Авиация и время 2006 06

Британский опытный СВВП Хоукер Р.1127 во время испытаний на привязи

Разработка первого советского СВВП вызвала серьезный интерес у руководства Министерства обороны. В том же месяце ЛИИ посетил министр обороны Р.Я. Малиновский с группой генералов, которые наблюдали за висением Як-36 на привязи. "Ю.А. Гарнаев дал полные обороты двигателям, – рассказывал Павлов. – самолет плавно взлетел на высоту около 5 м, натянул все 4 троса и так с туго натянутыми тросами висел минут 5, затем плавно опустился и сел. Зрелище было исключительное. Всем очень понравилось, гости были в восторге и благополучно удалились». На прощание Малиновский поблагодарил создателей самолета и высоко оценил проведенную работу.

Однако заслужить похвалу высокого начальства было даже не половиной дела. Создатели Як-36 столкнулись с рядом серьезнейших проблем, над решением которых пришлось биться не месяц и не год.

Вполне естественно, что разработчики Як-36 в первую очередь опирались на опыт проектирования обычных реактивных самолетов. Они считали, что на СВВП достаточно так закомпоновать двигатели, чтобы векторы их тяги на вертикальных режимах проходили через центр масс машины, а на режимах горизонтального полета отвечали бы требованиям к аэродинамической компоновке обычного самолета. При этом реактивный двигатель рассматривался только как источник тяги, которую следует повернуть в нужном направлении. Первые эксперименты с установленными вертикально ТРД и полеты «Турболета» показали, что одиночная вертикальная реактивная струя, натекая на плоскую горизонтальную поверхность, не отражается от нее, а растекается по этой поверхности во все стороны тонким слоем (поэтому такая струя называется веерной). Она постепенно охлаждается и тормозится при смешении с неподвижным воздухом и от трения о поверхность площадки. На расстоянии в несколько десятков диаметров сопла струя отрывается от поверхности архимедовыми силами и всплывает, а попадание горячих газов в воздухозаборники двигателей грозит большими неприятностями. Происходит это, как правило, импульсно и неравномерно по входному сечению, что резко нарушает газодинамику компрессора. В нем начинается срыв потока с лопаток, который распространяется лавинообразно и вызывает мощные пульсации давления внутри двигателя (помпаж), что может привести к его выключению.

Радикальным средством преодоления отрицательного влияния струйных течений является применение в местах базирования СВВП газоотводящих устройств. Однако в силу ряда причин они не прижились.

Следует отметить, что на английском «Хар- риере» попадание горячих газов в воздухозаборник не отмечалось. Установленный на этих машинах двухконтурный двигатель «Пегас» имел два передних сопла вентилятора и два задних сопла газогенератора. На вертикальных режимах струи относительно холодного воздуха от вентилятора экранировали воздухозаборник от горячих струй газогенератора.

А вот на Як-36 опасное явление начало проявляться практически сразу. Как вспоминал участник разработки всех советских подъемно-маршевых двигателей Л.П. Берне,половина горячих газов уходила в хвостовую часть, «что было безвредно, но другая половина, ориентированная вперед, попадала непосредственно на вход в двигатели. Неравномерность температурного поля на входе в компрессор достигала критического значения, и устойчивая работа двигателя нарушалась». Уже на следующий день после визита Малиновского произошел помпаж левого двигателя, самолет хорошо приложился о решетку и сломал левую подкрыльевую стойку шасси.

«Стойку мы быстро заменили запасной. – рассказывал Павлов, – но всем стало ясно, что летать, а тем более эксплуатировать такой самолет с подобных ям будет невозможно. А на плоской поверхности при вертикальном положении сопел двигатели просто не будут работать из-за попадания в воздухозаборник горячих выхлопных газов».

Конструкторы тут же развернули поиск решений, направленных на устранение наиболее явных симптомов «болезни» средствами научной и народной «медицины». Павлов пишет, что в этот момент Яковлев назначил Мордовина зам. главного конструктора и «ответственным за доводку этого, казалось бы, безнадежного дела. С. Г. Мордовии, – очень талантливый человек, конструктор, инженер, изобретатель, крупный ученый. Он не имел ученого звания, ему некогда было писать диссертации и защищать их, он создавал, он работал, образно говоря, все 24 часа в сутки, в тяжелой борьбе отстаивая свое мнение. По инициативе С.Г. Мордовина… была создана примитивная модель, имитирующая сопла на самолете. На этой модели С. А. Страхов и РВ. Когаут провели исследования растекания выхлопных газов и дали предварительные рекомендации, как защитить воздухозаборники».

Параллельно в ЛИИ на натурном стенде-имитаторе силовой установки Як-36, так называемом стенде «Д», отрабатывали мероприятия по защите самолета и двигателя от воздействия газовых струй. Один из участников этих работ, впоследствии ведущий специалист ЛИИ по отработке режимов взлета СВВП Л.И. Верный вспоминал об этом периоде: «Придя в мае 1963 г. в 3-е отделение ЛИИ и попав в специально созданный по инициативе А.В. Чесалова( 4*) сектор по исследованию работы СУ СВВП, я оказался в чрезвычайно благоприятной атмосфере, в которой царили творчество, доброжелательность, взаимопомощь и демократичность, в значительной степени определяемые ее руководителем И.А. Розенфельд…

Это было романтическое время. Все участники работы были уверены, что будущее боевой авиации СССР связано именно с такими самолетами, способными взлетать и садиться на пятачок, и которым не нужны аэродромы для взлета и посадки, и тем самым их боевое применение не зависит от все возрастающих разрушительных возможностей боевой авиации и ракет противника. Увлеченность СВВП была большой не только в кругах специалистов ЛИИ. Даже в ГВФ рассматривалась возможность создания гражданских СВВП для пассажирских и грузовых авиаперевозок…

Собственно, стенд «Д» представлял собой металлоконструкцию на шасси, на которой устанавливались двигатели Р11Ф-300, по расходу воздуха, тяговым характеристикам и прочим параметрам достаточно близко совпадающим с двигателем Р27-300 – за исключением того, что на нем устанавливались не поворотные, а фиксированные под углом -90° от вертикали реактивные сопла. Взаиморасположение двигателей, воздухозаборных каналов и сопл, расстояние от среза сопл до поверхности аэродрома и сопла струйного управления в натуральную величину моделировали самолет Як-36. Управление работой двигателей осуществлялось дистанционно из кабины, расположенной на расстоянии около 20 м от стенда. Контроль за работой двигателей обеспечивался пультом, на котором имелись все необходимые приборы, контролирующие частоту вращения, температуру газа за турбиной, давление масла, топлива и т.д. Стенд располагался на бетонной поверхности, устланной металлическим листом. Ведущим инженером от ОКБ Яковлева был В.П. Власов, от ЛИИ – Л. И. Верный, от ОКБ Туманского – К.К. Лаврентьев».