Штопор – это неуправляемое падение самолёта во вращении с той или иной степенью колебательности. Ответ весьма конкретен – «злыми» испытатели как правило называли практически невыводные штопора… то есть те, которые формально не вписывались в нормы, чётко установленные официальными документами, регламентирующими проведение лётных испытаний: РИАТ (Руководство по испытаниям авиационной техники) у военных испытателей НИИ ВВС и РПИП (Руководство по проведению испытательных полётов) в авиационной промышленности. Критерий устанавливался однозначно: «выход из штопора должен произойти не более, чем через 25 (двадцать пять) секунд от постановки рулей на вывод одним из стандартных методов» (всего стандартных методов вывода из штопора – три)… а всё, что выходило за эти рамки, в т.ч. нестандартные методы вывода (так называемые «четвёртый», «пятый», применение иных технические средств: противоштопорных ракет, парашютов и др…) уже считалось невыходом!
Как правило таковыми злыми-невыводными являются плоские штопора (извините за «научность»: с угловой скоростью относительно вертикальной оси «омега-z» > более 1,5-2 рад.\сек), когда во вращении самолёта всё больше превалируют уже не только аэродинамические, но и инерционные моменты. Это, к тому же, очень тяжело с непривычки воспринимается лётчиками из-за зашкаливающей отрицательной перегрузки -Nx – когда защитный шлем вместе с кислородной маской, твоей головой и «всеми соплями» утягивает в лобовое стекло. По-разному штопорят не только разные типы, но даже один и тот же самолёт в разных конфигурациях при разных центровках, подвесках, остатках топлива и т.п… например, абсолютно злой штопор был характерен на МиГ-23 во вполне рабочем диапазоне остатков 1,8-2,2т при наиболее «ходовой» боевой стреловидности 45*!
За всё время существования высокоманевренной авиации, от самых первых Фарманов, Ньюпоров и Вуазенов и вплоть до поныне – драматичный счёт потерянных в штопорах самолётов десятилетиями шёл на многие-многие сотни, потому лётные испытания во все времена настойчиво требовали детально разбираться в причинах возникновения злых штопоров на каждом типе… Без этого невозможно ни упреждать весь спектр ситуаций с «невыводными» срывами в массовом строю, ни вписывать в инструкции строевым лётчикам рекомендации по вариантам вывода, ни (тем более!) конструировать и совершенствовать системы управления, делающие более безопасным интенсивное, боевое маневрирование. Поэтому среди лётчиков-испытателей всегда выделялась немногочисленная особая каста корифеев – «штопорники», в число ярких представителей которых в своё время входили и вышеупомянутые Александр Александрович Щербаков из ЛИИ, Владимир Николаевич Кондауров из НИИ ВВС, и несколько ещё (по пальцам можно пересчитать) испытателей из ЛИИ, ОКБ Микояна и Сухого… Историю же лётных испытаний на штопор изучать не менее увлекательно, чем иной детективный роман!
В самой первой в России Севастопольской (Качинской) школе авиации за один только год, начиная с апреля 1915, попав в штопор, разбилось шесть из восьми самолетов «Морис Фарман-40», все пилоты погибли. Лётчик Червинский, чудом выживший после падения на «Ньюпоре-XI» вспоминал: «Рули не действовали… самолёт вращался носом вниз, и попытки вытянуть его только усиливали вращение». Тогда же туда, в «Качу» по личной просьбе Великим князем Александром Михайловичем после ранения на фронтах Первой мировой войны был переведён награждённый тремя орденами командир кавалерийского взвода 12-го уланского Белгородского полка прапорщик Константин Константинович Арцеулов.
Константин Арцеулов – внук выдающегося русско-армянского художника Ивана Константиновича Айвазовского, он был единственным членом семьи, которому дозволялось находиться в мастерской деда, пока тот работал. Ещё учеником Севастопольского реального училища, он первым в России построил планер – и это-то в 1904 году, всего через полгода после полёта братьев Райт (когда большинство людей вообще не верило в летательные аппараты тяжелее воздуха)… В 1915 году Константин Арцеулов сдал экзамен на военного лётчика. Затем служил в 18-м корпусном авиационном отряде, совершил около 200 разведывательных полётов. С 1916 года он – лётчик 8-го истребительного авиационного отряда, успешно провёл 18 воздушных боёв. В том же году был назначен начальником отделения по подготовке лётчиков-истребителей в Севастопольской школе авиации.
Никто из мировых авиаторов не мог понять физики явления штопора, над загадкой тщетно бились многие опытные пилоты. Пытливый ум и яркое образное мышление Арцеулова навели его на мысль: летательный аппарат теряет управление, начинает вращаться и падать потому, что при штопоре воздушный поток обтекает самолёт под слишком большими углами и срывается снизу и сбоку. Поэтому в штопоре нужно пытаться не задирать нос падающего самолёта, а наоборот – сначала ещё сильнее опускать его вниз, то есть изначально совершать противоестественное для пилота действие… а уж прекратив фатальное вращение – выводить из пикирования обычным способом!
Решив задачу умозрительно, Константин Арцеулов решил поставить эксперимент на себе. Осенью 1916 года (точную дату разные источники приводят по-разному) он на «Ньюпоре-XXI» набрал высоту около двух тысяч метров. «Фигурные полёты у нас производились на тысяче восьмистах метров, но, думаю, лишние двести метров, конечно, не помешают. Дальше от земли быть в таких случаях всегда приятно…» – вспоминал годы спустя сам авиатор в документальном фильме «Дорога в облаках». Впервые в истории авиации – он намеренно ввёл самолёт в штопор и управляемо вывел его из штопора! В дальнейшем это маневрирование было включено в курс обучения лётчиков-истребителей, что расширило манёвренные возможности самолётов в бою и уменьшило число жертв…
(Автор считает необходимым также отметить: в 1933 году Константин Арцеулов Советской властью был осуждён на ссылку, он был реабилитирован лишь в 1956 году.)
Все последующие годы-десятилетия в мировом авиастроении борьба за непопадание в штопор и/или благополучный вывод из него шла с непрекращающимся драматизмом. Трагичный счёт потерь на штопорах в строевых и учебных частях на втором, третьем и четвёртом поколениях реактивных ястребков – шёл на многие-многие сотни.
Все типы самолётов оставались штопорно-опасными вплоть до того момента, когда современные системы электродистанционного управления (ЭДСУ) вкупе с нетрадиционными, ранее не применявшимися управляющими поверхностями и/или движителями – ни сумели гарантированно защищать самолёт от фатального сваливания. Из серийных истребителей таковым «несваливаемым» первенцем с середины 80-х годов прошлого столетия явился американский F-18, на котором ЭДСУ могла дифференциально управлять даже отклоняемыми носками крыла. С развитием же таких органов управления высокоманевренным полётом, как переднее горизонтальное оперение (ПГО) и отклоняемый / управляемый вектор тяги (О/УВТ) – острота проблемы существенно уменьшилась.
Когда сам автор дошёл до профессионального уровня штопорных испытаний, ему посчастливилось захватить в ОКБ Микояна полёты на специально оборудованной спарке МиГ-29УБ, доработанной принудительным подключением дифференциального стабилизатора [извинения за излишний технологизм изложения] – это позволяло и «подкручивать» штопора до самых плоских с целью демонстрации / обучения, и эффективно выводить из любого режима. Этот же опыт был затем воплощён при переходе в Лётно-исследовательский институт, на аналогичной двухместной МиГ-29УБ выполнялись десятки демонстрационных полётов на самые «злые-невыводные» штопора – и с отечественными военными лётчиками и испытателями, и с зарубежными.
Интересное и немного грустное наблюдение: психологически на большинство из ранее не летавших на подобные режимы пилотов (даже самых высоко-подготовленных асов) отработка штопоров с большой угловой скоростью и отрицательной продольной перегрузкой действовала угнетающе. Многие из них отказывались в полёте повторять режимы сверх минимального задания, даже при наличии достаточного резерва топлива и полётного времени… часто и после полёта человек продолжал себя чувствовать «не в себе», переставал откликаться на иронию и юмор – даже на неформальной части послеполётного разбора.
Но одно дело – испытания и обучение… а совсем иное – неожиданное, непреднамеренное сваливание! Такие примеры в подавляющем большинстве заканчивались в лучшем случае потерей летательного аппарата и раздельным приземлением экипажа «тряпочно-верёвочным методом» (если бывала такая возможность). Стабильно высок был процент гибели летунов. Поэтому порой как чудо расценивались единичные случаи благополучных выводов – их результаты давали богатый опыт и исследовательские материалы.
Автору непросто припомнить такие «чудеса»! Пожалуй, к таковым смело можно отнести вывод в середине 70-х годов прошлого столетия из самого злого нереднамеренного штопора Ту-154 экипажем под командованием Заслуженного лётчика-испытателя СССР Валерия Павлова. Ещё один подобный пример – чудесный вывод из злейшего плоского штопора боевого МиГ-29С в Ахтубинске военным лётчиком-испытателем полковником Александром Бондаренко… он-то вообще штопорными испытаниями до того не занимался – полетел тогда на исследование устойчивости-управляемости с предельной асимметрией подвесок вооружения, а уж с заданного режима виража-спирали прямиком в плоский штопор и влетел… Никакие методы вывода не помогали, но Александр Бондаренко необъяснимым рационально путём, штопоря, тогда припомнил теоретические выкладки по экзотическим методам вывода – и, вкупе с использованием разнотяга двигателей, вывел! Для нас – микояновских «фирмачей» это было большим подарком: и спасённая машина, и полученные записи регистраторов.
Ну и «на посошок» припомнил-было ещё один случай чудесного вывода из непреднамеренного штопора… свой !
Вторник 26 апреля 1988 года. Ещё и года не прошло от окончания нами с Маратом Алыковым Школы лётчиков-испытателей (ШЛИ), но и на центральной базе ЛИС ОКБ Микояна, и во всех экспедициях «на выносе» испытательных программ всё больше… лётный состав работает с полной нагрузкой. На базовом аэродроме в Жуковском интенсивно идут испытания всех самолётов «боевых» фирм совместно с лётно-исследовательским институтом ЛИИ и вооруженческими НИИ по активной и пассивной защите от захлестнувших афганскую войну американских ПЗРК FiM-92 “Stinger”. Основная часть испытаний: бесконечные маловысотные проходы на всех воюющих в Афганистане типах над установленной за торцом длинной ВПП исследовательской установкой, в которую вмонтирована головка самонаведения (ГСН) с трофейного Стингера – с вариациями отстрелов тепловых ловушек ЛТЦ и противоракетных маневров. По анализам записей регистраторов делаются выводы об оптимальных алгоритмах такой защиты, долженствующей наиболее эффективно уводить тепловые ГСН ракет. Каждый день над аэродромом пробривают, «салютуя», бессчётно сменяющие друг друга боевые самолёты разных воюющих типов и модификаций.
Но нашим конструкторам неймётся поэкспериментировать и с иными, самыми разнообразными способами «альтернативной» защиты. То вдруг приходят идеи «дожигать» за соплом аварийно сливаемое топливо (с тех типов, которые этой системой штатно оборудованы), поджигая его форсажами – и вот уже со страшным рёвом, как огнедышащий дракон несётся Су-24, включая форсажи вдогон сливаемому белому шлейфу керосина… эффектно – но не эффективно! А что, если наоборот – распылять шлейф холодного топлива вокруг внешнего контура двигателя, как бы «затеняя» им словно ширмой наиболее горячий срез сопла?
Серийный боевой МиГ-23МЛ по-быстрому переделывают в летающую лабораторию с внешним коллектором топливопровода со множеством форсунок, окольцовывающих весь двигатель вокруг соплового обвода. В кабине у испытателя – специальный выключатель, подающий в эту «поливалку» под давлением холодный керосин прямиком из фюзеляжного бака. Все замеры будут делать специальными тепловизорами в инфракрасном диапазоне с летающих лабораторий ЛИИ на базе Ту-134 и Ан-12, а роль боевого ястребка в сомкнутом строю – лишь «подтанцовывать» пред ними, включая и выключая испытываемую активную систему тепловой защиты (АСТЗ). Всё кажется довольно просто – потому программу этих спец.испытаний градируют по низшей 3-й степени сложности, и под руководством ведущего инженера головного предприятия ЛИИ поручают её самому молодому на тот момент 27-летнему микояновскому испытателю – мне.
По приходу в ОКБ после ШЛИ мы-молодые с самыми опытными фирменными асами-инструкторами прошли на лётной практике дополнительный курс ввода в строй по наиболее экзотичным видам испытаний, которых раньше и представить себе не могли: всевозможные виражи-спирали до закритических углов атаки, сваливания, штопора, сверхзвуковые разгоны без фонаря, помпажи и аэроинерционные вращения, бездвигательные посадки… Но о-охх как много ещё потом пришлось постигать самому – и как дорого пришлось заплатить за последующий горький опыт жизнями своих коллег! Сейчас, обобщая собственную более, чем 40-летнюю лётную жизнь, с горечью должен заметить: самая убийственная причина, унесшая в Вечный Полёт труднопредставимое число испытательских душ – слепое доверие… Конструктор и формулирующий тебе испытательное задание ведущий инженер – по определению должны быть твоими самыми искренними друзьями, иначе вообще полётный лист не читай, не подписывай и в кабину не залазь! Но просто доверять и слепо следовать их заданиям нельзя: они же с самыми добросовестными служебными намерениями, без малейших умыслов-(не)домыслов и обиняков, совершенно неосознанно – вдруг-вмиг могут стать твоими палачами…
Мне на моём доработанном МиГ-23МЛС «всего-то навсего» нужно «попозировать» в лётном строю у торчащего из иллюминатора Ту-134ЛЛ широкополостного тепловизора, включая-выключая испытываемую систему АСТЗ… но при этом строго соблюсти чисто технические требования:
– для полноценного зачётного режима – до момента включения / измерения твой двигатель должен непрерывно проработать на максимале на менее 40 секунд;
– в пределах поля точного измерения ты сам должен находиться плюс-минус 40 метров по дистанции от объектива тепловизора и 15 (пятнадцать!) метров по интервалу – не менее тех же пресловутых зачётных сорока секунд…
… и «всего-то навсего» – вроде «ничего сложного», требования чисто технические!
Ведущему инженеру из ЛИИ почему-то оказалось невдомёк, что лететь в сомкнутом строю с Ту-134 на интервале пятнадцать метров (что вдвое меньше его длины и размаха крыла) – уже отнюдь не третья степень сложности, а мне (как молодому испытателю) неловко было перечить… но там оказалось и кое-что ещё похуже: на этих ястребках даже бесфорсажный «Максимал» настолько зверски тянет, что никакими тормозными щитками и даже выпущенными шасси его не затормозишь… а замеры-то в пределах поля точного измерения нужны именно на этом самом горячем режиме двигателя, более того – уже промолотившим-было не менее 40 секунд! Как же тут выдержать сомкнутый строй?
Но мысли отказаться в горячей голове молодого испытателя даже не мелькнуло! Со всем своим юношеским энтузиазмом и перфекционизмом – взялся выдумывать что только можно… лишь бы наилучшим образом выполнить задание: нужно подобрать принижение с километр или побольше – а потом, включив максимал, с установкой переменной стреловидности крыла на 33 делать горку прям в своего лидера так, чтобы с гашением скорости выскочить снизу с гашением скорости как чёрт из табакерки аккурат в 15 метрах у его иллюминатора и, не меняя режима двигуна, выпустить шасси и тормозные щитки… Так и постоять рядом с ним в сомкнутом строю требуемые секунд 40, включив лишь по команде после начала замера-записи испытуемую систему АСТЗ.
«Безумству храбрых поём мы»… б…
Так как весь вышеописанный цирк требовал существенных вариаций диапазона высот – то решили лидера-съёмщика Ту-134ЛЛ поднять повыше, километров на восемь, а мне дать возможность снизу «пулять» себя в него горкой с принижения километра полтора. Эта-то методика меня чуть не погубила!… Но та высота меня и спасла!!!
Как ни странно, вся сия эквилибристика у меня сразу начала получаться: с борта лидера-съёмщика после моих пристраиваний штатно неслись команды на включение-выключение замеров / записи и одобрительные возгласы по окончании режимов… пока вдруг…
В очередной раз уже привычно несусь вверх как зенитная ракета, прицеливаясь в намеченную точку у борта Ту-134 аккурат за кромкой консоли. Вдруг в небесной синеве из-за быстро приближающегося чёрного контура моего лидера неожиданно выскакивает врезает мне по глазам ослепляющее солнце! Я ничего не вижу, цена вопроса – возможное столкновение. Ни доли секунды на раздумье, максимально интенсивный отворот… нога – до упора!
Затем происходящее поразило меня ещё больше: мой потерявший скорость ястребок со стреловидностью крыла 33 – совсем даже не «взбрыкнул» и никуда не нырнул. Он лишь тут же, почти не колеблясь, начал весьма «уютно» и тихо, с совсем небольшими колебаниями по тангажу чертить носом по горизонту – но всё быстрее и быстрее… не реагируя при этом на отклонения вообще никаких рулей, совсем никак! Но уж лучше бы он «брыкался»… тут до меня сразу дошло то, что это и есть самый невыводной штопор – почти без бросков, с тихим плоским вращением вбок, всё больше ускоряющимся…
На фоне зловещей тишины при всё больше давящей боковой перегрузке, я отчётливо услышал про себя слова Бориса Антоновича Орлова – Героя Советского Союза, Заслуженного лётчика-испытателя СССР. Именно он меня инструкторил при вводе в строй на микояновской фирме по штопорам на спарке МиГ-23УБ. Тогда он в наших полётах очень старался «поймать» именно такой плоский штопор… но та спарка, как он её ни срывал, ни провоцировал, штопорила не очень охотно, колебательно – а из таких крутых штопоров вывести всегда легче. С досадой на послеполётном разборе он втолковывал мне – как нужно в самом злом плоском штопоре использовать «пятый метод»: педаль однозначно до упора ПРОТИВ вращения, по крену всё управление – однозначно ПО вращению… и при этом потихоньку-ювелирно искать по тангажу то положение ручки управления, при котором положение дифференциального стабилизатора даст наиболее эффективный обдув вертикального оперения.
«Спасибо, Борис Антонович! Вот мы наконец и поймали именно такой плоский, жаль только – что не вместе, сейчас я в кабине один…» Упоры рулей даны однозначно: по боку – руль направления против вращения, по крену ручка по вращению… и та же ручка в моей ласковой руке ювелирно-наощупь ходит взад-вперёд по борту. Где-то между нейтральным положением и «полностью на себя» начинаю чувствовать, как боковое вращение «спотыкается»: всё ещё не останавливается, но и больше уже не ускоряется. Всё! Наберись терпения, орёл и жди – до нормированной высоты катапультирования два километра ещё есть время…
В какой-то момент моему ретивому жеребцу МиГ-23МЛС надоело-таки штопорно буйствовать и он начал униматься. Постепенно угловая скорость вращения затихла и вдруг он решил подчиниться – резко клюнул вниз. Всё: с критических углов сошёл, из вращения вышел! Дальнейший вывод – дело ординарной техники пилотирования…
Испытывавшаяся в тех полётах система АСТЗ показала малоэффективную степень защиты. Ещё один формальный полёт с ней мы сделали в паре с летающей лабораторией ЛИИ на базе Ан-12 – но там было проще, так как и съёмка велась с задней рампы, и интерес к самой системе уже был явно утерян. После этого данная программа испытаний была закрыта.
P.S. (из фольклора ведущих инженеров ЛИИ):
Что такое штопор? Я спросил однажды.
Мне сказали: «Что ты? Это знает каждый!
Здесь проста наука: не чеши в затылке.
Штопор – это способ открывать бутылки.»
Далеко идущий, с хваткою кулацкой,
Мне сказал ведущий Инженер Бурлацкий:
«Штопор – это способ Заработать деньги.
Что имеешь в месяц – то имею в день я.
За виток по трёшке, в месяц три оклада.
Здесь важнее ноги, головы не надо!
Молвил Золотухин: «Не из простофиль мы,
Про такие штуки мы снимаем фильмы.
А Васянин очи смежил на мгновенье:
«Штопор – это очень много уравнений.
В плоский штопор влипнув, выводи, не мешкай…
(цит.: А.А.Щербаков. «Лётчики. Самолёты. Испытания.»
Источник: Александр Гарнаев
