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

Выехав на своей «Победе» из ворот, вдруг, не знаю почему, я решил позвонить из проходной в летную комнату. «Как В.Г. Сел?» — «Да, да, теперь уже все в порядке, сел». Ответ был странный, но важно, что сел. Я уехал.

Оказалось, что Василий Гаврилович в полете сорвался в штопор и с трудом вышел из него. По заданию он в горизонтальном полете на высоте 10 000 м взял на себя ручку, чтобы создать перегрузку 2,7. Нос самолета стал подниматься, однако Иванов сразу ощутил, что это происходит слишком энергично. Он отдал ручку от себя, но перегрузка продолжала увеличиваться. В.Г. отдал ручку до упора, однако самолет еще больше поднял нос и, превысив критический угол атаки, свалился в штопор. Летчик дважды давал рули на вывод — руль поворота против вращения и ручку полностью от себя, но вращение не прекращалось. ВГ передал по радио, что будет катапультироваться, но не прекращал попыток спасти машину. Высота была уже меньше 5000 м, плотность воздуха возросла, и самолет, наконец, вышел из штопора.

Причиной выхода на критический угол атаки и срыва в штопор явилась неустойчивость по перегрузке, или, что то же самое, по углу атаки (а летчики называют это «подхватом»). Испытания прекратили.

В этом, как я считаю, историческом полете проявилась важная особенность стреловидного крыла. Попытаюсь объяснить это явление популярно.

Стреловидные крылья применяются ради полета на околозвуковой и сверхзвуковой скорости, а на малых скоростях они ведут себя хуже, чем прямые. При полете на малой скорости для создания достаточной подъемной силы необходим больший угол атаки крыла, при этом нос машины более поднят по отношению к направлению полета, чем на самолете с прямым крылом. Поток воздуха, проходя по верхней поверхности стреловидного крыла, отклоняется от фюзеляжа в сторону консолей. Вблизи законцовок он обтекает уже не выпуклый профиль крыла, а идет почти вдоль него, и подъемная сила на этих участках уменьшается. Точка приложения результирующей подъемной силы крыла смещается вперед, оказываясь впереди центра тяжести — возникает кабрирующий момент[30], стремящийся поднять нос самолета на еще больший угол атаки. Другая причина неустойчивости — потеря эффективности стабилизатора из-за попадания в поток, сходящий с крыла (называемый «скос потока»).

Устойчивый самолет при создании перегрузки «сопротивляется» — возникает момент на уменьшение угла атаки. А при «подхвате» неустойчивого самолета кабрирование может быть настолько большим, что действия руля в обратную сторону не хватает. Это и произошло у Иванова. При заводских испытаниях на такие режимы не выходили и неустойчивость не выявили. Не выявили ее и при продувках модели в аэродинамической трубе или решили, что в полете таких углов атаки не будет.

Старший летчик-испытатель ОКБ Г. А. Седов перегнал самолет на заводскую летно-испытательную станцию и там выполнил такой же полет — все повторилось так же, как у Иванова. В течение четырех месяцев специалисты ОКБ с участием ЦАГИ проводили доработки самолета, изменяя положение и высоту гребней на крыле, предназначенных для предотвращения перетекания потока воздуха вдоль консолей. После каждого изменения Седов выполнял контрольный полет, и каждый раз самолет срывался в штопор. Наконец внесли еще одно изменение — горизонтальный стабилизатор, располагавшийся раньше на верхней части киля, переставили вниз, на фюзеляж, чтобы он не попадал в зону скоса потока за крылом (оставили также и по одному высокому крыльевому гребню на консолях крыла). После этого «подхваты» и срывы в штопор прекратились. Порок самолета СМ-2 был излечен.

Но, увы, он еще проявлялся на других самолетах. В конце 50-х годов произошли две катастрофы наших первых реактивных лайнеров Ту-104. Самолеты (с пассажирами) попали в неуправляемый режим и разбились. В третьем случае попал в штопор Ту-104 чехословацкой авиакомпании. Однако уже вблизи земли экипаж сумел выйти из него. По их рассказу, стало ясно: произошло то же самое, что несколько лет назад с МиГ-19. Никто тогда не подумал, что Ту-104 (как и его прототип, бомбардировщик Ту-16), имея аналогичную аэродинамическую схему, как МиГ-19, может встретиться с такой же бедой. А если и подумали, то решили, что пассажирский самолет, мол, не будет выходить на такие большие углы атаки, где проявляется неустойчивость.

Здесь к месту вспомнить так называемый «закон Мерфи»: «Если какая-нибудь неприятность может случиться, она случается». Жизнь, увы, много раз подтверждала его справедливость. В тех случаях, о которых идет речь, пассажирским Ту-104 встретилась на маршруте грозовая облачность с высокими «шапками», заходить в которую не разрешается, так как она опасна для целостности конструкции самолета из-за сильной болтанки. Пришлось обходить ее сверху на высоте, близкой к потолку машины. А чем больше высота, тем меньше плотность воздуха и тяга двигателей — приборная скорость уменьшается, а угол атаки увеличивается. Достаточно было случайного порыва воздуха или небольшого движения штурвала на себя, чтобы угол атаки еще увеличился и самолет попал в режим неустойчивости.

В отличие от самолета СМ-2 здесь еще играла роль деформация крыла при нагрузке в полете, уменьшавшая угол атаки концевых частей крыла, а значит, и их подъемную силу. В результате точка приложения суммарной подъемной силы перемещалась еще дальше вперед. На меньшей высоте самолет, вероятно, можно было вывести из штопора, что и сделали чехи. То, что летчикам наших самолетов это не удалось, подтверждает высказанное мною мнение — необходимо практически знакомить всех летчиков, в том числе и гражданских, со сваливанием в штопор и выводом из него, конечно, на каком-то пригодном для этой цели самолете. А эти летчики, очевидно, просто забыли, как выводить из штопора.

Для избавления самолетов Ту-104 от этой беды повысили жесткость конструкции и запретили выполнять рейсовые полеты на высотах более 12 000 м и на малой приборной скорости.

В 1956 году неприятная особенность самолетов со стреловидным крылом проявилась еще на одном типе — перехватчике Як-25, уже принятом на вооружение. Однажды при очередных дополнительных испытаниях летчик-испытатель П. Ф. Кабрелев, создав по заданию большую перегрузку при маневре, вдруг почувствовал «подхват». Несмотря на отданную от себя ручку, перегрузка увеличивалась и превысила допустимую по прочности. После посадки обнаружили деформацию крыла. Провели специальные испытания и подтвердили неустойчивость самолета по перегрузке. В разделе «Летная оценка» акта по испытаниям летчики написали, что, в связи с таким недостатком, самолет следует снять с вооружения. Однако командование Института в разделе акта «Заключение» рекомендовало только запретить на нем выполнение фигур пилотажа.