Эти турбореактивные двигатели с форсажем были созданы на Рыбинском ОКБ-36 на основе ТРД ВД-7, но предназначались для сверхзвуковых самолетов, поэтому имели много новшеств, обеспечивших внушительный рост тяговых характеристик (в полтора раза). В своё время ВД-7М и РД-7М2 были самыми мощными в мире.

В начале 1950-х годов бомбардировщики сильно отстали в скорости от истребителей, которые уже преодолели сверхзвуковой барьер. Ведущие авиационные державы приступили к созданию сверхзвуковых бомбардировщиков. Первый серийный самолет такого типа появился в США. Это был бомбардировщик средней дальности В-58 “Хастлер”, который предназначался для доставки ядерных зарядов к целям на большой высоте при высокой дозвуковой или сверхзвуковой скорости - до 2,1М. Его опытный образец поднялся в небо в 1956 году. На В-58 были установлены четыре турбореактивных двигателя с форсажем “Дженерал Электрик” J79-GE-5A/B со взлетной тягой на форсажном режиме 7076 кгс.

Ответ из СССР не заставил себя долго ждать. В 1954 году в ОКБ-156 под руководством А.Н. Туполева началась разработка сразу нескольких проектов дальних сверхзвуковых бомбардировщиков для замены Ту-16. Среди них - опытный самолет “105”, который должен был летать со скоростью до 1580 км/ч и иметь потолок над целью не менее 15 000 м при взлетном весе 60 000 кг.

Для этого бомбардировщика требовался очень мощный двигатель - с расчетной взлетной тягой 16 500 кгс, что в два раза больше, чем у самого мощного зарубежного ТРД того времени (J57-P-21 фирмы “Пратт-Уитни”). Проект такого двигателя, названного ВД-7М, предложил В.А. Добрынин. Основываясь на данных исследований, он видел резервы для существенного увеличения тяги в конструкции уже созданного под его руководством ВД-7. Для ОКБ было очень выгодно получить заказ на турбореактивный двигатель с форсажем, разработанный на базе ВД-7, ведь он бы обеспечил хорошую загрузку серийного завода и позволил сконцентрировать внимание конструкторских служб на совершенствовании одного типа двигателей, не “разбрасываясь” на неоправданное многообразие изделий. “Наверху” идею одобрили. В июле 1955 года вышло официальное постановление, предписывающее предъявить форсированный двигатель ВД-7М на госиспытания через полтора года (позднее срок сдвинули на первый квартал 1960-го). Правда, аналогичное задание - сделать двигатель НК-6 для тех же самолетов - дали тогда в рамках соцсоревнования конструкторскому бюро Н.Д. Кузнецова.

Первый экземпляр ВД-7М был изготовлен в июле 1956 года. В целом он имел ту же конструктивную схему, что и его “родитель”, двигатель ВД-7. Но другое предназначение - поднимать в небо тяжелый сверхзвуковой бомбардировщик - повлекло за собой принципиальные отличия. Основное - это применение форсажной камеры. Время работы двигателя на максимальном режиме увеличилось в шесть раз, максимальная температура газа перед турбиной - на 45 градусов.

На ВД-7М установлена форсажная камера с регулируемым створчатым соплом, которое способно плавно изменять диаметр выходного сечения от 850 до 1075 мм. Для предотвращения вибрационного горения топлива, которое способно вернуть на больших форсажных режимах, был применен специально спроектированный противовибрационный экран. Конструктивные решения, выработанные при создании форсажной камеры ВД-7М, успешно применялись на многих следующих двигателях рыбинского ОКБ.

Изменения коснулись всех основных узлов двигателя. Например, повышение температуры на входе в двигатель при сверхзвуковых скоростях повлекло за собой переход от алюминиевых сплавов к стали при изготовлении деталей компрессора. Больше всего доработок потребовала турбина. Она нуждалась в значительном упрочнении. Для этого также изменили материалы, из которых производились детали, заново спроектировали основные крепления узлов. Однако этих мер оказалось недостаточно. “В отличие от ВД-7, где турбина вела себя спокойно, не требовала больших усилий при доводке и пошла в серию почти ”с листа", на двигателе ВД-7М она стала главным препятствием на пути к государственным стендовым испытаниям и серийному выпуску", - пишет А.Л. Дынкин, в то время - заместитель главного конструктора ОКБ-36. Во время испытаний она преподносила всё новые неприятные неожиданности: происходило разрушение лопаток первой и второй ступеней, разрушение дисков второй ступени ротора, деформация лопаток соплового аппарата первой ступени и т.д. Каждый дефект устранялся новым конструктивным или технологическим решением: заменой материала, метода изготовления деталей и прочим. В итоге директивные сроки соблюсти не удалось.

После испытаний на летающей лаборатории и устранения выявленных дефектов двигатели ВД-7М подняли в небо самолет “105”. Это произошло 21 июня 1958 года. Экипажем командовал летчик-испытатель Ю.Т. Алашеев. Увы, этот опытный самолет не смог показать требуемые характеристики. Но к тому времени в ОКБ Туполева уже полным ходом шла разработка его улучшенного варианта - проекта “105А”. В нём конструкторы изменили схему уборки шасси, что снижало лобовое сопротивление, а значит, увеличивало скоростные возможности самолета. Хотя при этом ухудшались его взлетно-посадочные характеристики.

7 сентября 1959 года “105А” совершил свой первый полет. Примерно тогда же с его предшественником, “105”-м самолетом, случилась авария, и на этом его история закончилась - восстанавливать машину не стали. “Но и первого ”105А" хватило ненадолго, - пишет Н.В. Якубович в книге “Сверхзвуковой бомбардировщик Ту-22”, - в седьмом полете, 21 декабря, произошла катастрофа. На высоте 10 000 м в режиме разгона, при скорости, соответствующей звуковой, начался флаттер руля высоты. После разрушения горизонтального оперения самолет перешел в пикирование и врезался в землю. Спасся лишь радист К.А. Щербаков. Штурман И.Е. Гавриленко погиб после катапультирования от столкновения с фрагментами развалившейся машины, а пилот Ю.Т. Алашеев - при ударе о землю".

Несмотря на трагические происшествия на испытаниях и недобор заданных скорости и дальности полета, в 1959 году началось серийное производство Ту-22. Этот самолет обладал уникальной компоновкой: длинный веретенообразный фюзеляж, “приталенный” в месте соединения с крылом, спроектирован по так называемому правилу площадей, что позволяло уменьшить сопротивление на сверхзвуковых скоростях. Воздухозаборники громадных гондол двигателей, длина которых достигала четверти длины фюзеляжа, были дозвуковыми. На сверхзвуке это повышало лобовое сопротивление самолета и уменьшало тягу двигателей. Но выбор конструкторов был сознательным: сверхзвуковой бросок к цели длился недолго, решающим же критерием была дальность полета. Она и увеличивалась благодаря такому воздухозаборнику, создававшему дополнительную подсасывающую силу на дозвуковой скорости. Из-за больших размеров двигателей их нельзя было разместить под крылом, а установка в корневой части крыла, как на Ту-16, сделала бы невозможным сверхзвуковой полет из-за резкого увеличения лобового сопротивления. Пришлось устанавливать двигатели сверху хвостовой части фюзеляжа.

От опытных машин “105А” Ту-22 отличался цельноповоротным стабилизатором. Командующий Военно-воздушными силами СССР П.С. Кутахов назвал Ту-22 самым красивым самолетом советских ВВС. После первого появления этого самолета на публике - на параде в Тушино в 1961 году - в зарубежной прессе ему дали название “Бьюти” - “Прелесть”. “В 1962 г. эксперты НАТО присвоили ей менее благозвучное кодовое имя ”Блиндер", что в переводе означает “Слепец”, - пишет Н. Якубович. - Но в СССР (среди летчиков) к машине прочно приросло прозвище “Шило”.

Двигатель для этого самолета, ВД-7М, прошел государственные стендовые 100-часовые испытания в октябре 1960 года. Взлетная тяга ВД-7М составила 16 000 кгс, на 500 кгс меньше требуемой. Но даже так она оказалась рекордной, то есть двигатель В.А. Добрынина вновь не упустил пальму первенства и стал самым мощным в мире. 

В это время на заводе №22 выпускались первые бомбардировщики Ту-22А. Фактически это были предсерийные самолеты, на которых проводились доработки и испытания. 17 ноября была потеряна ещё одна машина. Самолет упал в поле при заходе на посадку, развалившись на части. Все трое членов экипажа остались живы. Причиной аварии в некоторых публикациях до сих пор называют неисправность обоих двигателей, однако результаты проверок и послеаварийных исследований заставляют в этом усомниться. Специалисты рыбинского ОКБ уверены, что в результате поломки трубки, идущей от двигателя к манометру, масло в полете вытекало около получаса, и только после опустошения бака ротор заклинило. Трубка лопнула, потому что на ней, вопреки правилам, был установлен не полагающийся по чертежу демпфер с отгибанием трубки. Этот демпфер, вероятнее всего, поставили на самолетном заводе.

Испытания и доводка самолета продолжались. В январе 1962 года на совещании А.Н. Туполев сказал: “Самолет хороший, мотор хороший. Нужно машине давать ход, нужно летать и набирать опыт эксплуатации. Аварийных дефектов нет… ”. В испытательных полетах Ту-22, завершившихся лишь в середине 1962-го, удалось достичь сверхзвуковой скорости 1,33М, но это было меньше необходимого. Заданной дальности полета также добиться не удалось. Однако в конце 1962 года первые Ту-22Р (разведчики) начали поступать в строевые части. Этот самолет при переоборудовании в полевых условиях мог выполнять функции бомбардировщика, в том числе носителя ядерного оружия.

Освоение Ту-22 шло очень тяжело. "Конструкторские бюро Туполева и Добрынина, предприятия авиационной промышленности принимали экстренные меры для устранения недостатков в системах самолета и двигателей, - вспоминает А.А. Быстров, инженер авиационной эскадрильи дальней авиации. - На них выполнялись сотни доработок. Самолеты мало летали и больше времени стояли в ожидании доработок…

Для  инженерно-технического состава самолет Ту-22 был сложным и создавал много неприятных моментов для здоровья. <…> При работе двигателей на полном форсаже воздействие волн колебаний на организм человека было такой силы, что ощущалось сильное болезненное состояние внутренних органов".

Сложность самолета и недостатки его систем сильно затянули сроки сдачи и испытания. Пять лет испытывали и доводили все модификации Ту-22. Первым закончили испытывать Ту-22Р, затем Ту-22У (учебный) и Ту-22П (постановщик помех). Дольше всего доводили ракетоносец Ту-22К. На вооружение самолеты были приняты только 20 декабря 1968 года, после восьми лет эксплуатации в частях дальней авиации. К тому моменту большинство серийных самолетов Ту-22 уже оснащались модификацией двигателя - ВД-7М2, переименованной после ухода на пенсию Добрынина в 1960 году в РД-7М2. Главным конструктором ОКБ-36 стал П.А. Колесов. Необходимость в модификации с увеличенной тягой была очевидна уже на испытаниях опытной машины “105А”. Для того, чтобы самолет показал летно-технические характеристики, нужно было повысить взлетную тягу до заданных изначально 16 500 кгс, а полетную на форсажном режиме - с 9700 до 13 250 кгс. Причем увеличение тяги должно было минимально изменить экономичность двигателя, а глубина конструктивных изменений - позволить уложиться в жесткие сроки - полтора года.

Производительность компрессора удалось увеличить на 4 кг/сек. Это получилось благодаря изменениям в первой (сверхзвуковой) ступени компрессора. На предшественнике, двигателе ВД-7М, пришлось ограничить раскрытие входного направляющего аппарата углами от минус 14 градусов до минус 10 градусов. Это было сделано с целью защиты от автоколебаний лопаток первой ступени, но такое положение лопаток в конечном счете приводило к снижению тяги двигателя. В ОКБ-36 провели масштабные исследования и нашли методы, которые исключали автоколебания при раскрытии входного направляющего аппарата на 5 градусов больше расчетного угла. “Это была победа над грозным явлением, приносившим в прошлом много тяжелых потерь, - пишет Дынкин. - Конструкторы и расчетчики получили возможность создавать сверхзвуковые ступени, защищенные от автоколебаний. <…> Лопатки ВНА были установлены на угол минус пять градусов и зафиксированы в этом положении. Впервые ВНА стал неподвижным, позволившим упростить механизацию компрессора”.

Эти удачные решения после внедрения были испытаны на семнадцати опытных двигателях ВД-7М, затем в ходе летных исследований РД-7М2. Результаты показали надежную защищенность первой ступени от автоколебаний и высокие запасы устойчивости обновленного компрессора. Конструктивные изменения также затронули форсажную камеру, поскольку температура газов в ней увеличилась: для дополнительной защиты от перегрева и вибрационного горения увеличили длину противовибрационного экрана и установили тепловой экран. Модифицировали конструкцию и систему регулирования сопла: оно стало сверхзвуковым (соло Лаваля). При полете со скоростью меньше 1,22М сопло сужающееся с регулируемым критическим сечением. При более высоких скоростях створки автоматически фиксируются в положении расширяющегося сопла. Запуск двигателя теперь происходил от турбостартера, а не от электрогенератора. В декабре 1963 года РД-7М2 прошел государственные испытания и был допущен к эксплуатации. Наработка этих двигателей в процессе доводки составила 3600 часов, при этом использовалось 11 экземпляров. 

Установка РД-7М2 на Ту-22 потребовала доработки мотогондолы и систем силовой установки самолета. Замена двигателя дала желаемые результаты: максимальная взлетная масса самолета увеличилась до 92 000 кг, возросла его тяговооруженность (особенно на взлетных режимах) при нормальных взлетных массах. Максимальная скорость возросла до 1600 км/ч (1,5М), значительно повысилась надежность. В 1965 году на Рыбинском моторостроительном заводе начался серийный выпуск двигателей РД-7М2. Производство предыдущей модификации полностью прекратилось. К тому моменту ВД-7М стояли более чем на 120 самолетах и постепенно улучшенная версия заменяла их в эксплуатации. За два следующих года ресурс РД-7М2 увеличился в два раза до 400 часов. Всего было выпущено 759 двигателей ВД-7М и 1865 двигателей РД-7М2. 

Самолетов Ту-22 произведено 311 экземпляров. После оснащения системой дозаправки топливом в полете они получили в обозначении дополнительную букву “Д”. Таких Ту-22 было 176 (Ту-22РД - 31, Ту-22КД - 72, Ту-22ПД - 40, Ту-22УД - 33). Бомбардировщики, разведчики и учебные Ту-22 поставлялись также на экспорт - в Ирак и Ливию.

История эксплуатации Ту-22 непроста и драматична. С 1960 по 1989 год только дальняя авиация потеряла 31 Ту-22, в катастрофах погибли 44 человека. 45 членам экипажа удалось благополучно покинуть терпящий бедствие самолет. Общее число катастроф, считая опытные самолеты, составило 38. Это 12,3% от общего числа выпущенных машин. При сравнении с В-58, американским “соперником”, видно, что относительные потери Ту-22 почти в два раза меньше: там было потеряно 22% от числа построенных В-58, или 26 машин за 11 лет.

В ОКБ-36 были спроектированы и другие модификации семейства ВД-"седьмых", предназначенные для очень интересных самолетов. Специально для испытаний М-50, дальнего стратегического бомбардировщика КБ Мясищева, была разработана версия ВД-7МА. Этими двигателями заменили два из четырех изначально установленных на самолете ВД-7А. Всего самолет-гигант М-50А совершил 19 полетов, включая последний полет на воздушном параде 9 июля 1961 года.

Бесфорсажный вариант ВД-7М под обозначением ВД-7МД был сделан для самолета 3М-Т “Атлант”. Это модификация стратегического бомбардировщика 3М, которая использовалась для транспортировки составных частей ракеты-носителя “Энергия” и орбитального космического корабля “Буран” на космодром “Байконур”. Идея заключалась в размене высокого аэродинамического качества самолета 3М на повышенное сопротивление грузов, устанавливаемых снаружи, на “спине” фюзеляжа. Для этого была изготовлена новая хвостовая часть планера. Максимальный вес груза был доведен до 50,5 тонн. “Атланты” с двигателями ВД-7МД выполнили более 150 полетов. 

Двигатели ВД-7М и РД-7М2, созданные в рыбинском ОКБ-36, были и остались до сих пор мировыми рекордсменами по тяге среди серийных турбореактивных двигателей с форсажем. Они смогли обеспечить появление первого в СССР (и второго в мире) сверхзвукового бомбардировщика, мощной и красивой машины со сложной историей.