Текст книги "Борьба за скорость"
Автор книги: Борис Ляпунов
сообщить о нарушении
Текущая страница: 9 (всего у книги 17 страниц)
ШТУРМ ЗВУКОВОГО БАРЬЕРА
То, к чему привыкли, перестает нас удивлять, становится будничным, повседневным. А между тем давно известно, что в привычных на первый взгляд вещах скрыто зачастую непривычное, новое, удивительное. Нужно лишь суметь его увидеть.
Я хочу рассказать вам об одной такой вещи.
Наша книга – о машинах, и речь здесь пойдет тоже о машине.
Ее все знают. Мы все привыкли к ней как и ко многим другим, которые с детства окружают нас.
Но не все знают, что это чудесная машина. Недаром и название ее взято из сказки: народ мечтал о такой сказочной, небывалой, чудесной машине.
Чтобы создать ее, потребовались многие годы тяжелого труда, ну-жен был настоящий творческий подвиг.
Машина эта – самолет. Бывший ковер-самолет из сказки.
Именем творца первой такой машины, Александра Можайского, заслуженно гордится наш народ.
Чтобы строить современные самолеты, нужно было создать новую науку, даже несколько новых наук.
Имена их творцов – Жуковского, Чаплыгина, Циолковского – заслуженно стоят в ряду гениев нашего народа.
В этой машине, в том, чем она стала теперь, собраны, как в фокусе, достижения многих отраслей науки и техники.
И трудно, пожалуй, найти другую область машиностроения, где так остро, так напряженно шла и идет борьба за скорость, как в самолетостроении.
Самолет – самая быстроходная из транспортных машин, созданных человеком. Он открыл путь покорения воздушного океана, который тысячи лет был недоступен для человека.
Я не собираюсь поражать ваше воображение многими цифрами, подобно таким: в современном большом самолете миллион заклепок, мощность двигателей на нем превышает мощность районной электростанции.
Но две цифры я назову. В них скрыто больше содержания, чем в самом подробном рассказе. Лучше любого описания поведают они о борьбе за скорость в авиации.
За четыре десятилетия, с 1906 по 1945 год, рекордная скорость полета выросла с 41 до 975 километров в час – почти в 24 раза! А в послевоенные годы она перевалила за 1 000 километров в час.
Рост рекордных скоростей в авиации.
Борьба за скорость в авиации была борьбой за прочные, но в то же время легкие материалы. Такие материалы есть теперь.
Техника создала новые мощные двигатели – газовые турбины. Они стали новым средством борьбы за скорость самолета.
Расскажем еще об одном оружии в этой борьбе и о враге, которого оно побеждает.
Враг этот – сопротивление воздуха. Он появляется одновременно с движением.
Есть движение – есть и сопротивление, и чем быстрее двигается тело, тем больше сила сопротивления.
На учебном самолете, летящем со скоростью в 100–150 километров в час, можно без опаски выглянуть из открытой кабины. Вы ощутите стремительный воздушный поток, но сила его еще не так велика, чтобы помешать вам выбраться из кабины и прыгнуть с парашютом.
Когда же скорость значительно возрастает, сила воздушной струи уже не столь безобидна. Прыжок с борта скоростного самолета не такое простое дело, как может показаться на первый взгляд. Парашютист-испытатель В. Г. Романюк говорит:
«Опыты показали, что выбраться из кабины современного истребителя при полете на больших скоростях летчику бывает очень трудно, а подчас невозможно. Надо, чтобы какая-то посторонняя сила помогла ему это сделать».
Мы еще будем говорить об особенностях скоростных полетов и вернемся к прыжку во время такого полета. Но прежде нужно ближе познакомиться с врагом, с которым ведут борьбу самолетостроители.
Аэродинамика изучает силы, возникающие при движении тел в воздухе.
Можем ли мы увидеть, как воздух обтекает самолет? Ведь воздух – невидимка. Мы чувствуем его силу при полете, но не видим, что делается при этом.
Оказывается, можно увидеть невидимое. И для этого нам не придется совершать воздушные путешествия. Мы, оставаясь на земле и никуда не двигаясь, совершим такое путешествие в аэродинамической лаборатории.
В аэродинамической трубе вентиляторы, вращаемые электромоторами, гонят воздух. Модель самолета, крыла, моторной гондолы, любой части самолета подвешена в ней на проволочках или стержнях-державках.
Поворот рычажка реостата – и в трубе можно получить нужную нам скорость. Растут обороты мотора. Лопасти вентилятора сливаются в один блестящий круг. Модель начинает «бег на месте».
Все сильнее давит воздушный поток, все сильнее рвется модель, стремится вырваться из креплений, как зверь, попавший в сеть. Эти крепления устроены так, что позволяют ей немного подвинуться, как бы уступая стремительной силе воздушного потока. И усилия, которые испытывает модель, передаются через проволочки или державки рычагам особых весов.
Весы нагружают, и модель возвращается в прежнее положение. Зная, какой груз понадобился для этого, определяют силы, действующие на модель. Расчет помогает узнать полную картину их действия.
А как же все-таки не только измерить силу воздушного потока, но и увидеть, что происходит в нем?
Пучок ниточек может помочь сделать видимым невидимку – воздух.
Флаг, колыхаясь по ветру, указывает, откуда дует ветер, силен ли он. Ниточки, вытягиваясь вдоль потока указывают, как он течет. Плавно – и тогда они все глядят в одну сторону. Бурно образуя вихри, – и ниточки колышутся, как флаги на сильном ветру.
Так можно наблюдать за характером течения и около обтекаемого тела, например крыла самолета. Заметим, кстати, что иногда это делают не на модели, а на настоящем самолете. На крыло наклеивают ниточки и предоставляют фотоаппарату следить за их поведением.
Есть и другой простой способ наблюдать за воздухом. Дым, выходящий из печной трубы, подсказывает, что нужно сделать. Если в аэродинамическую трубу пустить дым, то струйки его покажут картину обтекания. Подобно тому, как на фотопластинке при проявлении на наших глазах возникает изображение, так и в трубе станут видимыми воздушные струйки.
Мы увидим, как бегут рядом эти струйки. Ничто не нарушает их плавного бега. Но вот дорогу им преграждает пластинка. Подходя к ней, струйки начинают «волноваться». Пластинка тормозит их, мешает им. Струйки идут в обход, обтекают ее. Но от плавного течения не остается и следа. Струйки сбиваются с дороги, крутятся, за пластинкой возникают вихри. Только далеко за пластинкой струйки успокаиваются. И снова мирно текут они рядом.
Впереди пластинки, там, где струйки тормозятся, давление повышается. Сзади, где появились вихри, давление падает. В результате возникает разница давлений, сила сопротивления. При этом понижение давления за пластинкой бывает гораздо больше, чем повышение давления перед ней. Разрежение за пластинкой как бы «засасывает» ее, держит, не пускает вперед, и чем больше вихрей, тем сильнее.
Изогнем пластинку полукругом и снова поместим ее в поток, выпуклой стороной к набегающим струйкам. Они покажут, что обтекание стало более плавным, чем раньше: меньше вихрей, спокойнее текут струйки. И если измерить силу сопротивления, она окажется меньше в несколько раз.
Выходит, сила сопротивления зависит от формы тела. Если оно похоже на вытянутую каплю, то более плавно обтекается воздухом. Вот почему самолету, дирижаблю, гоночному автомобилю придают плавную, обтекаемую форму.
Форма капли была бы идеальной для самолета. Но такой идеальный самолет – уже не самолет, потому что у капли нет крыльев. А без крыльев нет самолета. Это не трудно понять, если посмотреть на модель крыла в нашей «дымовой» аэродинамической трубе.
Плавно бегут струйки, как течет по равнине спокойная полноводная река. Встретив крыло, они обтекают его сверху и снизу. При этом струйкам, обтекающим крыло сверху, предстоит пройти более длинный путь, так как верхняя поверхность крыла изогнута больше, чем нижняя. Им приходится двигаться быстрее, чтобы не отстать от нижних.
Но чем больше скорость, тем меньше давление, – так гласит закон физики. И поэтому давление сверху крыла получается меньше, чем снизу. Разность давлений, сила, направленная вверх, – подъемная сила и держит самолет в воздухе. Движет его сила тяги воздушного винта. Но крыло, конечно, создает не только нужную подъемную силу. Оно, как и всякое другое тело, оказывает и сопротивление. Добиться того, чтобы крыло давало как можно большую подъемную силу и как можно меньшее сопротивление, – вот к чему стремились борцы за скорость в авиации.
Изменение формы самолета – от первого (конструкции А. Ф. Можайского) до современного реактивного.
Отходят в прошлое самолеты с двумя и даже тремя крыльями – бипланы, трипланы, со стойками, растяжками, соединяющими одно крыло с другим. Каждая лишняя деталь – лишнее сопротивление. Только на учебных машинах, где скорость невелика, осталась «коробка» из крыльев. Самолет с одним крылом – моноплан – стал господствовать сейчас в авиации.
Всё, что только можно, стали убирать внутрь, что нельзя – в обтекатели. Убирающиеся шасси, хорошо обтекаемый фюзеляж, плавные «зализанные» формы сделали современный самолет похожим на крылатую вытянутую каплю. Тщательнее стали отделывать наружные поверхности. И сопротивление уменьшилось примерно в 20 раз!
Это вместе с повышением мощности авиационных двигателей, с новыми, прочными и легкими материалами дало возможность летать со скоростями около 700 километров в час. В 1939 году мировой рекорд скорости составил 755 километров в час.
Но вот что интересно отметить. Если взглянуть, как росли скорости, то видно – чем дальше, тем труднее становилась борьба. Сражение шло за каждый лишний километр.
Сделали крыло на потайной клепке так, чтобы заклепки не выступали наружу, – прибавка скорости на 20 километров в час.
Улучшение «внутренней» аэродинамики самолета – герметизация его, устранение лишних отверстий, щелей, куда мог бы проникать воздух, прибавило еще 30 километров скорости.
Отполировали или покрыли лаком крылья самолета, и скорость выросла на 40 километров в час. Покрасили обшивку более тщательно – еще 5 километров. И так далее.
Пришлось задуматься даже над тем, чтобы упрятать внутрь выступающие наружу антенны радио. Для аэродинамики – вопрос немаловажный: ведь сейчас на современном гражданском самолете с радиостанцией и радиолокаторами около десятка антенн!
Как видно, скорость набирали буквально «по крохам». И в годы второй мировой войны самолеты полетели со скоростью примерно 800 километров в час.
Конструкторы снова и снова увеличивали мощность двигателей. Но это не давало желаемого результата. Вместе с увеличением мощности возрастал вес поршневых двигателей, и выигрыш в скорости сводился на нет из-за утяжеления самолета. Образовывался как бы замкнутый круг, из которого, казалось, не было выхода.
Но наука и техника не признают безвыходных положений.
Помощь пришла от моторостроителей. Они дали самолету новый газотурбинный двигатель – более легкий, более мощный, чем поршневой.
И резко увеличилась скорость – сразу на две-три сотни километров.
Это был новый качественный скачок в авиации. Открылись сложные, неизвестные явления, которые не давали раньше о себе знать ни конструктору, ни летчику.
Оказалось, что большие скорости – не только новый двигатель, новые материалы, это и новые формы самолета, новая аэродинамика.
Сначала новый двигатель просто пересел на старый самолет, который повел себя на больших скоростях странно.
Управление усложнялось, а подчас становилось невозможным. Самолет вел себя в воздухе не так, как ему полагалось.
Почему это произошло? И прежде всего почему лишь новые двигатели, невиданной еще мощности, дали «скачок скоростей»?
Тут нам придется вернуться в аэродинамическую лабораторию. Посмотрим, что будет делаться при обтекании на больших скоростях.
Воздушный поток большой скорости получить не так-то просто. Нужен очень мощный нагнетатель, прогоняющий воздух через трубу. Чтобы скорость потока возросла в три с лишним раза – с 360 до 1 200 километров в час – надо мощность нагнетателя увеличить в 40 раз, доведя ее до мощности электростанции небольшого города.
Нужны и новые методы наблюдения и сложные измерительные приборы.
Воспользуемся одним из таких методов – теневым.
Через поток проходит пучок света и попадает на экран. На нем – светлое пятно. Свет идет через прозрачную однородную среду, и ничто ему не мешает.
Поставим в поток модель крыла. На светлом поле экрана – тень крыла, его профиль. Растет скорость – 600, 700… 1 000 километров в час. Еще больше скорость – она близка к скорости звука– 1200 километров в час! На экране, по бокам модели, появляются расходящиеся под углом темные узкие полоски.
Можно наблюдать подобную картину и в другом виде.
Прежде чем направить пучок световых лучей в поток, его пропускают через частично посеребренную стеклянную пластинку. Пучок раздваивается – часть лучей отражается от пластинки, часть проходит сквозь нее. Затем оба пучка снова встречаются и попадают на экран. Но идут они по разным путям – один через поток, а другой минуя его.
Свет – это электромагнитные колебания, волны. Два луча света, как две волны, могут усиливать или гасить друг друга. Поэтому экран, на котором встречаются оба наших световых луча, становится полосатым: на нем появляются светлые и темные полосы.
Если в потоке стоит модель, то плотность воздуха в нем перестает быть однородной. Модель «возмущает» поток, нарушает его однородность, отклоняются световые лучи, и полосы на экране искривляются, показывая места с измененной плотностью.
В потоке модель турбинной лопатки. На полосатом поле экрана – ее профиль. Хорошо видно, как идет обтекание, где полоски идут плавно, а где они срываются. Поворачивая модель, можно видеть, как меняется характер потока, и подобрать наилучшие условия для плавного обтекания.
А теперь вновь поставим в поток модель крыла. И когда скорость приблизится к скорости звука, как будто кто-то перегнет полоски, покрывающие экран, – как раз под такими же углами, как и раньше, по бокам модели.
Что же происходит?
Внезапно, резко, скачком возрастают давление и плотность в потоке. Аэродинамики так и говорят: появились скачки уплотнения.
Темные полосы, которые видны на теневом экране, – «тень» скачка уплотнения. На полосатом же экране полоски искривятся там, где появился скачок: из-за него плотность в потоке перестала быть везде одинаковой.
На скачке воздух увеличивает не только плотность. Одновременно-повышается и температура, а скорость падает. Скачок – как «газовая стена». Он не может задержать частички воздуха, но тормозит их, заставляет уплотняться и нагреваться. Воздух ударяется о скачок, как о преграду. Его поэтому и называют иногда ударной волной.
Скачок вызывает дополнительное сопротивление. И немалое. Если скорость возросла, скажем, в 2 раза – с 600 до 1 200 километров в час, то сопротивление воздуха увеличится в 32 раза!
Вот почему для полета на большой скорости нужен новый, более мощный двигатель. Когда он был создан, скорость резко увеличилась.
Однако скачок уплотнения появляется лишь тогда, когда скорость потока достигает звуковой. А когда начались все неприятности, связанные с дополнительным сопротивлением, самолетам до скорости звука было еще довольно далеко. В чем же было дело?
Самолет еще не достиг скорости звука. Но около отдельных его частей поток может двигаться со звуковой скоростью. Мы говорили о том, что струйки, обтекая тело, ускоряются или замедляются. При резком изменении направления потока и скорость его может увеличиться, дойдя в этом месте до скорости звука. Тогда появляется скачок, возрастает сопротивление.
Когда скачок «садится» на хвостовое оперение, нарушается устойчивость самолета, управление им. Когда скачки «садятся» на винт, ухудшается его работа. Скачок на крыле и оперении – и самолет неудержимо затягивает в пикирование. Силы летчика не хватает, чтобы справиться с самолетом.
Бывали случаи, когда скачок садился на крыло и его можно было видеть глазом.
«При испытании я ввел самолет в пикирование и стал наблюдать за скоростью полета, – рассказывал летчик-испытатель. – На скорости около тысячи километров в час я увидел волну сжатого воздуха, переливающуюся в лучах солнца. Она напоминала целлофановую полоску и располагалась по всему крылу, начиная с фюзеляжа. Когда скорость увеличивалась, волна двигалась назад, а при замедлении скорости – вперед, к передней кромке крыла. Когда самолет вышел из пике, она исчезла».
Скачки на крыле удавалось фотографировать в полете. Они отбрасывали тени на освещенное солнечным светом крыло. Их можно было также сфотографировать аппаратами, похожими на те, какие применяются в аэродинамических трубах. Так самолет, подобно аэродинамической трубе, служил для изучения скачков, появляющихся при больших скоростях.
Эти «пассажиры», которые неизбежно садятся на отдельные части самолета, дорого обходятся.
Раз так, нужно уменьшить, ослабить их вредное влияние.
Нельзя было долго терпеть, чтобы новый двигатель стоял на самолетах старых форм, на которых трудно и опасно летать с большими скоростями.
И появились новые – реактивные – самолеты. Появилась и новая отрасль науки – аэродинамика больших скоростей, основы которой заложил академик С. А. Чаплыгин еще в 1900 году.
В начале века он создал теорию, которую лишь теперь, с наступлением эпохи больших скоростей, можно полностью оценить. Когда в 1936 году в Риме собрался конгресс по большим скоростям в авиации, он признал лучшей работу Чаплыгина «О газовых струях», написанную 36 лет до этого.
На основе исследований Чаплыгина и других советских ученых – его учеников и последователей – аэродинамики с новой силой развернули борьбу за скорость.
Современный реактивный самолет.
Расчеты и опыты в аэродинамических трубах больших скоростей показали, что профиль крыла скоростного самолета должен быть иным, чем у самолета малых и средних скоростей.
Он должен быть тоньше, с более острым носком, с меньшей кривизной. Тогда и неприятности, связанные с появлением «местных» звуковых скоростей, отдаляются, отодвигаются. То же относится и к фюзеляжу.
Оказывается, самолет-капля не всегда идеал. Это идеал до известного предела. Ему на смену приходит новый самолет, самолет-веретено.
Расчеты и опыты показали, что есть и другой путь для того, чтобы отдалить появление скачков. Этот путь – стреловидные крылья и оперение. И старому самолету приходит на смену новый – с крыльями отогнутыми, как у ласточки в стремительном полете.
Выбирая форму скоростного самолета, приходится многое иметь в виду.
Неудачно расположена моторная гондола – и опасность появления скачка тут как тут. Неудачно расположили вертикальное оперение по отношению к горизонтальному – и жди неприятностей.
Надо позаботиться и о том, чтобы оперение не попало в струю газов из реактивных двигателей, расположенных в крыльях, и его поднимают выше, чем у обычных самолетов.
Возникают и новые трудности для конструктора.
Нужны тонкие крылья и фюзеляж, – говорит ученый-аэродинамик.
Но не забывайте о прочности, – напоминает инженер-прочнист.
А моторостроитель требует предусмотреть побольше места для горючего – его ведь реактивному двигателю нужно больше, чем поршневому. Нельзя забыть и про пассажиров, про грузы.
От одной неприятности избавились, вернее отдалили ее, другая появилась. И приходится изыскивать не только новые формы, но и новые конструкции частей самолета, еще тщательнее отделывать поверхности, находящиеся в воздушном потоке.
В тонком крыле трудно разместить тот каркас, к которому крепится обшивка. Эту «начинку» делают более простой. На одном самолете, например, вместо сложного каркаса применили заполнитель из очень легкого материала, а обшивку сделали фанерную. Думают и о крыльях литых и откованных из металла.
В тонком крыле бывает подчас трудно запрятать шасси. Тогда делают специальные гнезда в фюзеляже для уборки колес.
Шасси на реактивном самолете обычно устраивают трехколесное. Оно удобнее двухколесного. Однако и с ним не все сразу стало гладко.
Самолет разбегается перед взлетом. И вдруг носовое колесо начинает прыгать из стороны в сторону, как бы выплясывая какой-то танец. Это явление, кстати, и получило название танца «шимми».
Задачу борьбы с «шимми» помог решить лауреат Сталинской премии академик М. В. Келдыш. Он вооружил конструкторов методами борьбы с колебаниями колес самолета.
Конструкторам пришлось по-новому решить и вопрос об управлении самолетом.
В нашем распоряжении есть и электромоторы и гидравлика. Нажал бы летчик на кнопки или открыл кран – и рули легко поворачиваются, если с ними не справишься одними мускулами. Есть же у нас целые машины, управляемые простым нажатием кнопки.
Но предложите летчикам такой самолет-полуавтомат: никто из них не согласится на нем летать!
Я должен чувствовать машину, – ответит вам летчик.
Отклоняя рули, он должен чувствовать усилие на ручке управления. Чем больше усилие, тем сильнее отклонится руль. Самолет «отвечает» летчику. А попробуйте почувствовать это, нажимая на кнопку! Мало ли, много ли отклонился руль, а нажим на кнопку одинаковый.
Конструкторы разделили труд между человеком и машиной. Самую тяжелую работу по отклонению рулей при большой скорости выполняет электромотор или жидкость под давлением, двигающая поршень с рычагом. На долю летчика остается небольшое усилие, меняющееся как и при обычном полете, когда летчик «чувствует» самолет.
Перед конструкторами машин больших скоростей стояла и другая очень важная задача.
Вот какой произошел однажды случай, о котором рассказывает инженер-подполковник Вишенков в книге о летчиках-испытателях.
Новая скоростная машина сначала вела себя прекрасно и оправдала все ожидания. Скорость ее была столь велика, что летчик не мог нарадоваться стальной птицей. Он поднимался на заданную высоту, переходил в горизонтальный полет, чтобы узнать, какую скорость может дать машина. Потом поднимался еще выше и снова мчался на полной скорости. Все шло хорошо.
И вдруг… когда самолет забрался повыше и рванулся вперед, его внезапно затрясло так, что штурвал выскочил у летчика из рук. Похоже было, что машина вот-вот рассыплется на куски… С трудом удалось ему утихомирить «взбунтовавшийся» самолет и посадить его на землю. Летчик вылез из кабины и замер от удивления. Гладкая, блестящая обшивка походила на бурное море: она покрылась волнами, вспучилась. Трещины и клочья обшивки виднелись тут и там, будто кто-то нарочно рубил машину топором.
Это сделал флаттер, злой враг скоростного самолета.
Он наступает внезапно. При некоторой «критической» для данного самолета скорости полета достаточно любого толчка, резкого движения, чтобы крылья начали колебаться, вибрировать. Стальная птица «машет» крыльями. Взмахи так часты и так сильны, что вся она трясется, как в лихорадке. Лишь несколько секунд продолжается безумная тряска, и машина ломается, как будто она сделана из картона.
Задачу борьбы с этим грозным явлением помогли конструкторам решить работы академика Келдыша. Скоростные машины теперь не боятся флаттера.
Не только крыло, но и хвостовое оперение самолета при больших скоростях иногда может начать вибрировать. Попадая в воздушный поток, идущий от крыла, за которым крутятся вихри, оперение подвергается ударам, толчкам, подобно лодке, попавшей в горную реку со множеством подводных камней. Толчок, еще толчок… и оперение начинает свой танец.
Узнав, почему происходит это явление, названное скоростным бафтингом, авиастроители нашли и путь борьбы с ним.
Я рассказал лишь несколько страничек из большой истории борьбы за скорость самолета. Но большие скорости в авиации выдвигали новые трудности не только для аэродинамиков, конструкторов, технологов, материаловедов, прочнистов. Они внесли много нового и в самую технику полета, потребовали от летчика очень высокого мастерства, выдержки, быстроты реакции.
Надо помнить, что полет не просто прогулка, не просто полет по прямой.
В полете меняются скорость, направление. Самолет выполняет фигуры высшего пилотажа и в одиночку и в строю. Может возникнуть необходимость оставить самолет, выброситься с парашютом. Все это на большой скорости намного сложнее. Не только машина, но и человек должен выдержать большие нагрузки. «Запас прочности» должен быть не только у машины, но и у человека. Приобретают еще большее значение физическая выносливость летчика, его тренировка.
Скоростной самолет делает разворот. Центробежная сила, которая развивается при этом, зависит от скорости и радиуса разворота. Скорость велика – значит, разворот не может быть слишком крутым. А если его нужно сделать круче, приходится даже искусственно несколько снижать скорость. Для этого на реактивном самолете устраивают специальные тормозные щитки. И тем не менее перегрузки, испытываемые летчиком, значительно выше тех, с которыми он имел дело раньше.
Как действует перегрузка на человека? Предоставим слово летчику, испытывавшему самолет без устройства, уменьшающего перегрузки.
«Центробежная сила – огромное невидимое чудовище – вдавливало мою голову в плечи и так прижимало меня к сиденью, что мой позвоночник сгибался, и я стонал под этой тяжестью. Кровь отлила от головы, в глазах темнело. Сквозь сгущающуюся дымку я смотрел на акселерометр и неясно различал, что прибор показывает ускорение в 5,5 раза больше ускорения силы тяжести на земле. Я освободил ручку и последнее, что я увидел, была стрелка акселерометра, движущаяся; обратно к единице.
Я был слеп, как летучая мышь. У меня страшно кружилась голова. Я посмотрел по сторонам на крылья самолета, я их не видел, я ничего не видел. Я посмотрел туда, где должна была быть земля. Спустя немного она начала показываться, словно из утреннего тумана. Зрение возвращалось ко мне, так как я освободил ручку и уменьшил давление. Вскоре я снова стал хорошо видеть, выровнялся и уже, по-видимому, летел некоторое время горизонтально. Но голова болела, а сердце стучало, как пневматический молот…
Я снова забрался на 4 500 метров и пошел вниз, нагоняя скорость до 520 километров в час. На этот раз я более резко взял ручку на себя и, прежде чем успел освободить ее, заметил, что стрелка прибора перескочила через 6,5 и пошла до 7. Я чувствовал, как у меня сдавливаются внутренности, я вновь терял зрение и сознание. Однако мне помогло то, что я резче взял ручку на себя и быстрее освободил ее. Потом я снова поднялся и сделал еще два пике. Они буквально расплющили меня…
Я чувствовал себя так, как будто меня избили. Я чуть не падал от усталости и чувствовал острую стреляющую боль в груди. Спина у меня болела, и вечером из носа шла кровь…»
Так описывал свои ощущения американский летчик-испытатель Коллинз, погибший впоследствии во время испытания самолета. Владелец фирмы послал его на верную смерть.
Авиационная медицина занялась изучением действия перегрузки. Врачи установили, что она влияет на центральную нервную систему – нарушается память, расстраивается координация движений. Кровь отливает от глаз – летчик слепнет. Тяжелеют веки, глаза закрываются сами собой.
Борьбу с перегрузкой повели врачи и конструкторы.
Тренировка, физкультура, спорт помогают легче переносить ее. Был однажды случай, когда летчик выводил машину из пикирования. Перегрузки при этом очень велики.
И летчик почувствовал, что под ним треснуло сиденье. Металл не выдержал. А человек – закаленный, тренированный советский летчик – выдержал.
Перегрузка в фигурном скоростном полете достигает 8–9. Это значит, что человек чувствует себя в 8–9 раз тяжелее. Но предел ли это? Замечено, что при откинутом положении тела перегрузка переносится легче. Конструкторы проектировали сиденье для летчика, которое может менять свое положение, наклон.
Выбрасывание сиденья с летчиком со скоростного самолета.
Был сделан такой опыт. Сначала летчик перенес восьмикратную перегрузку на обычном сиденье. Пелена застилала его глаза. Веки нельзя было приподнять. А затем ту же перегрузку он испытал при откинутом сиденье. Зрение было нормальным.
Известно, что лежа летчик сможет перенести одиннадцати– и даже пятнадцатикратную перегрузку.
И проектировались самолеты, где летчик может управлять машиной лежа.
На больших скоростях осложняется спасение экипажа в случае аварии. Воздушный поток яростно обрушивается на летчика, мешает выбраться из кабины, может сбросить его на оперение машины. И если скорость больше 600–750 километров в час, то выброситься с парашютом обычным способом невозможно.
Возникла мысль использовать для прыжка со скоростного самолета те самые силы, которые мешают выбраться летчику из кабины. Когда самолет переворачивается на спину, эти силы стремятся оторвать летчика от сиденья. Он повисает в эти мгновения на ремнях.
Самолет в воздухе. Приготовиться к прыжку!
«Я открываю фонарь своей кабины и приготавливаюсь, – рассказывает парашютист-испытатель В. Г. Романюк. – Самолет начинает плавно крениться на крыло. Горизонт сбоку от меня как бы поднимается, затем земля оказывается над головой. Теперь пора. Чувствуя, что какая-то сила отрывает меня от сиденья, даю еще толчок ногами и выпадаю из кабины. Положение самолета вверх колесами помогло мне совершить прыжок. Открываю парашют и благополучно приземляюсь на аэродроме. Этот и другие подобные прыжки показали, что самоотделение можно с успехом применять при полетах на больших скоростях».
Конструкторы разрабатывают специальные меры для спасения экипажа высокоскоростного самолета.
Они устраивают механизм, выбрасывающий сиденье вместе с летчиком из кабины. На летчика, внезапно попавшего в воздушный поток огромной скорости, обрушивается невидимой тяжестью перегрузка, доходящая до 25-кратной! Действует она очень малую долю секунды.
Такая перегрузка – опасный враг. Это удар огромной силы по летчику. Чтобы его смягчить, можно выбросить сначала всю кабину. Потом, когда скорость уменьшится, и самого летчика. На летчика еще, кроме того, надеть специальную одежду для защиты от воздушного урагана. Надо стараться снизить скорость самой машины, затормозить ее.
Мы все время говорили о машинах. Почему же я рассказываю здесь так много о перегрузке, о спасении экипажа на больших скоростях?
Потому, что самолет – машина для полета человека, а забота о человеке – хозяине крылатой машины, о безопасности его в полете – у нас вопрос огромной важности.
Однажды товарищ Сталин беседовал с авиаконструктором Ильюшиным. Он интересовался, каким образом в случае аварии экипаж сможет покинуть машину. Выслушав ответ, товарищ Сталин сказал, что нужно обеспечить выбрасывание вниз, а для этой цели следует расширить нижние люки самолета.
«Ваша жизнь, – сказал товарищ Сталин великому летчику нашего времени Валерию Чкалову, – дороже нам любой машины!»
Сталинская забота вдохновляет людей советской авиации. Они в совершенстве овладели машинами больших скоростей и успешно штурмуют звуковой барьер.
