Авиация и космонавтика 2003 07
Шрифт:
Есть еще фольклорное определение штопора: "Штопор злой рок авиации". "Где начинается штопор, там кончается наука". Это более эмоционально, но менее верно. Рок – нечто неизбежное, непреодолимое, а штопор можно предотвратить, можно и прекратить. Наука также не бессильна перед штопором. Фольклор он и есть фольклор. Однако штопора случались как на заре авиации, так и случаются в наши дни. В 1910 году французский летчик капитан Лафон писал: "На авионе нельзя лететь слишком быстро, так как могут сломаться планы и авион упадет. Но нельзя лететь и слишком медленно, так как в этом случае авион тоже упадёт, но будет падать вращаясь". Нужно отдать должное пилотам того времени. Не имея на самолете ни одного прибора, они как-то умудрялись отличать слишком большую скорость от слишком малой.
А вот более поздний эпизод. В июле 2001 года в Иркутске упал в штопоре пассажирский самолет Ту-154. В этом случае у пилотов был полный набор приборов для определения параметров полета. Как видим, за 90 лет исключить случаи штопора не удалось. Они с завидным постоянством повторялись как в военной, так и в гражданской авиации., так что фольклорная формулировка не так уж беспочвенна…
Автор, будучи летчиком-испытателем, провел испытания на штопор 22 типов самолетов и хочет поделиться на эту тему.
Итак, что же такое штопор? От чего он случается?
Как уже сказали, это вертикальное снижение с вращением относительно трех осей. А случается он тогда, когда лётчик требует от самолета более того, что самолет может дать, требует от крыла подъемной силы, на которую крыло не способно. Есть такая разновидность человеческого стресса, когда внешние сигналы-раздражители превышают приемные возможности нервной системы. И она, нервная система, от этих сигналов отключается, защищая себя от опасного перенапряжения. Действия человека становятся заторможенными и неадекватными. Штопор самолёта похож на такой человеческий стресс. Такие же, как у человека, замедленные и неадекватные реакции. Вопреки действиям и желаниям лётчика самолёт неудержимо идет к земле. Не все самолёты попадают в такой штопор. Есть самолёты с хорошими характеристиками штопора. Он у них не тяжелый стресс, а лёгкая дамская истерика, скоро переходящая в кокетливые улыбки. Каким будет штопор вновь созданного самолета, могут сказать только летные испытания, в которых летчик-испытатель будет добиваться условий возникновения штопора. Но зачем такие испытания? Зачем преднамеренно доводить самолет до состояния стресса? А затем, чтобы правильно определить границу маневренных возможностей самолета.
Маневренность – одно из важных качеств летательного аппарата. Конечно, лучше бы определять границы, их не преступая, но практика говорит, что это невозможно. Военный лётчик в боевых условиях вынужден использовать максимальные возможности своего самолета, и есть реальная опасность дозволенную границу преступить. Попав в штопор, летчик должен быть уверен, что быстро из него выйдет. Если такой уверенности нет, то во избежание штопора он не решится использовать максимальные маневренные возможности самолета и станет жертвой не штопора, а военного противника. Думаю, что необходимость летных испытаний на штопор для читателя стала очевидной. Эти испыта. ния считаются одними из наиболее сложных и рискованных. Обычно их проводят летчики-испытатели, специализирующиеся на этих полётах. Чем больше лётчик провёл таких испытаний, тем больше шансов на успешное их окончание. Неудачи чаще случаются с дебютантами.
В чём же сложность испытаний на штопор? Главным образом, в неадекватности поведения самолета. А в чем же неадекватность.? Во-первых, в замедленной реакции на отклонение рулей. Иногда даже при правильных действиях летчика самолет не прекращает штопорное вращение еще 10-15, а то и более секунд. Это нарушает обратную связь в системе самолет – летчик.
На больших углах атаки, в отличие от нормальных эксплуатационных, особенно отличаются действия элеронов. Обычно для вращения самолёта влево лётчик отклоняет ручку (штурвал) влево. В штопоре же отклонение ручки (штурвала) вправо ускоряет вращение влево и наоборот. Для прекращения штопорного вращения влево нужно отклонять ручку влево, а вывод из правого штопора осуществляется отклонением ручки вправо. Такой же эффект наблюдается и на самолетах, где роль поперечного управления выполняет дифференциальный стабилизатор. Также неадекватна в штопоре реакция самолета на руль высоты. Для уменьшения угла атаки и увеличения скорости и опускания носа лётчик отклоняет ручку от себя. Но если это сделать в штопоре, то опущенный руль высоты или отклоненный на пикирование стабилизатор затенят киль и руль направления. От этого снизится эффективность руля направления и ухудшится путевое демпфирование, от чего ускорится штопорное вращение. Для прекращения штопора необходимо сначала погасить вращение рулем направления и элеронами и только потом отклонять ручку от себя. И еще, может быть, самое главное. Обучаясь и совершенствуя летное мастерство, летчик привыкает действовать рулями плавно, мягко, координирование, небольшими двойными движениями. Резкие, размашистые движения рычагами управления признак плохой школы. В штопоре же необходимо действовать рулями резко, с большой амплитудой и некоординиро- ванно. Руль направления и элероны отклоняются в противоположные стороны. Чтобы преодолеть все эти неадекватные реакции самолета, летчик должен преодолеть свои рефлекторные навыки, отказаться от всего того, что приобрел в процессе своего обучения и сотен часов налёта. Но как только самолет прекратил штопорное вращение и перешел в пикирование, нужно сразу же вернуться к нормальной привычной технике пилотирования. Как уже говорилось, не все самолёты обладают всеми вышеперечисленными нежелательными особенностями. Есть самолеты с хорошими характеристиками, для вывода из штопора которых достаточно простых действий рулями. Но дело в том, что обеспечить такие характеристики в процессе создания самолёта не всегда удается.
Александр Иванович Жуков – король штопора
Отчет с описанием ошибки летчика при выводе из штопора МиГ-3
Самолет FE-8, на котором Фрэнк Гудден впервые выполнил преднамеренно штопор
Вот некоторые исторические иллюстрации: В 1927 году Михаил Михайлович Громов испытывает на штопор истребитель И-1. Отсчитав предусмотренное заданием количество витков, Громов поставил рули на вывод. Но как только он отдал от себя ручку, самолет поднял нос, и штопор стал более плоским. Громов взял рули по штопору и повторил вывод, но всё опять повторилось. Михаил Михайлович вынужден был покинуть самолёт с парашютом. Это был первый случай в СССР покидания самолёта в штопоре. В мае 1939 года упав в штопоре на самолете УТИ-4, погибли ас войны в Испании Анатолий Серов и участница рекордного женского перелета 1938 года Полина Осипенко. Самолет УТИ-4 выводился из штопора вполне надежно. Вероятно была допущена ошибка в пилотировании.
А вот еще случай. В мае 1941 года Александр Иванович Жуков (лётчик-испытатель КБ Микояна) испытывал на штопор МиГ-3. Жукову всегда удавалось самолет из штопора выводить. Его называли королём штопора. Испытания прошли успешно. По существующим правилам самолёт должен быть облётан военным летчиком из ГК НИИ ВВС. Лётчик облёта Баулин из штопора самолёт не вывел и выпрыгнул с парашютом. Расшифровка приборов – самописцев показала, что Баулин отклонил руль высоты одновременно с отклонением руля направления, не погасив штопорного вращения. Тогда была принята следующая рекомендация Жукова по выводу из штопора. "Дай ногу, а потом три раза повтори "Господи, благослови, господи, благослови, господи, благослови". Только проговори не торопясь. Если поспешишь и протараторишь, самолёт может из штопора не выйти". Документальных подтверждений, что это говорил Жуков, нет. Но он был человеком, рожденным еще в 19 веке, и имел дореволюционное воспитание. Если бы эту рекомендацию давал более молодой красвоенлет, текст был бы другим, более светским.
Так что авторство Жукова более чем вероятно. Александр Иванович на авиационном заводе №1 организовал авиационную школу и учил летать М. М. Громова и других впоследствии известных лётчиков-испытателей. Жуков был колоритной фигурой, о чем говорит такая легенда: Однажды он приехал на аэродром к испытательному полёту на своей "эмке". Жил он недалеко от центрального аэродрома во Всехсвятском в собственном доме. Сделав один круг над аэродромом, самолет неожиданно пошел на посадку. Инженеры и техники лётной станции решили, что произошла какая-то аварийная ситуация. Зарулив, Александр Иванович, не говоря ни слова, сел в свою "эмку" и умчался. А дело было в том, что он нанял маляров красить крышу своего дома, но с воздуха увидел, что они лежат, загорают, и поехал наводить порядок.
Но вернемся к теме. Чётких рекомендаций по действиям летчика в штопоре наука в лице ЦАГИ в то время еще дать не могла.
Вот более поздний случай. 1957 год. Испытывается на штопор самолёт МиГ- 19. Испытания успешно провел летчик ГК НИИ ВВС B.C. Котлов. Летчик облёта был очень опытным и знающим, но ранее штопором не занимавшийся. На выводе из штопора он держал элероны против вращения. Самолёт из штопора не вышел, лётчик катапультировался. В это время эффект элеронов в штопоре был известен и оговаривался в заключениях ЦАГИ, но летчик допустил ошибку, так как не смог отключиться от своих рефлекторных навыков. Аналогичный случай произошел в семидесятых годах при испытании самолёта Як-38. Испытания успешно провёл летчик-испытатель ЛИИ В.И. Лойчиков.
Кача. 1916 год. Гибель из-за штопора учлета Корнейчука
Гибепь из-за штопора русского аса Евграфа Крутеня
Летчик облета испытатель ГК НИИ ВВС Акименков был дебютантом. Он тоже дал элероны против вращения и вынужден был для вывода использовать противоштопорные ракеты. Казалось бы, что стоит запомнить, что нельзя в штопоре отклонять элероны, но отключиться от рефлекторных навыков, оказывается, не так уж легко. Все эти случаи произошли с опытными знающими летчиками. Случаев с рядовыми летчиками частей ВВС было гораздо больше.