Текст книги "Вертолет, 2010 №01"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 8 страниц)

Характер, закаленный в небе

В.М. Мухаметгареев

С Венером Мухаметгареевым мы познакомились в Казани, на конференции, посвященной 100-летию со дня рождения М.Л. Миля. В большой группе участников трудно было не заметить молодого мужчину со звездой Героя России на груди. Как выяснилось чуть позже, летчик-испытатель I класса ЛИИ им. М.М. Громова Венер Мухаметгареев только на вертолетах марки «Ми» (Ми-2, Ми-6, Ми-8Т/ МТ/МТВ, Ми-14ПС, Ми-17, Ми-17В, Ми-171, Ми-8АМТ, Ми-19Р, Ми-24, Ми-26, Ми-28Н, Ми-34) и «Ка» (Ка-26, Ка-27, Ка-31, Ка-32, Ка-50, Ка-126) налетал более 4,5 тысяч часов. Более 900 из них приходятся на испытательные полеты.

Появление московского летчика в Казани – не случайность. В последние годы профессиональная жизнь Мухаметгареева тесно связана со столицей Татарстана, вернее, с Казанским вертолетным заводом. Он проводил и продолжает проводить летные испытания вертолета «Ансат» разработки КВЗ. В их числе государственные летноконструкторские испытания, в результате которых определены поправки к указателям скорости и высоты полета вертолета с использованием системы спутниковой навигации, выполнена эргономическая оценка кабины экипажа. Летные испытания по определению характеристик маневренности, устойчивости и управляемости «Ансата», проведенные Венером Мухаметгареевым, позволили получить материалы, которые используются для создания электродистационных систем управления, современных перспективных цифровых автопилотов. В сертификационных испытаниях «Ансата» Мухаметгареевым определена возможность выполнения безопасной посадки на режиме авторотации несущего винта при отказе двух двигателей.

Люди, связанные с авиацией, хорошо понимают, сколько мастерства, мужества, смелости, выдержки требуют испытания винтокрылой техники. Если спросить самого Венера Мухаметгареева, есть ли в его характере такие качества, он скажет, что не замечал за собой ничего такого особенного. Скажет абсолютно искренне, потому что кроме вышеперечисленных, есть у Венера еще одно очень симпатичное человеческое качество – скромность, впрочем, чему удивляться – это свойство настоящего интеллигента.

…Свою профессиональную «лестницу», путь в профессию летчика-испытателя Венер Мухаметгареев прошел, как и положено, поднимаясь со ступеньки на ступеньку. Летать хотел с детства, почему, сказать наверняка трудно, ведь среди его родственников ни одного летчика не было. На окончательный выбор профессии в большой степени оказал влияние школьный военрук, ветеран Великой Отечественной войны. Многие мальчишки именно с его «подачи» после школы пришли с заявлениями в военкомат и поступили в военные летные училища.

Венер Мухаметгареев и Сергей Шейн – экипаж вертолета Ми-24П. Афганистан,1987 г.

На испытаниях вертолета Z-11. Китай, 2000 г.

В 1979 году Мухаметгареев стал курсантом Сызранского высшего военного авиационного училища летчиков. В курсантские годы активно занимался спортом, был членом сборной училища по авиационному многоборью. Ему первому в курсантской эскадрилье доверили самостоятельный полет. После окончания училища Мухаметгареев служил в Германии и в Забайкалье. Отдельная страница его летной биографии – служба в Афганистане с 1986 по 1987 гг.

Венер Мухаметгареев принимал участие в боевых действиях, выполнил в качестве командира вертолета 143 боевых вылета. Вертолет Мухаметгареева сопровождал колонны военной техники, поддерживал огнем сухопутные войска, участвовал в поиске и уничтожении караванов с оружием. За мужество и героизм, проявленные в одной из таких операций, Венер был награжден орденом Красной Звезды.

В 1988 году Мухаметгареев поступил в Школу летчиков-испытателей Министерства авиационной промышленности СССР. Он считает, что ему очень повезло, потому что наборы в ШЛИ проводились редко, а требования были очень жесткими: I класс военного летчика, налет не менее 1000 часов, возраст – не старше 28 лет и «богатырское» здоровье. Из большого количества военных летчиков, подавших рапорта, на экзамены вызвали только 35 человек, а приняли и того меньше – 12.

Школа, по словам Венера Мухаметгареева, дала новый импульс его профессиональной карьере. За год учебы в ШЛИ он освоил шесть новых типов вертолетов и два типа самолета. Обучали искусству испытывать вертолеты Венера и его товарищей профессионалы с большой буквы – Ф.М. Воробьев и В.Л. Тебеньков. В школе была особая атмосфера доверия, позволявшая слушателям усваивать учебный материал (и теорию, и практику) глубже, быстрее.

После окончания ШЛИ Мухаметгареева направили на работу в Летно-испытательный центр ЛИИ им. М.М. Громова. В 1994 году он уже командир отряда летчиков – испытателей вертолетов. За двадцать лет, прошедших с тех пор, Венер Мансурович освоил более 50 типов и модификаций различных вертолетов и самолетов. Его налет составляет около 7000 часов. За время работы ему довелось участвовать в совместных государственных испытаниях целого ряда вертолетов гражданского и военного назначения не только в России, но и за рубежом.

Как очень интересный и полезный опыт вспоминает Мухаметгареев испытания китайского вертолета Z-11 – три с половиной месяца полетов над морем и в горах. В результате проведенных испытаний была определена возможность выполнения безопасной посадки на режиме авторотации несущего винта при отказе двигателя в крейсерском полете, на этапах взлета и захода на посадку с максимальным взлетным весом 2000-2200 кг, определены опасные зоны по высоте и скорости, максимальная и минимальная частоты вращения несущего винта. Также был получен международный сертификат летной годности для вертолета Z-11 с максимальным взлетным весом 2000-2200 кг.

Обучение летчиков ВМС Мексики на вертолетах Ми-8МТВ и Ми-2. Мексика, Веракрус, 1998 г.

Летчик-испытатель В.М. Мухаметгареев и руководитель испытаний И.И. Григорьев после успешного завершения испытаний Z-11

Трудных, рискованных полетов в биографии Венера Мухаметгареева было немало, жаль, что он не любит о них рассказывать: дескать, работа есть работа. Однако не только за высокий профессионализм в июле 2005 года он был награжден одной из самых значимых российских наград. Орден Мужества был вручен ему за самоотверженность и мужество, проявленные при испытаниях авиационной техники в условиях, сопряженных с риском для жизни.

Конечно, большую часть и времени, и сил занимает выполнение своих прямых служебных обязанностей. Однако В.М. Мухаметгареев находит время на работу в методическом совете отрасли, а как эксперт-аудитор АР МАК принимает активное участие в расследовании летных происшествий, помогая устанавливать истинные причины произошедшего и вырабатывать рекомендации по их устранению. Венер Мансурович участвует также в работе макетных комиссий при проектировании новых винтокрылых машин.

Многое сделал и делает летчик-испытатель Венер Мухаметгареев для продвижения российской вертолетной техники на международном рынке. Он неоднократно представлял нашу страну на самых известных авиасалонах. Летчик Мухаметгареев демонстрировал возможности российских вертолетов и российских летчиков не только в рамках престижных выставок. Он выполнял полеты в зонах стихийных бедствий в различных уголках Земного шара. География его полетов обширна: Франция, Швейцария, Югославия, Мексика, Новая Зеландия, Китай, Италия, Испания.

.Указом Президента Российской Федерации за мужество и героизм, высокое профессиональное мастерство, проявленные при испытании и внедрении новой авиационной техники, В.М. Мухаметгарееву в 2008 году присвоено звание Героя России. Вручая в Кремле Золотые Звезды Венеру Мухаметгарееву и его коллеге Олегу Мутовину, Дмитрий Медведев сказал: «В самых критических ситуациях они действовали хладнокровно, виртуозно выполняя самые сложные задачи на очень непростой технике».

К словам Президента вряд ли что можно добавить, разве что искренние пожелания в адрес награжденных и в дальнейшем не терять хладнокровия и мастерства, так же беззаветно и преданно любить свое дело и болеть за него душой.

Наталья КРАЕВА

И С Т О Р И Я

Сквозь призму времени: о Михаиле Миле и его команде

З.Е. Шнуров

Как и о других знаменитых людях, о М.Л. Миле написано множество статей и книг, снято несколько документальных фильмов. В них достаточно полно и правдиво рассказывается о Михаиле Леонтьевиче: его замечательных человеческих качествах, машинах, которые им созданы, громадной пользе, которую он принес стране. Однако многое осталось недосказанным. Создание новой техники требует не только большого труда и знаний. Воплощение идей в жизнь почти всегда натыкается на сложности реального мира, где есть и разнонаправленные интересы участников, и жесткое соревнование, и нежелание принять чужую идею, и многое-многое другое. Углубление в неизвестное почти всегда драматично, и чтобы добиться чего-то значительного, приходится сжигать себя. Как бы ни была велика уверенность в правильности принятого решения, всегда остаются сомнения, поэтому творцу (за которым стоят тысячи людей и тысячи интересов) требуется немало мужества в отстаивании своего решения. Словом, Михаил Леонтьевич повторил путь, по которому шли те, кто двигал цивилизацию, открывая новые знания. Я не ставлю перед собой задачу изложить историю создания ОКБ М.Л. Миля в целом, историю создания вертолетной промышленности в СССР. Мои воспоминания фрагментарны, они касаются лишь периода формирования команды Михаила Леонтьевича, с которой он и добился успеха.

Знакомство

В 1952 году вместе с тремя своими однокурсниками я был направлен на преддипломную практику в опытно-конструкторское бюро М.Л. Миля. Тогда мы впервые увидели Михаила Леонтьевича. Конечно, чувствовали некоторый трепет: в МАИ мы преисполнились пиетета перед создателями авиационной техники. С первых же минут Михаил Леонтьевич стал разговаривать с нами как человек, которому мы действительно интересны, интересны как личности, а возможно, и как будущие соратники. Миль говорил с нами просто и уважительно, он сразу взял тон старшего коллеги, именно коллеги!

.На Московском вертолетном заводе нам выделили комнату, «опекуна», и процесс пошел. Конечно, Михаил Леонтьевич не мог уделять нам столько внимания, сколько мы хотели. В это время на Саратовском заводе готовилась к выпуску первая серия Ми-4, понятно, что он был очень занят. Но в начале 1953 года нам надо было уже показывать дипломные проекты. Несколько раз мы пытались привлечь к себе внимание Михаила Леонтьевича, когда он проходил мимо, но он только качал головой: не могу! Надо сказать, что Миль не уходил с завода раньше 9-10 часов вечера, в это время мы и пытались заловить его. Наконец это удалось. «Все, – сказал он, когда в очередной раз увидел наши физиономии, – заходите в кабинет, будем все смотреть и не уйдем, пока не закончим. Меня, конечно, будут отрывать, но уж потерпите». Просидели мы в кабинете до трех часов ночи, и Михаил Леонтьевич, вызвав дежурного, велел ему развезти нас по домам. Конечно, такая забота нас очень тронула.

«Откуда есть пошла» советская вертолетная авиация

Многое из того, что я скажу далее, хорошо известно. Но некоторым событиям я был свидетелем, что-то мне повезло услышать от тех, кто был их непосредственным участником. За прошедшее время стерлись мелкие несущественные подробности, но осталось главное – суть событий.

В 30-х годах в ЦАГИ, в отделе особых конструкций, было построено несколько экспериментальных вертолетов, ценность которых была в том, что они позволяли увидеть проблемы, пути их разрешения, служили накоплению знаний о вертолетах. Первые вертолеты, имевшие практический выход в серию (правда, очень небольшую), были сконструированы в ОКБ И.П. Братухина, которое было создано в 1940 году. В этом конструкторском бюро за одиннадцать лет его существования было разработано несколько конструкций вертолетов. Но в 1951 году ОКБ Братухина было ликвидировано, и работы по созданию вертолетов поперечной схемы надолго прекратились. Почему это произошло, однозначно сказать, по-видимому, невозможно.

Думаю, дело в следующем. Вертолеты поперечной схемы имеют конструкцию гораздо более сложную в динамическом отношении, чем одновинтовые вертолеты. Разнесенные на большие расстояния несущие винты и двигатели большого веса порождают принципиально низкочастотные формы собственных колебаний, служащие причиной автоколебаний самых разных форм. При этом собственные частоты форм так близки друг к другу, что какие-либо конструктивные доработки для устранения одних «вредных» форм меняют частоты других форм и те, в свою очередь, становятся «вредными». Это не значит, что вертолеты поперечной схемы невозможно создать. Просто проектирование таких машин требует более глубокого анализа и соответствующих «технологических» возможностей для него. Сведения практически по всем машинам И.П. Братухина содержат данные о больших вибрациях, недопустимых колебаниях и т.п. Думаю, что закрытию ОКБ-3 послужил «груз» осложнений, которыми сопровождались работы по созданию вертолетов поперечной схемы.

Для того чтобы достигнуть успеха в какой-то области, часто приходится решать отнюдь не тривиальные для конкретного времени задачи, продираться через разного рода проблемы. Гипотезы же, которые возникают по ходу дела, далеко не всегда оказываются «работающими». Я не пишу очередную «дежурную» статью об успехах Михаила Леонтьевича Миля, моя задача – показать, сколько научных и технических проблем возникает на пути реализации возникшей идеи. Не всем удавалось и удается с ними справиться. Михаилу Леонтьевичу удавалось, в этом его заслуга и достижение.

Отметив выше трудности, с которыми столкнулся И.П. Братухин, я не хочу «бросить камень» в его ОКБ, просто задача, которую поставил перед собой этот коллектив, была в те времена сложной по вполне объективным причинам.

Может показаться странным, что речь идет о «технологических» возможностях динамического анализа. Действительно, теоретически все ясно, все зависимости, да и все уравнения давно известны, в чем же дело? А в том, что реальная конструкция – это не простые балки. Значит, реальную конструкцию нужно было заменить какой-то идеализированной, которую можно свести к схеме, поддающейся расчету. Нужно сказать прямо, что эта задача была под силу специалистам высокой квалификации, но и она не гарантировала полную надежность результата. Ограниченные вычислительные возможности того времени не только влияли на качество анализа, но и ограничивали его объем. (Вычислительные возможности и понимание сути явления теснейшим образом связаны: ограниченные вычислительные возможности ведут к ограниченным возможностям в понимании явления).

Однако я не хочу сказать, что даже в тех условиях конструирование с учетом динамического анализа было невозможно. Да, точный динамический анализ с высокой степенью достоверности был недостижим. Но предварительный динамический анализ при конструировании был возможен и необходим, он помогал заранее увидеть «опасные» зоны, степень эффективности воздействия одних элементов конструкции и несущественность других. Вот это и позволяет создавать более рациональные конструктивные идеи, заранее предвидеть места эффективных доработок. В общем, именно на конструкторской «кухне» создается то, что может получиться «вкусным», и то, что лучше не пробовать.

Ми-1 первой серии в музее Казанского вертолетного завода

Как взошла звезда Михаила Миля

В 1947 году Михаил Леонтьевич получил КБ, которое находилось на территории завода в Тушине. КБ фактически не имело перспектив развития, поскольку в то время в СССР не уделялось должного внимания вертолетной технике, руководство авиапромышленности, по-видимому, не понимало, насколько она необходима. Знать о вертолетах, конечно, знали, потому что на Западе эти машины строились, и теоретически предполагалось, что и нам нужно что-то делать в этом направлении. Уже во время Второй мировой войны американцы применяли вертолеты: в наземных войсках ВМФ было около сотни вертолетов Сикорского. Немцы также использовали в ВМФ небольшие вертолеты. Конечно, эпизоды с применением вертолетов были незначительными, но военное руководство этих стран, несомненно, уже предвидело будущее вертолетов. Руководству СССР наше тотальное отставание в области вертолетной техники стало ясно в начале 50-х годов.

…В 1949 году Северная Корея начала наступление на Южную Корею, и очень скоро весь Корейский полуостров оказался под властью северокорейского руководства. И вот тут американские войска провели очень эффектную операцию, в которой блестящую роль сыграли вертолеты Сикорского и некоторые другие. С кораблей на вертолетах высадили большое количество солдат, которые быстро захватили плацдарм. Затем подошли основные войска, и северокорейская армия была разгромлена. В этой операции вертолеты блестяще продемонстрировали свои возможности. Если хотите, это был триумф вертолетов.

Нетрудно предположить реакцию Сталина, когда он узнал о роли, которую сыграли вертолеты в этой боевой операции. На вопрос генералиссимуса, а есть ли у нас вертолеты и в каком количестве, ему наверняка ответили, что нет. В стране в то время вертолетной тематикой занимались ОКБ А.С. Яковлева, М.Л. Миля и Н.И. Камова, но вертолетов, готовых к серийному производству, у них не было.

И тогда И.В. Сталин пригласил к себе весь цвет разработчиков авиационной техники. Среди них были и «чистые» вертолетчики – М.Л. Миль и Н.И. Камов. Сталин поставил очень трудную задачу: в течение года не только разработать вертолет, отвечающий необходимым требованиям, но и запустить его в серийное производство. Такую непосильную задачу взяли на себя только Миль и Яковлев. Для Михаила Леонтьевича это было очень непростое решение, поскольку у него тогда еще не было мощного КБ, все было необходимо создавать на ходу. Это был фактически прыжок в неизвестное – такие были времена.

Соревнование между двумя КБ (а это было именно соревнование!) выиграли М.Л. Миль и его коллектив. Вот тогда-то и взошла звезда Михаила Леонтьевича.

Надо сказать, что Михаил Леонтьевич умел смотреть далеко вперед: к тому времени, когда к нему обратились с предложением по разработке вертолета, у него уже была готова идея создания новой машины – будущего Ми-4. На разработку этого вертолета Михаил Леонтьевич и получил задание. В задании полетный вес должен был быть 6000 кг, а грузоподъемность 1600 кг (хочу напомнить, что вертолет Сикорского S-55, который был использован в Корее, имел полетный вес 3500 кг и грузоподъемность 1000 кг). И Михаил Леонтьевич сделал такой вертолет! Конечно, в успехе дела свою роль сыграли присущие тому времени энергия и умение быстро развертывать большие мощности для решения поставленной задачи. Но не меньшую роль сыграла и глубочайшая убежденность Миля в том, что вертолеты нужны нашей стране, что их можно разработать и построить, что он, Михаил Леонтьевич, это сможет сделать. Это было сродни вере, давало ему силы преодолевать все препятствия.

Для разработки Ми-4 М.Л. Миль получил завод и территорию, которую занимало раньше КБ Братухина. Здесь он смог развернуть необходимые мощности, здесь же позже появилась экспериментальная база.

Ми-4 садится на площадку в Кремле, 1960 г.

Ми-4: немного истории

История создания вертолета Ми-4 поразительна. К проектированию приступили в октябре 1951 года, а первый опытный экземпляр был готов уже в апреле 1952 года. Поразительно и другое. Первый серийный экземпляр тоже был полностью готов к этому же времени. Серийные машины выпускались параллельно с проведением летных и государственных испытаний вертолета. Чертежи, по которым доводились опытные экземпляры, одновременно внедрялись и на серийном заводе. В общем, первый транспортный вертолет Ми-4 появился в реальной эксплуатации уже летом 1952 года. Это была серийная машина, с которой началось лидерство Михаила Леонтьевича в вертолетном мире.

Заканчивая этот панегирик в честь Михаила Леонтьевича, напомню, что главный конструктор А.С. Яковлев должен был построить вдвое более мощный и грузоподъемный вертолет. Им была выбрана так называемая продольная схема, довольно привлекательная с точки зрения весовой отдачи. Вдвое больше – это значит, что вместо одного несущего винта ставится два (их взяли от вертолета Ми-4), вместо одного двигателя – два (таких, как на Ми-4). Однако вертолет не «получился» таким, каким его задумывали, думаю, потому что конструкторы ОКБ А.С. Яковлева наступили на те же грабли, что и в КБ И.П. Братухина. Предполагаю, что вертолет сгубили автоколебания в контуре «винт – фюзеляж – винт – система управления между винтами».

Не хочу сказать, что конструкторы А.С. Яковлева совсем не справились с задачей конструирования. Как я уже говорил выше, достаточно точный анализ таких явлений, как автоколебания, в силу несовершенства методик практически невозможно было сделать. И длительные доводки машины с участием ЦАГИ и других институтов только подтверждают сказанное. Вообще продольная схема, как и поперечная, создает гораздо больше условий для появления различных видов автоколебаний, требует более скрупулезных расчетов и более длительных доводок. С этой точки зрения одновинтовая схема гораздо проще и значительно легче анализируется. И хотя продольная схема кажется более предпочтительной с точки зрения весовой отдачи, все ее преимущества исчезают, когда дело доходит до реального конструирования.

В результате вертолет продольной схемы Як-24 в 1956 году закончил государственные испытания, но доводки продолжались и позже. Имелось несколько модификаций, небольшое количество вертолетов было построено и некоторое время эксплуатировалось, но Як-24 так и не увидел широкой эксплуатации. Этот пример достаточно убедительно подтверждает, что если динамические проблемы недостаточно глубоко изучены на стадии проектирования, то последующие доводки хоть не поставят крест на машине, то сильно «съедят» ее летно-технические характеристики.

.Когда М.Л. Миль принял решение строить вертолет поперечной схемы (В-12), очень большое внимание было уделено выбору силовой схемы (распределению масс элементов конструкции), а также разработкам расчетных методик. Наверное, поэтому мы избежали поражения, хотя одну небольшую ошибку все же допустили. Но ее можно было быстро исправить.

Неслучайные катастрофы. Долговечность и надежность

На Московском вертолетном заводе я работал в области прочности, поэтому все, что излагается дальше, касается именно проблем прочности. В 1954 году произошла катастрофа вертолета: в полете разрушился комлевый стык лопасти. Предварительно этот стык был испытан на действие главной нагрузки – центробежной силы и не разрушился при почти шестикратном запасе. Почему же это произошло в полете, недоумевали мы. Но довольно скоро поняли, что причина произошедшего в усталостном разрушении в его классическом виде. Это разрушение не могло не произойти: мы не понимали, что конструкция лопасти, находящаяся в поле переменных и постоянных нагрузок, сопротивляется совсем иначе, чем при однократной (так называемой статической) нагрузке. Не было представления и о том, как в такой сложной конструкции распределяются напряжения, как взаимодействуют между собой составные части комлевого стыка. Мы не понимали, как можно и нужно определять несущую способность конструкции в поле действия вышеуказанных сил и назначать в соответствии с этим ресурс.

Конструирование летательных аппаратов производится в поле действия различных нормативных актов, руководств и законов. Одним из таких законов являются «Нормы прочности вертолетов». Эти законы, в том числе и «Нормы прочности», необходимы при разработке конструкций: они прямо указывают, на какие нагрузки должны быть рассчитаны вертолетные конструкции, какие должны быть запасы прочности, на что должны быть испытаны конструкции. Однако нормы, как и всякие жесткие законы, могут создавать психологические «шоры», закрывающие часть «горизонта», что иногда приводит к негативным последствиям. Нельзя сказать, что «Нормы прочности вертолетов» препятствовали конструированию с учетом усталости, нет, они просто не сосредотачивали внимание разработчиков на этом. Беда в том, что эти нормы строились по аналогии с самолетными. Но «Нормы прочности самолетов» были вполне логичными и охватывали все условия жизни этих летательных аппаратов. Все дело в том, что при тех скоростях, на которых летали в те годы самолеты, большие переменные нагрузки не возникали, а если и встречались, то их количество было невелико, они измерялись десятками тысяч циклов. Поэтому при назначении ресурсов самолетов достаточно было обеспечить статическую прочность с заданными запасами. Но агрегаты вертолета: лопасти несущих и рулевых винтов, втулки и системы управления – работают в совсем другой области кривой Велера, а именно, в области десятков миллионов циклов, если иметь в виду экономически целесообразные сроки эксплуатации.

Хотя в начале проектирования Ми-4 и было понимание этих особенностей, достаточно глубокого их осознания не было. В общем, «колокол не звонил», мы не понимали, в какую новую неизведанную зону проблем вступаем. Но после катастрофы все изменилось, пришло ясное осознание проблемы. А комлевый стык лопасти, о котором я упомянул вначале, – просто первый пример нового подхода к конструированию (примером такого подхода является комлевый стык Ми-1, который стоит в музее М.Л. Миля). Этот подход заключается в том, что проектирование конструкций осуществляется одновременно со скрупулезным анализом напряженного состояния конструкции и именно такой анализ генерирует необходимые идеи для конструирования. Разработка нового стыка шла именно путем, который привел к созданию долговечной конструкции для лопастей несущих винтов вертолетов Ми-1 и Ми-4, и больше ни на каких лопастях никаких вертолетов фирмы М.Л. Миля не было разрушений, связанных с усталостной прочностью, которая является следствием недостаточной проработки конструкции. Это стало началом нового подхода к конструированию, в том числе и лопастей вертолетов.

Когда мы, как нам казалось, научились правильно конструировать с учетом усталости, встал вопрос, как же назначать ресурс этим конструкциям. Приходится опять сослаться на практику самолетостроения. Как я понимаю, величина ресурса назначалась на основе опыта эксплуатации аналогичных конструкций и в итоге получалось, что обеспечение статической прочности давало хорошие ресурсы для самолетов. Вместе с тем, всегда можно было организовать так называемую лидерную эксплуатацию. Ее смысл заключался в том, что группа самолетов той или иной конструкции опережала по налетам самолеты основного парка. Лидерная эксплуатация имела смысл потому, что сравнительно небольшое рассеяние характеристик выносливости в зоне кривой Велера, актуальное для самолетов, позволяло считать эту группу репрезентативной для оценки долговечности всей серии. Иными словами, возникновение каких-либо неполадок в этой группе позволяло своевременно получать оценку и вносить изменения в конструкцию основной массы эксплуатирующихся машин. Такая же практика вначале применялась и для вертолетов. Однако рассеяние характеристик выносливости для парка одноименных вертолетов таково, что число часов до разрушения различных экземпляров этого парка может различаться в сотни и более раз. Поэтому с точки зрения назначения ресурса и обеспечения безаварийной эксплуатации по условиям усталостной прочности практика лидерной эксплуатации лишена смысла. Однако потребовалось довольно много усилий и времени, чтобы эта практика прекратилась (необходимость лидерной эксплуатации определялась отнюдь не только разработчиками авиатехники).

Однако ресурсы назначать надо, поэтому пришлось на ходу вырабатывать схему действий, которая позволяла бы назначать достаточно надежные ресурсы и в то же время не «зарезала» их. Разумеется, мы не были единственными, кто был озабочен проблемами ресурса. Пришлось переработать и переосмыслить почти все, что было наработано в самых разных областях техники, и приспособить к нашим потребностям.

По существу, мы решали триединую задачу. Первое: испытания агрегатов не должны задерживать эксплуатацию, а потому их нужно проводить в весьма ограниченные сроки на заметно больших нагрузках, чем в реальной эксплуатации. Второе: необходимо научиться пересчитывать результаты на реальные условия. Третье: необходимо научиться воссоздавать как можно более точно всю необходимую комбинацию нагрузок, для чего требуется построить специальные стенды.

Для обеспечения безопасности эксплуатации пришлось научиться применять достижения теории вероятности и представления о поведении материалов и конструкций во всем диапазоне циклов нагружения. Не обошлось и без разработки концепций, и, хотя их можно упрекнуть в недостаточной строгости и обоснованности, они позволили создать достаточно стройную систему. Надо сказать, что эти концепции не «железобетонные» и поэтому требуют от специалистов и сейчас высокой квалификации в каждом конкретном случае. Над вопросами обеспечения безопасности эксплуатации вертолетов работали не только мы. Успешно работала группа отделения прочности ЦАГИ под руководством А.Ф. Селихова. Результаты этой работы оказались для нас чрезвычайно важными.

По инициативе Михаила Леонтьевича на всех серийных заводах в составе ОТК были созданы лаборатории усталостных испытаний, которые ежегодно проверяли задаваемый уровень усталостной прочности. Надо сказать, что Казанский вертолетный завод быстрее всех откликнулся на этот новый подход и освоил такие испытания. Началось с лопастей, а затем распространилось на другие вертолетные агрегаты. Работа с казанским заводом всегда проходила в атмосфере взаимной заинтересованности в общем успехе. Наверное, поэтому на КВЗ впоследствии и появились свои кадры, которые смогли начать успешное проектирование своих собственных вертолетов. «Ансат» тому хорошее подтверждение.

Ми-6 – первый вертолет с крылом

О важности «прочностного» проектирования

Выше я уже говорил, что конструирование с учетом усталости требует тесного соединения работы конструкторов и прочнистов, если этого нет – конструкция может быть неудачной. Обычно общение прочнистов и конструкторов строилось так: первые исходя из требований различных условий эксплуатации сочиняли нагрузки для конструкций, а конструкторы разрабатывали проект, в котором пытались учесть различные технологические, производственные и эксплуатационные требования. Затем проект вновь поступал к прочнистам, которые смотрели, достаточны ли запасы прочности в элементах конструкции. Если в каких-то местах прочность была недостаточна, они давали рекомендации по ее увеличению. Так делалось раньше, да и сейчас бывает. Но когда речь идет о конструировании с учетом усталостной прочности, эта система не работает. Слишком сложны картина распределения напряжений по всему телу конструкции и взаимодействия между элементами, и поэтому очень важно уже на начальной стадии иметь представление о том, как выстроить концепцию конструкции. В таком тандеме прочнистов и конструкторов это делать могут только прочнисты, потому что у них есть соответствующий инструментарий и «набор» идей.