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

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] Кабрирование — вращение самолета вокруг поперечной оси вверх, то есть подъем носа самолета в продольной плоскости. , 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.

Эта история имела последствия для меня. Как-то в начале лета 1958 года моя жена и я были с отцом в Большом театре на балете. Когда вышли к машине после спектакля, отец отошел со мной в сторону, как бы прогуливаясь, и спросил: «Как у тебя дела на работе?» Я ответил, что все хорошо, коллеги и начальство ко мне относятся с симпатией и, кажется, ценят как летчика и инженера, поручают серьезные испытания, а полгода назад меня назначили заместителем начальника отдела по летной части. И вдруг отец говорит: «Придется тебе уйти с этой работы». Я был совершенно убит. Как рассказал отец, генеральный конструктор А. С. Яковлев в беседе с Н. С. Хрущевым сказал, что же это, мол, такое — один Микоян конструирует самолеты, а другой Микоян испытывает? (Он бы мог еще добавить, что третий летает на них в строевой части.) Мне были крайне обидны подозрения Яковлева в предвзятости — я всегда в отношении к различным фирмам был объективен, даже более придирчив к самолетам ОКБ А. И. Микояна. Обидно было и потому, что в военные годы и несколько раз потом мы с Александром Сергеевичем общались в неслужебной обстановке, и мне казалось, что он мне симпатизирует.