Находящийся на вооружении дальней авиации бомбардировщик Ту-22М2 не полностью устраивал заказчика. Недостатки самолета нужно было устранять, тем более что резервы для этого были. И в первую очередь - связанные с появлением нового, более мощного и экономичного двигателя четвертого поколения НК-25.

НК-25 - ТРДДФ с новейшими системами электронной автоматики, которые обеспечивали оптимальное управление двигателем на всех режимах его работы. Это был один из первых отечественных двигателей, созданных по трехвальной схеме. Он состоял из осевого трехкаскадного 15-ступенчатого компрессора, трехкаскадной четырехступенчатой турбины, многофорсуночной кольцевой камеры сгорания, многофорсуночной многоконтурной форсажной камеры с плавным регулированием тяги и регулируемого сопла. Запланированная конструкторами степень повышения давления - 26,5, степень двухконтурности - 1,45, температура газов перед турбиной - 1312 градусов цельсия.

“… К этому времени у Николая Дмитриевича полностью выкристаллизовалась идея создания единого газогенератора для следующих поколений разрабатываемых двигателей, - вспоминает В.Н. Орлов. - Это существенно осложнило оптимизацию параметров двигателя, так как необходимо было создать такой перспективный газогенератор для двигателя НК-25, у которого степень повышения давления, температура газов перед турбиной, уровни КПД узлов могли стать основой для нового поколения двигателей гражданской и военной авиации. Поэтому совместно с сотрудниками туполевского ОКБ был проведен огромный объем термо- и газодинамических исследований и предварительный анализ характеристик двигателя, что позволило решить эту задачу…”

Все основные узлы двигателя содержали в себе конструкторско-технологические новинки. В компрессоре были применены консольные лопатки направляющих аппаратов, сотовые лабиринтные уплотнения. В более теплонапряженной камере сгорания потребовалось улучшение смесеобразования и уменьшение температуры стенок. Большие изменения затронули конструкцию турбины.

“Как то не сразу к нам пришло понимание того, что турбина двигателя НК-25 - это новый этап, более высокая стадия развития авиационных турбин, что с увеличением степени повышения давления и температуры перед турбиной существенно увеличилась нагрузка, перепады давления на решетках турбины. Всё, что на предыдущих турбинах оказывало необходимое влияние на КПД, на турбине двигателя НК-25 существенно его снижало. Довольно длительное время в турбину вносились какие-то паллиативные мероприятия, не дававшие существенного эффекта. Только после того, как А.Г. Клебанов со своими расчетчиками тайно продул первый сопловой аппарат турбины на установке в газодинамической лаборатории цеха №23 (это почти детективная история) и показал, что он представляет собой ”решето", было принято решение о коренной переделке турбины". Орлов В.Н. Орлова М.В. “Генеральный конструктор Н.Д. Кузнецов и его ОКБ”.

В итоге КПД одноступенчатой турбины был получен равным 88%. Методику расчета и конструирования сильно нагруженных высокотемпературных турбин, разработанную в ОКБ Кузнецова, по рекомендации ЦИАМ стали использовать по всей отрасли.

Рабочие лопатки турбины изготавливались с направленной кристаллизацией, а в конце 1970-х было освоено литье монокристаллических лопаток.

В ОКБ Кузнецова также были разработаны новые методы поверхностного упрочнения деталей и узлов, благодаря которым усталостная прочность деталей выросла на 30%. Это сделало двигатель значительно более надежным в эксплуатации. На заводе имени М.В. Фрунзе начали пользоваться электрофизическими и электрохимическими методами обработки деталей из жаропрочных сталей и сплавов. Это позволило упростить изготовление камеры сгорания и широко применить перфорирование охлаждаемых рабочих и сопловых лопаток турбины.

В результате нововведения на двигателе НК-25 была достигнута максимальная тяга 25 000 кгс, что на 20% больше НК-22, и сниженный до 0,76 кг/кгс*ч удельный расход топлива на крейсерском дозвуковом режиме полета.

6 Января 1974 года двигатели НК-25 впервые подняли в небо самолет - экспериментальный Ту-22М2-Е. В июне вышло постановление Совмина о разработке новой модификации бомбардировщика - Ту-22М3 - с двигателями НК-25. Помимо замены силовой установки, требовалось улучшить конструкцию и аэродинамику самолета, его тактические и эксплуатационные характеристики, модернизировать большую часть оборудования и систем.

Важнейшие изменения коснулись конструкции воздухозаборников, носовой части фюзеляжа, крыла. Целый ряд новых решений был направлен на снижение массы пустого самолета (она должна была уменьшиться на 2300-2700 кг). Кроме того, полностью изменили систему электро-снабжения, доработали элементы навигационного комплекса. Все эти мероприятия должны были обеспечить выполнение тактико-технических требований, сформулированных ещё в постановлении семилетней давности.

Первый полет “доведенного до ума” самолета состоялся 20 июня 1977 года (командир корабля - А.Д. Бессонов). По сравнению с предыдущей модификацией, Ту-22М3 показал значительно лучшие данные. Максимальная скорость увеличилась до 2000-2300 км/ч, суммарная боевая эффективность выросла в 2,2 раза. Бомбовая нагрузка составила 24 тонны - это на 13 тонн больше, чем было заявлено в техническом задании к Ту-22М, и примерно вдвое больше, чем у всех других дальних бомбардировщиков такого же класса, отечественных и зарубежных. Спустя несколько месяцев двигатель НК-25 был предъявлен на государственные испытания, но начались они только через год.

“В термобарокамере на НК-25 был получен удельный расход топлива на дозвуковом крейсерском режиме на 2% больше, чем требовалось по техническому заданию ВВС. В отечественной и мировой практике такие ”переборы" - обычные явления, два процента непринципиальны в удельном расходе топлива. Но при сложно складывающихся взаимоотношениях между Н.Д. Кузнецовым и А.А. Туполевым, который после смерти отца в 1972 году возглавил предприятие, этому “перебору” было придано принципиальное значение. К ликвидации конфликта между генеральными конструкторами было привлечено руководство и министерства, и ВВС, и даже ЦК КПСС. В результате, госиспытания были начаты только в октябре 1978 года". Орлов В.Н., Орлова М.В. “Генеральный конструктор Н.Д. Кузнецов и его ОКБ”.

По итогам госиспытаний на двигателе внедрили ещё несколько конструкторско-технологических новшеств: систему вихревого охлаждения первой рабочей лопатки, улучшенное теплозащитное покрытие и усиление дисков турбины. Этот двигатель получил обозначение “НК-25 I серии”. В 1978 году на заводе им. М.В. Фрунзе началось его серийное производство. Вскоре его сменил НК-25 II серии с переделанной опорой турбины для устранения опасного дефекта (возгорание масла в задней опоре турбины, проявившееся на летных испытаниях).

Самолет был запущен в серийное производство в 1978 году. Сначала он строился вместе с Ту-22М2, но с 1984 года полностью заменил собой в серии предыдущую модификацию. В 1981-1984 годах испытывался Ту-22М3 с расширенными боевыми возможностями, в том числе оснащенный ракетами Х-15. В окончательном варианте самолет официально принят на вооружение в 1989 году.

“Тройка (Ту-22М3), избавленная от ”детских болезней" предшественника, хорошо зарекомендовала себя в частях дальней и морской авиации. Возможности самолета ещё более расширяло совершенствование тактики применения: скрытного полета на предельно малых высотах (около 50 м), скоростного броска к цели, наведения на атакуемый объект при помощи самолетов дальнего радиолокационного обнаружения А-50, взаимодействия с воздушными командными пунктами и привлекаемыми для сопровождения истребителями МиГ-31 и Су-27.

Выносливость “тройки” подтвердило необычное происшествие, случившиеся в сентябре 1986 года. У заходившего на посадку бомбардировщика неожиданно убрались закрылки и предкрылки. Самолет тут же “провалился” и буквально упал с тридцатиметровой высоты в районе ближнего привода, но пилотировавший его Б.Т. Подчиненов… успел дать форсаж двигателям, и машина, оставив в земле стометровую колею, вновь ушла в небо. После замены смятой при ударе о землю консоли крыла, половины стабилизатора и стоек шасси машина вернулась в строй". Марковский В. “Бэкфайр. Прорыв в неизвестность".

Всего на Казанском Авиационно-производственном объединении построили 268 Ту-22М3. Они несли службу в полках дальней авиации и авиации ВМФ СССР. После распада Советского союза 17 экземпляров Ту-22М2 и 43 Ту-22М3 остались на Украине. Но по соглашению, подписанному в 1993 году между Украиной и США о предоставлении помощи Украине в ликвидации стратегического ядерного вооружения, эти самолеты были уничтожены. Только пяти из них, по некоторым сведениям, удалось сохраниться - они были переданы в один из учебных центров дальней авиации России. Последний украинский экземпляр утилизировали в 2006 году. Ту-22М с модификациями сохранился только в частях ВВС России.

Двигатель четвертого поколения НК-25 обеспечил создание надежного ударного комплекса - Ту-22М3. Во многом благодаря характеристикам силовой установки этот бомбардировщик стал самым массовым сверхзвуковым самолетом отечественной дальней авиации.