Двигатель Баландина обошёл мировых конкурентов — но одна загвоздка не позволила ему выйти на конвейер

Начиная с того момента, как появился первый двигатель внутреннего сгорания, конструкторов и изобретателей не оставляла в покое мысль об усовершенствовании этого "чуда техники". При этом никак не могли решить одну из главных проблем кривошипно-шатунного механизма (запатентован Дж. Паккердом аж в 1780 году), заключающейся в раскачивании поршня из стороны в сторону, что вызывает сильный износ его самого, цилиндра и колец. Чтобы хоть как-то решить эту проблему, поршень стали делать в виде конуса, а его юбку — эллипса.

Фото: Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License)

Автомобильный двигатель

Однако это помогало не слишком сильно: очевидно, требовались радикальные меры. Этим и решил заняться Сергей Степанович Баландин — советский конструктор авиадвигателей. Однако, свои разработки он начал в 1935 году не с ДВС, а с парового двигателя. Эксперимент настолько удался, что изобретение тут же попало под зоркий взгляд НКВД. Под руководством Баландина создаются опытные моторы под индексами ОМБ, МБ, ОМ. Уже в 1936-м Сергей Степанович получает должность главного конструктора проектного бюро Военно-Воздушных Сил РККА. Все проводимые работы, имевшие отношение к новому механизму, засекретили.

Как работает двигатель Баландина

Вместо качающихся в разные стороны шатунов конструктор использовал т. н. "прямила" или штоки. С поршнями они соединялись не пальцами, как в традиционном ДВС, а через подшипники. Второй конец штока крепился к эксцентрикам, а они — к ползункам (крейцкопфам), ходившими по направляющим в картере. Внешне, например, четырехцилиндровый двигатель Баландина выглядел, как "крест", каждый конец которого представлял собой цилиндр с поршнем. Если сравнивать с обычным ДВС, то бесшатунная конструкция имеет неоспоримые преимущества:

• КПД достигает 96% вместо 86%;
• мотор греется меньше, благодаря чему требуется сравнительно небольшая по емкости система охлаждения или площадь радиаторов, отводящих тепло;
• есть возможность увеличить степень сжатия на 1-2 единицы;
• сокращение расхода горючего на 10-12%; 
• повышение удельной мощности на 3,3 и более кВт/кг;
• увеличение ресурса ДВС на десятки тысяч часов.

Были и иные плюсы: меньшая металлоемкость, связанная с относительно небольшим количеством деталей, отсутствие вибраций. Например, созданный Баландиным опытный авиамотор МБ-4, по габаритам сопоставимый с двигателем от "Волги", был мощнее примерно в 1,5-2 раза (65-80 л. с. против 140 л. с.).

Постройка бесшатунных моторов

Успех окрылил конструктора и вскоре был собран восьмицилиндровый турбированный авиадвигатель ОМ-127РН в 3 тыс. 500 л. с. Дальше — больше: построили двигатель для самолета мощностью 10 тысяч лошадей, весивший 3500 кг. Для сравнения: стационарная дизель-электростанция с такой же характеристикой весила бы в 200 (!) раз больше. Наконец, был разработан проект 24-цилиндрового бесшатунного ДВС мощностью 20 000 л. с. Созданный американцами ХР-7755 (производитель Laicoming) включал в себя 36 цилиндров при вчетверо меньшей (5 000 л. с.) мощности.

После войны, в 1957-м, Баландин оформил патент на свой ДВС и написал книгу, где подробно рассказал о бесшатунных двигателях, их преимуществах и сложностях при изготовлении. Однако "бестселлером" творение конструктора не стало: на издании еще долго стоял гриф "без публикации".

Уже в 1980-х предпринимались попытки практического применения двигателя Баландина. ЗиЛ построил опытный образец такого мотора и испытал его на стенде: полученные результаты показали, что характеристики экспериментального экземпляра явно превышают параметры серийного ЯМЗ-238. На конвейер мотор не поставили, но практическую пользу все же извлекли: на базе бесшатунного ДВС создали бесшумный и почти не вибрирующий компрессор, устанавливаемый в пневматические системы выпускаемых автомобилей. Также попытки приспособить движок на мотоцикл делали на Ирбитском заводе, но безуспешно.

Почему не выпускали серийно?

Некоторые созданные Баландиным конструкции дошли до наших дней: например, один экспонат можно увидеть в музее авиатехники (Монино). Чего нельзя сказать о документации — большинство чертежей, описаний и схем из-за завесы секретности оказались утраченными. И, хотя на сегодня нет информации о том, что в каком-нибудь КБ разрабатывают бесшатунный мотор, утверждать, что к нему потерян интерес не стоит. Особенно, если учесть, что абсолютное большинство конструкторских бюро крайне неохотно говорят о своих разработках: мол, будет ошеломляющий результат, тогда и расскажем! Есть и еще одно мнение: производители ДВС с шатунами препятствуют распространению новой конструкции, которая заставит весь мир переделывать свои заводы и производственные линии, а значит, терпеть убытки. Правда, пару лет назад проходила информация от КБ "Русмотор" о сборе средств на изготовление предсерийного образца бесшатунного двигателя: тогда речь шла о 16 млн руб. — сравнительно небольшая сумма. Но, видимо, рисковать никто не хочет…