Небесное притяжение
Шрифт:
Но главное оставалось за Главным. Только энергия Мясищева помогла преодолеть инерцию металлургов — впервые создать оборудование для прессования панелей такой большой ширины. К тому же были заказаны и созданы небывалые пилотажные и навигационные приборы, электро- и радиооборудование, пневматики колес шасси, насосы и многое другое.
М-50 — первый и единственный в своем роде самолет, который проектировался не на основе существующих изделий, заготовок, а почти целиком с расчетом на то новейшее, что будет создано специально для него. И, что самое удивительное, все это, за небольшим исключением, появилось в заданные сроки. Проделав огромную поисковую,
Итогом долгого труда стал аванпроект, определивший лицо будущего сверхзвукового самолета. «В аванпроекте — вся философия М-50», — сказав так в разговоре со мной, Л.Л. Селяков не обмолвился. Именно философия.
Есть смысл рассказать об одном из самых оригинальных и изящных конструктивных решений «пятидесятки».
Для устойчивости самолета в полете его центр тяжести должен находиться впереди так называемого аэродинамического фокуса — точки, через которую проходит приращение подъемной силы, возникающее при изменении угла атаки. При переходе на сверхзвук характер обтекания крыла изменяется, фокус значительно смещается назад, и самолет затягивает в пикирование. Чтобы этого избежать, приходится создавать на оперении большую аэродинамическую силу, направленную вниз.
Получается, что аэродинамические силы на крыле и оперении борются друг с другом и к тому же излишне нагружают конструкцию. Кроме того, самолет становится чрезмерно устойчивым, и требуются большие площади рулей для управления им.
Вначале Мясищев хотел создавать «пятидесятку» по перспективной «бесхвостой» схеме. После длительных дискуссий с ЦАГИ от этой идеи пришлось отказаться: слишком мал был научный задел по сверхзвуковым самолетам такой схемы, особенно в части устойчивости и управляемости полета. В итоге М-50 проектировался по обычной схеме.
Для решения проблемы балансировки инженер-аэродинамик Л.3. Минкин предлагает при переходе на сверхзвук перекачивать топливо из передних баков фюзеляжа в задние, тем сдвигая центр тяжести самолета назад. Вначале Селяков отмахивается от Минкина как от дьявола-искусителя. Сдвигать центр тяжести самолета назад? Леониду Леонидовичу, да и не только ему, это представляется крайне рискованным. Вдруг насосы откажут или скорость станет дозвуковой прежде, чем топливо перекачается в передние баки? Тогда самолет станет неустойчивым и опрокинется. Экипаж даже не успеет катапультироваться. Эта кошмарная картина преследует Селякова даже во сне.
Где же выход? Взоры вновь обращаются к схемам, расчетам и графикам, подготовленным Минкиным. А ведь он прав! Можно заставить центр тяжести двигаться вслед за фокусом и все время оставаться на заданном расстоянии от него, то есть сохранять для самолета статическую устойчивость. Не пострадает и аэродинамическое качество. Пока система перекачки топлива работает нормально, управлять самолетом будет нетрудно.
Мясищев дает Л.М. Роднянскому и Ю.Г. Добровскому задание проработать с ЦАГИ вопрос устойчивости и управляемости М-50 в аварийных ситуациях — при отказе системы перекачки или при быстрой потере сверхзвуковой скорости в случае отказа двигателей.
Думая над той же проблемой, известный цаговский ученый Г.С. Бюшгенс и его сотрудники рассуждали следующим образом. Почему бы при строительстве машины заранее не сместить назад центр тяжести? Тогда в полете на сверхзвуке «уход» фокуса не столь существенно отразится на устойчивости машины,
В результате дискуссии на М-50 появилось электронное устройство — автомат устойчивости, способный управляться с неустойчивым самолетом. Перекачкой топлива стал ведать автомат центровки. Одновременно он информировал о положении центра тяжести самолета. Теперь на любых режимах полета, при любой центровке «пятидесяткой» отлично управляли.
Специалистов, впервые видевших «пятидесятку», поражали небольшие размеры оперения. На сверхзвуковых истребителях того времени оперение было не многим меньше крыла. Небольшое оперение на М-50 стало возможным благодаря автоматам центровки и устойчивости. В результате облегчился вес конструкции, уменьшилось лобовое сопротивление.
Прошли годы. Автоматы устойчивости появились на истребителях. И если принципиальные новшества в области управления самолетами обычно находили применение вначале на легких, а потом уж на тяжелых машинах, то здесь получилось наоборот.
Другой наиважнейший вопрос: строить бомбардировщик или ракетоносец? Доселе все дальние самолеты, предназначенные для нанесения ударов по противнику, проектировались как бомбардировщики. Правда, со временем под крыло и фюзеляж стали подвешивать ракеты (точнее, самолеты-снаряды). Смысл очевиден: самолет-носитель может не заходить в зону ПВО, значит, меньше опасность быть сбитым, кроме того, радиус действия увеличивается на величину дальности полета ракеты.
Мясищев решает строить ракетоносец. Ракета не должна висеть снаружи и портить аэродинамику самолета — поэтому в фюзеляже М-50 предусматриваются отсек для размещения ракеты, механизмы для ее выдвижения и запуска. Отсек, впрочем, можно использовать и для бомб. Применяется оправдавшая себя на 103М и 201М велосипедная схема шасси со вздыбливанием передней тележки, только колеса стали меньше и легче, а нагрузку выдерживают большую, амортизация совершеннее.
Один из последних вопросов: число членов экипажа? Предварительные исследования показывают — достаточно двух человек! Остальное возьмет на себя автоматика. Командир корабля и летчик-инженер располагаются друг за другом в узкой носовой гермокабине. Небольшой отсек с оборудованием, кормовая пушечная установка. Остальное пространство в фюзеляже и крыле полностью занято топливом. Никаких пустых объемов — плотность компоновки предельная.
Четыре двигателя размещаются под крылом на пилонах. Легко сказать — двигатели на пилонах. Динамики-прочнисты провели расчеты упругих колебаний самолета под действием порывов ветра. Оказалось, что двигатели, установленные на пилонах ближе к концу крыла, раскачиваются в боковом направлении, чрезмерно изгибая и скручивая пилоны, и излишне нагружают крыло.
Федотов предлагает отказаться от двух крайних пилонов и закрепить двигатели непосредственно в торце крыла, благодаря чему будут исключены боковые колебания двигателей. Попутно двигатели будут играть роль концевых шайб, улучшающих аэродинамическое качество.
Селяков дает подчиненным задание срочно проработать новый вариант компоновки. Переделываются и продуваются модели. Продувки подтверждают: аэродинамическое качество самолета несколько возросло, противофлаттерные свойства улучшились. Автомат устойчивости справляется с самолетом при отказе двигателя, вынесенного на конец крыла. Самолет обретает новый облик. Он выглядит изящно, а главное, просто. Но как много таится за этой простотой…