23. ПОМПАЖИ МОИ, ПОМПАЖИ…

Одной из серьёзных проблем, связанных с доведением МиГ-23, были помпажи силовой двигательной установки. Двигатель Хачатурова, созданный для «двадцать третьей» машины, к сожалению, не обладал большими запасами устойчивости. Но для того времени силовая установка была достаточно хороша, несмотря на то что сделана она была по технологии третьего поколения. Её следующая модификация позволила довести мощность двигателя до 12,5 тонн, то есть увеличить его тягу на 30 процентов, при этом уменьшив расходы топлива на 10 процентов. Это говорило о высоком качестве модернизации, которую провели наши КБ. Но минусы всё же оставались. Особенно это касалось малого запаса устойчивости, в частности на больших углах атаки. На МиГ-23 были боковые заборники. При определённых углах скольжения возникал срыв потока во входной канал и происходил помпаж воздухозаборника. За ним следовал помпаж двигателя, причём лавинообразный. Температура газов за секунду иногда возрастала от 150 до 250 градусов, и лётчик практически не мог справиться с ситуацией. На этих режимах мы сразу же, не глядя, останавливали двигатель, а потом уже занимались поисками выхода из положения. Много проблем было и со стрельбами.

В конце концов сделали противопомпажную систему, которая называлась СПП и имела два датчика: пульсаций воздушного потока, который срабатывал по перепаду давления, и канала высокой температуры. По этим датчикам СПП ограничивала подачу топлива и, следовательно, обороты и температуру газовой турбины. Иногда эта система выводила самолёт из помпажа, но, как правило, если возмущение было достаточно мощным, двигатель всё равно нужно было останавливать.

Труднее было при работе на малых высотах. Дефицит времени не позволял лётчику останавливать двигатель и запускать его снова. Строевому лётчику сделать это вообще было затруднительно, поскольку работа была нештатной. Ещё одна проблема возникала на сверхзвуке. Запас работы воздушного канала на входе тоже был весьма ограниченным, и при возмущении самолёта как по углу атаки, так и по углу скольжения, не говоря уже о работе РУДом двигателя, сразу возникали пульсации воздушного потока, которые приводили к помпажу заборника, а затем и двигателя. Если на дозвуке помпажи воздухозаборника и двигателя не приводили к криминальным последствиям с точки зрения устойчивости и управляемости, то на сверхзвуке, на махе более 2,15 и приборной скорости свыше 1250 км/час, срыв воздушного потока приводил к несимметричному помпажу воздухозаборника, что вело к большим углам скольжения. Самолёт попадал в мощное инерционное вращение вокруг своей оси в поперечном канале, с большими углами скольжения.

Надо сказать, что на махе более 2,15 самолёт имел уже пониженные запасы устойчивости, и этих возмущений хватало для того, чтобы машина попадала в область критических скоростей. Когда мы изучали границы устойчивости на большом махе и приборной скорости, то поняли, что нужно делать так называемый запирульник. То есть клапан, который не позволял на определённом махе (в частности, махе 1,7) при любой работе РУДом убирать обороты ниже 97 процентов. Иными словами, двигатель работал всё время на максимальном режиме, независимо от положения РУДа. И во-вторых, мы провели много мероприятий по входному каналу, вплоть до того, что убрали из зоны потока датчики, которые могли влиять на устойчивое протекание воздушного потока на вход двигателя. Иными словами, всё, что могло вызвать турбулизацию и искривление воздушного потока на входе двигателя, мы постарались исключить.

Собирали всё по крохам. После каждого искусственного помпажа силовой установки, без которых мы не могли определить вышеназванные границы устойчивости заборника, мы укрепляли канал и меняли взлётные створки, которые постоянно «вылетали». В связи с этим программа испытаний затянулась, самолёт на сутки и больше выпадал из программы, а в день надо было сделать по два, по три полёта. В результате мы поняли, что сочетание большой приборной скорости и маха не влияет на корректные точки помпажей, поэтому ушли от приборных скоростей и на высотах 14-14,5 тысяч метров проверяли границы работы воздухозаборника на большом махе. Все характеристики работы силовой установки зависели в основном от значения маха. Вскоре мы уже чётко знали границу устойчивости воздухозаборника, хотя первые режимы, которые мы делали, производились без учёта внешних факторов воздействия на поток, и запас устойчивости работы силовой установки был ещё явно маловат. Когда пошли сдаточные полёты серийных машин в Луховицах, при сочетании различных условий и неточной настройки клина воздухозаборника бывали случаи помпажа двигателя. Они, конечно, становились предметом самого тщательного разбора. Мы видели, что, хотя программа доводки воздухозаборника проводилась планомерно, должного запаса устойчивости заборника не было. И когда начались более масштабные полёты на серийном заводе, то посыпались проблемы с помпажами.

Когда я прилетел в Луховицы для разбора очередного помпажа, то Юра Абрамович — очень авторитетный и один из самых уважаемых лётчиков-испытателей фирмы (пострадавший, кстати, из-за пресловутого «пятого пункта»), делавший свою работу на высочайшем профессиональном уровне, — подошёл ко мне и сказал:

— Что же вы, Валера, недоиспытали самолёт?

Мне было обидно слышать это. Думаю, что Юра был немного не прав. Нельзя было так примитивно и однозначно оценивать ситуацию. Самолёт мы испытали достаточно строго и фундаментально по каналу воздухозаборника и программу отработали ту, которую нужно. Вслед за нами её проверяли военные лётчики, проведя большой цикл испытаний. Дело было не в «сырой» технике. Да, была определённая гонка, этого никто не отрицает, но на характере испытаний она не сказывалась (я имею в виду выходные параметры). Не было такого, чтобы мы не довели до заданных значений параметры машины. Этого нам никто бы не позволил. И в первую очередь военные. Многие проблемы крылись в технологическом и техническом браке, были связаны с отставанием технологии. Самолёт выходил из области своего заданного применения в гораздо больший диапазон. И критерии, которые должны были соответствовать этому, тоже нуждались в корректировке. Возможно, мы провели все испытания шаблонно, но по тем чётким параметрам, которые предписывались нам, по тем наставлениям, которые на тот день существовали в нашей авиации. Только на помпажные характеристики нами было сделано порядка сорока полётов, и в каждом из них мы получали две-три конкретные, достоверные точки по помпажу. Они делались довольно добротно и солидно. Так что я категорически не согласен с тем, что мы недоиспытали самолёт. Просто в это время техника уже шагнула вперёд, а мы подходили к ней ещё с теми же мерками, что и к МиГ-21, Су-9, Су-11. Здесь же был скачок, и очень приличный, по маху. МиГ-25 вообще летал до скорости 3000 км/час, но у него были другие воздухозаборники, с большими запасами по устойчивости. Кроме того, МиГ-25 шёл на такой скорости всё-таки в крейсерском режиме, был ограничен как тяжёлый самолёт в маневренности и был предназначен совсем для других целей.

Но вернёмся к случаю в Луховицах. Позже нечто подобное произошло ещё с одним военным лётчиком. Самолёт получил энергичное вращение, и лётчик долго не мог из него выйти. Вращение и в первом, и во втором случае прекратилось только уже на высотах 7-8 и 5 км соответственно. Мы кропотливо изучили эти случаи и поняли, что самолёты попадали в инерционное взаимодействие. И нам снова пришлось летать на этот режим.

Инерционное взаимодействие было очень мощным. Угловая скорость доходила до 300 градусов в секунду (т. е. самолёт делал один оборот в секунду). А с учётом нарастания перегрузки такой режим был чрезвычайно опасным и для самолёта, и для лётчика, тем более для строевого лётчика. Мы повторили все эти режимы, заново сняли все основные точки, предпомпажные характеристики уже с учётом возможных отклонений от программы, которая была на серийном самолёте, убрали датчики, возбуждавшие воздушные потоки, о которых я уже говорил (они вызывали сильные искривления потоков). В результате мы нарывались на неустойчивую работу силовой установки. Но вот вызвать инерционное взаимодействие мы никак не могли. Что только мы ни делали, как только ни провоцировали самолёт работой ручки газа — ничего не получалось. После многих полётов мы наконец попали несколько раз на инерционное взаимодействие на самом предельном махе 2,35. Его «поймали» Федотов и Остапенко. Один случай произошёл и у меня. Но всё это происходило как-то эпизодически. Такого мощного вращения, что было в Луховицах у Игоря Ноздрачёва и во Владимировке у Володи Кондаурова, у нас не возникало. Помню, как Федотов очень переживал, что мы никак не могли попасть на этот режим. Мы долго сидели, совещались, искали причину. И первое, что нам пришло на ум, — искусственно раздвинуть фитиль. Раньше при малейшем признаке помпажа мы сразу же переводили двигатель на «стоп» и ликвидировали в зародыше малейший очаг напряжения. А что, если дать возможность развиться ему более бурно? Да, мы понимали, что могли потерять двигатель, но чтобы проверить свою гипотезу, мы пошли на осознанный риск и начали проверять самолёт до конца.

Режимы сразу же пошли более бурные. Но всё равно это были не те помпажи. И тогда пришла ещё одна догадка. Дело в том, что, уходя от большого скоростного напора в 1350 км/час в область меньших напоров с подъёмом на высоту (в Луховицах была точка 12600 м при махе 2,35), мы получали тот же мах на меньшей приборной скорости, но на высотах 14-14,5 тысяч метров, чтобы уйти от факторов конструкционных поломок, трещин в воздухозаборнике. Иными словами, мы постепенно снижали приборную скорость. И как только мы подошли к сочетанию: скорость больше 1250 км/час (а желательно 1300) и мах порядка 2,2 — тут же начали влетать во вращение.

Стало понятно, как луховицкий лётчик влетел в этот режим. Они эту точку задавали на высоте 12600 м. Как только мы стали опускаться вниз, сочетание именно такой приборной скорости, при которой возникали наибольшие перегрузки от помпажа и большие боковые перегрузки, и больших инерционных моментов с определённым махом и давало искомое инерционное взаимодействие.

Вспоминаю, как мы летали на машине под номером 1020. Она была даже некрашеной. На ней работали и Александр Васильевич, и Боря Орлов, и Пётр Максимович, и Алик Фастовец, и я. Потом Орлов с Остапенко уехали, а мы с Аликом ещё очень долго сидели на этой программе. Один лишь я совершил на ней около двадцати полётов и практически в каждом втором полёте попадал в инерционное взаимодействие. Был собран богатейший материал и подобрана соответствующая методика. Картина выглядела следующим образом.

Как только появлялся помпаж, тут же возникало энергичное скольжение. После этого начиналось вращение, сопровождавшееся повышением перегрузки. Самолёт входил в резкое вращение с угловой скоростью 150–300 градусов в секунду, и перегрузка с полутора единиц постепенно возрастала до 4, а иногда и 5 единиц. Машина всё более раскручивалась и на этой бешеной скорости неслась вниз.

Что в этом случае должен был делать лётчик? Первое его действие — надо было взять ручку на себя, несмотря на возраставшую при этом перегрузку. В противном случае отдача ручки приводила к ещё большему вращению. Затем необходимо было выпустить тормозные щитки и уйти в область меньших махов (я уже не говорю о том, что было необходимо сразу же остановить двигатель, спасаемый таким образом от разрушения). И по мере гашения скорости ты должен был плавно передвинуть крыло в сторону 45 градусов. Все эти действия позволяли уйти из области инерционного взаимодействия.

Впоследствии мы останавливали инерционное взаимодействие при очень больших скоростях. Но стоило ручку хоть чуть-чуть отпустить в сторону «нейтрали», как тут же вращение начиналось снова. Когда мах становился меньше 2,15, мы практически всегда чётко выходили из вращения. Единственно, если вращение заканчивалось до маха 1,7, самолёт совершал так называемые качели — переброс из одного крена в другой с амплитудой в 60–70 градусов.

Я привожу лишь некоторые, но характерные детали испытаний МиГ-23. Скажу также, что это была одна из самых острых, но интересных программ для этого типа машин. «Первую скрипку» в ней сыграл Александр Васильевич Федотов, он первым проходил эти режимы. Остапенко, Орлов, Фастовец и я тоже работали очень много. В конце концов становилось даже интересно — как поведёт себя инерционное взаимодействие на этот раз? Занятие было очень рискованным. Но тем не менее каждый раз мы внимательно обрабатывали эти режимы и смотрели, как они возникают.

Испытания заканчивались ещё более строгой программой, в которой использовались более чувствительные датчики. Она была построена с учётом угла атаки. В ней мы испытывали поведение самолёта при взятии ручки на себя и её отдаче, его реакцию на скольжение. Мы уходили от программы в ту или иную сторону, чтобы обеспечить больший запас устойчивости при движении ручкой с учётом увеличения угла атаки и угла скольжения. Так начиналась и так закончилась программа испытаний МиГ-23 на помпаж.