Академик Иосиф Фридляндер: «Трижды могли посадить...»
Шрифт:
Из хроники катастроф:
Английская реактивная «Комета», выполнявшая рейс Сингапур — Лондон на высоте 10 километров, исчезла с экранов радаров утром 10 января 1954 года над островом Эльба. Два рыбака видели, как падали горящие обломки лайнера. К этому времени самолет налетал 3681 час.
Через три месяца другая «Комета» вылетела из Рима в Каир. Через полчаса самолет рухнул в море. Налет составлял 2704 часа.
Самолеты этого типа немедленно сняли с эксплуатации.
Со дна моря были подняты обломки лайнеров. Их тщательно исследовали в Англии. Вскоре специалисты выяснили, что самолеты разрушились в воздухе, а лишь потом обломки загорелись.
Академик И. Н. Фридляндер так объясняет причину гибели «Комет»: «Каждый раз при подъеме на высоту 10 км, когда внешнее давление снижалось, фюзеляж как бы раздувался под влиянием постоянного внутреннего давления, а при посадке на землю он возвращался в исходное состояние. Так повторялось при каждом цикле полетов, причем на высоте 10 км особенно сильны турбулентные потоки воздуха. За общее время полета «Комет» — примерно 3 тысячи часов — при средней продолжительности полета по 3 часа фюзеляжи до 10ОО раз растягивались внутренним давлением и при посадке сжимались, от этого и появлялись трещины. Когда они достигали критической величины, воздух из салона вырывался с силой взрыва в окружающее пространство, разрушая весь самолет.
Для проверки этой гипотезы в английском авиационном испытательном центре Фарн-боро был сооружен огромный бассейн, куда целиком помещался фюзеляж самолета. Внутри с помощью насосов то поднимали, то снижали давление. Через некоторое количество циклов появлялась усталостная трещина, которая росла и приводила к разрушению кабины самолета».
Печальный опыт английского воздушного флота не прошел даром. В странах, выпускающих самолеты, построены специальные бассейны, где испытывают герметичность фюзеляжа для каждого нового типа пассажирского самолета, а высоту полета пассажирских самолетов ограничили 8 км.
— А второй раз как вас «не посадили»?
— Андрей Николаевич Туполев делал пикирующий бомбардировщик Ту-16, но при статических испытаниях он не выдержал требуемую нагрузку. У нас к этому времени был уже разработан и применен в истребителях МиГ-15 высокопрочный сплав В-95. И Туполев решил использовать этот сплав.
Запустили производство самолета на Казанском заводе, и… начался массовый брак, сетка тонких трещин. Вызвал меня нарком и сказал, чтобы я поехал на Уральский завод, где делали листы для Казани, и, пока не налажу их выпуск, в Москву не возвращался… Одновременно со мной поехал сотрудник НКВД. Очень долго мы не могли найти причин появления трещин, и однажды он этак по-дружески говорит мне: «Иосиф, у тебя все равно ничего не получится, а потому признайся, что ты враг народа. Тебя отправят сам знаешь куда, а я смогу вернуться в Москву. Так будет проще и для тебя, и для меня». Оказалось, он недавно женился. Молодая супруга каждый день ему звонила и просила быстрее возвращаться, а я его задерживал…
— Теперь уж обязательно нужно вспомнить и о третьем случае!
— Он связан с центрифугами, на которых производится уран-235 для атомных бомб и атомных электростанций. Еще в 1946 году ко мне приехал будущий академик Кикоин. Он попросил дать сплав — легкий и прочный — для производства центрифуг, на которых шло разделение изотопов урана. Я предложил сплав В-96ц — самый прочный в мире, и его начали широко использовать в атомной промышленности. Но однажды случилось непредвиденное. В Средмаше это направление вел генерал Зверев. До атомного проекта он работал в ведомстве Берии, что очень ему мешало — даже сам министр Славский не мог продвинуть его в свои заместители, хотя хотел этого. Генерал Зверев был талантливым человеком, он хорошо разбирался в атомных проблемах.
— Я был знаком с ним, несколько раз встречался. В западной прессе появилась информация о том, что наши центрифуги хорошо работают. Я обратился тогда в Сред-маш с предложением напечатать об этом статью. Меня направили к начальнику главка Звереву, и он высказался категорически против. Так и не удалось рассказать о нашем успехе…
— Вы попали в не очень удачное, мягко выражаясь, время. Центрифуги к тому моменту крутились уже семь лет. Мы даже Ленинскую премию за них получили. Промышленность начала выпускать их в массовом количестве. И вдруг крупная авария! Взорвалась центрифуга. Куски от нее полетели в разные стороны и разрушили другие «вертушки». Поднялось радиоактивное облако. Пришлось всю линию останавливать — а это чуть ли не километр установок! В общем, чрезвычайное происшествие.
— Теперь мне понятны слова Зверева. Он сказал тогда: «До успеха еще очень далеко!»
— Оказалось, что отрывались крышки центрифуг. И тогда нас собрал Зверев и сказал: «Положение критическое. Под угрозой оборона страны. Если мы в ближайшее время не выправим это положение, то для вас повторится 37-й год». И сразу же совещание закрыл. Мы собрались втроем — я и два моих сотрудника, все, кто этими «вертушками» занимался. Начали думать. Пришли к выводу, что причина аварий кроется в расположении волокон в материале, в их закручивании. Придумали мы тогда совершенно новую технологию, но для ее осуществления требовались очень сложные установки. Директор завода энергично нам помогал, и в течение месяца эти установки изготовили. Сделали новые крышки. Доложили Звереву. Он продолжал сомневаться. Тогда я поехал в Питер, в ОКБ, которое создавало центрифуги. Они пришли в восторг, впервые увидев крышки с полностью изотропной равномерной структурой. И с тех пор именно такие крышки и производятся. Никаких неприятностей больше у нас не было.
— Так вы все-таки оправдали свою Ленинскую премию!?
— Конечно. Впрочем, новое технологическое решение по производству крышек было не менее значимым, чем создание сплава для центрифуг. Кстати, каждые пять лет, включая и последние годы, мы модернизируем «вертушки», совершенствуем их. Успехи зримы. Если во времена Зверева ресурс центрифуг составлял десять лет, то теперь — тридцать! А ведь это уникальные установки. Они вращаются со скоростью 16 тысяч оборотов в минуту и висят в воздухе… Настоящее техническое чудо!
— А мы постоянно слышим, что уже не способна Россия создавать самую современную технику…
— Было бы желание — можно многое сделать! В США было несколько попыток создавать центрифуги. И в самом начале Манхэттенского проекта, и спустя десять лет. Но у них ничего не получилось. Одна из центрифуг взорвалась, взрыв был очень сильный, и это в Америке всех напугало. А мы сделали красивую, эффективную и надежную «вертушку». В общем, и на этот раз обставили американцев.
Из воспоминаний:
«Правительства Англии и Франции объявили, что они вместе создают сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд» («Согласие»), который за 3 часа будет пересекать Атлантику. Реакция Н. С. Хрущева была молниеносной: «Мы должны сделать свой советский ультразвуковик, при этом взлететь он должен раньше, а летать быстрее «Конкорда».
Всю работу поручили А. Н. Туполеву, самолету присвоили марку Ту-144, строиться он должен был на Воронежском авиазаводе, а его появление на свет раньше «Конкорда» стало важнейшей политической задачей СССР. Денег на Ту-144 не жалели.
4 января 1969 года во всех газетах фото Ту-144 и официальное сообщение: «Впервые в мире 31 декабря 1968 года в Советском Союзе совершил полет сверхзвуковой пассажирский самолет».
Летом 1971 года Ту-144 был успешно показан на авиасалоне во Франции в Ле-Бурже. Пролетел он очень хорошо, с меньшим шумом и без дымных хвостов от двигателей, как у «Конкорда».
В 1973 году — очередной авиасалон в Ле-Бурже, но на этот раз полная неудача: Ту-144 разрушился на глазах сотен тысяч зрителей.
В 1976 году при испытании в ЦАГИ самолета Ту-144 на повторные нагрузки произошло разрушение крыла, примерно такое же, как в катастрофе в Ле-Бурже. Испытатели заметили появление трещины, но не успели добежать до пульта, чтобы прекратить испытания, как крыло треснуло. Трещина началась от ряда заклепок, которыми крепили на верху самолета небольшой сигнальный фонарь.
На следующий день Софья Исааковна Кишкина — главный прочнист ВИАМа по алюминиевым сплавам — и я поехали в ЦАГИ. На нас произвело огромное впечатление разрушение всей конструкции из-за небольшой начальной усталостной трещины. Видимо, нечто подобное произошло в Ле-Бурже.
Самолет Ту-144 — весьма своеобразная конструкция. Обычно самолеты строят из листов и профилей, соединенных заклепками. Число заклепок достигает двух-трех миллионов. Если в таких конструкциях появляется трещина усталости, она доходит до заклепочного отверстия и заканчивает свое существование. Если продолжают действовать повышенные напряжения, то может возникнуть новая трещина, но она прекращается на следующем заклепочном отверстии — это один из элементов концепции безопасной повреждаемости.
Ту-144 делали совсем по-другому. Из огромных плит шириной 1200–1400 мм, длиной до 15 м и толщиной 30–80 мм механической обработкой получается готовая фигура крупного фрагмента крыла или фюзеляжа: наружная обшивка, внутренние продольные и поперечные ребра.
Как только в КБ Туполева приняли технологическую концепцию изготовления больших монолитных деталей со всеми перепадами толщин из огромных плит, все самолеты Ту-144 были обречены. Невероятные гигантские усилия, направленные на обгон «Конкордов», ожидал крах. Вместо безопасно повреждаемой конструкции был создан ее антипод — опасно повреждаемая конструкция.
В 1996 году по контракту с НАСА Ту-144 совершил 35 учебных полетов в качестве летающей лаборатории для уточнения некоторых параметров, необходимых для создания американского сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения.
Осенью 2000 года один Ту-144 продали за 500 000 долларов частному музею в Гзрмании и отправили туда водным путем.
Так закончилась печальная эпопея Ту-144».
— Вас называют «королем алюминия», утверждают даже, что понятие «крылатый металл» появилось благодаря Фридляндеру. Это так?
— Глупо возражать, когда тебя хвалят, а потому не буду… Я делал докторскую диссертацию. Начал ее во время войны, а завершил уже после Победы. Скромно скажу: диссертация очень, очень хорошая. В ней заложены все фундаментальные закономерности в высокопрочной системе «алюминий — цинк — магний — медь». При определенном соотношении цинка и магния увеличение содержания меди приводит к одновременному росту прочности и коррозионной стойкости. Вот в этой сравнительно узкой области я разработал сначала сплав В-95, потом В-96ц и другие. Наши сплавы имеют легкость алюминия и прочность стали.
— Итак, узкая область, которая тщательно разработана?
— «Узкая» с точки зрения концентрации элементов, а широта применения поистине беспредельная — от авиации до ракетной и атомной техники.
— Мне кажется, что создание новых алюминиевых сплавов — это немножко алхимия. И только после вашей диссертации, после фундаментальных исследований она стала настоящей наукой. Так можно сказать?
— До меня по высокопрочным алюминиевым сплавам велись разнообразные исследования. Во многом это был «слепой» поиск, построенный на методе проб и ошибок. Алхимия? С известной степенью образности можно и так сказать, хотя есть принципиальное отличие: алхимия вела человека в тупик, а здесь был найден выход. Пробовали разные композиции, но в сплавах не было меди. Получали высокую прочность, но коррозионная стойкость оставалась низкой, прокатанные рулоны, находившиеся в цехе, через неделю растрескивались. Это было хорошо видно, а потому и появилось недоверие к алюминию. Введение меди в определенном соотношении сделало сплавы пластичными, стойкими к коррозии. Это определило и их судьбу, и мою.