В середине 1960-х годов газотурбинные двигатели завоевывали свои позиции на гражданских самолетах всех классов. Не остались в стороне и скромные, но очень востребованные представители легкой авиации. Так, пришла пора создавать замену знаменитому «кукурузнику» Ан-2. Самолетами для местных авиалиний начали заниматься несколько КБ, и среди них – коллектив Г. М. Бериева. Для будущего Бе-30 нужен был турбовинтовой (более экономичный, чем его реактивные современники) двигатель взлетной мощностью 940 л. с. Сделать его поручили в 1965 году Омскому машиностроительному конструкторскому бюро под руководством В. А. Глушенкова.
Надо сказать, что разработчики и двигателя, и самолета взялись за новое для них направление отнюдь не на пике славы – с надеждой, что успешное выполнение этого задания поможет справиться с трудностями. «К тому же преуспевающие в то время фирмы – разработчики авиадвигателей занимались престижной "гигантоманией" (чем больше мощность двигателя, тем престижней), поэтому уклонялись от работы над мелкими темами».
Самолет изначально проектировался как пассажирский, а это значит, что требования к нему были особыми. Он должен был получиться комфортабельным – на уровне современных ему магистральных лайнеров, рентабельным, соответствующим международным нормам по экологической чистоте выбросов, уровню шума и пр. Предусматривалась возможность эксплуатации с грунтовых взлетно-посадочных полос длиной 550–600 метров, что позволило бы ему базироваться почти на всех аэродромах Советского Союза.
Взлетно-посадочные характеристики Бе-30 планировалось улучшить установкой трансмиссии, связывающей между собой двигатели. Правда, её разработка затянулась, и появилась она на опытном самолете только в 1972 году. Требования к ресурсу двигателей были намного выше, чем для военных изделий. В задании указывался первоначальный ресурс в 300 часов, постепенно его нужно было увеличить до 2000 часов. Из-за того, что многие характеристики двигателей для гражданской авиации оговаривались в то время впервые, появлялись новые виды испытаний. Например, проверка работы двигателя в условиях тропического ливня, при попадании в двигатель птиц разного размера, контроль уровня шумов, создаваемых двигателями и воздушными винтами.
В 1967 году в Омском МКБ построили специальный стенд, и почти сразу на нём было проведено первое испытание двигателя ТВД-10 взлетной мощностью 940 э. л. с. В это время шло изготовление опытных Бе-30. Летом того же года самолет, еще без двигателей (вместо них стояли металлические макеты), был показан на авиационной выставке в аэропорту Домодедово. К месту экспозиции и обратно машину перевозили по железной дороге. В следующем году самолет получил первые ТВД-10, и 8 июля поднялся с ними в небо (летчик-испытатель М. И. Михайлов). Замечаний по работе двигателя не было.
Схема турбовинтового ТВД-10 в общих чертах была заимствована у уже проверенного омского вертолетного двигателя ГТД-3: осецентробежный компрессор с шестью осевыми и одной центробежной ступенью. Камера сгорания – кольцевая, полупетлевого типа, с вращающейся форсункой. Турбина высокого давления – двухступенчатая. Свободная турбина – одноступенчатая. Но здесь для передачи мощности на воздушный винт установлен редуктор из двух самостоятельных единиц: быстроходный редуктор и редуктор винта. Дело в том, что в таком двигателе, мощностью до 1000 л. с., размеры газогенератора небольшие, и пропустить через него вал силовой турбины вперед, на редуктор винта самолета, затруднительно. Обычно такое ограничение вызвано конструктивными особенностями малоразмерного компрессора.
Один из способов преодолеть эту трудность – механическая трансмиссия в обход газогенератора. Такой прием весьма распространен в практике создания турбовинтовых двигателей малой мощности. Быстроходный редуктор установлен на корпусе свободной турбины, редуктор винта жестко соединен кожухом трансмиссии с быстроходным редуктором. Кожух трансмиссии – основная силовая балка, на которой закреплена вся двигательная часть. Создавая двигатель ТВД-10, необходимо было перейти на более высокий научно-технический уровень по сравнению с двигателем ГТД-3. Во-первых, стояла задача обеспечить значительно лучшую экономичность, а значит, достичь максимальных на то время значений КПД компрессора и турбин. Во-вторых, была установлена очень жесткая весовая норма.
При конструировании удалось достичь массы самой турбокомпрессорной части 125 кг, но «сухая масса», отнесенная только к двигателю, с учетом редуктора и трансмиссии, почти удвоилась и составила 230 кг. Тем не менее это было большое достижение, ведь ГТД-3 весил 230 кг без редуктора. Ротор компрессора ТВД-10 – барабанно-дисковой конструкции. Передний вал ротора выполнен как одно целое с диском первой ступени, изготовлен из стали. Титановый диск второй ступени имеет коническую стенку для восприятия осевых усилий от затяжки ротора. Рабочие лопатки на всех осевых ступенях стальные и крепятся к дискам замками типа «ласточкин хвост». Стальной диск вращающегося направляющего аппарата центробежной ступени изготовлен за одно целое со стяжным болтом и задним валом ротора.
Передняя часть корпуса компрессора отлита из магниевого сплава. Она имеет три полые стойки. В средней части корпуса, тоже литой, но из титанового сплава, установлены поворотные лопатки входного направляющего аппарата и поворотные направляющие аппараты двух первых ступеней. Корпус центробежной ступени сварной, из титанового сплава. Диски турбины компрессора стянуты шестью болтами. Свободная турбина скреплена с валом таким же способом. Неохлаждаемые рабочие лопатки всех ступеней соединены с дисками замками «ёлочного» типа с удлиненными ножками. Крутящий момент турбины передается компрессору с помощью шлиц. К нижним полкам лопаток соплового аппарата приклепано кольцо лабиринтного уплотнения. Гребешки лабиринта нарезаны на кольцевых выступах дисков. Турбина охлаждается вторичным воздухом камеры сгорания, который проходит через лопатки соплового аппарата первой ступени турбины.
В силовую установку самолета Бе-30 входят два двигателя, роторы свободных турбин которых соединены через синхронизирующую трансмиссию. Располагаются двигатели в мотогондолах под крылом. Бе-30 имеет максимальный взлетный вес 6100 кг, практическую дальность 1200 км, способен развивать максимальную скорость 500 км/ч, перевозить 14 пассажиров. Самолет отличался весовым совершенством, его конструкторы получили премии за экономию массы.
В 1969 году Бе-30 показали на международном авиасалоне в Париже. «На выставке самолёт получил хорошую оценку в международных авиационных кругах. Особенно бурную реакцию зрителей и участников выставки вызвало заруливание самолёта Бе-30 на стоянку задним ходом – за счёт перекладки лопастей воздушного винта в режим отрицательной тяги. В то время это было новинкой». 16 февраля 1970 года завершились государственные испытания двигателя ТВД-10, а в следующем году – второй этап совместных госиспытаний с самолетом. Бе-30 работал при 40-градусной жаре в Туркмении, при 40-градусном морозе в Сибири и везде показал себя как надежная и простая в обслуживании машина. Во время эксплуатационных испытаний Бе-30 не случилось ни одного летного происшествия из-за отказов техники. Причиной единственной аварии была ошибка бортмеханика, но и тогда самолет не пострадал.
Летчики, летавшие на Бе-30/32, как испытатели, так и участвовавшие в эксплуатационных испытаниях, очень хорошо отзывались о новом самолете. Техническому составу Бе-32 тоже не доставлял особых хлопот. Отмечали легкость в пилотировании, современный комплекс пилотажнонавигационного оборудования, хорошую противообледенительную систему, реверс винтов… Как вспоминал летчик-испытатель А. А. Лебедев, «когда тормоза колес на скользком грунте не дают эффекта, единственное спасение – реверс, и я им пользовался в свое удовольствие. И на стоянках рулить с ним легче, и на льду управляться с машиной проще, не говоря о том, что любой промах на рулении можно безболезненно поправить...» Заболотский А., Сальников А. Неизвестный Бериев. Гений морской авиации. – М., 2009
Всё складывалось хорошо, Бе-30 был рекомендован для серийного производства, но… тему закрыли. Сначала такое неожиданное решение объясняли тем, что не нашлось свободных производственных мощностей на авиазаводах. «Возможно, это было так, – писал военпред Г. А. Лужанский, – потому что были более "ударные" оборонные темы, но верилось с трудом: неужели настолько не могли предвидеть ситуацию и выбрасывают готовый результат тяжёлого труда многих коллективов».
Другой причиной называли то, что Бе-30 оказался не способен заменить Ан-2 на внутриобластных маршрутах: до сих пор далеко не везде были взлетно-посадочные полосы с твердым покрытием, которые планировалось подготовить к моменту выхода Бе-30 на линии. А новый самолет, в отличие от поршневого ветерана, не мог использоваться на полях с травяным покрытием. Но главной причиной была политическая: руководство СССР решило поддержать авиапромышленность Чехословакии массовым заказом самолетов L-410 «Турболет» того же класса. Сборкой модификации этого самолета – L-410 UVP-E20 – в настоящее время занимается АО «Уральский завод гражданской авиации» (Екатеринбург).
Хотя проект Бе-30 был отвергнут, продолжились работы над усовершенствованным самолетом под названием Бе-32. Конструкторы удлинили фюзеляж, что увеличило пассажировместимость с 14 до 19, установили модификацию ТВД-10 с повышенной до 1050 л. с. взлетной мощностью, применили дополнительные топливные баки, что дало прирост дальности. Улучшились и другие характеристики. Бе-32 подтвердил соответствие нормам летной годности гражданских самолетов.
В 1976 году провели сравнительные испытания Бе-32 и самолета такого же назначения Ан-28 (тоже с двигателями семейства ТВД-10). Проверка показала, что Бе-32 превосходит конкурента по скорости, дальности полета, пассажировместимости, комфорту, максимально допустимой скорости бокового ветра и т. д. «Испытатели единодушно рекомендовали Бе-32 для замены самолетов Ан-2, Ли-2 и Ил-14, но их заменили... чехословацкими машинами!».
Не помогли самолету и рекорды. 13 февраля 1976 года, в день рождения Г. М. Бериева, летчик-испытатель Е. А. Лахмостов на самолете Бе-32 продемонстрировал достижения скороподъемности на высоту 3000 м (2 мин 24,6 с) и 6000 м (5 мин 17,8 с). На тот момент это были лучшие в мире показатели для машин такого класса. Но пока рекорды оформляли, американцам уже удалось их побить, поэтому Бе-32 остался только всесоюзным рекордсменом. На базе Бе-30 можно было создать самолеты на лыжном или поплавковом шасси, аэрофотосъемочный, служебно-административный, санитарный, грузовой, транспортный, десантный, многоцелевой самолет короткого взлета и посадки и другие.
Интерес к Бе-32 пробудился много лет спустя. В начале 1990-х, когда появились трудности в снабжении запчастями чешских L-410, забытый проект решили реанимировать. Одну из сохранившихся машин восстановили, снабдили её двигателями ТВД-10Б, новым оборудованием и показали на международных авиасалонах в Ле-Бурже и Дубае. Планировали запустить серийное производство на Иркутском авиационном производственном объединении, но финансовые трудности не дали это осуществить.
Вновь заговорили о самолете еще через 15 с лишним лет, в 2010-м. Была разработана более современная модификация Бе-32МК с двигателями ТВД-10Б. Потребность в таких самолетах оценивалась приблизительно в 1500 машин. Но и эта попытка возродить Бе-32 пока не принесла результата.
Судьба самого двигателя ТВД-10 тоже была необычной. В 1974 году документацию на него передали в Польскую Народную Республику, где начался выпуск его модификации для вертолета. А в Советском Союзе историю двигателя продолжили варианты ТВД-10М и ТВД-10Б. Разработать ТВД-10Б предложил омичам О. К. Антонов, когда создавал Ан-28 – «конкурента» Бе-30. В то время ОМКБ находилось буквально на грани исчезновения.
Министерство авиационной промышленности решило передать его производственные площади, тысячу специалистов и часть оборудования Омскому моторостроительному заводу имени П. И. Баранова. «От полной ликвидации МКБ спасло только то, что военно-морскому флоту нужно было поставлять двигатели ТВД-10М для кораблей на воздушной подушке "Скат", а завод им. П. И. Баранова отказался от предложения МАП по освоению и производству этого двигателя» .
В 1973 году ОМКБ покидает В. А. Глушенков, руководивший им 17 лет. Главным конструктором становится В. С. Пащенко. К заданию по ТВД-10Б коллектив приступил в 1975 году. Эта модификация взлетной мощностью 1025 э. л. с. получила другие внешние средства управления – изменились все внешние системы, обслуживающие двигатель. От своего прототипа ТВД-10Б отличается также конфигурацией выходной трубы – теперь она выполнена за одно целое с корпусом свободной турбины. По-новому сконструирован противопожарный кожух двигателя. Что интересно, в МКБ не было оборудования для производства штамповок, с помощью которых изготавливались этот кожух и выходная труба, и двигателистам здесь помогали самолетчики: штамповки и сами штампы делали в ОКБ О. К. Антонова.
В 1978 году в ЦАГИ провели испытания силовой установки Ан-28 с двигателями ТВД-10Б. Выявились недоработки в системах двигателя, но их устраняли без особых проблем. В целом доводка проходила довольно безболезненно, ведь прототип двигателя прошел полный цикл госиспытаний несколькими годами ранее. В 1982 году завершились государственные испытания ТВД-10Б. По словам представителей Омского МКБ, «созданный двигатель ТВД-10Б нового поколения являлся лучшим образцом двигателей этого класса и стал базовым двигателем для самолётов местных воздушных линий и морских судов на воздушной подушке». Испытания показали большую избыточную мощность ТВД-10Б в составе Ан-28, которая позволяет совершать взлет с укороченных площадок (например, в горах).
После взлета на максимальном режиме двигателей самолет может набирать высоту почти так же круто, как вертолет. С обычных площадок при нормальной загрузке он способен взлетать даже с номинального режима двигателей. Отличные взлетно-посадочные характеристики Ан-28 – во многом заслуга реверсивных воздушных винтов. Длина его разбега – всего 260 м, пробега при посадке – 170 метров! Легкий многоцелевой Ан-28 с двумя ТВД-10Б, установленными в мотогондолах под крылом, предназначался для перевозки 15–17 пассажиров или грузов массой до 1750 кг на расстояния от 600 до 800 км. Он был создан на основе известной поршневой «Пчёлки» Ан-14.
Новый самолет имел более длинный фюзеляж и редкое в наше время неубирающееся шасси. Это шасси было очень проходимым, что позволяло использовать Ан-28 на грунтовых, песчаных и заснеженных аэродромах, как и неприхотливый Ан-2. Шасси можно было заменить на поплавковое или лыжное.
Во время летных испытаний самолет проверяли во всех климатических зонах СССР, в том числе в Арктике и Антарктиде. «В декабре 1989 года дизель-электроход "В. Арсеньев" доставил Ан-28 в Антарктиду, где экипаж летчика-испытателя ОКБ А. Хрустицкого выполнил несколько полетов со станции Молодежная на станции Мирный и Восток, расположенные на высоте 3500 м над уровнем моря».
В 1986 году Ан-28 получил сертификат летной годности, отвечающий международным стандартам ИКАО. В 1979 году он был показан на авиасалоне в Ле-Бурже. Уже тогда было принято решение передать техническую документацию на двигатель ТВД-10Б, винт АВ-24 и самолет Ан-28 в Польшу. Там на заводах PZL развернулось их серийное производство. Когда самолет начал эксплуатироваться, выявились конструктивные недостатки двигателей, из-за которых не обеспечивались требуемый ресурс и надежность.
В ОМКБ разработали и внедрили ряд технических решений, благодаря которым ресурс увеличился с 300 до 1000 часов. Для испытаний использовали натурный стенд в виде самолета, который был установлен в аэропорту Душанбе. В дальнейшем показатели ресурса улучшали практически каждый год. С 1987-го до 2000 года ресурс до первого капитального ремонта вырос с 500 до 1500 часов, назначенный – с 1000 до 10 000 часов. Межремонтный ресурс в 2012 году был доведен до 3000 часов.
Самолет Ан-28 имеет несколько модификаций: арктический Ан-28А с дополнительным запасом топлива, транспортно-десантный Ан-28Б1, самолет радиоэлектронной борьбы Ан-28B2 и т. д., в том числе варианты с другими двигателями (PT6A-65B американской фирмы Pratt & Whitney).
Эксплуатация Ан-28 не обошлась без летных происшествий. Например, в октябре 1992 года потерпел катастрофу самолет, совершавший регулярный пассажирский рейс Усть-Нем (Коми) – Сыктывкар. После взлета с грунтовой взлетно-посадочной полосы, покрытой слякотью, произошел отказ левого двигателя с флюгированием его воздушного винта. Экипаж убрал закрылки и увеличил угол атаки, после чего произошло сваливание самолета, он столкнулся с землей и частично сгорел. Выжил один человек из 16.
Самолет Ан-28 производился в Польше до 1997 года. В 1991 году двигатель ТВД-10Б был выбран для легкого транспортного одномоторного самолета Т-101 «Грач», который разрабатывался совместно с РСК «МиГ» фирмой «Рокс-Аэро». Впервые он взлетел 7 декабря 1994 года (летчик-испытатель В. В. Заболотский). В 2000 году самолет с двигателем ТВД-10Б совершил длительный перелет Москва – Певек (Чукотка). Всего было построено почти 200 экземпляров всех модификаций. Двигателей ТВД-10Б выпущено около 500.
Омское МКБ продолжает сертифицированный ремонт двигателей ТВД-10Б. Их общая наработка к 2018 году составила 939 879 часов. На основе ТВД-10Б проектируют современные турбовинтовые двигатели с «коротким» компрессором (одна осевая ступень с широкохордными лопатками с высокой степенью стойкости к внешним воздействиям и одна центробежная), современной электронной системой управления. Возможно применение таких двигателей для самолетов местных воздушных линий по программам ремоторизации.
В 1960-х годах двигатель ТВД-10 рассматривался как вариант для замены поршневых моторов на сельскохозяйственном Ан-2. Так начиналась полная драматизма история будущего самолета Ан-3 и двигателей ТВД-20.
Начать практические работы по омоложению «Аннушки» долго не позволяло отсутствие подходящего «сердца». Свет в конце тоннеля появился, когда руководимое В. А. Глушенковым Омское моторостроительное КБ (ОМКБ) приступило к созданию… турбовинтового двигателя ГТД-10 (ТВД-10) мощностью 960 э. л. с. Однако этих «силенок» новому варианту Ан-2 явно не хватало, и в июне 1967 г. мотористы предложили модификацию ТВД-10А, которая могла бы развивать 1250 э. л. с. По высказыванию Антонова, «к глубокой модернизации мы приступили в тот же час...» Новая машина получила обозначение Ан-3. Заярин В. Турбовинтовой наследник Ан-2 // Авиация и время. – 2004. – № 4
Официального постановления о начале работ еще не было, а представителям ОКБ Антонова уже удалось получить положительное заключение отраслевых институтов по проекту Ан-3 с двигателем ТВД-10А. «Но тут в процесс вмешались министерские чиновники, считавшие, что ТВД-10А не соответствует современным требованиям, – пишет В. Заярин. – Инициативная работа ОМКБ вызывала у них раздражение... Создание ТВД-10А было приостановлено, и Ан-3 остался без двигателя».
Антоновцы обратились к другим моторостроительным коллективам и подготовили проекты под ТВ2-117С и ТВД-850 разработки ОКБ им. В. Я. Климова, но и это начинание не принесло плодов, двигатели так и не дошли до стадии производства. Тем временем ОМКБ продолжало потихоньку создавать двигатели семейства ТВД-10. Успехи омичей по проекту ТВД-10Б заставили представителей министерства смягчиться и допустить модификацию на самолет Ан-3. Однако тут же конструкторам дали другое задание – сделать вспомогательную силовую установку на базе ТВД-10, которую запустили в серию на Омском моторостроительном производственном объединении им. П. И. Баранова.
Работу над ТВД-10Б в очередной раз забросили. Вскоре благосклонность министерских деятелей по отношению к омским двигателям опять сменилась неприятием. «В недрах МАП снова стал муссироваться тезис об устарелости ТВД-10A, хотя он по топливной эффективности и весовому совершенству ничем не уступал широко распространенному двигателю РТ6 канадского отделения фирмы Pratt & Whitney. Омичи не могли построить даже опытный экземпляр двигателя, который получил к тому времени обозначение ТВД-20.
Когда стало ясно, что под министерским руководством ТВД-20 может быть успешно похоронен, Антонов решил помочь ОМКБ. Вначале была предпринята попытка изготовить отдельные агрегаты двигателя на других мотостроительных заводах, однако предприятия, на которые Олег Константинович делал ставку, оказались перегружены.
Тогда Антонов изменил тактику. Он направил в ОМКБ хорошего снабженца, благодаря усилиям которого в Омске все-таки изготовили не только опытный образец ТВД-20, но и построили бокс для его испытаний и доводки. Вскоре антоновское ОКБ получило долгожданный ТВД-20». Проектирование двигателя в ОМКБ началось в 1977 году. Первый ТВД-20 собрали в следующем. Через год был готов доработанный под него экземпляр Ан-3.
Турбовинтовой двигатель на сельскохозяйственном самолете мог использоваться как энергоузел: воздух, отбираемый из-за компрессора, расходовался как рабочее тело для турбонасосных агрегатов при заправке самолета химикатами. То есть наземные заправочные устройства оказывались лишними. В полете воздух от двигателя можно было применять для перемешивания химикатов в баке. От конструкторов требовалось спроектировать тормоз воздушного винта и агрегат, управляющий перепуском воздуха из-за компрессора. В схему исходного ТВД-10 внесли много отличий. Для того, чтобы не пропускать через газогенератор вал силовой турбины, использовали иное, тоже распространенное компоновочное решение. Двигатель установили «задом наперед». Воздухозаборник находится сверху сзади, а воздух, чтобы попасть в компрессор, разворачивается на 180 градусов. Выхлопные газы после силовой турбины также меняют направление почти на 180 градусов в выходном устройстве.
Крутящий момент свободной турбины напрямую передается редуктору винта. ТВД-20 представляет собой развитие ТВД-10 с увеличением мощности в полтора раза. К осевой части компрессора добавлена спереди нулевая ступень, диск которой выполнен как часть переднего вала. Этот диск изготовлен из стали, а остальные в компрессоре – из титанового сплава. Их рабочие колеса с промежуточными кольцами стянуты через сферическую шайбу гайкой, наворачиваемой на стяжной болт, такой же конструкции, как у ТВД-10. На заднем валу компрессора устанавливается вращающаяся форсунка. Стальной корпус камеры сгорания соединяет задний корпус компрессора и корпус турбины. На нем расположены два воспламенителя и два клапана перепуска воздуха. Жаровая труба – полупетлевого типа, как во всех камерах сгорания омских конструкторов. Топливо к вращающейся форсунке подается по каналу через двенадцать отверстий, выполненных во втулке лабиринта.
Свободная турбина ТВД-20, в отличие от ТВД-10, двухступенчатая и установлена консольно. Её диски соединяются между собой и с валом свободной турбины шестью болтами. На корпусе силовой турбины есть защитное кольцо, которое должно удерживать фрагменты дисков в случае их разрушения и не допускать повреждения остальных частей двигателя и самолета.
13 мая 1980 года самолет Ан-3 с двигателем ТВД-20, расположенным в носовой части фюзеляжа, совершил первый полет (летчики-испытатели С. А. Горбик и П. Д. Игнатенко). «Антонов лично выбрал эту "невезучую" дату, подчеркнув, что ему с числом "13" сопутствует удача. И действительно, полет прошел хорошо». Но когда начались испытания сельхозоборудования, выяснилось, что при его включении в полете на высоте 3–5 метров над полем происходит опасный провал тяги двигателей.
Вспоминает лётчик-испытатель П. Д. Игнатенко: «…Когда снизились до высоты 5 м, Сергей Горбик, как и было предусмотрено, включил сельхозаппаратуру. И... тут же упала мощность двигателя. Дальше – касание полосы с ударом... В сотне метров перед нами высоченные дубы. Я резко двинул вперед РУД в положение, при котором отбор воздуха на сельхозаппаратуру перекрывается. Через пару секунд двигатель взревел, и нам удалось "перепрыгнуть" через злополучные дубы». В дальнейшем пришлось вернуться к старому испытанному годами способу приведения в действие сельхозаппаратуры – от ветряка, вращаемого набегающим потоком. Заярин В. Турбовинтовой наследник Ан-2 // Авиация и время. – 2004. – № 4
Самолет можно было передавать на госиспытания, но проблемы с двигателем опять срывали планы. Довести его ресурс до необходимых 50 часов не получалось. «Дальнейшие попытки Антонова содействовать созданию пригодного для серийного производства ТВД-20 не увенчались успехом, и опять пришлось обратиться к услугам талантливого снабженца, который уже помог построить первый двигатель… Снабженец взялся за это, и дело было сделано. <…> Подводя итог этим событиям, Олег Константинович как-то заметил, что же это за страна такая? Генеральный конструктор не может пробить важное и нужное дело, а некий "снабженец" может».
В 1982 году провели сравнительные испытания самолетов Ан-2 с поршневыми двигателями АШ-62ИР и Ан-3 с ТВД-20. «Тройка» показала лучшие взлетно-посадочные характеристики, большую скороподъемность, возможность увеличить грузоподъемность. Производительность полетов тоже оказалась выше, а себестоимость обработки заметно уменьшилась. Сам двигатель ТВД-20 был более чем вдвое легче, чем АШ-62ИР, а его удельный расход топлива и расход масла – значительно ниже. Кроме того, турбовинтовые «движки» давали большую экономию за счет того, что работают на керосине, а не на бензине.
Тем не менее организовать серийный выпуск ТВД-20 не торопились. Омское МПО им. П. И. Баранова было перегружено, других мощностей не нашлось. «Прошел год, и все об Ан-3 вроде бы забыли. Однако новый Генеральный конструктор антоновской фирмы П. В. Балабуев решил пробудить интерес к этой машине, предложив МАП выполнить на ней полеты на установление рекордов, которые посвятить XXVII съезду КПСС. В те времена такой ход действовал безотказно, и министр И. С. Силаев просто не мог не поддержать эту инициативу».
В декабре 1985 года летчикииспытатели В. Г. Лысенко и С. А. Горбик установили на Ан-3 с двигателем ТВД-20 шесть мировых рекордов подъема с грузом на высоту. Производить двигатель решено было на Калужском моторном заводе. В 1986 году, наконец, начались государственные испытания. Первый их этап был успешным и показал, что самолет с ТВД-20 отвечает необходимым требованиям. Всё было готово и ко второму этапу.
И тут сотрудники министерства подготовили новую резолюцию: прекратить все работы по ТВД-20, потому что он «не соответствует современным нормам технического уровня, не доведен, имеет малый ресурс, высокий удельный расход топлива и требует больших затрат на доработку конструкции». Заменить омский двигатель решили на ТВД-1500 Рыбинского КБ, который должен был пройти госиспытания в 1992 году. Но вот наступил 1992-й, а двигатель в Рыбинске создать не успели. И тогда вновь вернулись к тому, от чего ушли: переоборудованию Ан-2 в Ан-3 с использованием ТВД-20.
Организовать производство «двадцатки» поручили Омскому МПО им. П. И. Баранова. Интерес к сельскохозяйственному самолету тогда несколько угас, но конструкторы АНТК «Антонов» подготовили его транспортную версию, которая могла стать очень популярной благодаря своей экономичности. Транспортный Ан-3Т имел грузоподъемность 1800 кг. На нём стояла специально подготовленная модификация двигателя ТВД-20-01Б. В феврале 1998 года Ан-3Т поднялся в воздух (командир экипажа – С. Н. Цивак).
Испытания проводили и при жаре до +36 °С, и на морозе до -56 °С. В 2000 году самолет с двигателем ТВД-20 получил сертификат АР МАК. Назначенный ресурс двигателя позже был доведен до 10 000 часов, межремонтный – до 2000 часов. Ан-3 производился малой серией на Омском производственном объединении «Полёт» с 2000-го по 2009 год. В исходном, сельскохозяйственном варианте Ан-3 начал эксплуатироваться еще на этапе испытаний. По производительности Ан-3 превосходил зарубежных конкурентов: в 1,5 раза – польский PZL М-18 Dromader, в 1,2 раза – американский АТ-503 Turbo Tractor.
В декабре 2001-го – январе 2002 года состоялась экспедиция в Антарктиду, организованная А. Н. Чилингаровым, целью которой было достижение Южного полюса на одномоторном самолете Ан-3Т. До Антарктиды, станции Пэтриот-Хилз, его доставили на Ил-76. Дальше больше тысячи километров до полюса он летел самостоятельно. «После четырёхчасового радостного пребывания самолёта на Южном полюсе при попытке запустить двигатель он был сожжён. Основными причинами случившегося явились предельно допустимая для двигателя ТВД-20 высота расположения Южного полюса над уровнем моря, отсутствие наших технических специалистов при запуске (они были вынуждены остаться на станции Пэтриот-Хилз) и, что весьма вероятно в подобной ситуации, отступление от требований руководства по эксплуатации при запуске двигателя. В результате самолет Ан-ЗТ были вынуждены оставить на Южном полюсе». Через несколько лет за самолетом вернулись. Вторая экспедиция прошла удачно.
Из воспоминаний Гришина А. А., сотрудника ОМКБ об экспедиции на Южный полюс для эвакуации самолета Ан-ЗТ: – 31 декабря 2004 года при огромном стечении народа со станции мною был выполнен первый запуск двигателя и его опробование. Это было радостное событие не только для нашей бригады, но искренняя радость была видна и у американцев. Девчонки танцевали под рёв мотора, обнимались и целовались. И даже некоторые технические неприятности, выявленные при опробовании (неработоспособность БУР, отсутствие генератора), которые были в дальнейшем устранены, не могли испортить нашего праздника. <…> 11 января был совершён перелёт «станция Амундсен-Скотт – станция МакМёрдо». Полёт проходил на высоте до 5500 метров – никаких проблем не возникло. Омскому моторостроительному конструкторскому бюро – 50 лет / Рук. ред. совета Костогрыз В. Г. [Электронный вариант юбилейного издания]. – Омск, 2006
Ан-3 эксплуатируются гражданскими авиакомпаниями и сейчас, в основном в северных и сибирских регионах нашей страны. Используют Ан-3 и в МЧС России. Кроме транспортного и сельскохозяйственного, есть еще лесопатрульный вариант Ан-3, десантный и салонный. В Омском МКБ для более поздних версий самолета разработали модификацию ТВД-20-01БМ под новый электронный блок управления и контроля работы двигателя. Еще один представитель этого семейства – ТВД-20-03. Он предназначался для самолета региональных авиалиний Ан-38-200.
ТВД-20-03 – двигатель модульной конструкции, созданный на основе газогенератора ТВД-10Б, тоже по «перевернутой» схеме. Воздушный винт – флюгерно-реверсивный, шестилопастной, тянущий и толкающий. Серийно выпускать эту модификацию планировали на Омском МПО им. П. И. Баранова.
Ан-38, последователь Ан-28, проектировался в начале 1990-х годов сначала под двигатели ТВД-1500 Рыбинского КБ. Но их сделать не успели, и на самолет поставили американские турбовинтовые Garrett TPE-331-14GR-801E. «Всё же одну из первых серийных машин Ан-38-200 зарезервировали для установки ТВД-20. Хотя отечественный двигатель и отличается большим миделем и повышенным удельным расходом горючего, но зато дешевле американского» . К тому же самолет с российскими двигателями мог заинтересовать таких заказчиков, как ВВС, МЧС и федерально-патрульная служба РФ.
«С 1996 года ТВД-20 лежал почти без движения, так как на испытания не хватало около миллиона рублей. 12 ноября 1998 года государственные испытания всё же начались, но продвигались медленно из-за недостатка керосина». Американские двигатели стоили почти в семь раз дороже (хотя и ресурс их был значительно выше), затраты на ремонт и техобслуживание тоже были очень велики. Поэтому в Новосибирском авиационном производственном объединении имени В. П. Чкалова начали производить Ан-38-200 с двигателями ТВД-20-03.
В 2000 году ТВД-20-03 прошел сертификацию в АР МАК с ресурсом до первого капитального ремонта 500 часов (позже был увеличен до 1500 часов) и назначенным 1000 часов (доведен до 7000). В том же году самолет снабдили новым электронным блоком управления двигателем, и Омское МКБ выполнило соответствующую модификацию ТВД-20-03Б.
Первый полет Ан-38-200 с двумя этими двигателями совершил 11 декабря 2001 года (командир экипажа – В. В. Гончаров). Ан38-200 был рассчитан на 27 пассажиров. Из-за того, что отечественный двигатель несколько тяжелее американского конкурента, самолет с ним имеет немного меньшую дальность полета и большую взлетную дистанцию.
Силовую установку планировали улучшить и увеличить ее мощность, однако из-за финансовых трудностей работы вновь остановились. К 2001 году производство Ан-38 всех модификаций прекратили. Самолет с омским двигателем в настоящее время не эксплуатируется.
В истории ТВД-10 и ТВД-20 нет счастливого конца. Виной тому – целая цепочка причин. В процесс создания этих двигателей на всех этапах вмешивалась и политическая воля, и конфликты интересов разработчиков, государственных деятелей и производителей, и желание «гнаться за журавлем в небе, имея синицу в руках», что в пору экономических кризисов особенно неразумно.