А вместо сердца — пламенный мотор

В начале 20-х годов Советская Россия активно покупала авиамоторы немецкой фирмы BMW. Это были двигатели BMW III и BMW IV разных вариантов. Еще в конце 1923 г. представители фирмы обратились к советскому правительству с предложением развернуть производство своих моторов в СССР. В феврале 1924 г. в документах ВСНХ отметили: «…предложение БМВ …является весьма интересным и своевременным». Но предложенные тогда двигатели были недостаточно мощны. В январе 1925 г. из Мюнхена в Москву переслали данные испытаний нового 12-цилиндрового V-образного мотора BMW VI. В то время это был самый мощный авиационный двигатель в Германии. Присланные документы вызвали большой интерес у советских специалистов. В том же году у немецкой фирмы заказали два таких двигателя и впоследствии провели их стендовые испытания в НАМИ.

Возникла идея наладить производство таких моторов в СССР. Научный комитет УВВС, рассмотрев шесть типов иностранных двигателей водяного охлаждения, 26 августа 1926 г. поставил на первое место по желательности выпуска в Советском Союзе именно BMW VI. Его поддержало правление Авиатреста, писавшее следующее: «Мотор BMW-VI удовлетворяет требованиям УВВС как по мощности, так и по эксплуатационным качествам. Мотор этот в производстве предоставит меньше затруднений, чем какой-нибудь другой».

Первоначально речь шла о передаче в концессию законсервированного завода «Русский Рено» (позднее Государственного автозавода № 3) в Рыбинске. Но чуть позже перешли к мысли приобрести лицензию и договориться о помощи немцев в освоении производства.

В феврале 1927 г. в Германию выехала делегация во главе с членом правления Авиатреста И.К. Михайловым. Она осмотрела моторный завод в Мюнхене. Переговоры велись в Германии больше полугода. С советской стороны в них участвовал ряд крупных специалистов, в том числе известный впоследствии конструктор В.Я.Климов. Договор с BMW был подписан в октябре 1927 г. По договору Авиатрест получал права на двигатели модификаций BMW VIaE6,0 и BMW VIaE7,3. Фирма брала на себя обязательство в течение срока договора (пять лет) сообщать обо всех изменениях, вносимых в серийную продукцию.

Авиатрест заплатил 50000 долларов, а после приемки первых 50 моторов должен был отчислять 7,5% от цены каждого выпущенного двигателя, но не менее 50000 долларов в год. Договор вступил в силу 10 октября 1927 г.

С помощью фирмы заказали дополнительное оборудование. Договор предусматривал обучение советских специалистов в Германии и помощь немецких инженеров в освоении производства в СССР. Дополнительно советская сторона наняла и рабочих-немцев, в основном из числа сочувствующих коммунистической идеологии. Всего из Германии прибыло около 100 инженеров и рабочих.

Для развертывания производства у BMW заказали комплекты всех наиболее сложных деталей, а у фирм-субподрядчиков приобрели комплектующие агрегаты, в том числе все электрооборудование. Некоторую проблему представляло то, что заготовки некоторых деталей мюнхенская фирма не изготовляла сама, а покупала на стороне. Например, поковки коленвалов поставляла фирма «Крупп». Но при посредничестве BMW с этими фирмами также договорились о получении документации и о поставке готовых изделий на первое время.

Тем временем Управление ВВС выдало несколько заданий на проектирование новых самолетов с моторами BMW VI. Под них переделывались и задания на машины, где первоначально собирались использовать двигатели «Испано-Сюиза» или «Паккард». Так, тяжелый бомбардировщик ТБ-3 сначала создавался в расчете на четыре мотора «Райт», затем их заменили на «Паккард» (с ними и поднялся в воздух опытный образец), но в итоге конструкторам предписали остановиться на немецких двигателях.

Производство моторов BMW VI, получивших советское обозначение М-17, решили разместить на заводе ГАЗ № 6 (с 1928 г. — завод № 26) в Рыбинске. Ранее это предприятие ремонтировало автомобили, а в мае 1924 г. его передали Авиатресту. Завод долго бездействовал и требовал значительного ремонта и модернизации.

Это привело к большой задержке с началом серийного производства двигателей. Фактически первые М-17 выпустили лишь весной 1930 г. Но они не были целиком собраны из немецких деталей, а, наоборот, использовали их лишь в небольшом количестве. Правда, коленчатые валы монтировались только импортные. Ввозились карбюраторы, бензонасосы, вся система зажигания (магнето, проводка, свечи). Интересно, что «родные» немецкие карбюраторы у нас попробовали, но не одобрили, предпочтя французский тип Зенит 60DCJ.

За истекшее время из Германии аккуратно поступала информация о совершенствовании двигателя. В том числе прибыли чертежи модификации BMW VIb. Часть содержавшихся в них новинок внедрили в М-17. Фактически ранние М-17 были ближе к BMW VIb, чем к BMW VIa, но цилиндры выполнялись по образцу последнего. Погрешности технологии, более низкое качество материалов и желание упрочнить наиболее уязвимые части привели к тому, что советские моторы оказались тяжелее немецкого оригинала (в среднем на 31 кг) и выдавали меньшую мощность.

Так, носок коленчатого вала у М-17 был существенно массивнее, чем у «немца». Это было вызвано случаями разрушения носка вала у BMW VI в ходе эксплуатации в СССР. Интересно, что по информации фирмы в Германии этого не происходило. Лишь позже разобрались и выяснили, что в поломках виноваты не немецкие валы, а плохо уравновешенные советские воздушные винты. Кроме того, зазоры у втулки у них были так велики, что пропеллер болтался и стучал, создавая опасный наклеп.

Предполагалось, что М-17 будет временным, переходным типом основного мотора водяного охлаждения для советской авиации. Через четыре-пять лет его должны были сменить более мощные и совершенные двигатели «отечественной конструкции». В качестве таковых рассматривались, в первую очередь, М-27 и М-34.

15 августа 1930 г., после успешных испытаний одного из моторов первой серии (серия «А») завода № 26, моторы М-17 официально допустили к эксплуатации в строевых частях ВВС РККА. Эти двигатели должны были сменить на самолетах моторы BMW VI, импорт которых прекращался.

Но темпы выпуска значительно отставали от намеченных. К концу 1930 г. в Рыбинске сделали 165 двигателей, а к апрелю следующего года — 334. В М-17 остро нуждались самолетостроительные заводы; их ставили на массовые самолеты: истребители И-3 и И-7, разведчики Р-5, «крейсера» Р-6, бомбардировщики ТБ-3, летающие лодки МБР-2. При ремонте ими заменяли BMW VI на бомбардировщиках ТБ-1 и летающих лодках Дорнье «Валь» (ДВ). Уже собранные самолеты зачастую простаивали на заводах из-за нехватки моторов. Столкнувшись с этой ситуацией, Управление ВВС распорядилось отправлять моторы из Рыбинска с пассажирскими поездами вне зависимости от загрузки вагона — в нем мог лежать всего один двигатель.

Чтобы частично возместить отставание по количеству выпускаемых М-17, Совет труда и обороны своим постановлением в январе 1930 г. поручил освоить новый мотор также заводу № 24 в Москве. Из Рыбинска туда передали комплект чертежей. Производство начали с апреля, а к июню собрали первые три двигателя, которые поставили на заводские стендовые испытания.

Но качество моторов с завода № 24 оказалось низким. Кроме того, на заводе самовольно внесли ряд изменений в конструкцию и технологию, в основном, в сторону упрощения изготовления. Так, кулачки распредвалов получили упрощенный профиль, что нарушило фазы газораспределения. Изменили форму клапанов. Цилиндр не соответствовал ни BMW VIa, ни BMW VIb. Все поршни оказались разными — их подгоняли «по месту». В результате степень сжатия в цилиндрах получалась разной, причем постоянно ниже расчетной. Отличия в весе поршней нарушали балансировку и вызывали значительные вибрации.

Все это привело к существенному падению мощности. Реально она составляла 615…630 л.с. вместо 680 л.с. по утвержденным техническим условиям. В итоге все М-17, изготовленные заводом № 24, признали некондиционными. Распоряжением начальника ВВС от 27 ноября 1930 г. их стали принимать как учебные по сниженной цене. Всего в Москве изготовили около 30 моторов, из которых только 17 покинули стены завода.

После удачной демонстрации истребителя И-5 с новым двигателем М-15 наркомвоенмору К.Е.Ворошилову летом 1930 г. директор завода получил разрешение прекратить выпуск М-17, а вместо него начать производство 9-цилиндрового М-15, сконструированного на заводе Бессоновым, и унифицированного с ним 7-цилиндрового М-26. Управление ВВС протестовало против этого решения (действительно оказавшегося ошибочным), но ничего не добилось.

К выпуску М-17 в феврале 1929 г. планировали подключить и ленинградский завод «Большевик» Орудийно-арсенального треста, изготовлявший тогда авиамоторы М-5 (копию американского авиадвигателя Liberty L-12). Первая серия должна была быть выпущена к 1 октября 1930 г. Но позже от этого намерения отказались из-за межведомственных трений.

В Рыбинске поначалу тоже процент брака был очень велик. Так, до половины отливок поршней имели те или иные дефекты. Примерно такая же доля брака была у картерного литья.

Около десятой части двигателей сдавалось как «литер А» — «пониженной кондиции». Их собирали из деталей, выходящих за пределы допусков, но все-таки работоспособных. Они имели меньшую мощность и больший вес, поэтому за них платили на 20% меньше.

Но в Рыбинске сдавали все больше и больше М-17. За 1931 г. собрали уже 679 моторов, что закрывало потребности самолетостроительных заводов и оставляло некоторый запас для замены изношенных двигателей в частях ВВС. Себестоимость мотора снизили на 36 %. С февраля 1931 г. часть моторов стали комплектовать коленвалами, откованными на артиллерийском заводе в Мотовилихе (тогда пригороде Перми). В то же самое время, с небольшим отставанием против плана, начали внедрять остальную часть изменений по типу BMW VIb (новые седла клапанов, коленчатый вал с измененным хвостовиком, гофрированные рубашки цилиндров и т.п.), что привело к появлению модификации М-17Б. Головной образец М-17Б официально сдали в июле 1931 г. К 10 июня через военную приемку прошли семь таких моторов.

Переход на тип Б ознаменовался новой волной рекламаций. Из-за нарушения немецкой технологии обнаружилась массовая течь рубашек цилиндров. Бракованные моторы начали возвращать заводу. Успешной мерой борьбы с протечками стала опайка швов на рубашках, введенная осенью на всех моторах.

Серийные двигатели в 1930 г. выпускались только со степенью сжатия 6,0 (с плоским днищем поршня). Первые опытные высотные М-17 со степенью сжатия 7,3 (с полукруглым днищем поршня) изготовили в ноябре 1930 г. Далее серии включали двигатели с обеими степенями сжатия в разном соотношении. Первой такой серией стала серия «З» в феврале 1931 г., в которую вошли 20 моторов М-17Е7,3. Позднее появились целые серии высотных двигателей. Например, все моторы, входившие в серию «Л», имели степень сжатия 7,3.

В 1931 г. вместо французских бензонасосов АМ начали монтировать отечественные, скопированные с «Хорнета».

В начале 1932 г. недовыполнение плана прошлого года наверстали, при этом полностью перешли на коленчатые валы отечественного производства. С мая стали ставить отечественные карбюраторы (ранее их импортировали из Франции). Советский карбюратор К-17, созданный на заводе № 24 (прототипом стал тот же французский «Зенит»), впервые испытали на М-17 в апреле 1931 г., а серийно выпускали с 1932 г. Двигатели стали собирать в тянущем и толкающем вариантах. Последние отличались дополнительной упорной втулкой с буртиком.

Но погоня за количеством опять вызвала проблемы с качеством. 4 июля 1932 г. начальник ВВС РККА Я.И.Алкснис докладывал Реввоенсовету: «Качество моторов М-17 настолько понизилось, что каждый внеаэродромный полет на этом моторе начинает представлять собой серьезный риск не вернуться, а иметь вынужденную посадку со всеми вытекающими отсюда последствиями». Двигатели попадали в ремонт, отработав всего по пять — десять часов. Около четверти М-17, имевшихся в ВВС, числились неисправными.

В ответ Алкснис ужесточил требования для военной приемки. Военпреды начали браковать то, что до этого вынуждены были пропускать. До 1932 г. все выпускаемые М-17, независимо от состояния, поглощались ВВС. Не годится на боевую машину — пойдет на учебную, не работает вообще — возьмем как учебное пособие. В 1932 г. впервые приняли лишь около трех четвертей выпуска. Но те моторы, от которых отказывались военные, тут же охотно забирали представители ГВФ, которым тогда оставались лишь «крошки со стола» УВВС. Их не смущало, что ресурс у отбракованных двигателей был меньше на 25…30 % — лучше хоть что-то, чем ничего.

Но постоянное давление сверху довольно быстро дало результаты. Как следствие постепенного роста культуры производства, приобретения опыта, качество начало улучшаться. В августе 1933 г. ресурс до первой переборки у М-17 достиг 150 часов.

В 1934 г. выпустили около 150 моторов с пониженной степенью сжатия — 5,3. Выяснить, для чего они предназначались, не удалось.

Практически с самого начала освоения производства М-17 формировались планы его последующей модернизации. При этом не только следовали путями, уже проторенными немецкими конструкторами, но и пытались внести нечто свое. В частности, в план опытных работ, утвержденный Реввоенсоветом 1 октября 1930 г., вошел «М-17 с 4-клапанной головкой», который хотели выставить на госиспытания к 1 июня 1931 г. Никаких материалов об этой работе найти не удалось. В планах значится и оснащение двигателя системой непосредственного впрыска топлива. По этому пункту, видимо, тоже ничего или почти ничего не сделали. Как видите, и тогда были свои «Сколково» с нанотехнологией попила бюджета.

В январе 1933 г. на паре М-17 в Военно-воздушной академии отрабатывали «агрегат товарища Дзюбы». Это была оригинальная мотоустановка для гигантского самолета Г-1. Два мотора ставились нос к носу и работали на общий редуктор, передававший вращение на длинный вал, стоявший вертикально. Пары двигателей должны были располагаться в толстом крыле Г-1. Вал выходил вверх из крыла и шел внутри пилона, заканчивавшегося угловым редуктором. А вот на валу уже этого редуктора вращался огромный воздушный винт. На Г-1 собирались использовать моторы М-27 или М-34, а на моторах М-17 просто исследовали концепцию «агрегата». Экспериментальная установка на испытаниях проработала 58 ч.

Как уже говорилось, М-17 рассматривался сначала как временный, переходной тип. Его собирались выпускать лишь до освоения более совершенных двигателей «советской конструкции». Но с «советской конструкцией» дела не задались, грандиозные на бумаге планы создания новых отечественных авиамоторов, слабо подкрепленные финансированием и совершенно не согласующиеся с реальными возможностями промышленности, с треском рухнули. Из 10 двигателей плана 1931 г. реально построили четыре, а до серийного производства дошел лишь один. Упоминавшийся М-27 устарел раньше, чем его запустили в серию. Лишь микулинский М-34 успешно преодолел все препоны. Его специально делали, чтобы заменить М-17, под те же габариты и посадочные места. Этот блочный мотор с оригинальной силовой схемой был безусловно перспективнее, чем устаревающий «БМВ» с его старомодными рубашками отдельных цилиндров. После развертывания выпуска М-34 старый М-17 намеревались полностью снять с производства.

На самом деле М-34 фактически построен на основе М-17 — диаметр цилиндра и ход поршня были сохранены теми же самыми (160 и 190 мм), те же габаритные размеры, практически тот же коленвал и так далее. Что придумал Микулин своего? Он применил общие блоки цилиндров (вместо отдельных цилиндров на М-17), и использовал в них оригинальную схему «сжатой рубашки и свободной гильзы» (в отличие от применявшейся Роллс-Ройсом и Паккардом схемы «сжатой гильзы»). В отличие от М-17, вместо одного выпускного клапана на цилиндр применили два уменьшенного размера (Микулин сделал это «во избежание коробления при разогреве» — даже не поняв, насколько это улучшило продувку). Мотор имел мощность 552 кВт (750 л.с.) при 1760 оборотах в минуту, причем при степени сжатия 6.0 — что позволяло ему работать на Бакинском бензине второго сорта без детонации (даже лучше, чем М-17 с такой же степенью сжатия, благодаря двум выпускным клапанам и улучшенной форме камеры сгорания).

Но освоение М-34 шло медленно, двигатель болел множеством «младенческих болезней». Все плановые сроки, на которые рассчитывало Управление ВВС, были сорваны. Лишь в 1933 г. эти моторы стали поступать на самолетостроительные заводы, причем большая часть прибывших тут же отбраковывалась входным контролем. Так, в январе 1934 г. на бомбардировщики ТБ-3 вынужденно продолжали ставить М-17, приспосабливая под них моторамы, уже сделанные под М-34.

В таких условиях сворачивать выпуск М-17 сочли неразумным. В результате рыбинский завод №26, самое мощное моторостроительное предприятие страны, делал все больше и больше моторов. Это позволило полностью обеспечить нужды самолетостроения, создать резервы запасных двигателей для ВВС и снабжать гражданскую авиацию. В последней их также использовали, чтобы избавиться от ненадежных моторов М-15 и М-26: заводы ГВФ провели переоборудование под М-17 пассажирских самолетов К-5 и АНТ-9 (ПС-9). Для ГВФ проектировались и новые машины с М-17, такие как ЗиГ-1 (ПС-89), позднее запущенный в небольшую серию. Использование двух М-17 предусматривалось и первым вариантом проекта самолета «Сталь-7», выполненным Р.Л.Бартини. Появились проекты глиссеров и аэросаней с этими двигателями.

Но сам М-17 в ходе серийного производства не оставался неизменным. В 1933-1934 годах под руководством военпреда инженера Рогова М-17 со степенью сжатия 7,3 в Рыбинске форсировали по оборотам до 800 л.с. (при сохранении номинальной мощности 600 л.с.). Стендовые испытания трех образцов усовершенствованного двигателя проходили в апреле 1934 г. Изготовили небольшую серию. Эти моторы проходили летные испытания на И-7, Р-5 и ТБ-3. На двух первых летные данные несколько улучшились (у Р-5 максимальная скорость возросла на 13 км/ч), а у ТБ-3 практически остались на прежнем уровне. Причиной, как позже выяснилось, стал неудачный выбор винтов. Один из двигателей этой серии установили на персональный самолет Р-5 начальника ВВС Я.И. Алксниса.

В отчете эти моторы именуются М-17Ф. Возможно, что какие-то их конструктивные отличия использовали в серийной модификации под тем же обозначением, выпущенной в 1934 г. Правда, делали ее только со степенью сжатия 6,0, а максимальная мощность ограничивалась 715 л.с. Прямого немецкого аналога этот тип не имел. На моторах М-17Ф были введены подшипники скольжения под пальцами прицепных шатунов (вместо роликовых) и клапаны по образцу мотора М-5 (соединявшимися с тарелкой разрезными втулками-сухариками, а не специальными гайками). Мотор комплектовался усовершенствованным карбюратором К-17а, все электрооборудованием было только советского производства. С 1935 г. М-17Ф оснащался электрогенератором.

В ходе ремонта двигателей в различных мастерских проводилась переделка М-17Б под стандарт М-17Ф с использованием комплектов деталей, поставлявшихся заводом № 26.

В 1934 г. достигли максимальной производительности, изготовив 5662 мотора. При этом завод № 26 тогда обеспечивал около половины всего производства авиадвигателей в стране. Далее начался спад. Дело в том, что в Рыбинске с 1935 г. приступили к освоению французского мотора Испано-Сюиза 12Ybrs (в СССР — М-100), который постепенно стал основной продукцией. Но производство авиационных модификаций М-17 в значительном количестве продолжалось до конца 1939 г. Причиной длительного сохранения М-17 в производстве являлось наличие в парке ВВС и ГВФ большого числа самолетов под эти двигатели. Например, ими было оснащено более половины имевшихся бомбардировщиков ТБ-3. Для всех них требовались запасные моторы.

М-17 во второй половине 30-х годов был уже хорошо освоен в производстве и эксплуатации. К концу 1936 г. ресурс его достиг 400 ч — для советского авиационного моторостроения показатель доселе невиданный. Двигатель считался сравнительно простым и надежным, эксплуатировался он на бензин-бензольных смесях. Бензол добавляли против детонации низкокачественного отечественного топлива при высокой, по меркам того времени, степени сжатия. Важной чертой М-17 было то, что он позволял использовать минеральное (нефтяное) масло (более дешевое, чем касторовое, которым смазывали, например, моторы французского происхождения). Систему охлаждения заправляли водой, обычно дождевой или умягченной добавкой хромпика. В Сибири зимой применяли антифризы — водоспиртоглицериновые, позже подобные современному тосолу (на основе этиленгликоля).

С 1936 г. для М-17 нашли другую сферу применения — танкостроение. Мотор приспособили для применения на танках, создав модификацию М-17Т. Основой для него стал М-17Ф, у которого все свечи переместили внутрь развала цилиндров, укоротили носок коленвала и снабдили его шпонкой для крепления шкива, а также заменили шестеренчатую масляную помпу поршневой. Чтобы увеличить ресурс, уменьшили обороты. Сделали это простейшим способом: на карбюраторе К-17Т жиклеры и диффузор выполнялись меньшего размера, а на дросселе поставили упор, не давая выйти на максимум, доступный для авиамотора. Заодно избавились от ненужного на земле высотного крана, которым регулировали подачу бензина в зависимости от плотности воздуха. При этом максимальная мощность упала до 500 л.с., а номинальная — до 400 л.с. Пневмопуск заменили электрическим стартером.

Такие двигатели монтировали на выпускавшиеся в больших количествах танки БТ-7 и Т-28. Уже в 1936 г. танковых моторов в Рыбинске выпускали втрое больше, чем авиационных, но делать одновременно и те, и другие оказалось не по силам. Завод подчинялся НКАП, который требовал все больше М-100 и его усовершенствованных вариантов (М-103, М-104, М-105). Поэтому упор делали на авиамоторы, а план по танковым двигателям выполняли как могли. Так, в 1939 г. сдали чуть более трех четвертей требуемого.

М-17Т в 1940 г. был сменен в производстве усовершенствованным М-17Л, предназначенным для тяжелого многобашенного танка Т-35. Для этой огромной машины мощности М-17Т явно не хватало. Пришлось пойти на увеличение оборотов, доведя максимальную мощность до 650 л.с. М-17Л отличался усиленным носком картера, отсутствием нижней крышки картера и подводом воздуха к карбюратору из внутренних полостей (для уменьшения воздействия пыли). На нем вернулись к легкому и надежному пневмопуску вместо электрического стартера. Но М-17Л делали в гораздо меньших количествах, чем М-17Т. Его выпускали до начала 1941 г., когда военной приемке сдали последние пять моторов.

Летом 1941 г. по заказу Главного бронетанкового управления РККА пытались возобновить производство танковых вариантов М-17 на автомобильном заводе в Горьком (ныне Нижний Новгород). Этим занимался существовавший с октября 1940 г. спеццех (он же «отдел № 10»). Сведения о результатах противоречивы, но некоторые источники говорят, что около десятка моторов в начале 1942 г. там собрали. Весной 1942 г. «отдел № 10» передали НКАП и переименовали в завод № 466; там стали выпускать М-105Р.

Практически в течение всей войны в различных мастерских собирали авиационные и танковые М-17 из комплектов запасных частей. Общее количество двигателей, «появившихся на свет» таким образом, неизвестно. Танки БТ-7 оставались на вооружении вплоть до 1946 г. Они успели принять участие в боевых действиях в Северном Китае в августе 1945 г.

Хотя производство авиационных моторов М-17Ф прекратили в 1939 г., они оставались широко распространены в военной и гражданской авиации. На 1 января 1940 г. их имелось более 8000, причем примерно 4500 стояли на самолетах. На втором месте был М-11 — их насчитывалось почти в два раза меньше, около 4500. В Великой Отечественной войне достаточно широко применялись такие самолеты, как Р-5 и ТБ-3; в транспортных частях сохранялись ТБ-1, Р-6 и ПС-9 — все они оснащались М-17. Из употребления этот мотор окончательно вышел лишь в конце 40-х годов, когда в гражданской авиации перестали летать последние Р-5. Тогда на них встречались двигатели, выдержавшие по пять-семь переборок.

Вот так «временный» по первоначальному замыслу М-17 наложил свой отпечаток на целую эпоху в советском самолетостроении, да и не только самолетостроении. Не последнюю роль в этом сыграла массовость производства, далеко превзошедшего по своему размаху имевшее место в Германии. Всего изготовили 27534 (по другим данным — 27 279) экземпляров этого двигателя. Этот размах был превышен лишь в годы Великой Отечественной войны.