История авиационных двигателей Rolls-Royce: От "Мерлина" до UltraFan

Компания Rolls-Royce известна во всем мире в первую очередь благодаря своим роскошным автомобилям, но ее вклад в авиацию не менее значителен. На протяжении всей своей истории фирма производит военную технику и авиационные двигатели, которые оказали огромное влияние на развитие авиации.

Чарльз Роллс был богатым предпринимателем, а Генри Ройс - талантливым инженером. Роли в компании распределились соответственно: Роллс занимался финансами и продажами, Ройс - проектированием и производством.

Во время Первой мировой войны половина самолетов Антанты была оснащена моторами Ройса, что принесло ему титул баронета. А последний спроектированный сэром Ройсом двигатель Merlin стал легендой мировой авиации. Им оснащались предвоенные самолеты-рекордисты и большинство истребителей Великобритании и США Второй мировой.

Сегодня моторы Роллс-Ройс устанавливаются на гражданские и военные самолеты и вертолеты по обе стороны Атлантики. В частности, с британскими моторами летал "Конкорд", силовая установка американского перспективного истребителя F-35 разработана с участием подразделения Rolls-Royce Defence.

Уже первый серийный автомобиль фирмы, Silver Ghost (Серебряный призрак) привлек внимание военных. Автомобиль отличался бесшумной работой, исключительной надежностью и техническим совершенством.

Идея создания броневика принадлежит капитану третьего ранга из Королевского департамента военно-морской авиации Чарльзу Сэмсону. Для нужд армии вместо роскошного кузова на "роллс-ройсовское" шасси устанавливали клепаный корпус из брони толщиной 8-9 миллиметров. В задней части машины находилось боевое отделение с поворотной башенкой, оснащенной пулеметом Максима калибра 7,69 миллиметров или 7,6-миллиметровым "Викерсом". Благородное происхождение автомобиля безошибочно угадывалось по форме радиатора, напоминающего фронтон античного храма. Правда, статуэтки "Дух экстаза" на нем не было.

Бронированные "призраки" прослужили в британской армии аж до 1954 года, несколько раз при этом модернизируясь.

Большинство турбореактивных двигателей Роллс Ройс имеют имена британских рек: Дервент, Трент, Спей... Как объясняют в компании, поток мощности в реактивном двигателе похож на плавное течение реки - в отличие от пульсации мощности в поршневом моторе.

Мотором "Дервент" оснащались первые британские реактивные истребители Gloster Meteor, поступившие на вооружение в 1944 году. Они охотились за немецкими самолето-снарядами "Фау-1" и сбили 14 штук. 7 ноября 1945 года модифицированный Meteor F.Mk IV установил мировой рекорд скорости - 969,6 километра в час.

Семейство двигателей "Мерлин" названо в честь мудреца и волшебника из кельтских мифов. Действительно, оснащенные этими моторами английские и американские истребители Второй мировой творили чудеса. Сейчас британские реактивные моторы устанавливаются на истребитель Eurofighter Typhoon, истребитель Panavia Tornado, стоящий на вооружении ВВС Великобритании, Германии, Италии и Саудовской Аравии, итальянский легкий штурмовик Aermacchi MB339.

Двигатель "Мерлин": Легенда Второй мировой войны

Английский двенадцатицилиндровый двигатель "Мерлин" как нельзя лучше иллюстрирует уровень развития промышленности конкретной страны. Он непрерывно совершенствовался на протяжении полутора десятков лет. Англичане обязаны создателям "Мерлина", что называется, "по гроб жизни".

Еще в конце июня 1940 г., когда Гитлер замыслил операцию "Морской лев", предусматривавшую форсирование Ла-Манша, он написал в своем дневнике: "Характер операции - форсирование большой реки". Это означало, что немецкий флот господствует на море, а британская авиация не разгромлена, и у Германии нет господства в воздухе над Великобританией.

Модификации двигателей "Мерлин", работавшие на горючем с октановым числом 100, устанавливались на истребители. II, оснащенные двигателями "Мерлин" XX мощностью 1280 л.с., в 1941 г. Их максимальная скорость достигла 540 км/ч на высоте 6200 м. двигателями "Мерлин" XII взлетной мощностью 1175 л.с. на расчетной высоте составляла 582 км/ч, т. е. км/ч больше, чем у основного "оппонента" - Bf 109E-4.

На долю "Харрикейнов" пришлось 57 % всех сбитых в воздушных боях неприятельских самолетов. Королевских ВВС оказались на грани поражения, многие самолеты были уничтожены или серьезно повреждены". Германские экипажи выбывали навсегда, отправляясь "отдыхать" в лагеря военнопленных. Поздней осенью 1940 г. продолжения массированных налетов на Англию не последовало, поскольку "не больно-то и хотелось" высаживаться на остров. В декабре 1940 г. двигатели стали мощнее.

Двигатель "Мерлин" был меньше по объему (35,1 л, американский V-1710 - 28 л), но по мощности превзошел всех их! В 1941 г. появился "Мерлин" 45 максимальной мощностью 1470 л.с.

Для британцев ситуация оставалась более-менее благоприятной, пока не появился FW 190. "Фридриха" - Bf 109F имел только 7,71-мм пулеметы. В 1942 г. двигатели "Мерлин" 63 максимальной мощностью 1630 л.с. устанавливались на самолеты с двумя пушками и четырьмя 12,7-мм пулеметами. "Тайфун" Mk IB с двигателем Нэпир "Сейбр" был запущен в бой только спустя год после принятия на вооружение. В августе 1942 г. он впервые померился силами с FW 190.

Мощность двигателя "Сейбр" достигала 2260 л.с., что не делало "Тайфуну" чести. Он был мало годным из-за очень большой полетной массы машины, превысившей 5,5 т. "Тайфун" стал истребителем-бомбардировщиком, предназначенным для работы по наземным целям. Он мог нести пару бомб массой по 227 кг каждая или восемь 127-мм реактивных снарядов. "Тайфун" помог завершить Европе войну.

Американский вклад: Двигатель Аллисон V-1710 и "Мустанг"

Приоритет развитию военного флота заставил янки проснуться. В 1939 г. были сформулированы требования к двум типам истребителя-перехватчика: одномоторному и двухмоторному, а также мощное вооружение, включавшее пушку и четыре пулемета. Производство двигателей было налажено фирмой "Аллисон". США были единственной страной в мире, изготавливавшей турбокомпрессоры крупными сериями, благодаря наличию в стране производства жаропрочных сталей и высокооборотных подшипников. Однако двигатель с центробежным нагнетателем сдавал позиции.

Широко известная "Аэрокобра" фирмы "Белл" имела двигатель, размещавшийся позади кабины пилота, вблизи центра тяжести. Это требовало передачи мощности на винт посредством вала длиной около 3 м. В качестве вала использовали заготовку ствола артиллерийского орудия. "Кобры" обладали хорошими пилотажными свойствами и мощным вооружением, включавшим 37-мм пушку. Максимальная скорость "Кобры" достигала 628 км/ч.

Как "Лайтнинг", так и "Аэрокобра" поставлялись в Англию по ленд-лизу. Однако американские истребители не получили признания, особенно на этапе внедрения, и уступали немецким истребителям по скорости и скороподъемности во всем диапазоне высот.

Заинтересованность со стороны французской военной миссии подстегивалось выпуском еще нескольких типов истребителей для ВВС. Еще в 1939 г. появился Р-36, с которым Р-40 имел много общих черт. Появление двигателя Аллисон V-1710-C15 мощностью 1090 л.с. позволило довести максимальную скорость машины до 574 км/ч на высоте 4500 м. В марте 1940 г. начато серийное производство первой серийной модификации Р-40. Однако истребитель запоздал для активных боев во Франции.

Р-40 получил прозвище "Вархок" (боевой ястреб, это почти то же самое, что и раскраска, принятую в книжках про индейцев). Р-40 был довольно тяжелым (полетная масса 3464 кг), из-за чего она имела неудовлетворительную скороподъемность. Однако это не остановило американцев от соблазна снять его с производства. Обе машины производились вплоть до 1944 г.

В США заказы на военную технику размещала закупочная комиссия. Глава фирмы Д. Кертисс предложил другой, более совершенный вариант истребителя. Истребитель V-1710-F3R мощностью 1150 л. с. развивал скорость 614 км/ч на расчетной высоте 4000 м. был создан всего через полгода после заключения контракта. Здесь его решили переделать в пикирующий бомбардировщик А-36.

В начале 1942 г. представитель фирмы "Роллс-Ройс" Р. Родерхем, находясь на американском театре войны, выдвинул мысль о целесообразности "скрещивания" "Мустанга" Mk I с "Мерлином". Согласно расчетам, скорость машины на второй границе высотности превысит 700 км/ч! Для середины лета 1942 г. это был фантастический результат. В октябре 1942 г. была испытана машина, переоборудованная силами "Роллс-Ройс" из серийного "Мустанга" Mk I.

Американская версия "Мерлина" получила обозначеие V-1650. Двигатели поставлялись для "Москито" и "Ланкастеров", производившихся в Канаде. Американцы разработали собственный вариант установки Паккарда V-1650-3 мощностью 1450 л.с. на Р-51, и он оказался еще более удачным, чем импровизация "Роллс-Ройс". Максимальная скорость достигала 729 км/ч, т.е. превосходила скорость германских оппонентов! С мая 1943 г. истребитель (в варианте Mk III) был запущен в серию.

Rolls-Royce сегодня: Структура, проблемы и перспективы

Rolls-Royce является вторым по рыночной доле производителем авиационных двигателей в мире. Важно отметить, что компания не связана с производителем роскошных автомобилей Rolls-Royce.

Выручка Rolls-Royce по итогам 2020 года составила £11,83 млрд против £16,59 млрд годом ранее. Сильнее всего пострадало подразделение по производству оборудования для авиационной отрасли.

Rolls-Royce получает от авиакомпаний выплаты за количество часов, которые налетают произведенные компанией двигатели. Поскольку в 2020 году из-за пандемии коронавируса COVID-19 авиапассажирских перелетов было мало, поступления оказались крайне низкими. Компания вынуждена была увольнять персонал и привлекать дополнительное финансирование (в 2020 году получено £5,3 млрд).

Подразделение Rolls-Royce, отвечающее за продукты для невоенных авиационно-космических систем, закончило 2020 год с выручкой в размере £5,09 млрд (в 2019-м - £8,11 млрд), а убытки здесь составили $2,57 млрд. Поставки двигателей для аэркосмических аппаратов сократились на 39%, до 448 штук. Бизнес в сфере энергетических систем добавил к годовой выручки компании £2,75 млрд.

В настоящее время компания переживает период реструктуризации и трансформации. 17 октября 2023 года Rolls-Royce объявила о реструктуризации в связи с нехваткой средств. Трансформация, рассчитанная на несколько лет, ориентирована на формирование упрощенной и оптимизированной организационной структуры. Изменения позволят создать более гибкий бизнес, чтобы «лучше обслуживать клиентов, а также разрабатывать и поддерживать продукты мирового класса». В рамках реструктуризации потребуется увольнение 2000-2500 сотрудников.

Ранее в мае 2023 года главный исполнительный директор компании Туфан Эргинбилгич объявил о программе трансформации Rolls-Royce, которая предполагает изменения в руководящем составе. Для оптимизации деятельности компания наняла специалистов консалтинговой фирмы McKinsey & Co.

По словам Эргинбилгича, Rolls-Royce стала «горящей платформой», которая должна лучше зарабатывать деньги, сокращать долг и инвестировать в будущее.

Rolls-Royce прекращает закупку российского титана для авиационных двигателей на фоне начала военной операции РФ на Украине. При этом британский холдинг не стал разрывать действующий контракт с «ВСМПО-Ависма», и ближайшее время поставки могут возобновиться.

27 сентября 2021 года Rolls-Royce объявил о подписании окончательного соглашения о продаже 100% ITP Aero компании Bain Capital Private Equity, возглавляющей консорциум инвесторов, примерно за $1,98 млрд.

4 февраля 2021 года крупнейший в России производитель железнодорожной техники объявил о покупке у Rolls-Royce завода по выпуску двигателей в Норвегии. Речь идёт о предприятии Bergen Engines, на котором изготавливают дизельные и газопоршневые среднеоборотные моторы.

20 мая 2020 года Rolls-Royce сообщила об увольнении ещё 9 тыс. человек. Причина сокращения - резкое падение количества авиаперевозок по всему миру вследствие пандемии COVID-19. По прогнозам генерального директора Rolls-Royce Уоренна Иста, в 2020 года спрос на авиадвигатели для пассажирских самолетов снизится примерно на 30% в сравнении с 2019 годом. Поэтому сейчас компании необходимо сократить производственные мощности, чтобы они не простаивали.

В середине мая 2020 года британская компания Rolls-Royce Holdings объявила о расширении своих учебных программ по виртуальной реальности. Причиной нововведения стала пандемия COVID-19 - предполагается, что удаленное обучение обеспечит безопасность работников.

1 октября 2019 года стало известно, что Westinghouse Electric Company подписала окончательное соглашение о приобретении принадлежащего Rolls-Royce североамериканского бизнеса в сфере гражданских ядерных систем и их обслуживания.

В октябре 2017 года Rolls-Royce подписала с Google соглашение о разработке интеллектуальных систем для беспилотных кораблей.

Таблица: Основные финансовые показатели Rolls-Royce (2019-2020)

Показатель	2019 год	2020 год
Выручка	£16,59 млрд	£11,83 млрд
Выручка (авиационно-космические системы)	£8,11 млрд	£5,09 млрд
Убытки (авиационно-космические системы)	-	$2,57 млрд
Поставки двигателей	-	448 штук
Дополнительное финансирование	-	£5,3 млрд

Двигатель Rolls-Royce Trent 900

UltraFan: Новое поколение авиационных двигателей

UltraFan: Революция в авиационных двигателях Rolls-Royce

Британский концерн «Роллс-Ройс» объявил о решающем этапе создания самого мощного и экономичного авиационного двигателя в мире. Специалисты уже говорят, что он определит курс двигателестроения на несколько десятилетий вперёд.

На сегодняшний день самым мощным авиационным двигателем считается произведённый компанией «Дженерал Электрик» GE9Х с максимально зафиксированной тягой в 61 тонну. Используют его только на последних модификациях широкофюзеляжного пассажирского «Боинга-777».

Но в мире существует ещё один производитель сверхмощных авиадвигателей, наша Объединённая двигателестроительная корпорация пока им не конкурент, - «Роллс-Ройс». И англичане решили перехватить пальму первенства у американских коллег, начали сборку первого двигателя UltraFan (сверхвентилятор?), самого большого авиадвигателя в мире с диаметром переднего вентилятора 3, 56 метра (у GE9Х «всего» 3, 4 м)! Завершить работу планируют в конце текущего года, готовность изделия к испытаниям можно ожидать в начале следующего года. Испытательный стенд за 90 млн фунтов стерлингов уже построен.

Скорее всего, это будет двигатель-демонстратор, платформа для нового семейства авиадвигателей, которые должны обеспечить 25%-ное повышение топливной эффективности по сравнению с предыдущим поколением турбореактивных двигателей семейства Trent с диаметром вентилятора 2, 95 м и тягой от 24 до почти 44 тонн. Заявленная тяга UltraFan умопомрачительная - от 60 тонн!

Двигатель UltraFan нафарширован самыми передовыми решениями: композиционные материалы с керамической матрицей, из которых изготовлены многие компоненты, повышают эффективность работы турбины высокого давления, и, что явилось неожиданностью, привод на громадный вентилятор с лопастями из титаноуглеродного волокна реализован через редуктор. Он позволил выбросить из конструкции турбину низкого давления и существенно облегчить конструкцию.

В заключение можно сказать, что история Rolls-Royce в авиации - это история инноваций, стремления к совершенству и огромного вклада в развитие мировой авиационной промышленности. От легендарного "Мерлина" до перспективного UltraFan, компания продолжает оставаться одним из лидеров в области разработки и производства авиационных двигателей.