Открывая тайны воздушного океана - Александр Фёдорович Агарев

у меня и Валерия кончился кислород. У меня страшная головная боль, с трудом передвигаюсь на четвереньках. Валерий дотрагивается до носа – рука покрывается кровью.

К счастью, через восемь минут самолет вынырнул из облаков. Машина снижается, наступает облегчение…». [11]

Хочется сказать еще раз о том, что самолет АНТ-25 специально предназначался для полетов на рекордное расстояние. Андрей Николаевич Туполев с удовлетворением говорил, что эта машина была построена «дерзко». Очень много оригинальных, необычных для того времени особенностей конструкции, общей компоновки АНТ-25 позже прочно вошло в практику самолетостроения. Это, например, широко раскинутые крылья, в два с лишним раза превосходившие по длине фюзеляж.

Группа ученых во главе с молодым математиком М.В. Келдышем, провела специальные расчеты прочности несущих плоскостей. Миллионы пассажиров, ежегодно пользующихся услугами Аэрофлота, даже не подозревают, что гладкая обшивка фюзеляжа и крыльев современных лайнеров, их убирающиеся в полете шасси, топливные баки, размещенные в центроплане, бортовые радиостанции, система антиобледенения двигателей и отопления салонов на большой высоте – все это впервые было применено при создании машины для сверхдальнего перелета. Больше того, без таких качеств, своим появлением «задавших тон» прогрессу мировой авиации, вряд ли могли быть выполнены исключительные по смелости и летному мастерству трансконтинентальные и трансполярные рейсы экипажей Чкалова и Громова.

С того времени наша страна – непременный участник традиционных авиасаловнов на аэродроме Бурже.[12]

Блюхер сказал экипажу Чкалова, что их полет был очень важен. За ним пристально следила Япония. Как известно, в то время в Манчжурии была собрана миллионная армия. А их полет показал: «случись» что, и вас достанут и из Омска, и из Красноярска. Японцам пришлось отказаться от своих агрессивных замыслов.[13]

Интересный материал содержится в статье «Полёт, открывший новую эру в истории авиации», опубликованной в журнале «Советская Сибирь», 27.06.1937 г.[14]

Не остались в стороне и западные издания. Так, «Газета «Сан-Франциско хроникл» писала, что «только неустрашимые люди могли предпринять такой полёт. «Мы много слышали о подвигах советских летчиков, – последний подвиг совершён на глазах всего мира, и все видели, что это – великолепнейший подвик».

Другая газета, «Устертсун Нью-Йорк Таймс» указывала, что полет являлся одним из наиболее отважных предприятий в истории авиации: «Этот подвиг, только несколько лет тому назад казавшийся неосуществимым, выполнен с точностью, методичностью и мастерством, которые лишний раз подтверждают в глазах всего мира качество материальной части и мастерство пилотов советской авиации».

Отмечая успехи наших летчиков, следует, прежде всего, сказать о том, что ЦАГИ стал надежной стартовой площадкой дальнейшего впечатляющего развития советской авиации.

Что касается роли С.А. Чаплыгина в успешном развитии авиации, нельзя не отметить тот факт что, когда он работал в ЦАГИ в начале 30-х годов, коллеги восхищались атмосферой высокой науки, оптимизма и взаимного уважения, царившей в институте. Формировалась эта атмосфера вокруг интеллектуального и духовного стержня института, который составляли ученики Н.Е. Жуковского и, прежде всего, академик Сергей Алексеевич Чаплыгин, ставший для молодого Келдыша близким и ярким примером.

Бессменный председатель Коллегии ЦАГИ, блестящий математик и механик, Чаплыгин многие годы руководил знаменитым семинаром. Чаплыгин был замечательным примером для Келдыша во многом, в том числе (это оказалось особенно важным впоследствии) и в качестве блестящего организатора науки. Начиная с 1937 года, Мстислав Всеволодович стал всё больше внимания уделять развитию теории флаттера – нового и крайне опасного явления.

Маршрут беспосадочного перелета

Фундаментальный подход к решению проблем аэродинамики в соединении со здравым инженерным анализом сыграли центральную роль в изучении флаттера. Это грозное и таинственное явление, похожее на взрыв, при котором за доли секунд разрушались агрегаты самолета, а иногда и весь самолет, было связано с заметным повышением максимальных скоростей полета новых самолетов.

Суть флаттера (от английского «flu ter» – трепетать) составляет динамическая потеря устойчивости конструкции, обусловленная сложным взаимодействием трех видов сил – аэродинамических, массово-инерционных и сил упругости конструкции самолета. Когда скорость полета превышает некоторую величину, названную «критической», на самолете возникают колебания с нарастающей амплитудой. С 1935 по 1943 годы в Германии произошло около 150 аварий и катастроф из-за флаттера, а в США в течение 1940-1950-х годов случилось по той же причине более 100 тяжелых лётных происшествий. Наши же потери от флаттера в 30-40-е годы оказались на порядок меньшими, чем немецкие. И этим достижением мы обязаны, прежде всего, таланту и многолетней энергичной работе Мстислава Всеволодовича Келдыша и его сподвижников в ЦАГИ.

Чаплыгин не только понял масштабы опасности, но и пошел по наиболее перспективному пути решения сложной проблемы. Он привлек к созданию теории такого загадочного и запутанного явления, как флаттер, именно М.В. Келдыша – одного из лучших своих учеников, успевшего уже не раз показать свое поразительное умение глубоко проникать в существо самых сложных и разнообразных явлений, используя не только тонкую интуицию, но и совершенное владение богатым арсеналом математической физики.

Чаплыгин не стал закреплять Келдыша в «своей» общетеоретической группе – ОТГ ЦАГИ, а дальновидно направил его в экспериментальный аэродинамический отдел ЭАО ЦАГИ, где создал сильную группу теоретиков и экспериментаторов, ориентированных на решение самой злободневной на тот момент проблемы – флаттера. К работе этих ученых глава ЦАГИ Сергей Алексеевич Чаплыгин и подключил молодого, но уже проявившего свои незаурядные способности инженера Мстислава Всеволодовича Келдыша.

В зарубежной печати высказывалось даже убеждение, что получить в аэродинамической трубе флаттер, подобный тому, который может возникнуть в условиях реального полета самолета, – невозможно. В 1937 году в аэродинамической трубе Т-5 ЦАГИ была испытана первая динамически подобная модель крыла самолета АНТ-25. Любопытно, что даже несколько лет спустя зарубежные исследователи считали моделирование флаттера невозможным и не скоро стали использовать «шашлычную» схему в конструкциях динамически подобных моделей.

Теорию должны были подтвердить экспериментальные исследования и летные испытания. Для этого в аэродинамической трубе Т-5 ЦАГИ была испытана динамически подобная модель крыла самолета АНТ-25, на котором советские летчики во второй половине 1930-х годов выполнили рекордные перелеты на Дальний Восток и в США. Эксперименты в трубе дали хорошее совпадение с расчетами по методике Келдыша.

Следующей задачей стало создание аппаратуры, способной сигнализировать о приближении флаттера. Однако, по словам Марка Галлая, выбранный для ее испытаний серийный двухмоторный скоростной бомбардировщик СБ довести до флаттера было физически невозможно: даже при самом крутом пикировании с полным газом он скорее просто поломался бы от силового воздействия встречного потока воздуха, чем попал во флаттер. Поэтому в интересах эксперимента самолет намеренно «испортили»: сняли с обоих элеронов специальные противофлаттерные весовые