Крыло, сотканное из загадок
Крыло, сотканное из загадок
В той комнате КБ, где работала группа общих видов, стоял длинный и узкий стол. На нем раскатывался рулон с компоновочной схемой самолета. Вокруг стола – высокие, как в баре, табуреты. Семен Алексеевич взбирался на один из них и начинался разговор, в котором все были равны, невзирая на должности и звания…
Посторонний человек – случайный свидетель таких дискуссий – был бы немало удивлен. Разделав под орех оппонентов, Лавочкин меньше всего выглядел победителем. Казалось бы, его логика безупречна, его аргументы сложились в строжайшую систему, но тем не менее, обводя глазами собеседников, Семен Алексеевич просил:
– Спорьте со мной! Я еще не уверен, что идея правильна…
Он знал, идеи, проверенные за длинным столом, никогда не оборачивались потом мыльными пузырями.
В КБ Лавочкина любили и умели спорить, но остроты, с которой происходило обсуждение последнего, самого рискованного варианта, не помнили даже старожилы. Речь шла о стреловидных крыльях.
– Быть может, это один из очень немногих периодов, когда мы видели Семена Алексеевича в таком взволнованном и нервном состоянии, – вспоминали его сотрудники, – он нервничал. Нервничал здорово. Не решить вопрос нельзя, а решение выглядело чертовски рискованным.
Что знал Лавочкин о стреловидных крыльях? Как я уже отмечал, Семен Алексеевич был достаточно искушен в вопросах аэродинамики. К тому же он получил исчерпывающую информацию от главного аэродинамика своей «фирмы» Н.А. Хейфица.
Большие скорости полета поставили аэродинамику в сложное положение. Во многом она отстала и была бессильна – отсюда кровь, пролитая при штурме звукового барьера. Но многое уже известно. Стреловидное крыло – белое пятно на картах практики, но отнюдь не диковинка для теоретиков. Именно они, ученые, руководимые академиком С.А. Христиановичем и профессором В.В. Струминским, и поставили на повестку дня эту интереснейшую научно-техническую проблему.
История, завершившаяся работами Струминского, началась в 1935 году. В тот год, собравшись на конгрессе в Риме, аэродинамики всего мира открыли для себя докторскую диссертацию Сергея Алексеевича Чаплыгина «О газовых струях» – фундаментальную теоретическую работу по аэродинамике больших скоростей, написанную еще в 1902 году.
И (такое не раз бывало в науке) высоко оценив труд Чаплыгина, аэродинамики не придали большого значения докладу немецкого ученого Буземана, сообщившего тому же конгрессу о подмеченном им эффекте стреловидности. Буземан – известный ученый. Он создал теорию сверхзвукового обтекания. Однако и сам не оценил по достоинству открытый им эффект стреловидности. Отметив факт, Буземан не сумел дать интересное практике толкование возможностей и перспектив своего открытия.
Между открытием эффекта стреловидности и его воплощением в реальных конструкциях пролегала «дистанция огромного размера».
И вот что любопытно. В годы войны, когда немецкая наука и техника занялись проблемами скоростной авиации, Буземан продолжил исследования, но самолета со стреловидным крылом немцы все же не построили. И не мудрено. Они не достигли скоростей, при которых продвигаться вперед без такого крыла было просто нельзя.
Когда конструкторы разных стран почти одновременно и почти одинаково подошли к скоростям, требовавшим стреловидного крыла, знание теории облегчило им многое.
Начальник группы аэродинамики КБ профессор Хейфиц – дальновидный и эрудированный исследователь. Он отлично понимал, какие заманчивые перспективы сулят новые крылья.
Бригада у Хейфица небольшая – человек пятнадцать расчетчиков. Оснащены они плохо. Электронных вычислительных машин еще не существовало. В ход пошли счеты, арифмометры и логарифмические линейки.
Не случайно и сотрудники Лавочкина, и ученые, не сговариваясь, называли Хейфица полпредом. Он действительно был полпредом Лавочкина в науке и полпредом аэродинамической науки у Лавочкина. Это во многом способствовало тому, что после обширных дискуссий за длинным столом было принято решение – стреловидное крыло строить. Однако и здесь Семен Алексеевич остался верен себе. До последней минуты он продолжал сравнительный анализ крыльев разного типа.
«В области больших скоростей, – рассказывал мне профессор Струминский (ныне действительный член Академии наук СССР), – стреловидные крылья позволяли продвинуться гораздо дальше, чем обычные. Но они очень осложняли взлет и посадку. Да не только взлет и посадку. Стал невозможным полет на. больших углах атаки. А большие углы атаки – это маневр. Нужно ли говорить, что без маневра не может существовать боевой истребитель?
Нарушение устойчивости на больших скоростях полета в условиях маневра, а также на режимах взлета и посадки, связано с тем, что на верхней поверхности стреловидного крыла возникают интенсивные поперечные токи. Они гонят воздух вдоль поверхности крыла, накапливаются в концевой части, резко ухудшая ее обтекание…».
К чему приводило явление, о котором рассказывал Владимир Васильевич? К тому, что на концах крыльев подъемная сила падала, а в их корне увеличивалась. Равновесие нарушалось. Самолет стремился задрать нос, еще больше увеличивая угол атаки. А стоило самолету выйти на большие углы атаки, как начиналось беспорядочное вихревое обтекание, грозившее переходом в штопор.
Эти опасные поперечные токи почти одновременно стали исследовать Струминский, американец Сирс и немец Прандтль.
«Поток воздуха из корневого сечения устремлялся в конец, – рассказывал Струминский. – Возникали совершенно непривычные для аэродинамики явления: падение несущих свойств на конце и улучшение несущих свойств в корне. Чтобы самолет не задрал нос, понадобилось улучшить обтекание на концах и ухудшить у корня…
Так на крыльях появились перегородки, задерживающие поперечные течения».
Возникло много сомнений. Появилось много опасностей. Поставить перегородку совсем не просто. Силы, действовавшие на этот небольшой гребешок в полете, измерялись не килограммами, а тоннами.
«Создание стреловидного крыла, – продолжал свой рассказ Струминский, – потребовало профилей с очень низкой подъемной силой, чтобы поставить их в корне. Таких профилей не существовало. Лучшие умы ЦАГИ соревновались в их создании. Это было совсем не просто – разработать профиль, хорошо работающий на больших скоростях и не дающий подъемной силы на малых…
Одновременно профили с самыми высокими несущими свойствами и характеристиками устойчивости поставили на конце крыла…».
Стреловидное крыло взорвало и опрокинуло привычные представления аэродинамических расчетов. И все же не это стало самой сложной частью дела. За небольшой группой инженеров и ученых, работавших под руководством Хейфица в КБ Лавочкина, стоял ЦАГИ. Многочисленный коллектив высокоавторитетных исследователей с возможностью провести необходимый эксперимент надежно защищал и подкреплял группу энтузиастов лавочкинского КБ, работавших на переднем крае.
Прочнисты не имели той опоры, которой обладали аэродинамики. Опробированную десятилетиями схему расчета, похожую на алгебраическую формулу, куда предстояло подставлять те или иные конкретные цифры, пришлось отбросить. Все стали решать заново. Заново и совершенно самостоятельно.
Читатель помнит, что сложность и стремительность развития послевоенной авиации вынудила главных конструкторов ограничиться стратегией своей профессии, отдав помощникам решение задач инженерной тактики. Стреловидное крыло очень обострило и без того нелегкую ситуацию. Весь свой огромный опыт, всю недюжинную эрудицию в вопросах аэродинамики и прочности пустил в ход Лавочкин. Ведь именно ему и прежде всего ему пришлось разбивать проблему на ряд четких конкретных задач, ответ на которые и позволял осуществить новый рывок вперед.
В КБ всегда ценили такой талант главного, как умение подобрать людей, способных раскрыть свои творческие возможности прежде всего в минуты наибольшего напряжения.
Помимо Хейфица, ближайшими помощниками Семена Алексеевича в создании самолета со стреловидными крыльями стали еще два человека – его заместитель доктор технических наук Наум Семенович Черняков, человек высочайшей инженерной культуры, огромной эрудиции, редкого обаяния, и начальник группы прочности профессор И.А. Свердлов.
С главным прочнистом лавочкинского КБ я познакомился еще в институте. Но не лично: толстая книга «Расчет самолета на прочность» – важное пособие при разработке студенческого проекта.
В жаркие дни работы над Ла-160 практическими делами пришлось дописывать Иосифу Абрамовичу Свердлову новые главы этого увесистого фолианта.
Свердлов работал одновременно в КБ Лавочкина и Военно-воздушной академии имени Жуковского. Это было нелегко, но практика КБ обогащала профессора бесценным опытом, а научные исследования, проводимые в академии, несли свою лепту производству. Свердлов многому научил людей, с которыми работал у Лавочкина. Настойчиво и упорно воспитывал он своих помощников, прививая им скрупулезную точность и высокую требовательность, без которых невозможно гарантировать самолету полную безопасность.
Это был самоотверженный, влюбленный в свое дело человек. Работяга. Из тех, кто мечтает, чтобы в сутках было 25 часов. Он имел большую семью и жил в маленькой комнатушке. Вечерами, закончив трудовой день в академии и в КБ, он усаживался в кухне (другого места у него не было, а отдельные квартиры в ту пору были далеко не у каждого), теребя себя за волосы (такая уж была у него привычка), принимался за расчеты. Как вспоминает об отце А.И. Свердлов, «у него не было письменного стола и книжного шкафа. Все, что было необходимо для работы, лежало в большом цинковом баке для вываривания белья».
Лавочкин и Свердлов понимали друг друга с полуслова – один умел поставить задачу, другой быстро отыскать наиболее целесообразное решение.
Вместе с Семеном Алексеевичем Свердлов непременный участник всех прочностных испытаний. Он дотошно осматривал проверяемую конструкцию, и горе было ведущим инженерам, если он находил какие-либо упущения.
Свердлов наизусть знал чертежи, понимал и чувствовал, как работает каждая заклепка. И если Свердлов говорил «да», то оно было полной гарантией надежности.
Ответственная работа у прочниста. И не только потому, что цена его ошибки – развалившийся в полете самолет, погибший летчик. Малейшая неточность – и сложное уравнение, каким был в глазах конструкторского коллектива самолет со стреловидными крыльями, пополнялось новыми неизвестными. Провести границу, отделявшую прочность от аэродинамики, было, пожалуй, просто невозможно.
Казалось бы, высокая ответственность должна была прежде всего породить предельную осторожность. Со Свердловым этого не произошло. Будучи предельно аккуратным и исключительно тщательным в работе, он одновременно проявлял и незаурядную смелость, качество авиационному прочнисту крайне необходимое. Сын Иосифа Абрамовича, Артур Иосифович Свердлов, унаследовавший профессию отца («не только сын, но и его прилежнейший ученик», как сам он себя рекомендует) рассказывал мне:
«В конструкторском бюро Семена Алексеевича был впервые проведен расчет однолонжеронных треугольных крыльев, а также треугольных крыльев с лучевым расположением лонжеронов, силовую схему которых предложил отец, а также стреловидных крыльев различной стреловидности. Много изобретательности было проявлено при проведении статических испытаний отдельных частей конструкции самолета. Впервые достаточно эффективно инженерная теория прочности стреловидного (а затем и треугольного крыла) с привлечением большого количества натурных экспериментов была начата и развивалась в конструкторском бюро С.А. Лавочкина.
В дальнейшем, развивая теорию прочности стреловидных крыльев, уже после смерти Семена Алексеевича, отец активно сотрудничал с конструкторскими бюро А.Н. Туполева и С.В. Ильюшина».
Сложные проблемы аэродинамики, возникавшие в КБ Лавочкина, теснейшим образом переплелись с не менее сложными проблемами прочности, а затем, наращиваясь по законам цепной реакции, град хитрых задач обрушивался на конструкторов. Вот почему за длинным столом с высокими табуретами, где обсуждались результаты поисков, гул стоял, как на пчельнике…
Стреловидное крыло сдавало экзамен ярким солнечным днем. Небольшая группа людей стояла на крыше ангара. Говорили о разном. Но один вопрос, словно сговорившись, обходили все: пройдет ли полет благополучно? Все рассчитано, размерено, взвешено… Но очень уж ново то, что должно сдать экзамен. А ведь в новом не все можно строго доказать. Явление всегда может пойти чуть-чуть иначе.
Это очень опасное «чуть-чуть»! Из-за него летчик может никогда не вернуться к жене, к детям… Нет, совсем не просто послать человека на такое опасное дело. Вот почему так нервно переминается с ноги на ногу Лавочкин…
«Звуковой барьер казался тогда авиационным работникам всего мира очень страшным, – вспоминал Н.С. Черняков, стоявший в тот достопамятный день рядом с Семеном Алексеевичем. – Казалось, преодолеть его невозможно. А преодоление этого барьера было конечной целью наших работ по созданию Ла-160. Мне трудно передать волнение, которое испытывали мы все, хорошо зная, какие опасности поджидают машину и испытателя.
Первый вылет самолета всегда волнует. Всегда волнует, хотя ты знаешь, что процесс необратим. Чем ближе мгновение отрыва от земли, тем сильнее охватывающее тебя волнение. Особенно томительны последние часы, а последние минуты просто кажутся вечностью. Испытываешь такое огромное физическое напряжение, что за ним неизбежно приходит реакция – большая слабость.
Когда самолет выруливает на старт и ты знаешь, что на нем есть что-то новое, не волноваться нельзя. На этот раз волнение было особенно сильным…».
Не меньше волновался и Струминский. Даже сейчас, спустя много лет, слушая его рассказ, я ощущал в нем взволнованные ноты:
«Вот он летит, идет на посадку. Сядет или не сядет? И как сядет? Это ведь первый полет, а посадочные режимы для «Стрелки» особенно опасны.
Федоров приземлился великолепно. Мы его расцеловали и бросились к самолету. Осмотрели крылья, оперение, обшивку. Все цело, все держится. И рули и перегородки на крыльях целы. Нигде никаких трещин».
Вот так и вошло стреловидное крыло в практику советской авиации. А дальше – словно рванулась лавина…
Именно этого и добивался Лавочкин. Не раз говорил он своим сотрудникам:
– Генеральный конструктор должен толкнуть первый камень. Тот, с которого начинается лавина!
Многое стало иным после завершения этой работы. Без преувеличения можно сказать, что Ла-160 открыл стреловидные крылья для всей советской авиации.
Но… в бочке меда оказалась и ложка дегтя. Пролив яркий свет на возможности стреловидных крыльев, Ла-160 пал жертвой другой особенности околозвукового полета. Путь к большим скоростям преградила тряска.
Вибрации были не в новинку для самолетостроения, но тряска скоростных самолетов – это страница особая в истории авиации.
Летчики привозили самую невообразимую информацию. То заявляли – тряска непреодолима, то вдруг сообщали, что ее обрывает выпуск шасси или просто покачивания.
Ученые собирались, спорили… Но способа преодолеть тряску Ла-160 так и не нашли.
Конечно, всем хотелось, чтобы Ла-160, или, как его нежно называли в КБ, «Стрелка», достиг звуковой скорости. Не получилось. Не вышло. Блестяще подтвердив целесообразность стреловидных крыльев, первым в нашей стране показав скорость, превысившую тысячу километров в час, этот самолет так и не смог выйти на штурм звукового барьера.
И все же Ла-160 сделал огромное дело. Через считанные месяцы после завершения его испытаний все три истребительных КБ выпустили стреловидные самолеты. Не экспериментальные, не исследовательские, а настоящие боевые истребители.
Рождению семьи стреловидных истребителей способствовали не только успехи Ла-160. Почти одновременно появились новые двигатели. На основе приобретенных за рубежом английских двигателей «Нин» и «Дервент» удалось создать отечественные РД-45 и РД-500.
Для знакомства с этими двигателями, созданными фирмой Роллс-Ройс, в Англию выехали авторитетные специалисты – конструктор самолетов А.И. Микоян, конструктор двигателей В.Я. Климов и большой знаток авиационных материалов С.Т. Кишкин.
Как вспоминает Т.Т. Самарин, работавший в то время в Англии, после немецких маломощных ЮМО-003 и ЮМО-004 английские двигатели выглядели очень обещающими. И когда продемонстрированный советским гостям «Глостер Метеор» легко, с небольшим пробегом поднялся в воздух (а после установленного в 1945 году мирового рекорда скорости этот самолет усовершенствовали в еще большей степени), он произвел очень хорошее впечатление.
«На «Дервент» у фирмы покупатели были, – рассказывает Т.Т. Самарин, – но «Нин» был настолько мощным, что ни один английский авиаконструктор еще не был готов к практическому использованию мощности, которой этот двигатель располагал. В этом смысле наши самолеты, аэродинамически более совершенные и глубоко продуманные, оказались тогда намного впереди английских».
Мы купили у англичан около шестидесяти экземпляров этих двигателей. И создали на их основе отечественные РД-500 и РД-45. Вот тут и повторилось то, что случилось в пору конструкторского дебюта Лавочкина, Яковлева и Микояна в области истребительной авиации. Тогда Лавочкин и Яковлев взяли для своих самолетов мотор М-105, Микоян – более мощный АМ-35. И на этот раз Лавочкин для Ла-15, Яковлев для ЯК-23 выбрали РД-500, Микоян же поставил на МиГ-15 более мощный РД-45. Этот выбор многим предопределил огромный успех его истребителя.
…Высокая скорость полета резко увеличила нагрузки на рулевое управление и элероны. От летчика потребовались нечеловеческие усилия, чтобы вести машину. И вот, избавляя его от этих усилий, Лавочкин впервые в нашей стране поставил бустер – гидравлический агрегат, значительно уменьшивший усилия на рукоятки и педали управления. Такие устройства, разработанные в одном из специализированных конструкторских бюро, с легкой руки Лавочкина быстро вошли в практику самолетостроения. Даже появились специализированные заводы-смежники, поставлявшие самолетостроителям бустеры, подобно тому, как поставляются моторы, вооружение, оборудование.
Кроме стремительного устойчивого полета и надежного управления, машина больших скоростей настойчиво требовала высоты, а высота росла медленно. И не потому, что двигатель, как несколько лет назад, задыхался без кислорода. Нет, с появлением компрессоров преодолевать эту преграду стало проще. На пути конструкторов возник новый барьер – физиологический.
Сама природа ограничила возможности забираться на большие высоты. Старая задача о высотных скафандрах и герметических кабинах, до конца не решенная перед войной, грозила обернуться для истребительной авиации непреодолимой преградой.
На поршневых самолетах, освоивших лишь подступы К стратосфере, трудности высотного полета, как правило, исчерпывались кислородным голоданием. Надень летчик кислородный прибор, поставь конструктор на мотор хороший нагнетатель, глядь и отвоевали дополнительную тысячу метров. Теперь, после войны, такие победы уже перестали быть победами.
Реактивный двигатель создал неслыханные возможности увеличения высоты полета. Но при жестоких, доходящих до пятидесяти градусов морозах стратосферы одной кислородной маской уже не обойтись. Так возникла задача создания летчику микроклимата с благоприятными для здоровья давлением, температурой и влажностью воздуха – очень сложная проблема герметической кабины.
Решая эту проблему, конструкторские коллективы Лавочкина, Микояна, Яковлева, находящиеся в непрерывном соревновании, из «конкурентов» превратились в союзников, объединив свои усилия.
Рассказ доктора технических наук В.Е. Ишевского помог мне представить масштабы этой борьбы.
Каждая заклепка (их на самолете десятки тысяч) грозила возникновением микрощели, а общая площадь таких микрощелей не должна была превышать площади одной пятимиллиметровой заклепки. Иными словами говоря, даже одна вышедшая из строя заклепка могла зачеркнуть труд огромного коллектива.
Сделать стенки непроницаемыми для воздуха помогла химия. Поставленные на специальном клее заклепки уже не угрожали кабине опасными микрощелями.
И все же эта часть проблемы оказалась, вероятно, самой простой. Последующие задачи располагались по нарастающей конструктивной и технической сложности. В самом деле, летчику, сидевшему внутри кабины, надо двигать рулями и элеронами, находившимися на оперении и концах крыльев. Так возникал парадокс. В непроницаемой оболочке кабины приходилось пробивать отверстия для тяг управления, трубопроводов, электропроводов. Но пробить эти отверстия следовало так, чтобы через них не проходил воздух.
Далее. Летчик садится в кабину, захлопывает крышку фонаря. Крышка должна обеспечить непроницаемый, герметический стык со стенкой кабины, при необходимости легко открываться и закрываться. Нужен замок, удовлетворяющий всем этим требованиям. Какой из них будет работать надежно и безотказно – механический, электрический, электромагнитный?
Конструируя замок, инженеры помнили еще об одном его качестве – о мгновенности действия. В случае нужды кабина должна мгновенно разгерметизироваться для катапультирования летчика.
Вот и произнесено слово «катапультирование». Проблема, рожденная большими скоростями. Летчик уже не мог без риска для жизни покинуть самолет. Ему просто не хватало для этого силы. Катапультирование в аварийных случаях – необходимость, но кресло, на котором сидел человек, должно вылететь из самолета, ни за что не задев. От качества замков не меньше, чем от ката-пульт, зависела жизнь пилота.
И тут все пришлось начинать с нуля. Никаких предшественников не было. Немцы освоили скорости только порядка 750–800 километров в час. Фашистские инженеры «выстреливали» пилота сжатым воздухом. Наши самолеты намного превзошли эти скорости. В 1946 году они летали со скоростью 900, а в 1947–1000 километров в час. В таком стремительном полете сжатый воздух для катапультирования непригоден. Катапульту сделали пороховой.
Опытную конструкцию прежде всего подвергли придирчивым наземным испытаниям. Грузы, манекены, затем животные. Катапульта «стреляла» кроликами, кошками, собаками и, наконец, обезьянами. Подопытные животные подвергались разносторонним исследованиям. Строгость врачей чрезвычайно велика. Перегрузки слишком грозны, чтобы вести себя с ними панибратски.
Настало время выстрела человеком. Место в кабине согласился занять исследователь, выполнивший теоретические расчеты, необходимые создателям катапульт. Он считал, что имеет право на риск больше, чем кто-либо другой. Комиссия, проверив его здоровье, удовлетворила желание ученого. В белоснежном костюме, облепленный приборами, похожий на героя фантастического романа, совершил Р.А. Стасевич первое катапультирование.
После многократных наземных экспериментов 24 июня 1947 года катапульта впервые выбросила в полете парашютиста-испытателя Г. Кондрашева.
Реактивный двигатель увеличил потолок самолета, а это, в свою очередь, утвердило в правах гражданства герметическую кабину. Помог «обжить» герметическую кабину и компрессор двигателя. Создавая повышенное давление воздуха, он позволил конструкторам отвести небольшую часть этого воздуха в кабину.
И все же найти источник воздуха лишь половина дела. Не менее важно сделать его пригодным для дыхания. Воздух, идущий от двигателя, мог быть загрязнен самыми различными примесями.
Вспоминая опыты по герметизации кабин в тридцатых годах, А.В. Чесалов рассказывал:
«Мне приходилось летать в построенной тогда герметической кабине. Наддув, осуществлявшийся от двигателя (речь идет о дизельном двигателе. – М.А.), приводил к проникновению в кабину опаснейшего врага – окиси углерода. Мы не имели индикаторов, позволявших определять содержание угарного газа, и воспользовались старым шахтерским приемом, взяв в кабину невероятно чувствительных к угарному газу канареек. И пока не были созданы приборы, они охраняли экипаж от отравления.
Разумеется, в конце сороковых годов о такого рода кустарщине и речи быть не могло. Понадобились фильтры, и их сконструировали. Правда, при испытании не обошлось без конфузов. Иногда летчики прилетали с черными, как у негров, лицами. Это прорывались очистительные фильтры. И прорывались они даже на первых серийных машинах…»
Изрядную долю хлопот принес конструкторам и сам пилот. В герметической кабине, тщательно изолированной от окружающего мира, он источник тепла и влаги. В условиях стратосферы на сильнейшем морозе влага враг, и не безобидный: стенки и окна кабины покрывались толстым слоем инея. Пришлось и тут поломать голову над тем, чтобы создать летчику наибольший комфорт – правильно рассчитать теплообмен в кабине, устранить избыток влаги, найти способ обогревать стекла, чтобы сохранить обзорность.
Постепенно герметическую кабину обжили. Семен Алексеевич поставил ее на Ла-174. Группа конструкторов разных КБ и помогавших им ученых (от КБ Лавочкина в эту группу входил Ишевский) была удостоена Государственной премии.
Ла-174 начал испытательные полеты. Теперь уже несомненно, что стреловидное крыло имеет право на существование. Это отлично доказал еще Ла-160. Но действительно ли это нашумевшее стреловидное крыло самое целесообразное?
Сегодня недоверие к стреловидному крылу выглядит по меньшей мере странным. Без него немыслима скоростная авиация. Но тогда конструктор не мог не считаться с тем, что вес этого крыла куда больше, чем прямого. Лавочкин не мог принять окончательного решения, не ответив на вопрос: что же разумнее – вкатить сотни лишних килограммов металла в «стрелку» или же сделать прямое тонкое крыло – легкое и свободное от неприятностей при взлете и посадке?
Почти одновременно на испытательном аэродроме появились две стосемидесятичетверки – одна с тонкими крыльями, другая со стреловидными. Соревнование выиграла «стрелка», показав большую скорость. Именно ее сделали основным вариантом нового самолета. «Острый» это был вариант! С тонкокрылой модификацией было спокойнее.
– Наша машина Ла-174 ТК, – рассказывал мне один из инженеров, – была как рабочая лошадь. Она потом долго летала. Двигатели на ней испытывались. Разные двигатели. Изумительная машина была…
Несмотря на большую скорость и скороподъемность, стреловидный вариант Ла-174 не сразу снискал такие же добрые слова. С места в карьер самолет угостил испытателей пренеприятнейшей тряской. Бились над ее устранением отчаянно. Крупнейшие специалисты по вибрациям лепили множество датчиков. Лучшие испытатели – Галлай, Анохин облетывали самолет, стремясь помочь фирменному летчику Федорову. Не справившись с вибрациями, в одном из полетов катапультировался Федоров, а машина, словно в насмешку, перестала трястись и, спланировав, приземлилась почти без повреждений.
Избавиться от тряски помог случай. Однажды, когда самолет катился по аэродрому, кто-то заметил, что машина трясется. Пригляделись – видят вздрагивает фюзеляж и словно в ответ колышется оперение.
То, что произошло дальше, в первый момент вызывало улыбки: поставив датчики, машину стали катать по аэродрому. Но когда записи необычных испытаний попали к прочнистам, остряки замолчали: частоты колебаний оперения и фюзеляжа, которым обязательно надлежало быть разными, совпали.
Машину сняли с полетов. Поставили на вибростенд – совпадение повторилось. Сомнений не оставалось – у фюзеляжа и оперения действительно одинаковая частота собственных колебаний. «Благодатная» возможность для возникновения в полете неприятной тряски.
Теперь, по устранении дефекта, самолет готов превратиться в серийную машину, в первый боевой реактивный истребитель, носивший имя Лавочкина.
Для главного экзамена, торжественно именуемого государственными испытаниями, самолет прибыл в НИИ ВВС. Только после этого должно было решиться: останется ли он безвестным изделием «174» или же получит имя.
Новую машину предложили летчику-испытателю первого класса инженер-полковнику А.Г. Кочеткову.
Работать с Лавочкиным? Кочетков готов. И не только потому, что ему понравился новый истребитель. Испытателя располагал к себе и конструктор. Семен Алексеевич генерал, большое начальство, но Кочетков хорошо помнил и другого Лавочкина – худого, долговязого, в коротеньком, по моде того времени, пиджачке, с глазами, полными надежды.
Они познакомились в 1939 году. После окончания Военно-воздушной академии Кочетков работал в НИИ ВВС летчиком и помощником ведущего инженера А.И. Никашина. Однажды, когда Никашин уехал в командировку, в комнату, где работал Кочетков, вошел начальник института А.И. Филин в сопровождении трех штатских.
– Вот, товарищ Кочетков, – сказал Филин, – инициативная группа предлагает интересный самолет. Истребитель деревянный, а это очень важно. Я хотел бы, чтобы вы дали заключение как ведущий инженер. Кстати, познакомьтесь…
Штатские представились:
– Лавочкин!
– Горбунов!
– Гудков!
Проект был весьма эскизным. Расчеты очень прикидочными. Но это не помешало Кочеткову разглядеть его перспективность. Так, временно оказавшись на месте Никашина, Кочетков способствовал осуществлению первого проекта Лавочкина и его товарищей.
С тех пор много воды утекло. Пути летчика и конструктора не раз пересекались. Кочетков летал на ЛаГГ-3, на Ла-11, на Ла-150. А вот теперь настала очередь изделия «174», будущего Ла-15.
В одном из первых же вылетов самолет подставил летчику подножку – на взлете открылся фонарь пилотской кабины. Вспорхнул, словно птичка, и лег на правый борт. Положение, хоть караул кричи. Сбавить скорость нельзя – самолет вот-вот упадет. Лететь быстрее тоже нельзя – фонарь деформируется и возможность аварийного сброса в такой ситуации исключена: фонарь может ударить по хвосту, самолет погибнет.
Медленно, на самой малой скорости, Кочетков сделал круг «блинчиком» и посадил машину.
Потом все было хорошо. А под занавес опять неприятности. На большой высоте кабина вдруг наполнилась дымом. Летчик перестал видеть приборы. Пришлось надеть кислородную маску. Куда летел самолет? Неизвестно – видимости не было.
Когда гибель машины казалась неминуемой, летчик установил причину пожара. Конструктор оказался не причем. Загорелся моторчик динамометрической ручки – тот, что движет ленту в самописцах. Летчик выключил испытательную аппаратуру и благополучно приземлился.
Не застал врасплох Кочеткова и третий сюрприз – штопор. Самолету полагалось выйти из него после третьего витка. А истребитель этого сделать не пожелал. Огромный опыт помог Кочеткову выйти из положения, весьма рискованного. В годы войны ему пришлось всерьез заниматься штопором, испытывая американские самолеты «Айркобра».
Эти машины не раз самопроизвольно входили в плоский штопор. Не освободилась от опасного дефекта и «Кингкобра», другая модификация того же самолета.
Откомандированный в Америку, Кочетков убедительно доказал конструкторам, что опасный недостаток не устранен. В одном из полетов на «Кингкобре» Кочетков попал в плоский штопор. До земли летчик добрался на парашюте. Американцы исправили машину. Жизнь многих советских летчиков была спасена.
Кочетков выявил и затаившийся дефект Ла-174. После его устранения самолет запустили в серию.
Но большой славы своему создателю Ла-15 все-таки не принес. Как я уже отмечал, спроектировали одновременно три истребителя: Як-23, Ла-15 и МиГ-15. Яковлев и Лавочкин построили свои самолеты под РД-500, считавшийся «истребительным двигателем». Микоян, не поверив в искусственность такого разделения, взял более мощный «бомбардировочный» РД-45. Всем трем самолетам задали одинаковое вооружение, но, несмотря на то, что и Яковлев и Лавочкин проявили подлинные конструкторские чудеса, конкурировать с мощным МиГом они не смогли. Микоян создал машину, прочную и надежную, как палка, неприхотливую в своих требованиях к летчику. Не зря его прозвали самолетом-солдатом и без промедления поставили на конвейер.
В отличие от МиГ-15, которым оснащалась армия, Ла-15 выпускался «малой серией». Это, конечно, определенная оценка самолета. Но полная ли? Оказалось, нет: только позже стало ясно, что Ла-15 – существенная ступень в истории советской авиации. В процессе его разработки Лавочкин создал те принципиально новые способы проектирования, которые получили права гражданства не только в самолето-, но и в ракетостроении.
Послевоенные самолеты (и разумеется, ракеты) были куда сложнее самолетов довоенного и военного времени. Нафаршированный автоматикой и радиоэлектроникой, способный работать на гораздо большем числе режимов скоростей и высот, самолет требовал от конструктора многого. Чтобы довести и исправить его старыми способами, подправляя и исправляя от полета к полету, нужны были многие годы. В пятидесятые годы во всем мире стали развиваться лабораторно-стендовые испытания. Лавочкин первым из советских конструкторов перешел на новый способ работы. Он решил дополнить свое конструкторское бюро экспериментальной базой.
Смело? Очень! Лавочкин преодолел самое трудное – инерцию мышления.
Продувки в аэродинамических трубах, испытания в лаборатории прочности. Около полувека отрабатывали проектировщики самолета классическую схему необходимого эксперимента. Лавочкин эту схему сломал.
Семен Алексеевич покинул город, где прошли трудные военные годы. Большой серийный завод уже не требовал присутствия конструктора, да и ему теперь не была нужна эта громада. После долгих поисков Лавочкину подобрали другой завод, в другом городе. Он был очень мал по сравнению с серийным великаном, на котором шла работа в военные годы, но во много раз превосходил экспериментальные заводы других конструкторов.
Кое-кто отговаривал:
– Семен Алексеевич, захлебнетесь! Завод велик. Вы не сумеете его загрузить, не сможете наладить опытное производство. Стоит ли брать его?
– Семен Алексеевич, бери, не бойся! Если чего не хватит – добавим. Если нужно будет поддержать – поддержим!
Так говорил П.В. Дементьев. И Лавочкин решил взять завод. Решил и не ошибся. Масштабы завода позволили ему стремительно развить лаборатории.
Система лабораторий, созданных Лавочкиным на новой экспериментальной базе, позволила перенести центр тяжести испытательной работы с воздуха на землю. Семен Алексеевич поставил перед своим коллективом четкую задачу: доводить сложные самолетные системы на земле. Летные испытания – только контроль всего того, что уже выверено в лабораториях.
Термобарокамеры, специальные стенды, воссоздающие условия полета, динамические стенды для проверки систем автоматического управления, автопилотов, радиооборудования, электронные вычислительные машины – вся эта разнокалиберная новая испытательная техника позволила добиться главного – отработать самолет, не поднимая его в воздух, так же, как отрабатывают в наземных испытаниях свои конструкции двигателисты.
Перейдя на новые методы работы, самолетчики обогнали двигателистов. Самолетостроителям не всегда нужны натурные испытания (испытания подлинной машины в натуральную величину), без которых не обходится создание нового двигателя. Ни по вибрациям, ни по температурам, ни по динамике воспроизвести подлинные условия полета на стенде нельзя, а смоделировать можно.
Так Семен Алексеевич заставил модель по-новому, по-иному помогать летать самолету. Если совсем недавно конструкторы главным образом считали и чертили, то с легкой руки Лавочкина широко поставленный эксперимент стал неизбежным спутником расчета и чертежа.
– Мы создали свой маленький ВИАМ[6], – рассказывал мне один из помощников конструктора, – у нас был свой ЦИАМ[7]. Мы организовали лабораторию самолетного оборудования, породившую впоследствии лаборатории автопилотов, радио, измерительной, телеметрической аппаратуры и т. д. А через некоторое время организовали даже собственный вычислительный центр.
Семен Алексеевич видел в лабораториях не только возможность ускорить и заземлить большую часть испытаний. Лаборатории стали серьезным средством подтягивания смежников. «Начинка» истребителя обильна. Число смежников велико, а представляемые ими конструкции не всегда удовлетворяли Лавочкина. Анализ конструкций в лабораториях позволял быстро наводить порядок и разговаривать со смежниками в полный голос, тянуть их вперед, предъявлять к их продукции очень серьезные требования.