крыльями?
Втроем с Тавризовым и Померанцем мы подолгу обсуждали разные варианты решения нашей проблемы. И пришли к выводу, что мы очень многого еще не знаем. Не знаем, как поведет себя новый герметик Барановской при длительной эксплуатации и нагреве конструкции на больших скоростях, какие реальные деформации и взаимные смещения будут у сопрягаемых деталей топливного отсека, какая схема герметизации оптимальна.
Тогда в наших обсуждениях я впервые услышал словосочетание «надежность конструкции». Потом эта тема станет центральной в моей работе и моем творчестве.
Решили, что, пока будут изготовляться в производстве трудоемкие балки и лонжероны нового треугольного крыла, можно успеть провести серию испытаний небольших экспериментальных топливных отсеков в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным. А выпустить комплект чертежей такого отсека, разработать программу испытаний и курировать их должен был я.
Померанц с Тавризовым решили для начала по возможности ограничить протяженность герметизируемых швов топливного отсека. Сначала Феликс разработал конструкцию цельнофрезерованной стальной балки № 2, которая служила сплошной стенкой топливного отсека спереди. Передний лонжерон в зоне топливного отсека также удалось выполнить цельнофрезерованным в форме швеллера с поясами вне зоны топлива. А главное, они решили сделать верхнюю и нижнюю обшивки в зоне отсека в виде цельнофрезерованных панелей из толстых дюралевых плит. Такие панели, естественно, уже были герметичными. Фактически топливный отсек надо было герметизировать только по периметру. Но и оставшихся путей для утечки керосина из отсека оставалось предостаточно.
Поэтому пока Феликс Померанц пыхтел над чертежами панелей, я приступил к разработке конструкции экспериментального отсека для сравнительных испытаний нескольких вариантов герметиков Барановской и разных схем их нанесения.
Мой первый экспериментальный отсек-модель имел прямоугольную форму размером в плане метр на метр и высотой 12 сантиметров. Толщины обшивок и стенок, площади поясов лонжеронов и нервюр соответствовали натуре. Трудоемкость его изготовления была очень низкой благодаря малым габаритам, а также использованию дюралевых обшивок и прессованных профилей стандартных размеров. Моя модель топливного отсека крыла обеспечивала достаточно полную имитацию условий деформаций герметизирующих элементов. Внецентренное циклическое нагружение модели гидроцилиндром воспроизводило как ее изгиб, так и кручение в пределах максимальных эксплуатационных напряжений. Мы запустили в производство несколько десятков этих моделей, и они позволили нам решить проблему.
В дальнем углу территории нашего завода, ближе к каким-то складам у Хорошевского шоссе, располагалась лаборатория силовой установки. Там производили первую гонку большого двигателя нашей «стрелки» без хвостовой части фюзеляжа, там испытывали агрегаты топливной системы с керосином. Поскольку нагружение моей модели надо было производить после заполнения ее керосином и наддува инертным азотом, то стенд для испытаний установили на площадке этой лаборатории. Там я впервые увидел, как течет мой топливный отсек. Мои взаимоотношения с начальником лаборатории завзятым мотоциклистом Костей Матвеевым и его замом Леней Заславским переросли в дружбу, и мы увлеченно работали вместе над проблемой герметичности конструкции. К этой работе была также привлечена технологическая бригада КБ, технологический отдел завода и цех № 12, который приготавливал герметики.
Испытания моделей позволили нам открыть глаза на многое. Оказалось, что очень трудно определить место, где нарушилась герметизация внутри отсека и где керосин под давлением уходит из герметичной зоны. Придумали способ «противонаддува». Открывали технологический люк текущего отсека. К наружному месту вытекания керосина подводили шланг для пневмоинструмента со струей сжатого воздуха и по пузырению внутри определяли место необходимого ремонта герметика. Явная течь керосина была очень редко. Обычно модель снаружи в определенном месте начинала запотевать. Кто-то предложил обмазывать модель перед началом испытаний водяным раствором мела с последующей его сушкой. На меловом покрытии даже незначительное запотевание керосина становилось видным.
Мы усиленно искали подходящие способы обнаружения течи топливных отсеков с учетом их применения в процессе дальнейшей эксплуатации самолетов в воинских частях. Однажды меня подзывает начальник нашей бригады Крылов и предлагает сопровождать нашего директора завода Михаила Сергеевича Жезлова, очень симпатичного пожилого еврея, который в начале войны был директором серийного авиационного завода в Харькове, где выпускались Су-2, а Сухой был Главным конструктором. Он закончил войну в генеральском звании. Говорили, что его фамилия когда-то была Жезлер.
Я позвонил ему, и он сказал «Подходи к гаражу».
Мы сели в шикарный «ЗИМ» на заднее сиденье, и только тут я узнал, что катим мы в Университет на Ленинских горах. Там в секретной атомной лаборатории физического факультета работает его друг, специалист по герметичности ускорителей элементарных частиц. Они работают при глубоком вакууме, и проблема герметичности там стоит очень остро. Места нарушения герметичности они определяют специальным прибором — гелиевым течеискателем.
Оказывается, наш директор прослышал про трудности, которые мы испытывали при определении мест утечки керосина на моих моделях топливного отсека крыла, и договорился со своим другом о встрече и нашем знакомстве с работой гелиевого течеискателя. Жезлов предполагал приобрести такой прибор, если он нам подойдет. В душе я был очень благодарен этому грузному и, казалось бы, далекому от нашей конструкторской работы хозяйственнику. Хотя и не испытывал особых надежд на успех.
В новом монументальном здании Московского университета, в правом крыле физического факультета, у одной из дверей нас поджидал пожилой профессор. Под его предводительством мы прошли через пост охраны и оказались в большом зале лаборатории. Профессор подвел нас к достаточно габаритной металлической этажерке на колесиках. На ней было закреплено большое количество блоков, приборов со стрелками, баллонов и вентилей. Все это было переплетено трубками и электрожгутами.
«Вот этот прибор, о котором я вам говорил», — сказал профессор, обращаясь к Михаилу Сергеевичу, и начал объяснять технологию использования гелиевого течеискателя при локализации места разгерметизации ускорителя. Смысл его рассказа сводился к тому, что «прибор» катался внутри ускорителя и улавливал, как счетчик Гейгера, отдельные атомы гелия, которые просачивались внутрь ускорителя через нарушенную герметизацию. По увеличению частоты сигналов определялось место разгерметизации. Установка к тому же была очень капризной. Из-за большой чувствительности она начинала пищать уже при небольшой концентрации гелия, случайно попавшего в воздушное пространство ускорителя. Поскольку прибор был «совершенно секретным», как и все относящееся тогда к атомной тематике, никакой технической документации по нему мы на руки не получили. Тепло поблагодарили профессора и поехали к себе на завод.
«Ну как? Поможет такой прибор решить нашу проблему?» — поинтересовался Михаил Сергеевич моим мнением после минутного молчания. Так, сидя на заднем сиденье мчавшегося по Москве «ЗИМа», я сформулировал свой вердикт:
— Мы не можем использовать гелиевый течеискатель в существующем виде. Он работает в вакууме внутри ускорителя. В будущем возможно его использование, если наддувать наш топливный отсек гелием и «научить» прибор реагировать на просочившийся наружу гелий.
Михаил Сергеевич согласился со мной и в таком же духе доложил Евгению Алексеевичу Иванову, решавшему все проблемы производства. Нам же оставалось определять место утечки керосина только по пузырению воздуха внутри отсека при создании избыточного давления снаружи. Пузыри были керосиновые, если были остатки керосина, или мыльные, когда наносили мыльную эмульсию.
Мыльная эмульсия была в ходу при проверке гермокабин экипажа и салонов пассажирских самолетов. Конструкторов гермокабины наших новых самолетов тоже волновала проблема утечек. Но отличие проблемы конструкторов топливного отсека состояло в том, что мы должны были обеспечить герметичность на керосин, а не на воздух. Как известно, текучесть керосина во много раз больше, чем воздуха. И мы должны были обеспечить абсолютную герметичность, а современные гермокабины вентиляционного типа допускают значительные утечки, которые компенсируются наддувом.
Испытания первой же партии моделей топливного отсека позволили нам определить, что самым опасным местом, где разрушается герметик, являются углы топливного отсека. Оказалось, что каждый из
