Мы - дети войны. Воспоминания военного летчика-испытателя - Степан Микоян

Когда появились реактивные самолеты со скоростью, близкой к скорости звука, в практике авиации стало употребляться понятие числа М[18] — отношения скорости полета к скорости звука. Дело в том, что приближение к скорости звука заметно влияет на полет самолета. Еще до достижения значения М=1, то есть скорости звука, на некоторых выпуклых поверхностях самолета, в том числе на крыле, «местная» скорость потока воздуха может стать больше скорости звука, и тогда звуковые волны, возникающие при нарушении самолетом «покоя» воздуха, уже не могут распространяться вперед. Они накладываются одна на другую, образуя «скачок уплотнения» — возникает как бы «воздухораздел» со скачкообразным перепадом давления до и после него.

На самолетах с прямым (нестреловидным) крылом при этом резко увеличивается сопротивление воздуха, изменяется распределение давления на поверхности крыла и нарушается балансировка — возникает затягивание в пикирование.

При стреловидной форме относительная толщина крыла (по направлению потока воздуха) меньше. На таком (или на прямом, но очень тонком) крыле сопротивление воздуха на околозвуковых скоростях возрастает в меньшей степени, а также не происходит затягивания в пикирование. (Углом стреловидности обычно считают угол между передней кромкой крыла и перпендикуляром к направлению полета.)

Резкий рост сопротивления и нарушение балансировки наиболее сильно проявляются на скоростях в области скорости звука, а при скорости, существенно большей звуковой, скачок возникает только впереди самолета, и его поведение уже «спокойное».

Когда явление затягивания в пикирование еще не было известно, произошло несколько катастроф, вошедших в историю авиации. Так погиб сын владельца известной авиационной фирмы летчик-испытатель Джеффри де Хэвилэнд в Англии, и это же было, скорее всего, причиной гибели Григория Бахчиванджи на первом нашем ракетном самолете БИ-1А. С трудом справился с затягиванием в пикирование, вовремя убрав газ, Андрей Григорьевич Кочетков на трофейном Ме-262. Эти самолеты могли развивать скорость большую, чем поршневые, а их аэродинамика этой скорости еще не соответствовала.

Я еще упомяну, наверное, не один пример подобного отставания науки от практики. Почти всегда, к сожалению, с каким-то новым неприятным явлением вначале сталкиваются летчики, причем часто с трагическими последствиями, а уж потом подводится научное обоснование и говорится, что «так и должно было быть»!

Самолет МиГ-15 был стреловидным, но угол его «стрелы» составлял лишь 35°, и крыло было недостаточно тонкое, поэтому главный конструктор ограничил максимально допустимое число М величиной 0,92 (у нестреловидных самолетов обычно не более 0,8). Однако в воздушных боях в Корее летчики, уходя от противника или преследуя его, часто превышали эту скорость. Мы получили указание провести испытания на крутые пикирования, оценить степень опасности такого маневра и выработать рекомендации летчикам. В этой работе мне тоже довелось участвовать.

Оказалось, что даже при отвесном пикировании с полным газом самолет МиГ-15 не мог достичь скорости звука — максимальное число М составляло 0,98. Казалось бы, совсем немного до единицы, но машина словно «упиралась в стенку» сопротивления воздуха (коэффициент сопротивления воздуха вблизи числа М=1 резко возрастает, особенно при нестреловидных или относительно толстых крыльях).

Мы убедились, что опасности этот режим не представляет. В более крутое пикирование МиГ-15 не затягивало, однако терялась эффективность поперечного управления, и он начинал медленно вращаться влево под действием момента от вращения компрессора и турбины двигателя.

В связи с войной в Корее расскажу еще одну интересную историю. Я уже говорил, что на самолете «сейбр» для прицельной стрельбы использовался радиодальномер, который подобно радиолокатору излучает электромагнитные импульсы. Инженер-испытатель по радиооборудованию нашего Института Вадим Викторович Мацкевич придумал и по собственной инициативе изготовил небольшой прибор, который реагировал на эти импульсы и выдавал в наушники звуковой сигнал (на этом принципе потом стали делать автомобильные «антирадары»). Некоторые руководители его Управления встретили это изобретение в штыки, так как в это время начались испытания радиолокатора «Позитрон» для обнаружения самолетов в задней полусфере, и изобретение Мацкевича могло ему помешать (так и случилось). Как мне недавно напомнил Вадим Викторович, он пришел ко мне, и мы решили поехать к Артему Ивановичу, который заинтересовался этим изобретением. В результате было решено провести испытания. Летчиками были назначены И. Н. Соколов и я. Прибор установили на хвосте самолета, а излучатель, имитирующий радиодальномер противника, — на башне одного из зданий Института, над которым мы, летая поочередно, делали проходы на малой высоте. Сразу после прохода башни в наушниках начиналось громкое завывание низкого тона, по мере удаления самолета громкость уменьшалась, а тон повышался. Работа излучателя четко фиксировалась до дальности не менее семи-восьми километров (в два с лишним раза больше, чем у громоздкого «Позитрона»). Такой прибор «защиты хвоста», информировавший об атаке противника задолго до его возможной стрельбы из пушек, мог очень помочь летчикам в бою. Потом Артем Иванович и министр авиационной промышленности М. В. Хруничев доложили о новшестве Сталину, который тут же приказал оборудовать этими приборами 500 самолетов МиГ-15. За изготовление приборов взялся директор НИИ-108 известный академик А. И. Берг, и вскоре их установили на самолетах МиГ-15, воевавших в Корее.

Однако вначале летчики прибору не доверяли. Но вскоре стало известно о первом опыте. Командир полка Герой Советского Союза П. Ф. Шевелев, летевший в паре с ведомым, услышав слабый сигнал этого прибора, осмотрел, насколько мог, заднюю полусферу, но ничего не увидел. Но сигнал продолжался и даже усилился. Он снова посмотрел назад и опять никого не увидел. Тогда он решил, что это «шутки» прибора, и отключил его. Через некоторое время его как будто что-то кольнуло, и он снова включил прибор. Теперь были слышны громкие низкие завывания. Оглянувшись, он увидел сзади пару «сейбров», готовых вот-вот открыть огонь. Командир резко ввел машину в вираж, ведомый — за ним, и «сейбры» проскочили, однако крыло самолета Шевелева все-таки пара снарядов зацепила. После этого летчики поверили в прибор, и он спас не одного их них. Мацкевич был награжден орденом Красной Звезды и представлен на Сталинскую премию, но ее так и не дали — Сталин умер.

С тех пор прибор защиты хвоста, названный «Сирена» (а позже — его модификация), стал атрибутом всех советских боевых и военно-транспортных самолетов.