Борис Ляпунов - Борьба за скорость

Перед конструкторами машин больших скоростей стояла и другая очень важная задача.

Вот какой произошел однажды случай, о котором рассказывает инженер-подполковник Вишенков в книге о летчиках-испытателях.

Новая скоростная машина сначала вела себя прекрасно и оправдала все ожидания. Скорость ее была столь велика, что летчик не мог нарадоваться стальной птицей. Он поднимался на заданную высоту, переходил в горизонтальный полет, чтобы узнать, какую скорость может дать машина. Потом поднимался еще выше и снова мчался на полной скорости. Все шло хорошо.

И вдруг… когда самолет забрался повыше и рванулся вперед, его внезапно затрясло так, что штурвал выскочил у летчика из рук. Похоже было, что машина вот-вот рассыплется на куски… С трудом удалось ему утихомирить «взбунтовавшийся» самолет и посадить его на землю. Летчик вылез из кабины и замер от удивления. Гладкая, блестящая обшивка походила на бурное море: она покрылась волнами, вспучилась. Трещины и клочья обшивки виднелись тут и там, будто кто-то нарочно рубил машину топором.

Это сделал флаттер, злой враг скоростного самолета.

Он наступает внезапно. При некоторой «критической» для данного самолета скорости полета достаточно любого толчка, резкого движения, чтобы крылья начали колебаться, вибрировать. Стальная птица «машет» крыльями. Взмахи так часты и так сильны, что вся она трясется, как в лихорадке. Лишь несколько секунд продолжается безумная тряска, и машина ломается, как будто она сделана из картона.

Задачу борьбы с этим грозным явлением помогли конструкторам решить работы академика Келдыша. Скоростные машины теперь не боятся флаттера.

Не только крыло, но и хвостовое оперение самолета при больших скоростях иногда может начать вибрировать. Попадая в воздушный поток, идущий от крыла, за которым крутятся вихри, оперение подвергается ударам, толчкам, подобно лодке, попавшей в горную реку со множеством подводных камней. Толчок, еще толчок… и оперение начинает свой танец.

Узнав, почему происходит это явление, названное скоростным бафтингом, авиастроители нашли и путь борьбы с ним.

Я рассказал лишь несколько страничек из большой истории борьбы за скорость самолета. Но большие скорости в авиации выдвигали новые трудности не только для аэродинамиков, конструкторов, технологов, материаловедов, прочнистов. Они внесли много нового и в самую технику полета, потребовали от летчика очень высокого мастерства, выдержки, быстроты реакции.

Надо помнить, что полет не просто прогулка, не просто полет по прямой.

В полете меняются скорость, направление. Самолет выполняет фигуры высшего пилотажа и в одиночку и в строю. Может возникнуть необходимость оставить самолет, выброситься с парашютом. Все это на большой скорости намного сложнее. Не только машина, но и человек должен выдержать большие нагрузки. «Запас прочности» должен быть не только у машины, но и у человека. Приобретают еще большее значение физическая выносливость летчика, его тренировка.

Скоростной самолет делает разворот. Центробежная сила, которая развивается при этом, зависит от скорости и радиуса разворота. Скорость велика — значит, разворот не может быть слишком крутым. А если его нужно сделать круче, приходится даже искусственно несколько снижать скорость. Для этого на реактивном самолете устраивают специальные тормозные щитки. И тем не менее перегрузки, испытываемые летчиком, значительно выше тех, с которыми он имел дело раньше.

Как действует перегрузка на человека? Предоставим слово летчику, испытывавшему самолет без устройства, уменьшающего перегрузки.

«Центробежная сила — огромное невидимое чудовище — вдавливало мою голову в плечи и так прижимало меня к сиденью, что мой позвоночник сгибался, и я стонал под этой тяжестью. Кровь отлила от головы, в глазах темнело. Сквозь сгущающуюся дымку я смотрел на акселерометр и неясно различал, что прибор показывает ускорение в 5,5 раза больше ускорения силы тяжести на земле. Я освободил ручку и последнее, что я увидел, была стрелка акселерометра, движущаяся; обратно к единице.

Я был слеп, как летучая мышь. У меня страшно кружилась голова. Я посмотрел по сторонам на крылья самолета, я их не видел, я ничего не видел. Я посмотрел туда, где должна была быть земля. Спустя немного она начала показываться, словно из утреннего тумана. Зрение возвращалось ко мне, так как я освободил ручку и уменьшил давление. Вскоре я снова стал хорошо видеть, выровнялся и уже, по-видимому, летел некоторое время горизонтально. Но голова болела, а сердце стучало, как пневматический молот…

Я снова забрался на 4 500 метров и пошел вниз, нагоняя скорость до 520 километров в час. На этот раз я более резко взял ручку на себя и, прежде чем успел освободить ее, заметил, что стрелка прибора перескочила через 6,5 и пошла до 7. Я чувствовал, как у меня сдавливаются внутренности, я вновь терял зрение и сознание. Однако мне помогло то, что я резче взял ручку на себя и быстрее освободил ее. Потом я снова поднялся и сделал еще два пике. Они буквально расплющили меня…

Я чувствовал себя так, как будто меня избили. Я чуть не падал от усталости и чувствовал острую стреляющую боль в груди. Спина у меня болела, и вечером из носа шла кровь…»

Так описывал свои ощущения американский летчик-испытатель Коллинз, погибший впоследствии во время испытания самолета. Владелец фирмы послал его на верную смерть.

Авиационная медицина занялась изучением действия перегрузки. Врачи установили, что она влияет на центральную нервную систему — нарушается память, расстраивается координация движений. Кровь отливает от глаз — летчик слепнет. Тяжелеют веки, глаза закрываются сами собой.

Борьбу с перегрузкой повели врачи и конструкторы.

Тренировка, физкультура, спорт помогают легче переносить ее. Был однажды случай, когда летчик выводил машину из пикирования. Перегрузки при этом очень велики.

И летчик почувствовал, что под ним треснуло сиденье. Металл не выдержал. А человек — закаленный, тренированный советский летчик — выдержал.

Перегрузка в фигурном скоростном полете достигает 8–9. Это значит, что человек чувствует себя в 8–9 раз тяжелее. Но предел ли это? Замечено, что при откинутом положении тела перегрузка переносится легче. Конструкторы проектировали сиденье для летчика, которое может менять свое положение, наклон.

Выбрасывание сиденья с летчиком со скоростного самолета .

Был сделан такой опыт. Сначала летчик перенес восьмикратную перегрузку на обычном сиденье. Пелена застилала его глаза. Веки нельзя было приподнять. А затем ту же перегрузку он испытал при откинутом сиденье. Зрение было нормальным.