Эти двигатели третьего поколения устанавливались на самолеты с изменяемой геометрией крыла, составившие основу фронтовой истребительной авиации СССР в 1970-е годы.

В конце 1950-х годов истребительная авиация переживала кризис, который был особенно ощутим на фоне качественного скачка в развитии средств ПВО и ракетной техники. Основным тактическим приемом преодоления зоны ПВО стал полет на малой высоте с высокой околозвуковой скоростью. Такой режим быстро утомлял летчика, что приводило к увеличению ошибок пилотирования при боевом маневрировании. Чтобы облегчить условия полета и получить приемлемый радиус действия, необходимо повышать нагрузку на крыло и увеличивать его стреловидность. Но при классических компоновочных схемах это ухудшало взлетно-посадочные характеристики. Совместить противоречивые требования позволяли новые типы самолетов: с изменяемой стреловидностью крыла и вертикальным взлетом и посадкой.

Так создавался МиГ-23. Он задумывался как лёгкий скоростной фронтовой истребитель с большой скороподъемностью, дальностью и продолжительностью полета, хорошими взлетно-посадочными параметрами. Первоначально подразумевалось, что он не будет вести маневренный воздушный бой, поэтому расчетную перегрузку сделали небольшой - пять единиц. Первая опытная машина, “23-01” (известная ещё как МиГ-23ПД), имела обычное треугольное крыло, маршевый двигатель Р27-300 и два подъемных РД36-35 для уменьшения дистанции взлета и посадки. Подъемные двигатели были созданы в рыбинском ОКБ-36, маршевый Р27-300 - в ОКБ-300 под руководством С.К. Туманского (главный конструктор Ю.И. Гусев), Р27-300 разработан на основе серийного Р11Ф2-300 и сразу был приспособлен для самолета с системой сдува пограничного слоя с закрылков. Однако испытания этого варианта истребителя довольно быстро прекратили, отдав предпочтение схеме с изменяемой геометрией крыла.

Такое решение было связано с тем, что ещё при проектировании выяснилась низкая эффективность применения подъемных двигателей для сокращения разбега и пробега. Уменьшение взлетной и посадочной дистанций в два раза снижало уязвимость мест базирования не столь значительно, как хотелось. А после взлета подъемные двигатели становились балластом, при этом занимая солидный объем. Оставалась опасность отказа подъемных двигателей на разбеге.

Опытный МиГ-23 с изменяемой стреловидностью крыла получил обозначение “23-11”. Первый полет он совершил 10 июня 1967 года (летчик-испытатель А.В. Федотов). На самолете установили двигатель Р27Ф-300 (изделие “41”), подготовленный под руководством К.Р. Хачатурова в Тушинском моторостроительном КБ “Союз”. Этому конструкторскому бюро при заводе “Красный Октябрь” (бывший завод №500) передали из ОКБ Туманского все материалы по двигателю. В дальнейшем модификации ТРДФ на основе Р27-300 проектировались только в Тушинском КБ.

Р27Ф-300 также создавался на базе Р11Ф2-300. Конструктивная схема прототипа была в целом сохранена. Для повышения тяги увеличили диаметр входа в двигатель на 19% и получили рост общего расхода воздуха на 32%. Температура газов перед турбиной возросла, и для её охлаждения пришлось принимать дополнительные меры. Число ступеней в компрессорах изменили: с трёх до пяти - в компрессоре низкого давления и с пяти до шести - в компрессоре высокого давления. Большая, чем у прототипа, длина валов вынудила установить третью, межвальную опору вала ротора низкого давления, что исключило опасные колебания вала при проходе через резонансные режимы (оригинальное техническое решение ОКБ-300, распространенное на все двигатели данного семейства). Подача масла на подшипник этой опоры осуществляется маслоуловительным кольцом против центробежных сил. Трубчато-кольцевую камеру сгорания заменили на кольцевую. Она имела два топливных коллектора и 18 двухканальных двухсопловых центробежных форсунок. Турбины высокого и низкого давления одноступенчатые, охлаждаемые. Так же как и в прототипе, отсутствуют стоечные узлы. Эжекторное сопло регулировалось за счет внешних и внутренних створок. Запуск двигателя автономный с раскруткой ротора высокого давления турбостартером ТС-21. Тяга по сравнению с Р11Ф2-300 выросла и составила 5200 кгс без форсажа (на 32% больше) и 7800 кгс с форсажем (на 27%). Сохранение старой схемы не уменьшило обычные трудности при создании двигателя, так как размеры деталей и узлов изменились существенно.

Выпуск первой серийной модификации самолета МиГ-23С начался в 1969 году на Московском машиностроительном заводе “Знамя труда”. Но затем “двадцать третьему” предстояло пройти долгий путь труднейшей доводки. Практически сразу с базовым вариантом был подготовлен двухместный учебно-боевой МиГ-23УБ. Он мог использоваться как для обучения, так и для применения ракет малой дальности и ракет “воздух-поверхность”. На нём двигатель заменили модификацией Р27Ф2М-300 (изделие “47М”). За счет перепрофилирования первых двух ступеней компрессора, повышения температуры газа перед турбиной до 1100 градусов цельсия, изменения программы автоматического регулирования и конструкции реактивного сопла тяга на форсаже была увеличена до 10 200 кгс. Для повышения запаса газодинамической устойчивости компрессора был введен перепуск воздуха перед рабочим колесом первой ступени. С 1970 года этот двигатель производился серийно на Московском машиностроительном предприятии им. Чернышёва (ММЗ “Красный Октябрь”) и в Уфимском моторостроительном производственном объединении.

Крыло изменяемой геометрии принесло как улучшение характеристик, так и многочисленные проблемы. Как отмечает С.Г. Мороз в издании “Истребитель МиГ-23” “из-за попыток усилить прочность планера, перехода к упрощенным технологиям, а кое-где и из-за низкой культуры производства масса самолета выросла, а его характеристики упали”. Такая ситуация, естественно, не устраивала военных, и в срочном порядке были утверждены новые требования к МиГ-23.

В КБ Микояна провели целый комплекс доработок, в том числе заменили консоли крыла, переделали хвостовую часть самолета. Двигатели, также как и на учебно-боевой версии, заменили на Р27Ф2М-300. Тем не менее недостатков оставалось ещё очень много. Этот самолет, выпускавшийся с 1971 года, назывался “изделие 2” или МиГ-23 (без литеры). “Эти машины поступили в строевые части с рекордным набором ограничений, - пишет С.Г. Мороз. - Помимо узких границ возможных маневров, которые надо было знать назубок, конструкторы существенно ограничили летчика в разгоне, в полете на больших и предельно малых высотах на форсаже, в разгоне со снижением и так далее. Фактически нельзя было применять никакого оружия, кроме пушки и блоков НАР УБ-16. Запрещались полеты с грунта, а вместо заявленного предельного угла атаки в 32 градуса летчику разрешалось выходить только на 26 градусов. Перегрузка ограничивалась до 4,0 - минимальным значением, необходимым для выполнения, например, простой петли Нестерова - о каком маневренном бое могла идти речь!”

Чтобы вернуть прежние параметры взлета, разгона и набора высоты потяжелевшего самолета, нужен был двигатель с большей тягой. В это время в ОКБ-300 подготовили новую модификацию - Р29-300 (изделие “55”). Испытанный прием повторили: увеличили диаметр входа в двигатель на 4,5% с одновременным перепрофилированием первой и второй ступеней компрессора низкого давления, и таким образом получили прибавку расхода воздуха на 16%. Силовые лопатки турбины высокого давления выполнили с конвективно-пленочным охлаждением, что позволило поднять на 50 градусов температуру газа перед турбиной. Степень повышения полного давления выросла с 10,5 до 13,1. В результате взлетная тяга на форсаже достигла 12 500 кгс (увеличение на 25% по сравнению с предыдущей версией). Удельный расход топлива на полном форсаже снизился - по сравнению с 2,10 кг/(кгс*ч) у Р27Ф2М-300 здесь он составил 2,0 кг/(кгс*ч). Однако первые серийные Р29-300 уступали по экономичности своим конкурентам, двигателям ОКБ А.М. Люльки АЛ-21Ф-3: на максимальном режиме расход топлива у Р29-300 был 0,95 кг/(кгс*ч), а у АЛ-21Ф-3 - 0,88 кг/(кгс*ч).

В июне 1972 года А.В. Федоров совершил первый полет на модификации “23-11” (будущем МиГ-23М), с новым двигателем. Как раз в это время на предыдущей версии самолета, МиГ-23, случилась катастрофа и ещё две предпосылки к лётным происшествиям. Причина была в недоработке конструкции крыла, которое без изменений применялось и на новой машине. После устранения этого дефекта, в следующем году, “23-11” поступил на госиспытания. “Проходили они крайне нервозно, - пишет С.Г. Мороз. - Кульминация драмы настала 14 марта того же года, когда при выполнении полета на оценку маневренных характеристик и прочности испытатель Фастовец катапультировался из разрушившегося в воздухе самолета. Расследование показало, что центральный бак-отсек не выдержал перегрузки, равной 7,3 единицы”.

Однако ещё до окончания испытаний МиГ-23М начал производиться серийно и поступать в строевые части. Его освоение летчиками, особенно при выполнении фигур высшего пилотажа, принесло немало аварий и катастроф.

Со временем большинство недостатков МиГ-23М удалось устранить. Совершенствовался и двигатель - увеличивалась его надежность и ресурс, улучшались тяговые характеристики. МиГ-23М выпускался большой серией до 1976 года, это была первая советская массовая модификация и истребителя третьего поколения. Р29-300 устанавливался также на версии МиГ-23УМ (двухместный учебный), МиГ-23С и МиГ-23МФ (экспортные).

“При всех своих недостатках, - пишет С.Г. Мороз о самолете МиГ-23М, - он выполнил своё предназначение. С ним качественное отставание советской истребительной авиации было если не ликвидировано, то существенно сокращено. Но во второй половине 1970-х гг. США и другие страны НАТО начали перевооружаться на истребители четвертого поколения: F-14, F-15, F-16, F-18? ”Мираж" 2000 и “Торнадо”. Они были уже не по зубам МиГ-23М, но он имел резервы для совершенствования, которые использовали в проекте, проходившем в документации ОКБ как “23-12” или МиГ-23МЛ - `легкий`".

“… Самолет МиГ-23 видоизменялся вместе с изменением концепции ведения воздушного боя. Сначала считалось, что воздушные маневренные бои отошли в прошлое и ставка должна делаться только на ракеты и на прицел дальнего обнаружения. В соответствии с этим ”двадцать третий" проектировался как перехватчик низколетящих целей. Затем концепция изменилась, произошел возврат к необходимости ведения маневренного воздушного боя - и это привело к конструктивным коррекциям. Перестраиваться пришлось буквально на ходу, и МиГ-23 претерпел большие изменения. Значительные сложности возникали в связи с тем, что советская концепция требовала сделать истребитель таким, чтобы он мог абсолютно всё. Он должен был хорошо взлететь и так же хорошо садиться… он должен был обеспечивать быстрые разгонные характеристики, иметь хорошие разгонные характеристики, иметь хорошие расходы внизу и вверху, а также выход на сверхзвуковую приборную скорость у земли и Мах 2,35 (т.е.  скорость 2500 км/час) наверху. Маленький вес истребителя - всего 10,5 тонн - тоже накладывал серьезные ограничения. С учетом изменения концепции ведения воздушного боя приходилось сильно перекраивать и аэродинамику". Меницкий В.Е. “Моя небесная жизнь. Воспоминания летчика-испытателя”.

Для того чтобы самолет получился маневренным и легким, с одной стороны, всеми возможными способами уменьшали массу планера, а с другой, увеличивали тягу двигателя. В ОКБ К.Р. Хачатурова был разработан Р35-300 - самый высокотемпературный турбореактивный двигатель с форсажем в мире, выпускавшийся серийно с 1975 года на ММП им. Чернышева. Его взлетная форсажная тяга достигла 13 000 кгс за счет повышения температуры газа перед турбиной на 70 градусов по сравнению с прототипом - двигателем Р29-300. Рабочие лопатки первой ступени компрессора низкого давления были перепрофилированы. Её КПД повысился благодаря применению новых методов расчета течения воздуха. В турбине охлаждаются сопловые и рабочие лопатки обоих ступеней. Сопло двигателя сделано сверхзвуковым эжекторным. Площадь критического сечения сопла изменяется во всём диапазоне рабочих режимов. Двигатель стал легче предшественника на 164 кг. В итоге тяговооруженность МиГ-23МЛ выросла, параметры прочности стали укладываться в требования заказчика. Эксплуатационная перегрузка, которая напрямую характеризует маневренность, смогла достичь 8,5, а это наибольшее значение среди самолетов с крылом изменяемой геометрии ( у первых МиГ-23 она составляла пять единиц).

МиГ-23МЛ отличался также усовершенствованным оборудованием и новым составом вооружения. Он изготавливался серийно с 1976 по 1981 год. Вариант этого самолета для авиации ПВО - перехватчик МиГ-23П - также оснащался двигателем Р35-300. По мнению специалистов, МиГ-23П значительно превосходил по возможностям ведения маневренного боя самолеты МиГ-25П (ПД), Су-15 (Т, ТМ). Самым совершенным истребителем семейства стал вариант МиГ-23МЛД, в который переделывались все поступающие на ремонт самолеты этого типа. Последние доработки обеспечили повышение устойчивости и управляемости на больших углах атаки.

До появления в советских войсках самолетов нового поколения, истребитель МиГ-23МЛД с двигателем Р35-300 был единственным, способным достойно противостоять американским F-15, F-16, F/A-18. В 1980-е годы самолеты МиГ-23П и МиГ-23МЛД составляли основу авиации ПВО нашей страны.

“Много нам пришлось поработать над этой машиной, чтобы добиться приемлемой управляемости - про первые МиГ-23, поступившие в строевые части, летчик говорили: ”Рулить на них хорошо, летать же - что комод перетаскивать…" Но последние модификации самолета - МиГ-23МЛ и МиГ-23МЛД - по управляемости оценивались летчиками достаточно высоко, <…> В общем, МиГ-23МЛД обещал стать очень неплохим истребителем. И он им стал: в декабре 1982 г. в воздушных боях над Ливаном эти самолеты сбили три F-15 и один F-4, не понеся потерь. <…> Мне, по правде говоря, жаль, что МиГ-23 не был оценен по-настоящему. Все неприятности, происшедшие с этим самолетом, конечно повлияли на отношение к нему летчиков и особенно руководящих товарищей, но нельзя не признать, что возможности МиГ-23 большие и до конца не использованные, да и не изученные толком. По крайней мере, на малой высоте МиГ-23 летает лучше многих более современных самолетов: со “сложенным” крылом он мчится на громадной скорости в любую болтанку, не вытряхивая душу из летчика, давая возможность точно прицелиться по воздушной, и по наземной цели". Орлов Б.А. “Записки летчика-испытателя”.

МиГ-23 в разных вариантах поставлялся в более чем двадцать стран мира, в том числе в Чехословакию, Ливию, Индию, Болгарию, Венгрию, ГДР, Польшу, Румынию, Алжир, Анголу, Вьетнам, Египет, Индию, Ирак, Южный Йемен, Кубу, Ливию, Сирию, Эфиопию. Несколько экземпляров удалось получить военно-воздушным силам США. Американцы проверяли потенциал советских машин, например, испытывали их возможности по перехвату скоростных F-111F у земли на высоте около 60 метров.

“В который раз МиГ-23 удивил своими скоростными качествами даже видавших виды ”красных орлов", - пишет М. Никольский в статье “Советские истребители в ВВС США”. - Полет на перехват пары F-111F выполнялся на предельно малой высоте. Наведение, традиционно для 4477-й, выполнялось с земли. Летевший у самой земли МиГ засветки на экране РЛС не оставлял. Офицер наведения попросил летчика “подпрыгнуть”, чтобы засечь местоположение МиГа и дать ему направление на “противника”. МиГ подпрыгнул, получил наведение и снова исчез с экрана РЛС. “Красный” истребитель находился в пяти милях (8 км) сзади “противника”, летевшего с максимально возможной для себя скоростью. Спустя немного времени земля попросила повторить маневр. Выяснилось, что МиГ обогнал F-111 на две мили. Скорость 23-го в том полете превысила 1700 км/ч у самой земли! Р29-300 - дьявольский мотор!". Самолеты МиГ-23 участвовали во всех арабо-израильских конфликтах, в боевых действиях в Эфиопии, Анголе, Афганистане.

На базе фюзеляжа МиГ-23 в конце 1960-х годов был разработан новый самолет - легкий истребитель-бомбардировщик, предназначенный для действий по одиночным и групповым наземным целям днём и ночью. Необходимость в нём была вызвана тем, что основной истребитель-бомбардировщик ВВС СССР Су-7б перестал удовлетворять требованиям военных по скорости, дальности полета, условиям базирования и другим параметрам. Нужен был массовый легкий самолет, способный конкурировать с американским “Нортроп” F-5A, англо-французским “Ягуаром” или итальянским “Фиат” G-91Y.

Среди нескольких вариантов выбрали проект на основе МиГ-23, потому что использование крыла изменяемой геометрии могло обеспечить высокую сверхзвуковую скорость у земли и большую дальность, а унификация с серийными истребителями МиГ-23М упрощала освоение новой машины. По внешнему виду новый самолет, названный МиГ-23Б, отличался от предшественника только удлиненной носовой частью, перепроектированной для улучшения обзора. Первый полет состоялся 20 августа 1970 года (летчик П.М. Остапенко), и в следующем году начался серийный выпуск.

На МиГ-23Б устанавливался двигатель АЛ-21Ф-3 конструкторского бюро А.М. Люльки. Его создание и доводка шли параллельно с работами по Р29-300 К.Р. Хачатурова. Интересную историю этого соперничества описывает М.В. Борщанский, в то время - ведущий сотрудник ЦИАМ: “В 1972 г. остро встал вопрос об окончательном выборе двигателя для МиГ-23 и о проведении государственных испытаний. По большинству параметров и, главное, по тяговым характеристикам Р29-300 явно превосходил своего конкурента АЛ-21Ф-3 за исключением экономичности”. В КБ К.Р. Хачатурова совместно со специалистами ЦИАМ начали интенсивно внедрять мероприятия по облагораживанию газовоздушного тракта, улучшению уплотнений для снижения потерь воздуха. В итоге было принято решение о принятии двигателя Р29-300 для оснащения им истребителя МиГ-23. Р29-300 имел лучшие характеристики по тяге, особенно на больших скоростях полета, при практически одинаковых показателях экономичности. При этом по эксплуатационным характеристикам Р29-300 отличался целым рядом существенных преимуществ, например, лучшей боевой живучестью, что немаловажно для фронтового истребителя.

Кроме того был дефицит двигателей А.М. Люльки. В первую очередь они шли на самолеты Су-17М и Су-24, а на МиГ-23Б их попросту не хватало. Преимуществом Р29-300 была также более простая в производстве и эксплуатации конструкция. Сыграло важную роль и то, что АЛ-21Ф-3 относился к секретным изделиям, и его продажа за рубеж была строго ограничена. А МиГ-23 с двигателями Р29-300 уже поставлялся во многие страны мира, и для ударной версии этого самолета со схожей силовой установкой открывались широкие экспортные перспективы.

Р29-300 подготовили для использования на истребителе-бомбардировщике. Для дальнейшего улучшения экономичности и для возможности полетов на низких высотах с дозвуковой скоростью применили укороченную форсажную камеру и упрощенное двухпозиционное реактивное сопло вместо всережимного. Изменили профилировку лопаток первой ступени компрессора низкого давления. Двигатель получил название Р29Б-300 (изделие “55Б”). Его форсажная тяга составила 11 500 кгс. Зато снизился и удельный расход топлива: на стендовом крейсерском режиме он составил от 0,8 до 0,83 кг/(кгс*ч) и сравнялся с показателем двигателя АЛ-21Ф-3, а на полном форсаже стал даже ниже, чем у конкурента: 1,8 кг/(кгс*ч) против 1,86 у АЛ-21Ф-3.

Двигатель Р29Б-300 имеет конструктивный облик, присущий в общих чертах всем двигателям семейства Р29-300. Чтобы избежать многих проблем, которые принес сверхзвуковой компрессор низкого давления в двигателях Р11-300, его заменили на компрессор с первой сверхзвуковой ступенью, в которой снизили окружную скорость на периферии первого рабочего колеса с 396 м/с до 360 м/с. Ротор КНД сделан по комбинированной схеме, отличной от прототипа. Четыре последних ступени имеют барабанно-дисковую конструкцию, крутящий момент на которую передается с помощью шлицевого соединения диска пятой ступени с валом.

Для уменьшения теплового потока предусмотрели ряд конструктивно-схемных мероприятий.

Лопатки соплового аппарата турбины высокого давления выполнены с конвективно-пленочным охлаждением и вставными дефлекторами, по два на каждую лопатку. Рабочие лопатки этой турбины - охлаждаемые с вставным дефлектором. Их охлаждение конвективное. Воздух выходит в заднюю кромку лопатки. Вторичный воздух камеры сгорания, прежде чем попасть в рабочие лопатки для их охлаждения, предварительно закручивается в специальном аппарате, что обеспечивает его безударный вход в лопатки. У турбины низкого давления лопатки соплового аппарата также имеют вставные дефлекторы и охлаждаются конвективно. Рабочие лопатки турбины низкого давления неохлаждаемые с бандажными полками.

Особенностью двигателей, начиная с Р27Ф2-300, является система управления подачей воздуха на охлаждение турбины. Принцип работы одинаков, а конструктивное исполнение различно. На Р29Б-300 специальная заслонка в виде кольца, поворачиваясь вокруг оси двигателя с помощью механизма управления, открывает или закрывает отверстия для подачи воздуха на охлаждение задней части пера лопаток первого соплового аппарата. При закрытых отверстиях охлаждающий воздух всё равно попадает в лопатки, проходя через зазор между заслонкой и распределительным кольцом. Такая система позволяет на крейсерских режимах работы двигателя расходовать меньше воздуха на охлаждение и уменьшать расход топлива.

С 1973 года Р29Б-300 производился серийно на ММП им. Чернышева, а с 1974 года и на УМПО. Самолет с этим двигателем получил обозначение МиГ-23БН. На его основе было создано ещё шесть серийных модификаций с разными видами вооружения и оборудования: модернизированный МиГ-23БМ, его развитие МиГ-27, затем МиГ-27К с лазерно-телевизионной прицельной системой “Кайра”, менее дорогостоящий МиГ-27М, а также МиГ-27Д и МиГ-27Л. Последняя версия - это самолет, производившийся по лицензии в Индии. Там он получил название “Бахадур” (Храбрец).

В СССР МиГ-23БН и модификации производились на Иркутском авиазаводе, а затем к серийному выпуску подключилось Улан-Удэнское предприятие. Всего было изготовлено 1497 этих самолетов. Они поставлялись во многие страны мира: Болгарию, ГДР, Польшу, Чехословакию, Алжир, Египет, Ирак, Йемен, Ливию, Сирию, Эфиопию, Вьетнам, Индию и на Кубу.

Свои возможности истребители-бомбардировщики семейства МиГ-23Б продемонстрировали в военных конфликтах на Ближнем Востоке, в Северной Африке, в боевых операциях ВВС Индии против Пакистана и других.

Модификация двигателя с другой коробкой приводов - Р29БС-300 (изделие “55БС”) - создана для экспортных вариантов истребителей-бомбардировщиков П.О. Сухого Су-20 и Су-22. По сравнению с серийными модификациями, оснащенными двигателями АЛ-21Ф-3, эти машины имели меньшую дальность полета и худшие разгонные характеристики, удельный расход топлива у них был выше. Но заказчика показатели устраивали, и в 1976 году началось серийное производство. Всего изготовили более пятисот Су-20 и Су-22. Их поставляли в Ирак, Ливию, Сирию, Вьетнам, Афганистан, Анголу, Йемен, Перу, Румынию и другие страны.

Достаточно простые и хорошо освоенные в производстве и эксплуатации двигатели, начиная с Р27-300 и до Р35-300, сыграли заметную роль в отечественной и мировой авиации. Количество самолетов с крылом изменяемой стреловидности, на которых устанавливались эти двигатели, достигло шести с половиной тысяч экземпляров.