Текст книги "Летчики, самолеты, испытания"

Автор книги: Алексей Щербаков

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.

Еще о штопоре

В двадцати километрах от аэродрома Раменское в сороковых годах в большом лесном массиве был вырублен квадрат размером 4 × 4 км. Его еще в пятидесятых годах использовали как полигон для бомбометания. Затем полигон закрыли. Полеты на штопор, испытательные и тренировочные, выполнялись около этого квадрата.

Я начал «штопорить» над ним еще в пятидесятые годы. Этот квадрат хорошо виден с воздуха и был хорошим ориентиром. А последние свои испытания я выполнял там же в восьмидесятые и заметил, что квадрат почти исчез. Он зарос новым лесом. Кувыркаясь над ним около тридцати лет в штопоре, я не сразу заметил, что успел вырасти новый лес. Это очень большой срок.

За это время я приобрел немалый опыт летных испытаний. Я научился предвидеть возможное поведение самолета, научился угадывать характер самолета при первом знакомстве.

Можно ли говорить о характере самолета? Известный советский ас Николай Михайлович Скоморохов, участвуя в телевизионной передаче, говорил, что он воспринимал свой Як как живое одухотворенное существо.

Вначале я удивился такому лирико-поэтическому отношению к оружию, да еще во время войны. Но потом я понял, что воинская доблесть и поэтический склад души не противоречат друг другу. Вспомним хотя бы Дениса Давыдова.

В общем, говорить о характере самолета вполне допустимо. Последний испытанный мною самолет Су-25 оказался в штопоре добродушным и бесхитростным простаком, что я быстро определил и испытания провел с опережением сроков. Однако самолет оказался очень непохожим на все другие боевые самолеты.

Самолеты последних десятилетий имели в системе управления гидроусилители, и летчик был лишен возможности чувствовать на ручке управления то, что происходит на рулях. На Су-25 гидроусилителей не было, и с рулей на ручку управления передавались небольшие толчки, называемые бафтингом, и небольшие вибрации. Это было очень непривычно, и современные нормы управляемости такие явления не допускают. Заказчик требовал это устранить, но ОКБ и ЛИИ считали, что надо все оставить.

Дело в том, что эти толчки и вибрации очень точно соответствовали предельным параметрам самолета по углу атаки, числу Маха и максимальному отклонению рулей.

Эти толчки и вибрации были для хорошего летчика идеальным сигнализатором. Создать такой сигнализатор современные наука и техника еще не способны. По этим толчкам и вибрациям летчик мог чувствовать трепетную душу самолета.

Ну, вот и автор впал в лирическое восприятие металлоконструкций. Пусть это считается лирическим отступлением. Учитывая мой опыт испытаний, меня периодически назначали в комиссии по расследованию летных происшествий.

Со временем я начал испытывать некоторый душевный дискомфорт в силу того, что накопленный опыт летных испытаний мало реализуется при обучении летчиков.

Случалось, что строевой летчик не мог вывести самолет из штопора, хотя он мог быть выведен вполне надежно. Случалось, что летчик попадал в штопор, не зная некоторых выявленных в испытаниях особенностей самолета. Дело в том, что с пятидесятых годов обучение штопору практически не производилось. В ВВС утрачены были школа обучения штопору и инструкторский опыт.

Как уже говорилось выше, штопор – это «стрессовое состояние самолета», и самолет при этом требует особых приемов пилотирования. Если летчик этих приемов не знает, то в стресс может впасть и он сам. Некоторые приемы пилотирования в штопоре практически одинаковы для всех видов и типов самолетов – от легких спортивных до пассажирских лайнеров.

Кстати, о пассажирских лайнерах. Их на штопор не испытывают. Казалось бы, они попадать в штопор не должны. Однако же попадают. Не часто, но периодически. Если пассажирский самолет не выведен из штопора, то пассажиров и экипаж не сможет спасти и сам Господь Бог. Такая беда начала преследовать в пятидесятые годы самолет Ту-104.

В августе 1958 года разбился рейсовый самолет в районе Хабаровска. Разумеется, все пассажиры и экипаж погибли. То же произошло в 1959 году в районе Казани. Бортрадист передал, что они падают, но отчего, не сказал. Вероятно, экипаж не понял, что самолет в штопоре. Разбивались из-за штопора схожие с пассажирским Ту-104 бомбардировщики Ту-16.

В 1985 году в Узбекистане в районе Учкудук разбился рейсовый Ту-154. В этом случае, судя по радиообмену, экипаж тоже не понял, что самолет в штопоре. Разбивались в штопоре Ан-24 и Як-40. Уже в 1994-м в районе Междуреченска разбился авиалайнер французского производства А-310. То, что А-310 был в штопоре, установлено достоверно, хотя комиссия не объявила, почему он попал в него.

Но такой же Ту-104 в 1959 году в районе Иркутска летчик сумел вывести из штопора, чем спас от гибели более сотни человек. Успешно выводили из штопора самолет Ту-154 летчики-испытатели Агапов, Мезох, Павлов. Короче, самолет Ту-104 тоже можно выводить из штопора, если бы летчик действовал своевременно и правильно.

После случаев с самолетами Ту-104 в ЛИИ были проведены специальные летные испытания, в результате которых были внесены изменения в конструкцию и в условия эксплуатации, после чего штопорение на этих самолетах прекратилось. Этими доработками были исключены органические причины попадания в штопор. Испытания проводили летчики-испытатели ЛИИ Анохин, Хапов, Комаров.

Слева направо: В. А. Комаров, В. Л. Васин, А. А. Щербаков, О. В. Гудков. В это день Комарову, Щербакову и Гудкову были вручены Золотые Звезды.

Однако другие лайнеры – Ту-154, Ан-22 «Антей», Ан-24, А-310, не имея причин органических, все же в результате каких-либо отказов или ошибок пилотирования в штопор попадали и не выводились, хотя могли быть выведены, умей это делать летчики, если бы их этому учили. Случалось штопорить и тяжелому бомбардировщику Ту-22М.

Чем больше я узнавал о летных происшествиях по причине штопора, тем больше убеждался, что летчиков обучать штопору необходимо. Сам я обучал штопору летчиков-испытателей и был уверен, что это можно делать надежно и без приключений.

Были отдельные случаи, когда я и Гудков обучали этому летчиков-инспекторов ПВО, для того чтобы те могли потом квалифицированно рассказать обо всем этом летному составу. Но более широкое обучение штопору не практиковалось.

Я считал такое положение неправильным, однако обвинять кого-нибудь в косности и боязни не решусь. В этом убеждает меня такой случай.

Находясь в истребительной части в аварийной комиссии, я узнал, что там был случай катапультирования летчика из штопорящего самолета. Я рассказал командиру полка, что я испытывал этот самолет и готов научить этому его летчиков. Командир был старше и опытнее меня и хорошо знал условия учебно-боевой подготовки летчиков. Он помолчал, вздохнул, потом взял карандаш и бумагу и начал писать.

– В году 365 дней. Рабочих – столько-то. Пригодных для полетов по метеоусловиям – столько-то. Неиспользованных дней по причине неисправности техники – столько-то. Пропускная способность аэродрома – такая-то. А полетов на каждого летчика по курсу боевой подготовки столько-то. Я понимаю большую пользу твоего предложения, но как состыковать представленное число дней и необходимое число полетов?

Пока Вы расследуете причину катастрофы, полеты нам запрещены. План боевой подготовки под угрозой невыполнения. А за это? Сам понимаешь! Если ваша комиссия сделает вывод, что причиной катастрофы явилась плохая организация или недостаточная подготовка летчика, наше командование не станет возражать. Мне или кому-то еще дадут взыскание, хотя ты понимаешь, это будет несправедливо, но зато будет снят запрет на полеты и возобновится боевая подготовка. Такая вот арифметика.

Этот разговор лишний раз убедил меня, что полковничьи и генеральские папахи в ВВС иной раз бывают немногим легче шапки Мономаха.

Конечно, командир полка не мог по своей инициативе воспользоваться моим предложением. Поэтому следует лишний раз отдать должное инициативе Е. Я. Савицкого, который, будучи командующим, сделал регулярными непосредственные связи летчиков-испытателей ЛИИ, ОКБ с летными частями противовоздушной обороны.

Невостребованность результатов моих испытаний и была причиной моего душевного дискомфорта.

Однако такое опасливое отношение к штопору было не только в наших ВВС. В военной авиации Соединенных Штатов последние годы штопору в полетах тоже не обучали, но там использовали в качестве учебного пособия специальный фильм.

На реально штопорящий самолет в носовой части устанавливалась телекамера, и потом летчики на экране видели землю из штопорящего самолета.

На летной базе ОКБ имени Микояна мы тоже создали такой фильм. Я надеялся, что он будет широко использоваться, но тут грянули перестройка и реформы и державе стало не до авиации.

Наиболее престижным для летчиков-испытателей стало участие в разных аэрошоу. А то еще классные летчики-испытатели стали катать на боевых спарках богатых западных сумасбродов.

Аэродром Раменское, где недавно весь день с рассвета взлетали самолеты для решения научных и технических задач, превращен в базар-торжище, хотя торговля идет не очень бойко.

Были случаи, когда на штопор сваливали катастрофы с невыясненными причинами. Так, 6 апреля 1966 года из СССР в западную группу войск перелетали два истребителя-перехватчика Як-28П. В Берлине, в районе Шпандау, один из них упал в озеро Штессен. Летчики Борис Капустин и Юрий Янов погибли. Тогда уже было известно, штопорные качества этого самолета весьма неблагоприятны, и был соблазн списать катастрофу на штопор.

Меня пригласили для консультации. Ознакомившись с обстоятельствами, которые мне сообщили в Москве, я отклонил штопор как причину происшествия.

Впоследствии настоящая причина была установлена. С этим случаем связан один интересный эпизод. Самолет упал в английской зоне оккупации, и на глазах командования и представителей промышленности его подробно изучали английские специалисты.

Мне рассказывали, как английский техник, не имея ни инструкций, ни описания, очень быстро и ловко демонтировал катапультное кресло. А ведь в кресле большой пороховой заряд, и ошибочные действия техника могли бы кончиться для него не лучше, чем для Капустина и Янова, о чем он не мог не знать. Вероятно, это был очень толковый техник.

Для снятия отрицательных эмоций вспомним о штопоре что-нибудь веселенькое. Летчик-испытатель вынужден был катапультироваться из штопорящего истребителя. Дело было в заволжской степи. Приземлившись, он освободился от парашюта и носимого аварийного запаса (НАЗ). Последний включал в себя надувную лодку, продукты питания, нож-мачете и другие полезные вещи.

Неожиданно в нескольких сотнях метров на кургане появился всадник. Летчик помахал ему рукой, но тот не ответил.

Вероятно, вот так же на этом кургане сотни лет назад стоял, всматриваясь вдаль, передовой разведчик войска Чингиз-Хана или Батыя. Аналогии способствовали пейзаж пустынной степи, парящий в небе орел и остроконечная шапка всадника.

Не найдя контакта с романтическим всадником, летчик пошел к упавшему самолету, а когда вернулся обратно, всадника не было. С места приземления исчезли 64 квадратных метра парашютного шелка, надувная лодка и другие полезные предметы. Всадник-степняк, взяв традиционный ясак, удалился, не прощаясь.

Что еще сказать о штопоре? Успех испытаний не в последнюю очередь зависит от ведущего инженера. В ЛИИ инженеров специализировали по видам испытаний, в том числе и на штопор. Готовили их к таким испытаниям не один месяц. Изучали они и математическую, и практическую сторону дела и организационные премудрости. Испытания на штопор бывали рискованными и для инженеров.

Спросите, какой риск в ожидании самолета на стоянке и в дешифрации приборов самописцев? Если испытания прошли успешно, никакого. А если потерян испытуемый самолет? Или того хуже?

Ведущий инженер составляет полетное задание. Любая неточность формулировки, недоговоренность или неопределенность текста, на которые никто не обратит внимания в случае благополучного окончания испытаний, станут предметом внимания аварийной комиссии в случае аварии.

Любая погрешность задания может квалифицироваться как причина летного происшествия. Так бывало не раз. Хотя до судебно-уголовной ответственности дело не доходило, но профессиональная репутация инженера терпела большой урон.

Работа ведущих инженеров-штопористов в ЛИИ оценивалась достаточно высоко, и они пользовались известным пиэтетом. Об этом говорит такой фольклор.

Один наш поэт – а в хорошем коллективе обязательно есть поэт – написал:

 
Что такое штопор?
Я спросил однажды.
Мне сказали:
– Что ты!
Это знает каждый!
Здесь проста наука.
Не чеши в затылке.
Штопор – это способ
Открывать бутылки.
Далеко идущий,
С хваткою кулацкой,
Мне сказал ведущий
Инженер Бурлацкий:
Штопор – это способ
Заработать деньги.
Что имеешь в месяц,
То имею в день я.
За виток по трешке,
В месяц три оклада.
Здесь важнее ноги,
Головы не надо!
Молвил Золотухин:
– Не из простофиль мы,
Про такие штуки
Мы снимаем фильмы.
А Васянин очи
Смежил на мгновенье:
Штопор – это очень
Много уравнений.
В плоский штопор влипнув,
Выводи, не мешкай…
 

Ну, и так далее.

Что касается ног, то это верно. Для организации полета инженеру приходится много ходить по аэродрому. Что же касается головы, то тут поэт дал много воли сарказму. Без хорошей головы таким делом заниматься нельзя. В стихах приведены подлинные фамилии инженеров. С каждым из них я провел не одну программу летных испытаний. Действительно, с Робертом Золотухиным мы снимали в воздухе фильм. С Виктором Васяниным в начале шестидесятых годов мы впервые в стране исследовали явление аэроинерционного вращения. Я был уже опытным летчиком, а он только начинал инженерную деятельность. Он был хорошо подготовлен математически, но не совсем себе представлял, что будет, если самолет начнет вращаться не по его уравнениям, а как-то иначе. Я помогал ему составлять полетные задания и объяснил, что разница между самолетом и электронным стендом-имитатором та, что если движение самолета приобретет опасный характер, то вернуть его в исходное состояние, как на имитаторе, выключив питание, невозможно. А опасный характер движения самолета может иметь опасные последствия и для летчика, и для инженера. Виктор это хорошо усвоил и впоследствии провел немало летных испытаний экстремальных режимов полета. А двадцать лет спустя, когда я начал работать над диссертацией, он был моим научным руководителем и успешно приобщал меня к высотам науки. Как говорил один наш партийный лидер: – Такая у нас селяви.