сопло было регулируемым, двухпозиционным, с 24 створками. Температура газа в форсажной камере АЛ-7Ф составила 1577 градусов. Тяга на максимальном режиме доведена до 6850 кгс, а на форсаже - 9600 кгс. Ресурс АЛ-7Ф был уже 50 часов - вдвое больше, чем у его родителя АЛ-7.

В марте 1956 года начались испытания Су-7 с форсированным двигателем. Практически сразу на форсажном режиме самолет смог “взять” скорость 1,4М, а потом и новый порог - 1,7М. От полета к полету скорость увеличивали на 0,1М.

9 июня 1956 года летчик В.Н. Махалин на Су-7 разогнался до 2070 км/ч, то есть до 1,96М. Эта цифра уже превосходила заявленную в тактико-технических требованиях ВВС! Но и она не стала пределом для АЛ-7Ф. В конце этапа госиспытаний самолет преодолел две скорости звука. Он показал максимальную скорость 2170 км/ч и достиг высоты 19 100 метров, что было лучшим результатом для отечественных машин в то время.

В 1957 году за создание АЛ-7Ф Архипу Михайловичу Люльке присвоено звание Герой Социалистического Труда. В этом же году он стал генеральным конструктором ОКБ-165, в подчинение ему передано ОКБ-45, занимавшееся ранее двигателями Климова.

Новые скорости полета усугубили проблему помпажа, который стал настоящей бедой для конструкторов, испытателей, а затем и военных летчиков. Одновременно с фронтовым истребителем С-1 в ОКБ Сухого разрабатывался истребитель-перехватчик Т-3, в конце концов превратившийся в Су-9. Борьба с помпажами на этом самолете была долгой и трудной.

"Помпаж двигателя… штука серьезная, если не сказать крайне опасная. …Однажды испытывали мы реактивный двигатель конструктора Люльки. И самолет новый, и двигатель на нём новый. Причем двигатель хоть куда - последнее слово авиационной мысли и техники! Одна беда: запас по оборотам у него оказался маловат. <…> Мучились мы долго. Возможность помпажа повисла у нас над головой как дамоклов меч. <…> Лопатки турбины в этом случае начинают вибрировать, а пилот чувствует себя так, будто уселся на лафет скорострельной пушки - не то что зуб на зуб не попадает - каждый позвонок в позвоночнике на слух можно пересчитать. Это и есть помпаж. Точнее, его упреждающее начало. Дальше - хуже. От нарастающих резких, ударных колебаний воздуха может оборвать лопатки компрессора, а там уже рукой подать до пожара двигателя. <…> И мы в конце концов выдвинули четкое требование: увеличить запас двигателя по оборотам…

Главный конструктор Люлька с нашими доводами согласился. - Движок должен машину тянуть, а не душу летчика! - выслушав одного из нас провозгласил он своим раскатистым, с легким хохлацким акцентом басом. - Уговорили, черти! Будем увеличивать! За чем дило стало? …

“Дило”, как выяснилось, стало за пятью месяцами напряженной работы. Зато двигатель вернулся к нам с необходимым запасом оборотов. А заодно возникла идея создать автоматику регулировки подачи воздуха. <…> За дело вновь принялись конструкторы. В результате появилась та самая ЭСУВ - электросистема управления воздухозаборника, которая раз и навсегда сняла все проблемы." Береговой Г.Т. Три высоты.

Самолет и двигатель с помощью ЭСУВ-1 стали “дышать”, чутко прислушиваясь друг к другу: возрастает или падает скорость полета - входная площадь воздушного канала изменяется точно так, как это нужно, ни одного лишнего килограмма воздуха. Возросло внезапно давление на входе в двигатель - в борту самолета открываются те же створки перепуска воздуха. Для увеличения запаса устойчивости компрессора над его первой ступенью установили кольцевой перепуск воздуха. Эта модификация двигателя называлась АЛ-7Ф-1 и была впервые установлена на опытный машине Т-43-1 (будущий Су-9) вместе с автоматической системой регулирования воздухозаборника. Эти решения позднее применялись и другими КБ.

Двигателями АЛ-7Ф в тот период оснащались и другие опытные самолеты: бомбардировщики Ил-54 и Ту-98, истребители-перехватчики П-1, И-7У, И-75, Ла-250. В серию они не пошли, хотя некоторые из этих самолетов произвели впечатление на участников и зрителей воздушного парада 1956 года в Тушино.

В 1957 году АЛ-7Ф был запущен в серийное производство. Двигатель в разных своих вариантах устанавливался на массово изготавливавшиеся истребители-бомбардировщики Су-7Б и истребители-перехватчики Су-9.

АЛ-7Ф и его модификации выпускались на московском заводе №45 ("Салют") и рыбинском заводе №36. Всего было изготовлено более 10 800 этих двигателей. Освоение серийного производства АЛ-7Ф стало новым этапом технологического развития отрасли.

География применения АЛ-7Ф широка: самолеты с ними стояли на вооружении ВВС таких стран как, как КНДР, Ангола, Польша, Сирия, Индонезия, Египет, Индия, Ирак.

Головной серийный самолет Су-7Б с двигателями АЛ-7Фсовершил первый полет 24 апреля 1959 года и после прохождения испытаний в 1961 году был принят на вооружение советских ВВС. Сверхзвуковые истребители-бомбардировщики Су-7Б различных модификаций к концу 60-х годов находились на вооружении 25 истребительно-бомбардировочных авиаполков. Эти машины составили основу ударной фронтовой авиации. Высокие летно-технические характеристики и ударная мощь, способность нести ядерное оружие позволяли с успехом решать главную задачу, для которой был предназначен Су-7Б, - изоляция района боевых действий.

Су-7Б высоко оценивали зарубежные эксплуатанты: египетские, сирийские и индийские летчики отмечали, что это живучая, прочно скроенная машина, обладающая хорошей маневренностью на малых высотах, большой скоростью и высокой точностью стрельбы из бортового оружия. Семь основных модификаций Су-7Б строились с 1956 по 1971 год.

В 1960-х годах на самолетах Сухого с двигателями АЛ-7Ф-1 было установлено четыре мировых рекорда высоты и скорости полета, достигнута скорость 2337 км/ч и высота 28 852 м. Летающая лодка Г.М. Бериева Бе-10 с бесфорсажной морской модификацией АЛ-7ПБ принесла 12 мировых рекордов скорости, высоты и грузоподъемности.

Су-9 был первым в СССР истребителем-перехватчиком, ставшим частью единого авиационного комплекса перехвата - Су-9-51. Комплекс состоял из самолета, бортовой системы управления, управляемых ракет, наземной системы управления и наведения “Воздух”.

С принятием на вооружение истребителей-перехватчиков Су-9 и Су-11 (с двигателем АЛ-7Ф-2) повысились боевые возможности и эффективность авиации ПВО по уничтожению скоростных и высотных целей в любых метеоусловиях днём и ночью на значительных рубежах, в том числе в условиях радиоэлектронного противодействия. После развертывания этих авиационных комплексов перехвата многочисленные нарушения воздушных границ СССР иностранными самолетами-разведчиками практически прекратились. Су-9 и Су-11 оставались самыми скоростными и высотными самолетными ПВО до 1969 года - начала производства истребителей-перехватчиков МиГ-25.

Су-9 осваивался на заводах авиационной промышленности и в авиационных частях ПВО с большими сложностями. Причинами были новизна и уникальные характеристики самолета, чрезвычайно сжатые сроки создания, начало серийного производства при неотработанности конструкции отдельных систем и агрегатов, особенно двигателя и системы управления воздухозаборником. Технология производства Су-9 была совершенно новой, что тоже поначалу добавляло проблем.

В полках на вооружение которых поступали Су-9, ранее использовались дозвуковые МиГ-15 или МиГ-17. Разница в самолетах была огромная. Максимальная скорость МиГ-17Ф - 1145 км/ч, а у Су-9 - 2230 км/ч. Намного более сложное кабинное оборудование, наличие радиолокационной станции, с которой надо работать, очень быстрое нарастание скорости на взлете и разгоне, высокая посадочная скорость создавали трудности в освоении самолета Су-9 личным составом. Сыграла роль и недоведенность отдельных систем, особенно силовой установки. Все эти обстоятельства стали причиной большого числа летных происшествий, омрачивших первый этап применения Су-9.

К середине 60-х годов Су-9 стояли на вооружении 30 авиаполков войск ПВО. Строевым летчикам нравились пилотажные свойства самолета. Он плотно сидел в воздухе во всём диапазоне скоростей полета и практически без особенностей пилотировался в околозвуковой зоне. Его разгонные характеристики были исключительными, что для перехватчика имело особое значение. Это бесспорная заслуга коллектива ОКБ-165, который создал АЛ-7Ф.

Создание самолетов второго поколения Су-7Б, Су-9 и Су-11 было бы невозможно без двигателей АЛ-7Ф, которые обеспечили необходимый уровень тяги, выдающиеся летно-технические характеристики и вывели возможности ВВС и ПВО на новый уровень, ничуть не уступающий уровню мировых авиационных держав, находившихся по другую сторону “железного занавеса”.

На истребителе-перехватчике Су-11 устанавливался доработанный вариант двигателя - АЛ-7Ф-2. Он отличался увеличенной тягой и сниженным расходом топлива, что позволило самолету достичь скорости 2,2М. С этой целью модифицировали вторую ступень турбины и масляную систему, расширили форсажную камеру. Кроме того, двигатель стал более надежен. Для беспомпажной работы перепрофилировали две последние ступени компрессора, некоторые его детали изготовили из титана, усовершенствовали систему регулирования: установили ограничители максимальной температуры газа перед турбиной и максимальной приведенной частоты вращения ротора. “Комплекс доработок, внедренный на Су-11 и двигателе АЛ-7Ф-2, явно пошел на пользу машине: по сравнению с Су-9 … улучшились её эксплуатационные характеристики, что в итоге привело к гораздо менее болезненному процессу освоения самолета в строю. За всё время эксплуатации Су-11 на них практически не было серьезных летных происшествий, связанных с отказами техники”, - отмечает Н. Александров.

Эта же модификация двигателя, АЛ-7Ф-2, устанавливалась на дальний истребитель-перехватчик Ту-128. Только эти самолеты могли перехватывать американские стратегические бомбардировщики B-52 над Ледовитым океаном в тысяче километров от наших берегов.

Пока АЛ-7Ф-1 и АЛ-7Ф-2 выпускались серийно, конструкторы постоянно занимались увеличением его ресурса, который в итоге составил 300 часов. Для полетов со скоростями 2,5-2,8М проектировались модификации АЛ-7Ф-3 и АЛ-7Ф-6 с двумя сверхзвуковыми ступенями. Опытный АЛ-7Ф-4 - вариант с увеличенной тягой на всех режимах (до 10 800 кгс на форсаже), разработан для самолета Ту-128. Особенность двигателя - новое сверхзвуковое эжекторное сопло.

“Маленькая семья” гражданских модификаций - АЛ-7П, АЛ-7ПБ и АЛ-7ПР - устанавливались на опытных Ту-110 и Ил-62. На Ил-62 эти двигатели использовали для ускорения летных испытаний, пока не будут изготовлены двухконтурные НК-8, более экономичные. Разрабатывались двухконтурные проекты и на базе АЛ-7, но они так и остались на бумаге.

В ОКБ были и совсем необычные варианты развития АЛ-7 - например, ядерная силовая установка для перспективного самолета “60” Мясищева. Одна из идей - комбинированный атомный турбореактивный двигатель, который мог бы работать на взлете-посадке как обычный ТРД, а на крейсерском режиме - как ядерный прямоточный. Но эта тема была закрыта, поскольку использование ядерной энергии в авиации до сих пор оставляет гораздо больше вопросов, чем ответов.