В заключение хочется отметить, что именно такие мероприятия, сочетающие знакомство с элементами специальности и духовно-патриотического наследия России, способны сформировать тот новый слой молодой авиационно-технической интеллигенции, которой предстоит в ближайшие десятилетия принять на себя решения сложнейших проблем, связанных с развитием отечественной авиации.
Штопор вчера и сегодня …
Александр Александрович Щербаков
Герой Советского Союза, Заслуженный летчик-испытатель, кандидат технических наук
'Штопор – движение самолёта по вертикальной спирали малого радиуса, при больших углах атаки'. Это из энциклопедии. В общем, правильно, но суховато. Добавлю, что вертикально снижаясь, самолет вращается относительно всех трёх осей, и остановить снижение можно только остановив вращение. А снижение происходит со скоростью 50 – 100 метров в секунду, так что контакт с землей на такой скорости не оставит надежды ни на целостность самолета, ни на жизнь людей в нем находящихся.
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.
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
