В апреле 1961 года на летной базе ОКБ мне довелось первым из летчиков Института летать на варианте самолета МиГ-21, на котором впервые применили систему СПС — сдува пограничного слоя. При работе системы СПС на верхнюю поверхность отклоненного вниз закрылка крыла через специальные отверстия вдувается сжатый воздух, подводимый от компрессора двигателя. Он ускоряет скорость потока, проходящего над крылом, вследствие чего давление воздуха над ним уменьшается, что увеличивает подъемную силу. Это также предотвращает срыв потока, что позволяет увеличить угол отклонения закрылков и повысить их эффективность. В результате посадочная скорость самолета заметно уменьшается.
На летно-испытательной станции ОКБ меня готовил к полету летчик-испытатель фирмы Георгий Мосолов. Он вместе с одним из инженеров рассказал мне об этой системе и об особенностях поведения самолета.
Я выполнил три полета подряд, без заруливания на стоянку. Когда на планировании при включенном тумблере СПС я выпустил закрылки на 40° и автоматически включился сдув, поведение самолета сразу изменилось. Он как будто «лег на подушку», почувствовалось, что он плотно и устойчиво держится в воздухе.
Однако при выдерживании самолета над самой землей перед приземлением, когда скорость постепенно уменьшается до посадочной, поведение самолета показалось мне необычным. На второй посадке я понял, а на третьей убедился, что после выравнивания мне приходилось невольно отдавать от себя ручку, вместо того чтобы все время подбирать ее на себя. Самолет по мере уменьшения скорости стремился поднять нос и отойти от земли. Это была явная неустойчивость по скорости (устойчивый самолет при уменьшении скорости стремится опустить нос, чтобы ее сохранить).
Когда в летной комнате я рассказывал о полете и отметил неустойчивость на посадке, Мосолов и другие присутствовавшие заулыбались. Заметил-таки! Я понял, что, зная об этом недостатке, они хотели проверить, насколько эта особенность терпима для летчика, впервые с ней встретившегося, и как он отреагирует. Но все же утаивание такой особенности было не совсем этичным. А что, если бы я из-за неожиданности допустил ошибку?
Через некоторое время самолет с СПС передали на испытания в наш Институт, и на нем выполнили полеты несколько летчиков Управления. На техническом совещании, проводившемся после испытаний, возникла дискуссия. С одной стороны, самолет по устойчивости на посадке не удовлетворял ОТТ ВВС, поэтому инженеры и некоторые летчики высказались против одобрения системы. Но большинство летчиков, и я в том числе, считали, что система дает большие преимущества в уменьшении посадочной скорости и требуемой длины ВПП и ее нужно внедрить. Летчики сумеют приспособиться к особенностям устойчивости, а в крайнем случае систему можно и не включать. Эта возможность и решила дело, система СПС была одобрена и, насколько я знаю, широко применялась в строевых частях.
При обсуждении я еще высказал мысль, что повышенная «плотность», устойчивость движения самолета на предпосадочном планировании (до участка выравнивания) имеет и оборотную сторону. Поведение обычного самолета, без СПС, при уменьшении скорости до очень малой заметно меняется. Самолет на малой скорости, как говорят летчики, «неплотно сидит в воздухе». А при включенной СПС необычно хорошее поведение самолета на малой скорости не «подсказывает» летчику об ее уменьшении. В то же время скорость уменьшается быстрее, чем без СПС, из-за увеличенного сопротивления воздуха. Поэтому надо было особенно внимательно следить за скоростью по указателю и вовремя ее поддерживать увеличением оборотов двигателя. Такое предупреждение мы записали в инструкцию.
Однако мне известен один случай, когда эта особенность привела к неприятности. На Чкаловском аэродроме при тренировочных ночных полетах летчиков-инспекторов ВВС один из них, планируя на посадку, не ощущая быстрого уменьшения скорости по поведению самолета, не заметил этого и по прибору. На высоте около десяти метров скорость стала недопустимо малой, самолет, хотя и не свалился на крыло, благодаря СПС, но грубо приземлился. К счастью, обошлось только поломкой.
В марте 1962 года на совместные государственные испытания поступил комплекс перехвата Ту-28–80, состоящий из самолета Ту-28 (позже он стал называться Ту-128) и той же наземной системы наведения «Воздух-1». В нем еще заметнее проявилась тенденция обеспечения боевых возможностей прежде всего за счет системы вооружения. Самолет был тяжелым и по летным данным, кроме дальности полета, значительно уступал другим перехватчикам. Достаточно сказать, что его максимальное число М ненамного превышало 1,6, а потолок был около 15 000 м. Однако самолет имел мощную радиолокационную станцию с большой дальностью обнаружения и захвата цели и четыре мощные ракеты К-80 дальнего действия. Скоростную цель этот самолет догнать не мог — можно было только пустить ракеты по ней на отставании (если система наведения вывела перехватчик на малую дальность до цели). Однако основным назначением этого комплекса был перехват целей на встречных курсах, с атакой в их передней полусфере. С точки зрения противовоздушной обороны такой перехват выгоднее, так как не тратится время на заход в хвост цели, и она может быть атакована на более дальнем рубеже.
Перехват в передней полусфере стал возможным благодаря увеличению дальности действия РЛС и наличию оператора, занятого при атаке только этой задачей и не отвлекающегося на пилотирование самолета. Позже обеспечили возможность такого перехвата и на одноместных истребителях, но только тогда, когда внедрили элементы автоматизации в управление как самолетом, так и вооружением. Дело в том, что при атаке на встречных курсах скорость сближения самолетов очень велика — может достигать 3000 и более километров в час, поэтому атака весьма скоротечна, и летчику трудно успеть выполнить все действия с РЛС и с вооружением и одновременно пилотировать самолет.
Большая зона обзора радиолокатора и наличие второго члена экипажа — оператора РЛС на Ту-128 давали также возможность полуавтономных действий, когда наземная система выводит самолет в район возможного появления самолетов противника, а поиск производится экипажем самостоятельно. Это важно для противовоздушной обороны в удаленных районах, где трудно обеспечить сплошную зону обзора наземных радиолокационных станций, например, над океаном или в Заполярье. Там эти самолеты в дальнейшем и несли боевую службу.
Аналогичный комплекс несколькими годами раньше был создан в ОКБ С. А. Лавочкина на основе самолета Ла-250. Я рассказывал уже, что из-за аварии при испытаниях и последовавшего вскоре сокращения авиации работу над этим комплексом прекратили. А потом фактически эту же задачу поручили Туполеву. Нас это удивляло — ОКБ Туполева не имело опыта создания истребителей и вообще небольших самолетов. Это отразилось в том, что самолет получился более тяжелым, чем мог бы быть. Я думаю, как летательный аппарат он уступал самолету Лавочкина, который, правда, мы не успели оценить в испытаниях.
Знаменитый конструктор Андрей Николаевич Туполев, обладавший исключительным конструкторским талантом и интуицией, имел и слабости. Так он не доверял современным системам управления с гидроусилителями, которые уже широко вошли в жизнь. Он не захотел применить гидроусилители в управлении рулем высоты на созданном в 50-х годах очень удачном бомбардировщике Ту-16, поэтому усилия управления оказались слишком большими.
Но Ту-128 — сверхзвуковой самолет, он не мог обойтись без цельного управляемого стабилизатора, поворачивать который из-за больших потребных усилий можно только посредством гидравлических силовых механизмов. Андрей Николаевич был вынужден согласиться с их использованием, но недоверие его проявилось в том, что оставили и ручное управление. В случае отказа гидравлики летчик должен был специальными рычагами освободить рули высоты, до этого жестко закрепленные на стабилизаторе, и управлять непосредственно ими. Это усложнило и утяжелило конструкцию, и я не знаю ни одного случая, когда эта аварийная система использовалась.
В ноябре 1962 года с самолета Ту-128, впервые в истории отечественной авиации, был сбит в лобовой атаке самонаводящейся ракетой К-80 самолет-мишень Ил-28.
Со стороны военных испытателей на Ту-128 основными летчиками являлись Эдуард Князев, Юрий Рогачев, Игорь Лесников и Игорь Довбыш (в начале испытаний — также Г. Т. Береговой и Н. И. Коровушкин). А штурманами летали Н. Мозговой, В. Малыгин, Г. Митрофанов и А. Хализов. Руководил испытательной бригадой Владимир Викторович Мельников, ведущим инженером был Николай Николаевич Борисов, а ОКБ представлял Давид Кантор.
На Ту-128 тоже проявилась неустойчивость по перегрузке, свойственная многим самолетам со стреловидным крылом, о которой я уже рассказывал. Когда однажды Рогачев выполнял испытательный режим на устойчивость на высоте около 10 000 м, его самолет стал задирать нос, несмотря на последующую дачу штурвала вперед, увеличил угол атаки выше критического и сорвался в штопор. Штурман-оператор Мозговой собрался катапультироваться, но Юра в не очень вежливых выражениях приказал ему сидеть на месте. На высоте ниже 5000 м ему удалось вывести самолет из штопора.
За спасение опытного самолета в этом полете, по подготовленному мной (и поддержанному А. Н. Туполевым) представлению, Рогачев был награжден орденом Красного Знамени, а Мозговой — орденом Красной Звезды.
Поскольку идет речь о Ту-128, расскажу еще о некоторых связанных с ним событиях, в том числе и о трагическом, происшедшем в последующем десятилетии.
На самолетах с гидравлической системой управления выявилась одна неожиданная особенность: на некоторых типах машин проявлялось чрезмерное фазовое запаздывание самолета по отношению к движению ручки управления. Давая ручку против какого-либо нежелательного движения самолета по тангажу, например, поднятия носа, летчик, не почувствовав сразу эффекта из-за задержки реакции самолета, еще добавлял отклонение руля, что было уже лишним. Ощутив затем чрезмерное движение самолета, летчик отклонял рули в обратную сторону. Опять, не заметив сразу эффекта, он добавлял руля больше, чем нужно. Таким образом, действуя «с перерегулированием» и невпопад из-за запаздывания, летчик сам раскачивал самолет, выходя при этом на большую перегрузку.
Это явление было названо «колебаниями, вызванными летчиком» (за рубежом используется английская аббревиатура PIO — pilot induced occilations), хотя в основе их лежат недостатки контура управления «летчик — самолет». Летчики называют это «раскачкой».
Мы встречались с этим явлением еще на МиГ-19 и пришли к выводу, что в этом случае надо задержать ручку, т. е. остановить ее примерно в нейтральном положении. Колебания сразу же прекращаются. Но в то же время мы убедились, что даже знающий природу этих колебаний и ожидающий их возникновения летчик вначале рефлекторно делает два-три движения по их парированию, усугубляя раскачку, и только потом останавливает ручку управления. На самолетах-истребителях, рассчитанных на большую перегрузку, это обычно не приводит к неприятностям (хотя у нас однажды Эдуард Колков, попав в раскачку на малой высоте, катапультировался из самолета Су-17). Однако на тяжелых самолетах, у которых предельная по прочности перегрузка намного меньше, возрастание ее при увеличении амплитуды колебаний может привести к разрушению конструкции.
Для предотвращения раскачки часто устанавливают демпферы, гасящие колебания. Когда на Ту-128 еще не было демпфера, в режим раскачки попал летчик-испытатель Игорь Довбыш. Он допустил три колебания, после чего сообразил, что надо задержать ручку. Перегрузку около 5 единиц самолет выдержал. А на ракетоносце Ту-22, имеющем меньший запас прочности, в подобных обстоятельствах в нашем Институте произошел трагический случай. Этот самолет спроектирован неустойчивым на дозвуковой скорости, чтобы на сверхзвуке, где устойчивость всегда повышается, она не была бы чрезмерной, мешающей управляемости. А на дозвуке устойчивость обеспечивалась демпферами, которых для надежности было два. Экипаж выполнял полет на оценку устойчивости с одним работающим демпфером. По заданию они выключили один демпфер, а второй оказался неисправным! Самолет вошел в режим колебаний; и на третьем «качке» стал разрушаться. Штурман Виталий Царегородцев успел катапультироваться и спасся, летчик Владимир Черноиванов катапультировался поздно, и его парашют не успел открыться, а радист Алексей Лузанов остался в самолете и разбился. После этого, кроме демпферов, на Ту-22 установили еще и ограничитель скорости перемещения штурвала, чтобы препятствовать слишком резким движениям летчика при парировании колебаний самолета.
Самолет Ту-128 обладал еще одним недостатком, характерным для стреловидных самолетов с крылом большого удлинения, жесткость которого меньше, чем более короткого крыла. На большой приборной скорости отклонение элеронов приводит к «закручиванию» консолей в стороны, противоположные отклонению элеронов (силой потока, действующей на элерон), что уменьшает эффективность управления по крену, а при более сильной закрутке приводит к тому, что увеличение угла атаки с ростом подъемной силы этой части крыла «пересиливает» действие элерона. Возникает как бы обратное действие элеронов, так называемый реверс.
Так и было у летчика-испытателя Александра Кузнецова, когда он, кажется в 1970 году, на Ту-128 с высоты 5000 м выполнял спираль — крутой разворот со снижением — для проверки управляемости на большой скорости. Когда скорость превысила 1000 км/ч, Кузнецов стал поворачивать штурвал для вывода из крена, но самолет не слушался. Он выкрутил штурвал до упора, но эффекта не было. Положение стало критическим, самолет быстро терял высоту. Но Кузнецов сообразил использовать для вывода руль поворота (обычно выводят только элеронами), дал педаль против крена, и самолет на высоте ниже 2000 м стал выправляться.
Позже, в 1971 году, из-за этого недостатка произошла катастрофа. Летчик Вячеслав Майоров и штурман Геннадий Митрофанов на самолете Ту-128 выполняли испытательный полет на проверку достаточности элеронов для вывода самолета из крена после пуска двух ракет с одной консоли крыла, когда на другой еще висят остальные две ракеты и машина стремится накрениться.
Летчику была задана высота 10 000 м и число М=1,6, при этом приборная скорость не должна была превышать 1010 км/ч, когда еще сохраняется некоторая эффективность поперечного управления. Именно приборная скорость является определяющим фактором при реверсе — она характеризует скоростной напор воздуха, «закручивающий» крыло. Разгоняя самолет с большей высоты, Майоров снизился на 200 м ниже заданной, а число М в момент пуска ракет было чуть-чуть больше заданного. Отклонения очень небольшие, но оба они увеличивали приборную скорость, которая оказалась больше 1020 км/ч, предельной по эффективности элеронов.
После пуска ракет летчик, как ему и было задано, четыре секунды не вмешивался в управление (для того, чтобы имитировать возможную ошибку строевого летчика). Это их и погубило. Самолет стал крениться влево с опусканием носа. Когда Майоров отклонил штурвал полностью на вывод, крен был уже больше 45° и продолжал увеличиваться. Самолет, перевернувшись на спину, уже был в пикировании и скорость возрастала. Ту-128 на пикирование с большой скоростью не рассчитан. Майоров катапультировался, но поясной привязной ремень под действием напора воздуха лопнул, нижняя часть кресла отошла от летчика, а потом подлокотником ударила Майорова по тазу. Парашют автоматически раскрылся, но летчик опустился на землю мертвый. Митрофанов по неизвестной причине не катапультировался.
Очевидно, Майоров, контролируя указатель числа М и высотомер, не заметил, что приборная скорость превысила 1020 км/ч. Может быть, при подготовке летчика к полету было задано число М и высота, но не было подчеркнуто, что главным параметром, определяющим эффективность элеронов, является приборная скорость и ее предельное значение нельзя превышать. Майоров, наверное, мог бы вывести самолет из крена, если бы сообразил использовать руль поворота, как сделал Кузнецов, но у него для этого решения были буквально доли секунды.
Я прилетел на место падения на вертолете сразу после спасательного вертолета. Слава Майоров лежал на земле, накрытый парашютом, а от самолета, в котором остался Геннадий Митрофанов, осталась груда обломков.
Вернусь в начало 60-х годов. В конце 1963 года состоялось очередное присвоение авиаторам звания «заслуженный летчик-испытатель СССР», которым удостоили и меня (после 12 лет работы в Институте). Звания «заслуженный летчик» и «заслуженный штурман» для испытателей были введены в 1959 году, тогда они были присвоены группе летчиков и штурманов Министерства авиационной промышленности и нашего Института. Почетный знак заслуженного летчика-испытателя с номером 1 получил С. Н. Анохин из ЛИИ, а знак заслуженного штурмана-испытателя номер 1 — наш Николай Степанович Зацепа.
Нашей группе вручали Почетные знаки в феврале 1964 года. Вместе со мной в Президиуме Верховного Совета СССР в Кремле знаки получали генерал А. П. Молотков, полковник П. Ф. Кабрелев и другие. Должен был вручать Брежнев, который являлся тогда Председателем Президиума, но он куда-то улетел с визитом, и награждал нас один из заместителей. (Если бы я получил это звание на полгода позже, вручал бы, возможно, мой отец — он в июне стал Председателем Президиума вместо Брежнева.)
В 1963 году на самолете Су-7Б испытывался новый прицел для бомбометания с кабрирования — ПБК-1. Это был совершенно новый вид бомбометания для истребителей-бомбардировщиков. При таком методе, разработанном главным образом для ядерных бомб, самолет идет на цель на бреющем полете и затем выполняет вертикальный маневр — горку, если он не дошел до цели, или полупетлю, если он прошел за нее. В верхней точке сбрасываются бомбы, и они, описав гиперболическую траекторию, падают вблизи цели. Такой метод позволяет скрытно подойти к цели на бреющем полете и затрудняет средствам ПВО противника стрельбу по самолету. После сброса самолет со снижением на максимальной скорости уходит от воздействия ударной взрывной волны.
Испытательные полеты выполняли Вадим Петров и Владимир Троцкий. В один несчастный день утром после полета Петрова второй полет выполнял Троцкий. Произошла катастрофа, самолет разбился, летчик погиб. Вторая гибель в нашем новом Управлении после Виктора Андреева.
Анализ причины представляет технический интерес. Самолет шел к цели со скоростью 1050 км/ч на высоте менее 100 метров. Неожиданно стали выпускаться посадочные закрылки (могло произойти замыкание в сети, или летчик случайно нажал кнопку их выпуска). Скорость полета почти в два раза превышала предельно допустимую по прочности для выпущенных закрылков, поэтому большой кусок закрылка отломился и ударил по половинке горизонтального стабилизатора, отбив ее (она упала на землю вслед за куском закрылка). Дальше произошло что-то невероятное: самолет упал почти тут же после падения половинки стабилизатора, хотя, имея большую скорость, должен был пролететь дальше по инерции.
На самолете были подвешены три бомбы, но их в обломках не нашли, а «ушки» их подвески оказались разорванными. Ведущий инженер по испытаниям В. Комлюхин что-то посчитал на бумажке и пошел вперед по направлению полета самолета. Примерно в трех километрах он нашел все три оторвавшиеся бомбы. Выяснили, что ушки рассчитаны на силу до 3000 кг. Вес бомбы 100 кг, и, раз ушки сломались, значит, перегрузка была около 30! Неужели на самолете могла возникнуть такая большая перегрузка? Расчетная разрушающая перегрузка всего 12!
Причиной этого оказалась поломка половины горизонтального стабилизатора. Дело в том, что при полете на большой приборной скорости на самолете возникает сильный кабрирующий момент — самолет стремится поднять нос и уйти вверх. Летчик удерживает его в горизонтальном полете почти полной отдачей ручки от себя. Аэродинамические расчеты показали, что при отломленной одной половине управляемого стабилизатора оставшаяся половина не могла удержать самолет в горизонтальном полете, — он «вздыбился», как бы встал поперек направления движения и резко затормозился. Стальные лонжероны его крыла переломились, как спички, еще до удара о землю. Мощные стойки шасси, по размерам сходные со стволами тяжелых гаубиц, сорвав замки, рывком выпустились и скрутились под действием силы инерции колес. А бомбы сорвались с подвески. При такой перегрузке летчик погиб, очевидно, еще в воздухе.
А должен был выполнять этот полет Вадим Иванович Петров, молодой тогда летчик-испытатель, с которым мне много лет потом довелось вместе работать. Он позже стал Героем Советского Союза и генералом. В те годы с ним тоже произошел аварийный случай. Он летал на Су-9 на проверку запуска двигателя в воздухе, при этом несколько раз останавливал и снова запускал его. Но вот после очередного выключения двигатель не запустился (сгорела пусковая катушка). Петров стал заходить на посадку с неработающим двигателем. Не имея еще опыта таких посадок и волнуясь, он зашел хотя и правильно, но на повышенной скорости и приземлился на параллельную грунтовую полосу с перелетом. Выпустил тормозной парашют, но он оторвался (так часто и бывает в сложных ситуациях, когда летчик торопится его выпустить, не дождавшись уменьшения скорости). К тому же на грунте был гололед, тормоза не действовали. Петров сумел направить самолет между двумя бетонными столбами ограждения, поддерживающими колючую проволоку. За исключением небольших повреждений консолей крыла столбами, самолет остался цел.
По инструкции при незапуске двигателя летчик имел право катапультироваться. Я представил Петрова за спасение самолета к ордену, но вместо этого начальник вооружения ВВС А. Н. Пономарев вручил ему в подарок фотоаппарат.
Кстати, расскажу и о другой посадке без двигателя. На ее примере мы убедились в том, что для современных скоростных самолетов отказ двигателя на высоте тысяча метров и ниже, при небольшой скорости полета (например, при заходе на посадку) опасен еще и тем, что трудно предотвратить потерю скорости. Для ее сохранения необходимо перевести самолет в крутое планирование, а высоты для этого уже не хватает. Такой случай произошел с инженером-летчиком-испытателем Андреем Михайленко. При заходе на посадку двигатель его самолета Су-9 внезапно отказал на высоте около тысячи метров (из-за поломки привода топливного насоса). Михайленко быстро отдал ручку от себя, но самолет не успел набрать необходимую для планирования скорость, как уже пришлось брать ручку на себя для выравнивания. Самолет грубо приземлился в поле перед аэродромом с поломкой шасси.
Однажды я, в качестве инструктора, должен был лететь на двухместном Су-7у с Василием Котловым для плановой проверки его техники пилотирования. Котлов подрулил к ВПП и запросил по радио: «Прошу на взлетную». С КДП ответили: «На взлетную разрешаю», и он начал выруливать на взлетно-посадочную полосу. По многолетней привычке я посмотрел в сторону траектории захода на посадку и увидел планирующий на ту же ВПП Су-9. Это было странно — никакого запроса на посадку по радио не было (поэтому и руководитель полетов разрешил нам выруливать). Я дал команду Котлову остановиться, и Су-9, промелькнув перед нашим носом, приземлился.
Оказалось, это был Саша Кузнецов, у которого при полете на помпаж остановился двигатель и из-за помпажных вибраций отказала вся электрика, а значит, и радио. По этой же причине не запустился двигатель. (Ведущим инженером по этим испытаниям был мой однокурсник по академии Юрий Михайленко.) Саша стал заходить на длинную полосу аэродрома, но ошибся с расчетом и до нее недотягивал. Тогда он довернул на находящуюся ближе первую ВПП, на которую собирались вырулить мы.
Хочу рассказать о летчике-испытателе Леониде Николаевиче Фадееве, которого я уже упоминал. Среди летчиков нашего истребительного отдела в те годы он, после Игоря Соколова, был наиболее близким моим товарищем, мы втроем, бывало, проводили время и вне службы. Фадеев был веселый и общительный человек, один из тех, кого называют душой коллектива, он был активным участником его жизни, в том числе и неслужебной. Если надо было организовать какую-нибудь встречу в кафе, чьем-нибудь доме или «на пеньках», отметить чей-нибудь день рождения, присвоение очередного звания или испытательной квалификации, за дело всегда брался Леша, как все называли Фадеева. Конечно, он любил выпить, но не чрезмерно, и по женской части был «не промах». При этом он очень любил свою жену Катю и дочку, а также тещу, которая души в нем не чаяла.
Как-то разнеслась весть, что у жены Фадеева родилась двойня — мальчики. Это было радостное событие для всего отдела. Леша сразу же стал называть их «мои гвардейцы», и это прозвище осталось за ними, когда они выросли и затем стали летчиками-истребителями. Служа в Германии, они оба командовали звеньями, а затем и эскадрильями в одном и том же полку.
Фадеев не имел высшего образования, но был квалифицированным испытателем. Я уже упоминал о его участии в испытаниях первых радиолокаторов и комплекса Су-9–51. Вскоре после этих испытаний его послали в ЛИИ для участия в первых испытаниях самолета Су-9 на штопор. Сделав несколько витков очередного штопора, Фадеев дал рули на вывод. Самолет прекратил вращение, и Леонид начал вывод из пикирования. Он дал рычаг управления двигателем вперед, но обороты почти не возросли, а стрелка указателя температуры выходящих газов угрожающе двинулась к опасной зоне. Двигатель «завис» из-за нарушения потока воздуха в канале воздухозаборника при штопоре. Фадеев стал планировать на посадку, не трогая больше рычаг двигателя. Можно было его выключить и снова запустить, тогда тяга должна была восстановиться, но высота была небольшая, ее могло не хватить для запуска, а посадочная полоса была как будто в пределах досягаемости, и двигатель все-таки немного тянул. На высоте около 1000 м Фадеев понял, что идет с небольшим недолетом, и инстинктивно дал рычаг вперед. Температура подскочила, и двигатель сразу выключился.
Снижение самолета стало более крутым, и Фадеев, не дотянув до грунтовой полосы безопасности, приземлился на неровное поле с рытвинами и песчаными буграми. Самолет несколько раз перевернулся и полностью разрушился. Я видел потом фотографии остатков самолета — часть фюзеляжа, где располагалась кабина, кувыркалась отдельно и лежала на боку. Трудно было представить, что летчик может остаться в живых, но он был жив! Пострадал-таки позвоночник, в результате медицинская комиссия навсегда отстранила Леонида от полетов.
Заслуженный летчик-испытатель Л. Н. Фадеев много лет потом работал на фирме П. О. Сухого в бригаде по составлению инструкций летчику и умер после двух инфарктов в конце 80-х годов.
Я уже много раз упоминал слово «штопор», поэтому, наверное, стоит рассказать об этом явлении. Очевидно, все слышали о нем в связи с полетами самолетов, но думаю, немногие вне авиации понимают, что это такое (да и работающие в авиации — тоже далеко не все). Это одна из главных опасностей, подстерегавших летчиков с самого зарождения авиации — уже тогда столкнулись с неожиданным самопроизвольным, неуправляемым движением самолета по спиральной траектории вертикально вниз. В России это явление назвали «штопором» (в английской терминологии употребляется слово spin, что означает «вертеться»).
Самолет может войти в штопор, когда угол атаки чрезмерно увеличивается и становится больше критического. Это возможно при потере скорости или же при слишком энергичном маневре. Вместо того чтобы плавно обтекать поверхность крыла, воздушный поток начинает завихряться, скорость его прохождения сверху крыла падает, и подъемная сила резко уменьшается. Поскольку полной симметрии не бывает, срыв возникает на одной консоли крыла, а на другой подъемная сила более или менее сохраняется. Машина самопроизвольно накреняется на крыло, или, как говорят летчики, сваливается. Начинается самовращение, или «авторотация», вследствие большой разницы в подъемной силе на консолях крыла. Это и есть штопор — самолет, вращаясь, падает вертикально.
Самолет с нестреловидным крылом в случае срыва потока на крыле, как правило, резко переходит в штопор. При стреловидном крыле самолет обычно некоторое время, иногда довольно долго, находится в стадии сваливания, даже переходя из одного крена в другой. Однако, когда срыв происходит на маневре с большой перегрузкой, что называют динамическим сваливанием, срыв в штопор происходит тоже резко.
Из сваливания самолет обычно выходит при небольшой отдаче ручки от себя, что уменьшает угол атаки, а на некоторых самолетах бывает достаточно только поставить рули в нейтральное положение. Вывод из развившегося штопора значительно сложнее. Прежде всего нужно замедлить вращение дачей педали руля поворота в противоположную сторону, а затем энергично отдать ручку управления от себя, чтобы перевести самолет на меньший угол атаки. Когда удалось уменьшить угол атаки и самолет перестал вращаться, можно считать, что явление штопора прекратилось. Теперь самолетом можно управлять, как обычно. Но он еще пикирует к земле, и его надо вывести в горизонтальный полет после того, как он наберет достаточную скорость. Это, фактически, вторая фаза вывода из штопора.
В начале массовой эксплуатации стреловидных самолетов МиГ-15 и УТИ МиГ-15 в строевых частях произошло несколько катапультирований и катастроф из-за невыхода из штопора. В 1950 году в ЛИИ и в нашем Институте были проведены исследования штопора этого самолета. Затем принимавших в них участие наших летчиков направили в различные строевые части для выполнения показных полетов, а также в целях подготовки инструкторов из числа командиров для полетов с остальными летчиками. Работу по исследованию штопора и показы в строевых частях проводили лучшие летчики отдела того периода: В. Г. Иванов, Л. М. Кувшинов, А. К. Рогатнев, Г. Т. Береговой (его даже прозвали тогда «королем штопора»), А. Г. Терентьев, В. Н. Махалин, Д. Г. Пикуленко. Когда я прибыл в Институт, эта работа уже заканчивалась. (Упомяну попутно основных наших летчиков, проводивших испытания на штопор позже, в 60-х и 70-х годах. Это Э. Н. Князев, В. Г. Плюшкин, И. И. Лесников, Н. В. Казарян, Г. Г. Скибин, В. Н. Кондауров.)
При испытаниях двухместного самолета УТИ МиГ-15, имевшего стреловидное крыло, выявились особенности, в той или иной степени характерные для всех самолетов с такими или с треугольными крыльями. Оказалось, что при стреловидном крыле на сваливание, на поведение самолета в штопоре и на возможность вывода из него намного больше, чем при обычном крыле, влияет скольжение самолета (плоско-боковое движение). Если при выводе из штопора, отдавая ручку управления от себя, невольно отклонить ее и в сторону против вращения (что кажется естественным), то это вызовет скольжение в неблагоприятную (внешнюю) сторону. А это увеличит разницу в подъемных силах на правой и левой частях крыла, и самолет из штопора может не выйти.
Характерный случай произошел с полковником Ю. А. Антиповым. При испытаниях на штопор самолета МиГ-19, имевшего еще большую стреловидность крыла, в которых ведущим летчиком был В. С. Котлов, Антипов полетел в качестве летчика облета. Его сопровождал, как это обычно делается при полетах на штопор и других особо сложных испытаниях, второй самолет (часто на нем летит оператор киносъемки). Выводя из штопора, Антипов дал, как полагается, вначале педаль руля поворота против вращения, а затем отдал от себя ручку. При этом рослый Юрий Александрович, которому было тесно в кабине, незаметно для себя слегка отклонил ее в сторону, против вращения. Самолет продолжал штопорить. Как рассказывал потом Антипов, после второй попытки вывода с ним случилось что-то вроде шока или оторопи — он держал рули на вывод и ждал. Стрелка высотомера быстро вращалась, но до него «не доходило», что запаса высоты для вывода самолета уже нет. «Так бы и сидел до самой земли, — сказал потом Антипов, — если бы не Николай Дивуев» (летчик самолета сопровождения). Дивуев передал по радио: «Высота малая, принимай решение» — на языке летчиков это означает, что пора катапультироваться. Только тогда Антипов осознал ситуацию и сразу вытянул шторку из заголовника кресла, приводящую в действие катапульту и защищающую лицо от встречного потока. Вначале должен был сброситься фонарь, но он остался на месте! Когда запаса высоты почти не оставалось, Антипов изо всех сил ударил кулаками снизу по фонарю, он слетел, и катапульта сработала. А могло очень плохо кончиться. Как говорят, и на старуху бывает проруха. Такие «шоковые» состояния довольно редки, но возможны и у опытных летчиков. Кто знает, сколько катастроф, причины которых не были выяснены, могли быть следствием этого?
После проведенных исследований штопора, уже при мне, произошло одно событие, связанное с этой работой. Пришла шифровка от командира авиационной дивизии, стоявшей в Петрозаводске, в которой говорилось, что в показном полете нашего летчика Владимира Махалина с одним из командиров самолет вошел в перевернутый штопор. Телеграмму вместе с командиром дивизии подписал и Махалин. Поднялся переполох. Начальник Института связался по телефону с Махалиным и пригрозил уволить его из Института. Дело в том, что в акте по государственным испытаниям было отмечено, что самолет УТИ МиГ-15 в перевернутый штопор не входит, а Махалин вроде как «предал» Институт, признав, что входит.
Когда вернулся Махалин, срочно провели испытания с его участием. Он показал, при каких условиях это произошло. Оказалось, что при классическом вводе — из положения «на спине» — самолет действительно не входит в перевернутый штопор. Но если в обычном полете на малой скорости дать полностью ручку управления вперед и в сторону и одновременно отклонить противоположную педаль, самолет делает резкий «кувырок», в процессе его некоторое время летит даже хвостом вперед и затем входит в перевернутый штопор. Совершенно неожиданная и непонятная фигура, которую с легкой руки Махалина прозвали тоже непонятными словами: «курды-курды». Примерно такая фигура значительно позже стала выполняться на спортивных пилотажных самолетах и была названа «абракадаброй».
Махалин подтвердил свою правоту, но ему все-таки попало за то, что подписал телеграмму командира дивизии, не доложив предварительно начальнику Института.
Наш Институт стоял на том, что строевым летчикам необходимо показывать в полетах на учебно-боевых самолетах сваливание самолета и вывод из штопора. Практическое знакомство с характерными признаками приближения к началу сваливания и действиями для его предотвращения вселило бы в них уверенность в пилотировании на предельных по углу атаки режимах. А это необходимо для полного использования маневренных возможностей самолета в боевых условиях.
Однако после вспышки аварийности по этим причинам командование ВВС запретило преднамеренное выполнение штопора всем, кроме летчиков-испытателей, и этот запрет существует до сих пор. Строевые летчики знакомятся с методами вывода из штопора только теоретически. Этот запрет вселяет чрезмерную боязнь штопора и приводит к недоиспользованию маневренных возможностей самолета. В случае случайного попадания на режим, близкий к сваливанию, летчики во многих случаях его не чувствуют и вовремя не парируют, а попав в штопор, теряются и катапультируются, а то и погибают.
Летчик, незнакомый на практике со сваливанием, при самопроизвольном кренении самолета на большом угле атаки, казалось бы, естественно, дает ручку против крена. Но это как раз то, чего нельзя делать, — отклонение элеронов против кренения в этом случае способствует входу в штопор. Надо прежде всего уменьшить угол атаки, а кренение парировать педалями, то есть рулем поворота.
Я давно пришел к выводу, что каждому летчику, независимо от типа самолета, на котором он летает, — маневренном или неманевренном, — необходимо на каком-то этапе подготовки показывать сваливание и давать тренировку по выводу из него, а также обучать штопору на пригодном для этого типе самолета. Летчик тогда только не будет бояться штопора, когда научится чувствовать приближение к сваливанию и на практике убедится, что можно предотвратить штопор, а также вывести самолет из него.
Такая подготовка повысит «чувство пилотирования» и способность восприятия пространственного положения, что может сослужить хорошую службу при случайном попадании в необычное положение относительно земли. Любое положение самолета в воздухе не должно быть для летчика непонятным и пугающим, он должен уметь, не теряясь, из него вывести (конечно, если есть запас высоты). Это важно и для летчиков неманевренных и пассажирских самолетов.
Вспомню несколько случаев, подтверждающих мое мнение. В 1985 году в Средней Азии пассажирский Ту-154 из-за большой высоты полета и относительно высокой температуры наружного воздуха вышел на критический угол атаки, и произошло сваливание. Летчик в падении, до самого удара в землю, все время тянул штурвал на себя. А ведь стоило только, отпустив штурвал, позволить самолету опустить нос, а значит, уменьшить угол атаки, он набрал бы скорость и сам вышел бы из сваливания.
Несколько лет назад произошла известная катастрофа самолета А-310 под Кременчугом. Когда в результате причин, о которых я не буду здесь говорить, самолет оказался на малой скорости с большим креном, летчик, очевидно, стал выводить элеронами из крена, что вызвало сваливание и штопор, на вывод из которого не хватило высоты. На самом деле надо было прежде всего отдать штурвал от себя, набрать скорость, и только после этого вывести из крена. И, наконец, в июле 2001 года в районе Иркутска летчик, пилотировавший самолет Ту-154, также оказавшись в крене на малой скорости, вместо отдачи штурвала от себя для уменьшения угла атаки пытался выводить из крена поворотом штурвала в противоположную сторону, чем ускорил срыв в штопор.
Эти летчики, очевидно, много лет не летая на маневренных самолетах, не знали или забыли особенности пилотирования на больших углах атаки. Их пугало опускание носа самолета в сторону земли для набора скорости, хотя, когда есть запас высоты, это не представляет опасности и является единственным спасением. Летчикам больших пассажирских самолетов не показывают сваливание и не учат выводу из него, считая, что эти самолеты не будут попадать в такие ситуации. Однако практика говорит о другом. Так, по американской статистике, потеря управляемости (сваливание) стоит на втором месте в перечне причин катастроф на пассажирских самолетах.
Еще вспомню, как после начала моей работы летчиком-испытателем я поехал в Клязьминский аэроклуб, где проходил обучение летному делу мой брат Ваня, и полетал с ним на Як-18. В числе фигур был и штопор. При выводе из него, отдавая ручку от себя, Ваня невольно отклонил ее против вращения. Як-18 хотя и с задержкой, но вращение прекратил, — он такие ошибки «прощал». Но Ване я сделал серьезное замечание, пояснив, что другие самолеты при такой ошибке могут из штопора не выйти.
Попутно расскажу, как этот полет завершился. Перед посадкой Ваня поставил кран шасси на выпуск, но вышла только одна из двух «ног». Попробовал еще раз с тем же результатом. Он решил садиться «на живот», но я его отговорил. Я летал с ним не совсем законно — по доброте его инструктора Анны Шмельковой — и «шум» в связи с посадкой братьев Микоян без шасси был нежелателен. Сделали несколько выводов из пикирования с созданием перегрузки, но это не помогло. Тогда я предложил: «Давай немного походим, компрессор подкачает давление в баллон, и потом снова попробуем». Минут через пятнадцать давление воздуха в баллоне возросло, я «подвесил» самолет на минимальной скорости, чтобы поток меньше сопротивлялся движению стойки из крыла вниз и вперед, и обе стойки вышли. Оказалось, что ось стойки слегка заржавела.
В 1964 году мы приняли участие в еще одном показе авиационной техники. На этот раз в соседнем Капустином Яре, где вместе с полигоном ракетных войск находился и институт испытаний зенитных ракет. Там демонстрировали боевые средства противовоздушной обороны высшему командованию ПВО. В том числе и мы показывали комплексы перехвата, вернее, только заключительную фазу их работы — на глазах присутствующих ракетами сбивали радиоуправляемые самолеты-мишени.
Моей обязанностью было рассказывать о системах вооружения самолетов и комментировать боевую работу. Перед показом действий самолетов с каждым видом вооружения мой помощник вешал в большой специально установленной палатке соответствующие плакаты, а я читал короткую лекцию. Потом, зная время подхода мишени и истребителей, приглашал гостей выйти на смотровую площадку.
Вот на подходе самолет-мишень МиГ-15, который самолеты МиГ-21ПФ должны сбить ракетами К-13 (Р-ЗС). Во главе тройки истребителей Герой Советского Союза, заслуженный летчик-испытатель СССР полковник Василий Сергеевич Котлов. Цель поражена первой ракетой. Подбитый МиГ-15 вошел в почти классическую петлю и теперь пикировал к земле. По команде офицера-распорядителя все направились в палатку для следующей лекции.
Я вошел первым и ждал у плакатов, пока все войдут. Вдруг послышался звук летящего самолета типа МиГ-15 или МиГ-17, какой бывает при полете на малой высоте. Откуда здесь такой самолет? Я посмотрел в окно палатки и действительно увидел идущий на высоте около 50 м прямо на нашу палатку МиГ-15. Это был подбитый истребителями беспилотный самолет-мишень, который, очевидно, вышел из пикирования и теперь летел горизонтально. Прозвучала запоздалая команда по громкой связи всем спрятаться в укрытие. Кто-то побежал из палатки к щели, но было уже поздно. Именно в момент, когда самолет был точно над палаткой, у него отломился хвост и упал, чуть перелетев палатку, а самолет рухнул метрах в двухстах от нее. К счастью, никого не задело. Мой знакомый генерал Тимошкин взял на память кусок какой-то самолетной трубы, упавший в трех метрах от него.
Если бы все это произошло на секунду раньше, самолет угодил бы как раз на палатку, где было человек двадцать офицеров и генералов высшего командования ПВО, да и я с ними. Опять повезло.
На память об этом показе у меня сохранился фотоаппарат «Зоркий-4», подаренный главнокомандующим Войсками ПВО страны маршалом авиации В. А. Судец. Получили подарки также летчики, участвовавшие в полетах.