Коварство штопора - в его разновидностях

Весьма неприятная эта штука - штопор. Сорвется в него самолет, закружится вокруг своей оси и понесется круто к земле, навстречу гибели. Именно гибели, если не успеешь или не сумеешь вывести машину в горизонтальный полет. На заре развития авиации штопор для летчиков был самым страшным и, казалось, неодолимым врагом. Когда самолеты обладали малыми скоростями, он приводил обычно только к авариям. Но по мере роста скоростей и высот штопор все чаще стал оканчиваться катастрофой. Причины срывов в штопор, равно как и случайные выходы из него, оставались совершенно непонятными. Известен, например, случай, когда летчик 18-го корпусного авиационного отряда капитан Родзевич сошел с ума после того, как его трофейный самолет "альбатрос" произвольно свалился в штопор и самостоятельно вышел из него... Штопор являлся настоящим бичом авиации. Стоило лишь незначительно уменьшить скорость полета или запоздать при отказе мотора с переводом машины в планирование, как самолет переставал слушаться рулей, сваливался на крыло и, резко опустив нос, закручивался в бешеном вихре вплоть до самой земли. Всем были известны последствия. Причин не знал никто.

И вот нашелся человек, который решился умышленно, по своей воле бросить самолет в штопор. Это был Константин Константинович Арцеулов - летчик Севастопольской летной школы , командир группы "ньюпоров". В один из погожих дней 1916 года Константин Арцеулов поднял в воздух свой истребитель "Ньюпор-21" . Набрав необходимую высоту, он ввел машину в штопор. Самолет сделал виток, второй, еще несколько и на глазах у изумленных зрителей снова вышел в горизонтальный полет. Арцеулов тут же повторил штопор и снова благополучно вывел из него машину, Эксперимент Арцеулова явился в авиационном мире не только сенсацией. Это была блестящая победа человека над стихией, хотя, правда, и не окончательная. Решающий удар по врагу номер один нанесли авиаторы последующего поколения, и прежде всего наши советские летчики. В авиации и сейчас бытует словечко "заштопорило", то есть не повезло одни неприятности нанизываются на другие. Так они наслаивались и при укрощении штопора, а вернее при выявлении и преодолении его многочисленных разновидностей.

Чтобы быть последовательным, вернусь снова к истории. Особенно много бед авиаторам принес очень строгий в пилотировании самолет Р-1 . Летчики, переходившие на него со старого "Фоккер" ЦЭ -4 , привыкли к грубым движениям рулями, чего новая машина совершенно не терпела. Случаи срыва в штопор обычно происходили на первом или последнем разворотах, при взлете или заходе на посадку, когда малая высота не позволяла вывести самолет в горизонтальный полет. В начальный период освоения Р-1 многие летчики строевых частей просто отказывались на нем летать.

Этот страх удалось преодолеть тщательной шлифовкой техники пилотирования. Однако со штопором было далеко не все кончено. Оказалось, что помимо обычного он имеет и другие, более неприятные виды. В период постройки первых отечественных истребителей в НИИ ВВС поступил самолет Ил-400 , созданный группой конструкторов под руководством Н. Н. Поликарпова . Испытания этого самолета на штопор поручили опытному летчику А. Р. Шарапову , Данный случай произошел до моего прихода в институт. Рассказываю о нем со слов очевидцев.

Шарапов, как и положено, ввел самолет в штопор на высоте две тысячи метров. Наклон фюзеляжа истребителя по отношению к вертикали составлял градусов двадцать-тридцать пять. Затем он уменьшился. Летчик отчаянно боролся со штопором, но вырвать из него машину так и не смог. Она врезалась в землю. Из-под обломков извлекли Шарапова, израненного, с переломанной ногой, но живого! В дальнейшем он совершил немало славных дел во имя советской авиации, а сейчас находится на заслуженном отдыхе.

Испытывать на штопор следующий экземпляр Ил-400 назначили Михаила Михайловича Громова . Ведущий инженер посоветовал ему надеть на всякий случай парашют - из только что полученной партии "ирвингов", пока еще не получивших признания у летно-подъемного состава. Хотя летчик, надеясь на свой солидный опыт, был уверен в благополучном исходе испытания, все-таки внял настойчивым просьбам товарища. За эту напористость Михаил Михайлович по сей день благодарит ведущего инженера. В воздухе у Громова все произошло так же, как у Шарапова. Летчик понял: машину из совершенно "ненормального" штопора ему не вывести, - и доверился парашюту. Американская фирма "Ирвинг" , узнав о случившемся, немедленно, в целях саморекламы, выслала Михаилу Михайловичу золотую гусеницу - знак спасения человека при помощи шелкового парашюта.

Загадка "ненормального" штопора осталась неразгаданной. Испытания прекратили. Ученые углубились в изучение причин непонятного явления. Штопор оказался крепким орешком. Лишь позже, в результате упорных испытаний и многочисленных сложных расчетов, удалось установить: крутое снижение самолета по винтовой траектории при одновременном вращении вокруг своей продольной оси возникает вследствие стремления крыла к самовращению на больших углах атаки, создающихся при потере скорости.

Коварство штопора - в его разновидностях . Их различают несколько: нормальный (или крутой) , пологий , плоский , перевернутый . Вид определяется в зависимости от наклона фюзеляжа самолета относительно вертикали. Если он составляет 20 -35 градусов, то штопор - нормальный, крутой. Он отличается относительно медленным вращением машины, сравнительно более легким вводом и выводом ее. При 35-50 градусах штопор называется промежуточным или пологим. Если наклон достигает 50 - 70 и более градусов - самолет находится в плоском штопоре. Именно с ним при испытаниях Ил-400 встретились А. Р. Шарапов и М. М. Громов. При плоском штопоре вращение самолета происходит не вокруг его оси, а как бы вокруг точки, на которой словно закреплена задняя часть хвостового оперения. Ось фюзеляжа поднимается к горизонту или выше его - поэтому увеличивается угловая скорость вращения. Наряду с другими факторами к плоскому штопору обычно приводят задняя центровка, затенение или недостаток площади хвостового оперения. Выход из него происходит, как правило, с большим запаздыванием, и нередко машину вообще не удается спасти, коль на ней нет специального дополнительного оборудования парашюта, ракетной установки на концах крыла или на хвосте. И, наконец, перевернутый , тот самый, из которого мне посчастливилось так нежданно - негаданно вывести И-14 при первой же встрече. Нетрудно догадаться о его самой главной характерности - самолет штопорит вверх колесами. Штопор как фигура не имеет самостоятельного значения и применяется преимущественно при обучении летчиков способам вывода из него самолета.

Звучит парадоксально, но это так: сначала создай врага, а потом победи его. Иначе нельзя. Не научишься выводить из "искусственного" штопора, не выйдешь и из возникшего самопроизвольно. Ведь в полете, даже на современных самолетах, всякое может случиться. Поэтому и сейчас штопор как тренировочная фигура используется при обучении летчиков технике пилотирования. Штопор - враг не только летчика. В не меньшей степени он недруг и авиационному конструктору. Сделать машину с наименьшей тенденцией к срыву в самовращающееся крутое снижение - одна из важнейших задач каждого конструкторского бюро. Штопорная проблема настолько остра и обширна, что разрешением ее занимались и занимаются лучшие умы авиационной науки, самые квалифицированные летчики - испытатели, как у нас, так и за рубежом.

Серьезный вклад в исследование теории штопора внес советский ученый В. С. Пышнов . Большая заслуга в раскрытии тайн врага номер один и в его укрощении принадлежит, несомненно, коллективам НИИ ВВС .

Авиаторы приручили штопор. Но далось это им дорогой ценой. Не раз укротители смотрели в глаза смерти. Многие из них так и не увидели плодов своей самоотверженности. Непознанный до конца штопор был беспощаден.

Ссылки: