О гаражных замках и о том, как создается самолет

 

Конец зимы. Яркий солнечный день. Я на даче на лыжной прогулке. А вечером я приглашен на высокое торжественное заседание. Собираясь ехать в Москву, отпираю гараж. В нем массивный внутренний замок. Увы, ключ не поворачивается. Все ясно, днем я растворил ворота, подставив их прямым солнечным лучам. В замке растаял иней, а когда я ворота закрыл, влага замерзла, заклинив замок.

Рассчитывать на общественный транспорт не приходится, так на высокое заседание я не успею. Разморозить замок можно, влив в него немного спирта. Спирта нет, но есть дорогой марочный коньяк. Дорожа высоким приглашением, решаюсь лить в замок коньяк. К счастью, 150 грамм оказалось достаточно. Остальную часть бутылки использую по назначению.

Размораживать гаражный замок марочным коньяком очень неэкономно. Однако при создании самолетов такие методы бывают иногда неизбежны. В 1964 году совершил свой первый вылет самолет МиГ-25. Это самолет-рекордсмен, самолет-король. Два последующих десятилетия ему не будет равных ни в одной стране мира. Его скорость почти три звуковых, при этом он на этой скорости свободно маневрирует.

Но! Это на высоте 18–20 километров. У земли же он был ограничен скоростью менее 1000 километров в час. Он не был рассчитан на нагрузки малых высот. Он был задуман как король высоты. В частности, бустера его рулей для малой высоты были недостаточно мощными.

МиГ-25 несколько лет демонстрировал свои совершенства в условиях, на которые был рассчитан. Но вот в лагере потенциального противника появилась для МиГ-25 потенциальная цель, летящая на малой высоте. От самолета потребовали увеличения скорости на малой высоте. Когда от конструкции требуют то, что в нее не было заложено при создании, это напоминает размораживание замков марочным коньяком.

В ЛИИ проводятся летные испытания МиГ-25 с доработками, позволяющими увеличить приборную скорость у земли. Испытания ведет Олег Гудков.

В это время в Кубинке готовят показ нашей авиации большому начальству во главе с Брежневым. Перед трибуной на малой высоте на скорости, близкой к предельной, проходят МиГ-25, энергично переходя в горку. На очередной репетиции крайний самолет в момент перехода в горку, резко накренившись, ударяется о землю. Летчик майор Майстренко погиб. Назначается высокая аварийная комиссия.

Выясняется, что такой случай уже был, но благодаря несколько большей высоте самолет сделал полную «бочку», и майор Колесников остался цел. После катастрофы Майстренко самолет Колесникова передали в ЛИИ для испытаний и обследования.

Случай неординарный. МиГ-25 оказался под подозрением в скрытом конструктивном дефекте. А боевой самолет, как уже говорилось, должен быть подобен жене Цезаря.

Небольшое отступление. В самолетной аэродинамике есть понятие — шарнирные моменты. Это характеристика усилий, которые возникают на рулях и которые должен преодолевать бустер. Пока что слабым местом по шарнирным моментам на МиГ-25 были элероны. Бустера элеронов с трудом преодолевали их шарнирные моменты. Самолет на большой скорости становился вялым в поперечном управлении.

Анализируя данные о катастрофе, комиссия выдвинула версию о попадании ведомого самолета в спутную струю ведущего; эта спутная струя якобы и перевернула самолет, а Майстренко из-за вялости управления не смог этому препятствовать. Для проработки версии были проведены летные испытания. Летчики ОКБ Федотов, Орлов и летчик ЛИИ Гудков летали строем на разных интервалах и дистанциях, имитируя условия катастрофы.

 

 

Олег Васильевич Гудков

 

Результаты испытаний давали подтверждение версии спутной струи, хотя и не очень убедительные. Для начала эта версия была принята. Но испытания на самолете Колесникова Гудков продолжал. 3 октября 1973 года — очередной полет Гудкова. Большинство работников летной части по славным традициям тех времен убирают корнеплоды в подшефном колхозе. Оставлены для обслуживания полета несколько человек, в том числе и я. Со словами «Гудков упал!» в столовую вбежала девушка-диспетчер.

Обстоятельства падения таковы: на высоте около 1000 метров Гудков по заданию выполнял имитационные режимы. В ответ на отклонение рулей самолет начал интенсивно вращаться и на обратное отклонение рулей не реагировал. Не ожидая такого поведения самолета, летчик не подумал о выборе маршрута. Вращаясь и снижаясь, самолет был над городом Раменское. Магнитофонная запись зафиксировала:

— 530 вращает.

530 был позывной Гудкова.

Будь он в испытательной зоне, катапультное кресло его бы спасло, но бросить 30 тонн металла и горючего на людей Олег не мог. В самый последний момент в ста метрах справа оказалась текстильная фабрика, где работали несколько сот женщин. В ста пятидесяти метрах слева — людный Раменский рынок, а самолет шел носом в складское помещение.

Олег дернул ручку катапульты, но из-за вращения самолета кресло с летчиком стрельнуло в кирпичную стену, и двадцать лет спустя с шоссе можно видеть щербатую стену, принявшую на себя тело летчика.

Так версия спутной струи отпала. Другого самолета рядом не было, а самолет вращался, как у Майстренко и Колесникова. В аварийной комиссии представители ЦАГИ, ЛИИ, ОКБ, министерства и ПВО.

Я тоже член комиссии и уже имею большой опыт в подобных делах. Знаю, что для успеха расследования сначала нужно собирать фактический материал, не задаваясь версиями. Цена одной ошибочной версии уже оказалась очень высокой.

Я и летчик-инспектор ПВО Юрий Николаевич Беликов объезжаем район и опрашиваем свидетелей: где, кто, что видел. Между нами нет никаких ведомственных трений и взаимного недоверия. Нам одинаково важно и интересно выяснить истинную причину двух катастроф.

Частично сохранились записи приборов. Всю картину падения видел с аэродрома механик этого самолета. Его глаз оказался зорким. Одна подмеченная им деталь навела меня на версию.

Сведения Беликова ее подтверждали; версия в моем сознании крепла. Восемью годами раньше я проводил испытания по отказам управления на самолете Су-7. Было выяснено, что если одна из половин стабилизатора, который управляет продольным движением, работает, а другая заклинилась, то возникает кренящий момент, превышающий таковой от элеронов. То есть неисправное продольное управление перебарывает исправное поперечное.

Я делюсь своей версией с представителем ЦАГИ и начальником бригады управления ОКБ. Вопреки сложившемуся мнению представитель ОКБ принимает мою версию первым, хотя в этом случае он в известной мере берет за случившееся ответственность на себя. Далее проводятся узконаправленные исследования в ЦАГИ и летные в ОКБ и ЛИИ. Почему могла заклиниться одна половина стабилизатора? Оказалось, что шарнирные моменты стабилизатора могут пересилить бустера.

Такое возможно было в очень узкой зоне сочетания скорости и высоты. Ведь не случайно самолет МиГ-25 пролетал уже восемь лет без таких отказов. Если бы не необходимость увеличивать скорость на малой высоте да если бы самолет не гоняли на парадно-показные полеты, не имеющие отношения к боевым маневрам, этот отказ не случился бы еще долго, может быть, никогда. Но жене Цезаря не позволительны никакие вольности.

Причина выяснена, средства ее устранения известны. Казалось бы, можно поставить точку. Но в комиссии был представитель министерства, а в инструкции по расследованию летных происшествий есть графа о виновности, и страж закона с Уланского переулка, где находился МАП, требовал ее заполнения, ибо не может быть ЧП без виновных. Так кто же виноват?

Шарнирные моменты определяются в ЦАГИ точно, но не в узкой трансзвуковой зоне. ОКБ, проектируя систему управления, следует рекомендации ЦАГИ, но, как уже говорилось, необходимость увеличения скорости потребовала незапланированных доработок. В результате маленькая зона характеристик управляемости оказалась вне контроля.

Кстати сказать, слабое место в определении шарнирных моментов после исследований, проведенных в связи с катастрофами на МиГ-25, было выявлено и на самолетах других фирм, но, к счастью, без трагических исходов.

Эти исследования имели радикальные последствия. После семидесятых годов проблем с шарнирными моментами больше не возникало и летных происшествий по этой причине больше не было.

Автор считает, что Олег Гудков ценой своей жизни закрасил еще одно белое пятно авиационной науки.

 

Первый вылет самолета

 

В семидесятых годах, принимая поздравления по поводу первого вылета опытного самолета, Павел Осипович Сухой сказал:

— Вы напрасно придаете этому событию такое значение. Сейчас очень трудно сделать самолет, который бы совсем не полетел.

Нисколько не подвергая сомнению авторитет выдающегося конструктора, автор все же не может согласиться с Сухим по поводу первого вылета. Начиная с братьев Райт и до сегодняшнего дня первый вылет всегда торжественное событие.

Первый вылет первого в мире сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 был совершен 31 декабря 1968 года. Метеоусловия были очень плохими и никак не соответствовали требованиям для первого вылета. Но на этом настоял Андрей Николаевич.

Дело в том, что конкурент Ту-144 — англо-французский «Конкорд» — хотя всего на два месяца отставал от Ту, но вылетел уже в 1969 году. Туполев придавал значение даже дате вылета.

Хотя готовность самолета к полету сегодня намного выше, чем полсотни лет назад, но и в последние годы были не вполне удачные случаи.

Первому вылету самолета предшествует большая работа: сначала на методическом совете зачитываются и обсуждаются заключения ведущих научно-исследовательских институтов. Затем выполняются рулежки. Затем — подлет. Этот элемент бывает сложнее первого вылета. Выполняя подлет, летчик разгоняет самолет до скорости отрыва, придает ему взлетный угол атаки, отрывает от земли, поднимает на высоту 1–1,5 м, пролетает на этой высоте 100–150 метров, после чего дросселирует двигатель и сажает машину.

Пока на самолетах были простые механические системы управления, подлеты сложности не представляли. Когда самолеты достигли больших скоростей, физических усилий летчика для управления рулями стало недостаточно, особенно когда скорости полета стали сверхзвуковыми.

В помощь летчику в систему управления стали включать силовые механизмы; называли их бустерами. Сразу же стало ясно, что системы эти не всегда управляемы и иногда свою помощь оказывают так, что лучше бы они ее не оказывали совсем. Дело в том, что иногда эти системы создавались без учета физиологических возможностей человека. Летчик был не в состоянии управлять рулями с нужной точностью. Представьте себе, что вам предложили вдеть нитку в иглу и пришить брючную пуговицу, имея на руках боксерские перчатки. Попробуйте.

Сначала с такой проблемой столкнулись на испытаниях самолета МиГ-19. Там продольное управление оказалось таким, что, пытаясь лететь прямолинейно, летчики раскачивали самолет с большой амплитудой перегрузок. Летчики ОКБ Микояна К. Коккинаки и Г. Мосолов чуть не разбили головы о фонарь от таких колебаний.

Но на МиГ-19 это еще не касалось подлета и взлета.

При попытке подлета на первом Су-7 (летчик-испытатель Кочетков) самолет вместо одного метра сразу взвился метров на пять. Посадить его, задросселировав двигатель, было нельзя. Он бы просто упал, а для плавного снижения не хватало длины аэродрома. Андрей Григорьевич Кочетков решил выполнить взлет. Так впервые произошел «непроизвольный первый вылет». К сожалению, не последний.

В конце пятидесятых годов ОКБ Лавочкина, уже в основном перепрофилированное на создание ракет, сделало истребитель-перехватчик Ла-250. Тогда возникло заблуждение, что самолет по сравнению с ракетой вещь более простая. Этот Ла-250 с точки зрения самолетной конструкции был очень примитивен, хотя по расчетам должен был иметь ракетную скорость.

Летный состав окрестил его «Анакондой» по аналогии с бразильским фильмом об амазонском удаве.

На первом же вылете самолет так раскачало по крену, что летчики Кочетков и Захаров ничего не могли сделать лучше, как сесть с убранными шасси в поле за аэродромом. После этих случаев в методику летных испытаний было внесено требование, что при выполнении подлета состояние самолета, метеоусловий и аэродрома должно соответствовать требованиям первого вылета.

В конце семидесятых годов в ОКБ имени Мясищева был создан оригинальный высотный самолет М-17. Первый экземпляр был построен на новом периферийном заводе. Для консультации, но без права на первый вылет, туда был послан летчик. Директор завода уговорил его выполнить рулежки. Летчик ранее с опытными самолетами дела не имел.

И вот в условиях, неприемлемых для полетов, на самолете с неотлаженным навигационным оборудованием, на плохо очищенном от снега аэродроме летчик начал выполнять скоростные рулежки. Из-за этого методического и административного разгильдяйства опять произошел непреднамеренный первый вылет, но уже с трагическим результатом — летчик погиб. Первый опытный самолет разбился. В этом случае система управления была ни при чем.

Вообще говоря, проблема бустеров и автоматизированного управления решалась долго и трудно. Так называемая продольная раскачка, впервые проявившаяся на самолете МиГ-19, повторялась неоднократно.

Всем известный Су-27, удивлявший весь мир на многих аэрошоу необыкновенной фигурой «кобра», не всегда был таким молодцом, как сегодня. На втором опытном экземпляре в 1978 году возникла такая раскачка, что самолет разрушился, а летчик Евгений Степанович Соловьев погиб.

В американской технической литературе такое явление называется «колебания, вызываемые летчиком». Однако летчик вызывает их не потому, что глуп и неумел, а потому, что их невозможно избежать. Вспомните занятия шитьем в боксерских перчатках. Роль боксерских перчаток играют плохие характеристики автоматизированной системы управления.

Если на истребителях с большим запасом прочности продольная раскачка не всегда носила фатальный характер, то на самолетах больших и тяжелых она, как правило, кончалась разрушением и гибелью экипажа.

Пример тому — самолеты Ту-22. Проблемы эти отнюдь не только отечественные и вчерашние: в 1993 году американский летчик-испытатель Томас А. Моргенфельд раскачал на посадке новейший опытный истребитель Х-22. Раскачал он его так, что тот разломался и сгорел, к счастью, без ущерба для летчика. Как видим, проблема имеет уже сорокалетнюю историю. Думаю, что все рассказанное дает еще один повод сказать: летные испытания — дело сложное, тонкое и не самое безопасное.