Авиация и космонавтика 1999 03

Таким образом, российская авиационная промышленность имеет необходимый научно-технический задел для создания полноценного истребителя пятого поколения, превосходящего лучшие зарубежные аналоги (в первую очередь - самолет Локхид-Мартин F-22A "Рэптор").

А. ЩЕРБАКОВ

Штопор стал спутником авиации с самого ее рождения и, к сожалению, остается таковым и на сегодняшний день. Конечно, сегодня это спутник в ином, более безопасном качестве, чем 75 лет назад, но, тем не менее, избавиться от него пока, увы, не удалось.

С появлением первых самолетов в начале века отмечались случаи падения по спиральной траектории. Это объясняли наличием в атмосфере особых интенсивных вихрей, которые затягивали в себя самолет. Первое правильное и достаточно детальное описание штопора было опубликовано во французском журнале инженером-авиатором Лафоном в 1912 году.

Описывая характеристики самолета "Антуанет", автор говорил, что на этом самолете нельзя лететь слишком медленно и допускать кабрирование, так как он свалится на крыло и будет падать, врашаясь. Однако же нельзя лететь и очень быстро и круто снижаться, так как от этого сложатся крылья. Как можно было определить золотую середину, когда еще не было указателя скорости, автор ничего не говорит. Но он, вероятно, первым отметил, что штопор связан с потерей скорости. В то время упасть в штопоре было предпочтительней, чем со сложенными крыльями. Ввиду малой удельной нагрузки на крыло вертикальная скорость самолета была невелика, и падение в штопоре хотя и разрушало самолет, но летчик при этом отделывался легкими ушибами. С началом первой мировой войны началось бурное развитие авиации. Скорость самолетов значительно увеличилась, из-за чего падение в штопоре стало смертельно опасным. Обучение в военных авиационных школах стало массовым. В ходе воздушных боев истребители широко применяли фигуры высшего пилотажа. Все это увеличило вероятность попадания в штопор и умножило его жертвы. Случалось, что летчик-истребитель, одержав победу в воздушном бою, погибал, попадая в штопор. Так, из-за штопора погиб один из лучших российских асов Евграф Николаевич Крутень.

Долгое время никто не знал, как остановить роковое вращение. Были случаи, когда самолет из штопора выходил, но почему, благодаря каким действиям летчика, оставалось загадкой. Кто-то должен был решиться на рискованный, опасный эксперимент. Достоверно утверждать, кто первым этот эксперимент провел успешно и поведал другим летчикам результаты, вероятно, сегодня невозможно. Хотя это и не имеет документальных подтверждений, а только устные свидетельства, назовем эти имена. В августе 1916 года преднамеренно выполнил штопор англичанин Фрэнк Гуд-ден. Примерно тогда же француз Жорж Гинемер, а осенью 1916 года русский Константин Арцеулов. Все трое выполнили штопор независимо друг от друга. Все трое очень рисковали, потому что тогда, как и сейчас, не все самолеты выходили из штопора. Этим первопроходцам повезло в том, что им попались самолеты, выходящие из штопора. Нужно отдать должное приоритетам Гуддена, Гине-мера и Арцеулова, но не за то, что они решились первыми, а за то, что они, вероятно, поняли, что это сделать возможно. Заявки на более раннее преднамеренное выполнение штопора (в 1915 году и ранее) при тщательном анализе оказались несостоятельными. Выдающийся советский летчик Громов на восьмидесятилетии Арцеулова сказал, что первое преднамеренное выполнение штопора он считает для развития авиации столь же важным событием, как первое выполнение петли Нестеровым.

Что же такое штопор? Это вертикальное снижение самолета на больших углах атаки с вращением относительно всех трех осей. Но эти слова мало что дают воображению. Представить себе это явление можно только увидев штопорящий самолет или хотя-бы штопорящую модель. В штопоре самолет бывает неуправляем или почти не управляем. Его реакция на действия летчика рулями прямо противоположна той, что бывает в нормальном полете, и к которой привык летчик. От чего происходит штопор? Он случается тогда, когда летчик требует от самолета более того, что самолет может дать, требует от крыла подъемной силы, на которое крыло не способно. Есть такая разновидность человеческого стресса, когда внешние сигналы-раздражители превышают приемные 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 и у человека, неадекватные и заторможенные реакции. Вопреки действиям и желанию летчика самолет неудержимо идет к земле. Но есть между человеком и самолетом разница. Граница стресса у человека весьма подвижна. Иногда он способен переносить нагрузки нечеловеческие, а иногда раскисает по пустякам. Самолет в этом смысле проще. Граница его стресса вполне стабильна. Определение этой границы и есть задача летных испытаний. Не все самолеты имеют такой штопор-стресс. Есть самолеты с хорошими характеристиками штопора. Для них он не тяжелый стресс, а скорее легкая дамская истерика, скоро переходящая в кокетливые улыбки. Но каким будет штопор у самолета, станет ясно только в летных испытаниях. Но зачем такие испытания? Зачем преднамеренно доводить самолет до такого состояния? А затем, чтобы правильно определить маневренные возможности самолета. Маневренность - одно из основных качеств самолета. Конечно, лучше было бы определять границы, не переступая их, но, к сожалению, многолетняя практика говорит, что это не всегда возможно. 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 самолета и станет жертвой не штопора, а своего противника в бою. Маневренность нужна не только боевому самолету, но и пассажирскому лайнеру. В мире есть немало аэропортов, в которых предпосадочный маневр требует малых радиусов разворота. Это или горные районы, или посадочные полосы, расположенные в густо застроенных районах городов.

Типичное разрушение самолета после падения в плоском штопоре

Летная практика освоила штопор в 1916 году, опередив на несколько лет теорию. Первые теоретические работы по штопору принадлежат англичанину Глауэрту. Они опубликованы в 1919 году, но практическое их значение было невелико. В СССР с конца двадцатых годов успешно разрабатывали теорию штопора Пышнов и Журавченко. Их работы для советского самолетостроения имели большое практическое значение. В тридцатые годы в ЦАГИ была построена вертикальная аэродинамическая труба для испытания на штопор моделей конкретных самолетов. Этот метод исследования дает наиболее достоверные и надежные результаты до настоящего времени. Испытания на штопор желательно проводить на ранних стадиях испытаний. Знания характеристик штопора - гарантия от попадания в него при определении характеристик управляемости. Гибель опытных самолетов из-за незнания и несвоевременного проведения испытаний на штопор случалась, и нередко.