Знаете ли вы, что посреди Москвы, в самом центре старинной Немецкой слободы, вот уже сто лет существует двухсотметровый бассейн и аэродинамическая труба шестиметрового диаметра? Про трубу я знал. Округлую крышу эллинга, в котором она размещена, трудно не заметить с улицы, а вот про бассейн даже не подозревал - хотя хожу здесь постоянно и постоянно любуюсь на конструктивистские корпуса ЦАГИ на углу Бауманской и улицы Радио. И не знал бы дальше, если бы не попал на экскурсию в сам Центральный аэрогидродинамический институт. Более того, внутрь старейшей в мире действующей аэродинамической трубы.
В 1920-е годы авиация была свежайшей инновационной индустрией, сопоставимой с современной разработкой искусственного интеллекта - и так же стремительно развивавшейся. По подсчетам самого ЦАГИ, на развитие авиационной техники молодое советское государство выделило втрое больше денег (а речь шла о миллионах), чем на развитие военного флота.
Сравните - гигантские линкоры и тогдашние самолетики! Но императорский флот уже существовал, а воздушный флот надо было создавать с нуля. Попутно нащупывая, теоретическим и экспериментальным путем, сами принципы конструирования летательных аппаратов тяжелее воздуха.
Кстати, почему аэро- и гидро- в "одном футляре"? Не только потому, что в условиях нехватки сети аэродромов гидросамолеты, взлетавшие с рек, имели огромное значение. Но и потому, что воздушные и водяные потоки подчиняются одним физическим законам.
Читайте "Российскую газету" в Max - подписаться
Директор создаваемого тогда института, выдающийся ученый Сергей Чаплыгин пригласил архитектора Александра Кузнецова, специализирующегося на новейших железобетонных конструкциях, возвести корпуса, которые должны были служить "лишь футлярами для огромных сложнейших приборов". То есть собственно 212-метрового испытательного канала 6-метровой глубины на "миллион ведер", в тогдашней системе измерений, то есть на 13 млн литров, и аэродинамической трубы.
В самой трубе чувствуешь себя лилипутом внутри сложно настроенного прибора. На современном языке это как "ретрофутуризм" или "стимпанк"
При этом перед архитектором была поставлена задача сделать конструкцию из доступных материалов и удешевить ее за счет отсутствия каких-либо наружных украшений.
Архитектор блестяще справился с жесткими условиями. Видимые снаружи строгие и функциональные обводы корпусов до сих пор радуют своим ничуть не устаревшим лаконизмом. Что же касается внутренних приборов - канал посмотреть не удалось. Нам просто объяснили, что он соединяется с близлежащей Яузой, и по всей его длине протянута балка, по которой ходит скоростная каретка, соединенная с испытуемой моделью. Например - с моделями экранопланов, включая футуристического "Каспийского монстра" Ростислава Алексеева.
Читайте также:
Высшее образование и никаких тату. Открыт набор в отряд космонавтов: Кто он - идеальный кандидат?
А вот в трубе мы побывали. И она стоит того, чтобы о ней написать подробнее. Казалось бы, что тут сложного? Труба и труба. С одной стороны вентилятор, с другой стороны сопло. Но, во-первых, вентилятор должен иметь шестиметровый диаметр. Что превосходило размах крыльев тогдашних истребителей и позволяло испытывать не модели, а реальные опытные образцы. А во-вторых, если просто поставить вентилятор, а с другой - сопло, то на таком размере не удастся добиться ровных потоков воздуха. Струи начнут завихряться, искажая картину обтекания в реальном полете. Чтобы избежать этого, пришлось разработать сложную двухчастную конструкцию со сдвижной частью.
Так что аэродинамическая труба ЦАГИ - это что-то вроде положенных на бок громадных песочных часов, одна из частей которых имеет шестиметровый диаметр, а другая трехметровый. А в перемычке расположена honeyweb, то есть решетка, похожая на пчелиные соты, с помощью которой добиваются равномерности воздушного потока.
И крепится вся эта конструкция к эллингу с помощью сложнейшей системы шпангоутов. И все это - исключительно деревянное! Подходя к трубе, чувствуешь себя в трюме многопалубного линкора XVIII века. Сходство усиливаетcя тем, что собран этот шпангоут только на деревянных шпонках, что позволило конструкции постоять 100 лет без ржавчины и без того, чтобы балки "повело".
Зато в самой трубе чувствуешь себя лилипутом, оказавшимся внутри сложно настроенного прибора! На современном молодежном языке это чувство проще описать через словечко "ретрофутуризм" - или даже "стимпанк": будущее, опрокинутое в прошлое, во времена железа и пара.
Но чисто эстетическое впечатление обманчиво. Труба продолжает работать не на прошлое, а на будущее. В тот момент, когда мы в нее вошли, на расчалках было укреплено что-то похожее на днище большого утюга. Я предположил, что это подставка, на которую кладется модель, но нет, сопровождающий нас инженер объяснил, что это и есть сама модель: на ней отрабатывается поведение в воздухе самолетов, скомпонованных по схеме "летающее крыло", которые должны прийти на смену исчерпавшей себя схеме всех современных лайнеров.
Читайте также:
Космические "биошахтеры". Платину и палладий из метеоритов добудут бактерии
Неужели в ЦАГИ не проводится компьютерное моделирование, не удержался я от наивного вопроса. Разумеется, проводится! Компьютерная модель трубы давно создана. Но для большей точности все испытания проводятся по схеме "реал-цифра-реал". И в этом ее уникальное преимущество.
О тайнах воздушного потока и художественной чистоте
Легенда в строю
Старейшую аэродинамическую трубу ЦАГИ запустили 31 декабря 1925 года. Предназначалась она для испытания фюзеляжей одномоторных самолетов, радиаторных установок, поплавков и других элементов летательных аппаратов.
- Эта аэродинамическая труба во многих смыслах - самая-самая. Самая старая в институте, самая большая в мире на момент первого пуска и, пожалуй, самая изысканная в архитектурном отношении. Рекордсмен по количеству и разнообразию испытанных здесь объектов. Во все времена она использовалась для апробирования, выражаясь современным языком, инновационных решений... Выдающиеся инженеры Черемухин, Мусинянц, Юрьев оставили великое наследие. И наша задача - сохранить его, и не только как историко-культурный объект, но и как действующую экспериментальную установку, - говорит генеральный директор ЦАГИ, член-корреспондент РАН Кирилл Сыпало.
На торжественном мероприятии в Научно-мемориальном музее профессора Н. Е. Жуковского, посвященном 100-летию установки, было раскрыто немало секретов и подробностей: об исследованиях в трубе ветроэнергетических установок, архитектурных объектов, дирижаблей и подводных лодок, экранопланов и т. д.
Как рассказывают специалисты ЦАГИ, Т-1 была оборудована четырехкомпонентными весами. А для Т-2 создали винтовой прибор, а также приборы для изучения штопора самолета и установку для определения вращательных производных.
Такая потрясающая деталь. Конструкция трубы была выполнена из сосны - другого доступного материала тогда в стране не было. Древесину подбирали даже с учетом направления! Сохранились документы с расчетами, согласно которым требовалось 10 вагонов вагонки сушеной сосны и 1000 шпилек. Что это значит? Все соединялось без единого гвоздя!
Первыми в трубе исследовались профили крыльев, которые ранее проходили испытания в лаборатории Жуковского и за границей, а также модель самолета "Фоккер". Эти опыты показали, что характеристики Т-1-Т-2 соответствуют данным, получаемым в зарубежных трубах.
С 1927 года труба Т-1-Т-2 стала обслуживать авиапромышленность, для чего в ЦАГИ была образована специальная секция аэродинамики самолета. До войны здесь испытывались модели таких крылатых машин, как К-5, К-7, ДБ-3, И-1, И-5, И-16. Руководили этими работами ученые-асы - Чаплыгин, Лаврентьев, Мартынов, Келдыш, Седов, Туполев.
В 1950-х годах в аэродинамической трубе Т-1-Т-2 работали над проектами будущих экранопланов. Это была концепция советских ученых об использовании эффекта улучшения аэродинамических характеристик самолета при приближении к какой-то поверхности. По оценкам экспертов, беспрецедентный проект и колоссальный масштаб проведенных в трубе исследований.
Читайте также:
Маск переключился на Луну: Когда ждать появления "города" на спутнике Земли
В настоящее время старейшая аэродинамическая труженица используется для исследований объектов промышленной аэродинамики. Здесь испытывают модели зданий и сооружений. Есть характеристики воздушного потока, которые непросто измерить числовыми значениями, как, например, скорость. Есть "художественные" вещи - чистота, вязкость. Сотрудники ЦАГИ делятся: труба обладает очень мягким чистым потоком, который как раз подходит для строений.
Через нее "проходили" модели монументов Зураба Церетели, скульптуры "Рабочий и колхозница", модели "высоток" и нового колеса обозрения в Москве, Мемориала Советскому солдату во Ржеве…
Не только о старейшей, но и других знаменитых трубах ЦАГИ рассказывают едва ли не легенды.
"Правда, что в какой-то трубе самолеты "продувались" даже вместе с летчиками?". Этот вопрос корреспондент "РГ" задал как-то гендиректору ЦАГИ Кириллу Сыпало. "Да, такой уникальностью обладала труба Т-101, - рассказал ученый. - Есть фотография, когда самолет подвешивается в ней вместе с летчиком, а генеральные конструкторы находятся рядом и смотрят, как влияет поток на их детище. Эта труба до сих пор остается самой большой дозвуковой в Европе".
Уникальная экспериментальная база ЦАГИ - плод научного труда нескольких поколений лучших ученых аэрокосмической отрасли, национальное достояние нашей страны. Сегодня это надежный фундамент для формирования научно-технического задела и проведения исследований в интересах создания конкурентоспособной авиационной техники.
Подготовила Наталия Ячменникова
Автор: Михаиль Визель