苏联轰炸机动力大师库兹涅佐夫
最近，俄军出兵叙利亚，俄罗斯几大轰炸机再次集体亮相，这些叱咤风云的图波列夫系列轰炸机是苏联和俄罗斯赖以维系大国地位的“重器”，屡屡环绕美国、西欧乃至日本外海飞行的图-95MS、图-160轰炸机让人感到“巨人还没走远”。
人们不能忘记那些轰炸机设计师们，但也不应忘记为这些“空中堡垒”提供“澎湃心脏”——发动机的科学家，本文为您讲述苏联最伟大的战略轰炸机动力设计大师尼古拉·德米特里耶维奇·库兹涅佐夫的故事，他是苏联（后为俄罗斯）科学院院士，两次被评为“社会劳动英雄”、“列宁”奖金和“苏联部长会议”奖金获得者，多次当选俄罗斯联邦苏维埃共和国最高委员会代表，还是一名响当当的工程中将。直到今天，俄军用航空动力系统的布局与科研方向仍是库兹涅佐夫当年规划的，用1994—2004年期间担任库兹涅佐夫公司（现萨马拉科学研究技术联合体无限股份公司）总经理兼总设计师的叶甫根尼·亚历山大罗维奇·格里岑科的话说：“我非常荣幸地在库兹涅佐夫的领导下工作了37年，他是一位伟大的天才，他在许多领域都取得辉煌的成就，至今还令后人享用不尽。”
站在巨人的肩膀上
库兹涅佐夫，1911年6月23日出生于阿克纠宾斯克，6岁时俄国爆发十月革命，当时即便是省城里的人们也过着十分艰难的生活，库兹涅佐夫一家也好不到哪里去，父亲是一位铁路钳工，革命期间担任义勇队队长，参加阿克纠宾斯克苏维埃政权的组建。革命结束后，父亲继续从事机车修理工作，经常前往事故发生地，最终在一次事故中身受重伤，全身瘫痪，双目失明。由于失去主要劳动力，生活无着的库兹涅佐夫一家被迫于1923年迁回原籍——位于莫斯科周边的小村谢苗诺夫斯科耶，那里属于洛帕斯尼亚行政区。幸运的是，靠着顽强的毅力，父亲的身体逐渐康复，眼睛甚至有了点光感，让家境稍微好转一些，特别是让库兹涅佐夫进入技工学校，从小就掌握机械原理和简单的零件加工手艺，这在当时是难得的谋生本事。
对于寒冷的俄罗斯来说，雪橇是非常重要的交通工具，同著名的飞机设计师A.N·图波列夫与A.A·阿尔汉格利斯基一样，十几岁的库兹涅佐夫也决定设计一种气动雪橇。他的想法吸引了一批同龄人，他们弄来发动机、螺旋桨和滑雪板，组装出一部气动雪橇，当雪橇飞驰起来后，这群年轻人兴奋异常。在此期间，库兹涅佐夫充分展示了自己的组织才能。机动雪橇的成功让库兹涅佐夫下定决心报考航空技术学校发动机制造专业。进校后，他得知以M.V·伏龙芝的名字命名的第24航空发动机工厂（今萨马拉科研联合体）需要一批技工，这些工人可以利用晚上的时间在航空技术学校学习，这样不仅不耽误学业，还可以通过工作补贴家用，对库兹涅佐夫来说，更重要的是可以在工厂内得到动手实践的机会。谁也不会想到，几十年后库兹涅佐夫能在该厂研发出NK系列轰炸机用发动机，并且该工厂会以自己的名字命名。
很快，库兹涅佐夫进入第24厂的组装车间。第二学年结束后，库兹涅佐夫被邀请至共青团中央委员会，得知自己被团中央考查过，还被推荐前往以N.E·茹科夫斯基命名的军事航空学院深造。1933年，通过入学考试的库兹涅佐夫成为该学院的一名学员。说几句题外话，后来格里岑科与库兹涅佐夫到莫斯科出差时，经常被库兹涅佐夫带去那所学院的公共食堂就餐，因为他熟悉里面的女服务员，每次招待都非常热情周到，可见库兹涅佐夫当年在学校里很受欢迎。
1938年，库兹涅佐夫以优异的成绩毕业，被授予三级军事工程师军衔，被留在航空发动机教研室攻读硕士学位，不久又被派到列宁格勒空军学院去教学。由于其研究生论文内容是关于活塞发动机的，于是他恳请苏联科学院通讯院士L.S·列宾逊担任导师，列宾逊是该领域的泰斗，曾建立航空科学界著名的“列宾逊算法”。列宾逊同意了，后来的事实证明，他的决定是正确的。1941年4月2日，库兹涅佐夫凭借出色的毕业论文取得技术科学硕士学位。接下来，列宾逊建议库兹涅佐夫攻读博士学位，一年后，博士论文刚刚准备完毕，伟大卫国战争就爆发了，论文答辩被迫推迟。
递交了多份申请后，库兹涅佐夫终于获得了参军机会，并被任命为第6航空军第239歼击航空兵师高级工程师。然而几个月之后，库兹涅佐夫就被从前线召回，前往乌法发动机制造厂设计局担任党小组长。在V.Y·克里莫夫的领导下，该局正对VK-107A发动机进行改进，这是当时应用非常广泛的一种发动机。很快，克里莫夫就发现这位党小组长能力超强，于是建议苏共中央委员会书记G.M·马林科夫任命库兹涅佐夫为设计局第一副总设计师。几个月后，这一建议变成现实。1946年，克里莫夫被调到列宁格勒一个新组建的设计局，于是他将自己的位置交给库兹涅佐夫。乌法设计局在库兹涅佐夫的带领下发展顺利，没想到1948年却被上级强令解散了。当时除了乌法设计局，还有多个地方的设计局也被解散，原因是它们均系1941年战争爆发后从西部地区疏散来的，随着战争结束，大部分工作人员都返回自己的家乡，既然留不住人，那么设计局也就没有存在的可能了。
剔除“南郭先生”
西方有句谚语：“上帝关上门，总会在别处开扇窗。”在当地政府的帮助下，被解散的乌法设计局有了新的出路。1949年5月，库兹涅佐夫出任新组建的第2航空发动机制造厂总设计师，他带着近40名原乌法设计局的设计师来到工厂所在地古比雪夫市（今萨马拉市），那里已有325名从德国来的专家，他们原为纳粹德国容克、宝马和阿斯卡尼亚公司的老员工，在航空动力领域有很深的造诣，与苏联同事合作也比较融洽。1953年开始出现德国专家返乡潮，但仍有许多人留下来，因为他们喜欢这里的工作氛围。
第2航空发动机制造厂厂长是N.M·奥列霍诺夫工程上校，库兹涅佐夫来厂后的当天晚上，奥列霍诺夫就亲自到宿舍里看望他，两人进行了长达两个小时的交谈。应该说，在生产问题上，总设计师尽管可以有一些创造方面的独立性和自主性，但总体上还是要听从厂长的指挥，奥列霍诺夫希望库兹涅佐夫能把一度效益不彰的厂属设计局搞起来，使其能真正设计性能卓越的大推力军用发动机。经过认真思考，库兹涅佐夫意识到设计局必须进行大刀阔斧的改组，否则不能指望有什么进展。幸运的是，他的意见得到设计局领导人F.G·克瓦索夫和斐迪南·布兰德涅尔的支持，后者是来自德国容克公司的高级工程师，出于对苏联的热爱，在设计局里担任设计处处长，也是局里的技术权威。库兹涅佐夫认为，苏德专家要相互学习和沟通，促进“科研大协作”，他领衔成立了科技委员会，包括设计局各部门的德籍技术主管领导及其苏联副手。顺便说一下，与其它苏联军工企业不同，第2航空发动机制造厂非常开放，在面对昔日敌国的技术人员方面颇为大度，如多数科研部门的主管领导居然由德国人担任，其副手则是苏联人。
当然，两个国家的人在一起共事，总归会遇到一些问题。像科技委员会的一次会议上，首先由一名德国专家做报告，不想报告内容空泛、文理不通，库兹涅佐夫当场就发火了，在接下来的总结中，他严厉地指出，要么这位专家根本不懂设计工作，要么是在应付差事。他警告所有人，如果接下来谁的报告再是这个水平的话，他将降低报告者的薪水，并准备在下周对所有德国专家进行一次水平鉴定。这一声明把所有人都震住了，那些有“南郭先生”情结的德国人开始明白，他们面对的是一位真正的行家，一位要求严格的强硬派领导。很快，设计局成立了专家鉴定委员会，成员包括发动机、涡轮机、气动力学、材料学和试验领域的专家。鉴定工作使库兹涅佐夫很好地了解局里科研人才的水平（尤其是德国专家），对后来研发高性能轰炸机发动机的组织工作打下坚实的基础。
不抛弃，不放弃
1950年5月，厂长奥列霍诺夫被调到莫斯科，M.S·季托夫成为新厂长，库兹涅佐夫也被提拔为副厂长。当时厂里接到的主要科研任务是为图-85远程轰炸机提供动力。由于大功率低油耗型活塞发动机已经发展到尽头，库兹涅佐夫决定开发1.2万马力的涡桨发动机，但除了涡轮机处长科尔杰斯博士外，没有几名德国专家支持库兹涅佐夫的决定，他们认为这种发动机的涡轮机不可能造出来。库兹涅佐夫和科尔杰斯都认为，这种涡轮机至少需要四级结构，同时还要具备较高的功率输出系数，最终这种发动机采用了五级结构，输出系数也非常高。对于这种TV-12（后更名为NK-12）发动机来说，有人认为是德国人主导研发的，特别在上世纪90年代，这种声音传播得非常广，实际上这种说法是不客观的。通过工厂文件和参与人的证实，TV-12/NK-12的研发思路确实是库兹涅佐夫提出来的，设计与生产的组织工作、以及人员选派等工作也都是他负责的，不论苏联专家、德国专家，还是冶炼工、技工都是由库兹涅佐夫亲自挑选出来的。
然而新发动机的命运却几经波折。起初，库兹涅佐夫主张为图-85匹配1.2万马力、燃油消耗率225～230克/马力·小时的涡桨发动机，但这需要时间。图波列夫设计局方面不支持他的意见，出于确保进度的考虑，仍坚持用过时的2TV-2F活塞发动机（燃油消耗率290克/马力·小时）配备图-85。恰好苏联最高领袖斯大林在一次观摩之后，对图-85的表现不太满意，认为其动力系统有待提高，飞机总师图波列夫才将目光投向库兹涅佐夫推荐过的涡桨发动机。后来图-85项目下马，涡桨发动机就用到图波列夫的新杰作——图-95战略轰炸机上。
1951年7月11日，苏联部长会议下发决议，要求为图-95轰炸机生产功率1.25万马力、燃油消耗率225克/马力·小时的涡桨发动机，并规定在1953年第四季度对其进行国家试车。作为过渡，图-95先用2TV-2F活塞发动机进行试飞，等到新发动机技术成熟后再行换装。就算在今天，人们也很难相信，库兹涅佐夫能在如此短暂的时间内制造出TV-12发动机来，生产人员进入了三班倒的工作状态，工程师与设计师们完全到了废寝忘食的程度，根本没有时间考虑私人事情。1952年3月，第一台没有安装起动机的TV-12发动机被送上液压制动试车台，发动机运转了很长时间，空气通过压缩机和特殊导流装置进入涡轮机，在全世界范围内，这种技术是首次被应用到实践中。让人意想不到的是，当涵路节气阀启动后，发动机损失功率从1500马力一下子降到150马力，从而大大提升发动机的有效功率。1958年，当这种发动机进行第一次大修时，它一共飞行了200小时，巡航模式下燃油消耗率为207克/马力·小时，极限状态为168克/马力·小时。即便是今天，这种水平在世界上依然不落后。
当苏联乃至世界上的第一台大功率涡桨发动机进入艰难的调试阶段时，库兹涅佐夫面临更大的压力，压缩机和涡轮机的调试暴露出不少缺陷，特别是叶片材料强度问题最为突出。经过一番努力，他与航空发动机制造中央科研所的S.T.基什金决定用ZS-6K复合材料制造发动机前两级叶片，使得压缩机能将空气压缩至13个大气压，当时属于世界首创，这一成功彻底拯救了TV-12发动机项目。需要强调的是，苏共中央委员会给航空工业部施加很大压力，因为他们希望图-95战略轰炸机尽快飞上蓝天，以便与美国抗衡，因此，航空工业部向库兹涅佐夫的工厂派来一个又一个专家委员会，对调试工作进行评估。1953年，由航空动力专家A.A·米库林和V.Y·克里莫夫率领的技术委员会对整个TV-12项目进行评估，尽管米库林对压缩机比较满意，但还是否定整个发动机的调试工作，认为应该中止这一项目，克里莫夫则全力支持库兹涅佐夫的工作，认为这种发动机肯定能够调试成功，最终走上国家试车台。
1955年3月，TV-12发动机终于通过国家试验，量产工作随即展开。然而命运的折磨没有结束：用TV-12顶替2TV-2F作为动力源的图-95进行了16次试飞，结果都不错，没想到第17次飞行却发生坠毁事故，等待了好几年的国家开始失望了，打算让图-95轰炸机连同刚刚定型的发动机一起下马。为了大家的事业，图波列夫将库兹涅佐夫召集到身边，说：“我们还能够做什么呢？真理很简单，没有好的发动机就没有好的飞机，图-95和TV-12是‘命运共同体’。”于是，图波列夫与库兹涅佐夫紧急制定了一个计划，找到时任部长会议军工委员会主席的V.A·马雷舍夫汇报。计划很明确：2TV-2F发动机必须为TV-12发动机让路，图-95轰炸机的开发必须坚持下去，如果现在半途而废，就等于前功尽弃。马雷舍夫接受了这一计划，允许图波列夫设计局与第2航空发动机制造厂把所有力量都集中到TV-12发动机的调试上，还为其安排了三架图-4轰炸机充当“空中实验台”，每架图-4的四台ASh-73TK发动机中的一台换成TV-12发动机，以加快调试进度。正是这一决定挽救了一架伟大的战略轰炸机和一款伟大的发动机。
后来，苏联又在图-95的基础上研发了多种飞机，包括图-126早期预警机、图-142远程反潜巡逻机和图-114洲际客机。而库兹涅佐夫领导开发的NK-12发动机更是繁衍得枝繁叶茂，古比雪夫的第2航空发动机制造厂也一举成为苏联最大的发动机制造企业，正如他所说的：“发动机的生命在设计时埋下了种子，量产时生根发芽，应用时才得以茁壮成长。”1955年6月15日，苏联部长会议专门下发决议，将TV-12发动机更名为“NK-12”，并确定以后凡是由库兹涅佐夫研发的发动机全部以“NK”命名。“TV”是俄文“涡轮螺旋桨”的缩写，“NK”是则是尼古拉·库兹涅佐夫的缩写。
人才是科研之本
库兹涅佐夫领导古比雪夫厂（局）历时45年，最初是主管设计师，1956年起担任总设计师，被授予“航空发动机特级设计师”称号并获颁工程中将军衔，之后他又搞出许多著名的发动机。但库兹涅佐夫对人材的重视甚于新发动机，他投巨资建立学校，对本单位发动机人员进行培训，并对两个分支机构的人员给予同样的重视，一个是古比雪夫机械设计局（今“马达生产者”集团下属的萨马拉机械制造设计局无限股份公司），另一个是喀山设计局（今喀山机械制造设计局无限股份公司）。库兹涅佐夫认识到，直接工作在企业内的设计师更了解发动机，更容易发现和解决问题。由于他与工人们的接触较多，所以能够掌握每天的生产进度，他还经常鼓励分支机构的设计人员大胆向自己的领导提出设计思想和理念，不要认为这样是在与母单位抢饭碗，毕竟他们与母单位一样拥有试验基地、机械试验车间，这样分支机构不仅可以生产母单位的发动机，还可对其进行改进和完善，从而发展出新型发动机，像后来的NK-12MA、NK-12ST、NK-14ST、NK-8-2I、NK-86A、N-87和NK-91等发动机型号皆是如此。库兹涅佐夫还与其它兄弟工厂保持着良好的合作关系，除了发动机定点量产工厂外，还会根据工作需要与其它工厂签订合同，如为苏联N-1登月运载火箭生产液体发动机期间，库兹涅佐夫就与许多工厂签约，其中包括著名的礼炮联合体和彼尔姆发动机集团等。
1995年，库兹涅佐夫因病去世，享年84岁。死后在家乡阿克纠宾斯克建立起他的半身铜像，俄空军一处基地也以他的名字命名。
作者：罗山爱张韶华
来源：《兵器知识》2016年第03期
