Летные испытания на штопор
Летные испытания на штопор
Испытания на штопор считались одними из наиболее рискованных. Обычно их проводили летчики-испытатели, специализирующиеся на этих полетах. Чем больше летчик провел испытаний, тем больше надежды на успешное их окончание, а неудачи чаще случались с дебютантами.
Что такое штопор? Это вертикальное снижение самолета с вращением относительно всех трех осей, при этом самолет неуправляем. Его реакция на действия летчика противоположна той, которая бывает в нормальном полете, и к которой летчик привык, и это случается тогда, когда летчик требует от самолета более, чем самолет может дать, требует от крыла подъемной силы, дать которую крыло не способно. Есть такая разновидность человеческого стресса, когда внешние сигналы-раздражители превышают возможности нервной системы, и она — нервная система — от этих раздражителей отключается, защищая себя от опасного перенапряжения; действия человека становятся заторможенными и неадекватными.
Штопор самолета похож на такой человеческий стресс. Такие же, как у человека, неадекватные и замедленные реакции; вопреки действиям и желаниям летчика самолет неудержимо идет к земле. Но между человеком и самолетом есть и разница.
Граница стресса у человека весьма подвижна. Иногда он способен на нечеловеческие нагрузки, а иногда раскисает по пустякам. Самолет в этом смысле попроще. Границы его штопора-стресса достаточно стабильны. Не все самолеты попадают в такой штопор. Есть самолеты с хорошими штопорными характеристиками. Он у них не тяжелый стресс, а скорее легкая дамская истерика, скоро переходящая в кокетливую улыбку. Но какой будет штопор, станет ясно только в летных испытаниях.
Но зачем такие испытания? Зачем преднамеренно доводить самолет до такого состояния? Затем, чтобы правильно оценить границу маневренных возможностей самолета. Маневренность — одно из основных качеств самолета.
Конечно, лучше бы определять границы, не переступая их, но, к сожалению, самолетная практика говорит, что это не всегда возможно. Кроме того, летчик-истребитель в воздушном бою вынужден использовать максимальные маневренные возможности своего самолета, и есть реальная опасность переступить дозволенную границу. Поэтому, попав в штопор, летчик должен быть уверен, что сумеет из него выйти.
Если такой уверенности нет, то во избежание штопора он не решится доходить до границы маневренных возможностей своего самолете и станет жертвой не штопора, а своего противника в бою.
Не слишком ли автор нагнетает опасность и значение штопора?
Испытания на штопор обеспечиваются большими упреждающими научными исследованиями. Сначала изготовляется динамически подобная модель самолета и продувается в вертикальной штопорной аэродинамической трубе ЦАГИ. Затем проводится математическое моделирование движения самолета. Анализируется опыт ранее проведенных испытаний похожих самолетов. Это все делается до начала полетов.
Если в полете самолет вывести из штопора рулями не удалось, то предусмотрен аварийный вывод противоштопорными ракетами. Специальные ракеты двустороннего действия устанавливаются на левом и правом крыле на период летных испытаний. При нажатии летчиком соответствующей кнопки в кабине одна ракета дает силу тяги вперед, другая назад, и пара сил ракет останавливает штопорное вращение.
Откуда же еще риск? В чем опасность? Это помогут понять случаи, известные автору или произошедшие с ним самим.
В 1960 году ЛИИ были поручены летные испытания и исследования первой модификации МиГ-21. Летчик фирмы выполнил два или три полета на штопор и дал положительное заключение. Тогда считалось, что за три полета можно определить главное: выходит самолет и штопора или не выходит. В последующих испытаниях можно исследовать всякие тонкости и влияние разных факторов.
Испытания в аэродинамической трубе были проведены, но материалы испытаний не были полностью обработаны. Ориентируясь на результаты полетов, ЦАГИ дал предварительное положительное заключение.
Летные испытания, кроме всего прочего, — это еще и производство. А раз производство, значит, план, сроки, обязательства по выполнению. А самолет для испытаний был оборудован не полностью, не установлены противоштопорные ракеты. Руководство, посовещавшись, предлагает мне начать полеты без ракет хотя бы в условиях, в которых были сделаны полеты летчиком фирмы. Из заключений следовало, что характеристики штопора хорошие. Я даю согласие начать полеты без ракет.
К этому времени я уже имел опыт штопорения. В полетном задании сказано, как для вывода действовать рулями, сколько можно сделать попыток вывода, на какой минимальной высоте нужно применять ракеты, если вывод рулями оказался безуспешным, на какой высоте катапультироваться, если и ракеты не помогли. Действия рулями оговорены точно. Они основаны на проверенных опытом результатах, ибо никто не рискнет предлагать летчику необоснованные рекомендации.
Однако летный опыт иногда опережал науку, и опытный летчик мог иметь еще и свою программу действий, но со своей ответственностью за конечный результат.
И вот в очередном полете самолет вошел в плоский штопор, штопор-стресс, на рекомендованные методы действия рулями не реагировал и из штопора не выходил. Я с тоской посмотрел на кнопки с надписями «Вывод из левого штопора», «Вывод из правого штопора». Кнопки были, а ракет, которыми они управляли, не было. А самолет идет к земле со скоростью 100 метров в секунду. Уже проскочил высоту, на которой по заданию нужно было применить ракеты, и приближался к высоте, на которой нужно было катапультироваться.
Крайний дефицит высоты и времени. Еще одна попытка с непредусмотренной заданием импровизацией, и вращение прекратилось.
Из этого случая стало ясно, что главный результат иногда выявляется не в начале испытаний, а под занавес. Поэтому можно сказать, что поторопился с заключением летчик фирмы, поторопились специалисты ЦАГИ, поторопился с решением я.
Один пожилой коллега, получивший образование еще до эпохи социализма, говорил:
— Торопливость есть наваждение бесовское. Пути торопливого в тумане затеряны. Удел торопящегося — раскаяние.
А еще стало ясно, что испытывать самолет на штопор без ракет — нехорошо.
В 1972 году автор испытывает на штопор очередную модификацию МиГ-23. Опять плоский устойчивый штопор. Опять самолет на действие рулей не реагирует. На нужной высоте нажимаю кнопку вывода из левого штопора. При этом правая ракета стреляет вперед, а левая — назад. Вижу справа оранжевый огонь и слышу грохот ракеты (правой). Что слева, из кабины не видно. Действие ракеты кончилось, а штопор не прекратился. Только повторными попытками и некоторыми импровизациями вывести самолет удалось, хотя опять очень низко. В чем же дело? Необходимая тяга ракет расчетом определяется достаточно точно. Почему же они не остановили штопор? Оказалось, стрельнула только правая ракета. Результат ошибки электромонтажа. Оказывается, с одной ракетой тоже нехорошо. После этого случая штопор на МиГ-23 был подвергнут теоретическому анализу и было рекомендовано опробовать в полете новый метод действия рулями. Проверка в полете подтвердила правильность рекомендации: МиГ-23 можно надежно выводить из штопора, но более сложным действием рулей. Но военный заказчик в лице ГК НИИ ВВС новый метод признать не захотел и требовал надежного вывода более простыми действиями.
Александр Васильевич Федотов продолжил испытания в поисках простого метода, который, увы, не находился. В очередном полете Федотов воспользовался ракетами слишком низко. Обе ракеты сработали нормально. Но из-за малой высоты пришлось выводить самолет из пикирования на пределе возможностей. Небольшая неточность пилотирования — и снова штопор. А ракеты уже использованы. Далее катапультирование на предельно малой высоте.
Позже новый метод вывода заказчику пришлось признать, и он вошел в руководящие документы, хотя это стоило потери самолета и лишней рискованной ситуации для Федотова.
Не всегда и не всякие требования заказчика следует выполнять. Тут уместно вспомнить один апокрифический случай. Как-то генерал, обсуждая проект самолета с Генеральным конструктором Сухим, недовольно говорил:
— Почему Вы не выполняете наши требования? Почему навязываете нам свои? Вот если, скажем, пришел я в пошивочное ателье и заказал костюм, то мне сошьют то, что хочу, и не станут со мной спорить.
Павел Осипович ответил:
— Мы ателье высшего разряда. Если Вы к современному костюму закажете брюки клеш шириной 40 сантиметров, то мы такой заказ не примем. Мы дорожим репутацией своего ателье.
В 1983 году летчик ЛИИ Римантас Станкявичюс испытывал на штопор МиГ-29. Вывести самолет из штопора рулями не удалось. На нужной высоте он включил ракеты, а они сработали наоборот: не на торможение, а на раскрутку. Опять ошибка электромонтажа.
Самолет после этого раскрутился так, что остановить его не смог бы, ухватив за хвост, сам черт. Опять катапультирование на опасно малой высоте. Вот и с двумя ракетами бывает нехорошо. Нет, все-таки штопор — дело сложное и рисковое.
Все описанные случаи, в общем, благополучные. Все летчики остались целы.
К сожалению, так бывало не всегда.
Автор испытывал на штопор 22 типа самолетов. Все благополучно, хотя и были весьма острые ситуации. 22 типа — это союзный рекорд. Может быть, и мировой. С каждым испытанным самолетом прибывала уверенность. К концу моей 33-летней испытательской работы я знал, что сумею вывести из штопора рулями любой самолет. Но возраст и медицинский надзор поставили точку в реализации моего опыта.