Авиация и космонавтика 1996 02 + Техника и оружие 1996 01
Шрифт:
Первые экземпляры двигателей, которые были установлены на самолете Ту-91 и на специальной летающей лаборатории для испытания силовой установки, имели системы для измерения крутящего момента, передаваемого на винты, и для измерения тяги винтов – как положительной на нормальных режимах, так и отрицательной на режимах торможения.
Эти системы были быстро и компетентно созданы в КБ Павла Александровича Соловьева в Перми (тогдашнем Молотове). Кроме того, на летающей лаборатории производились измерение и запись на осциллограф углов установки лопастей. При переходе с нормального рабочего режима в режим торможения лопасти винта проходили углы установки, на которых набегающий поток слишком интенсивно раскручивал винт.
Ту-91.
Надо было проходить эту зону интенсивной раскрутки от набегающего потока очень быстро, иначе могли быть достигнуты опасные с точки зрения прочности обороты. Дифференциальный редуктор, который разделял крутящий момент между передним и задним винтом, как любой дифференциал, обладал одной очень неприятной особенностью. Вообще дифференциал, как иногда шутят,- это устройство для передачи мощности из того места, где она может быть полезно использована, туда, где она может навредить, как на автомобиле, например. Поэтому и делаются самозапирающиеся дифференциалы. Вы знаете, что, когда одно колесо попадает на лед, оно начинает бешено раскручиваться. Вы даете газ, а второе просто не тянет, потому что исчезло сцепление по первому колесу. Так вот, если скорости перекладки лопастей переднего и заднего винтов были разные, то тот винт, который имел более низкие обороты, передавал отбираемую им от набегающего потока мощность второму винту и увеличивал его и без того высокие обороты. Чтобы этого не было, надо было добиться одинаковой скорости перекладки лопастей переднего и заднего винтов. Передний винт «сидел» на внутреннем вале редуктора, который проходил сквозь внешний вал редуктора, на который был надет задний винт. Перевод лопастей производился давлением масла. К заднему винту масло подавалось через один комплект вращающихся уплотнений с неподвижной части двигателя на вал заднего винта, а к переднему винту – через два комплекта уплотнений: сначала на выделенный для этого участок внешнего вала, а потом из внешнего вала во внутренний вал через другой комплект вращающихся уплотнений, причем здесь скорости относительного вращения были значительно больше, так как один вал вращался в одну сторону, другой – в другую. Утечки масла и потери давления поэтому были больше для переднего винта, и скорость перекладки его лопастей была меньше.
Пришлось очень много работать, чтобы добиться одинаковой потери давления на передний и задний винты и максимально близких скоростей перекладки лопастей переднего и заднего винтов.
Летающая лаборатория, где отрабатывалась силовая установка самолета Ту-91, была создана на базе самолета Ту-4 – четырехмоторного бомбардировщика с поршневыми двигателями. Вместо одного из поршневых двигателей был установлен специально для этого изготовленный экземпляр фюзеляжа самолета Ту-91. Вместо хвостовой части этого фюзеляжа стоял более короткий конический обтекатель.
На летающей лаборатории мы должны были испытывать работу силовой установки и доводить систему (практически пришлось се заново создавать) торможения винтом в полете. При этом с тормозящего винта сходил сильно возмущенный поток воздуха. Мощный беспорядочный вихрь мог опасно влиять на оперение, в частности, на ту половину стабилизатора, которая находилась за экспериментальным фюзеляжем, установленным вместо одного из двигателей самолета Ту-4.
Мы попросили главного прочниста нашей фирмы Алексея Михайловича Черемухина проанализировать эту ситуацию. Алексей Михайлович приехал на летную базу. Погода была довольно свежая, он был в коротком пальто, без шапки. Подошел к самолету, посмотрел на силовую установку, посмотрел на хвост, попросил подкатить стремянку к хвостовому оперению, влез на стабилизатор Ту-4 и, не вынимая рук из карманов пальто, не спеша прошелся по стабилизатору, потом в отдельных точках стабилизатора попрыгал на нем с внимательным, слегка задумчивым выражением лица. Мы почтительно смотрели на эту картину снизу. Не торопясь еще прошелся, еще кое-где попрыгал, слез и сказал: «Все будет в порядке». Потом и было все в порядке.
Алексей Михайлович был человеком феноменальных способностей. Он безошибочно мог определить все аспекты реакции элементов конструкции на внешние возмущения, в данном случае это, кроме основной частоты собственных колебаний стабилизатора, реакция отдельных панелей и других элементов, демпфирующее влияние заклепочных швов и т. д. Так талантливый врач-кардиолог, прослушивая сердце больного, может понять то, что недоступно среднему специалисту, или гениальный дирижер слышит малейшие оттенки звучания каждого инструмента в оркестре. Рассказывали, что Алексей Михайлович, не видя летящего самолета, только по звуку моментально безошибочно определял число его моторов:
Тем не менее, когда должен был быть произведен первый полет с торможением винтом в полете (до этого, естественно, производились полеты нормальные, где просто опробовалась силовая установка), было очень много вопросов. Силовая установка была еще «сырой». Например, оказалась недостаточной мощность откачивающих масляных насосов. Двигатель вместе с соединительной трубой переполнялся маслом, масло перегревалось. В Перми на испытательной станции это не было обнаружено из-за огромной емкости внешней, стендовой, масляной системы. Все это пришлось переделывать, но, во всяком случае, подошли к этапу, когда можно было испытывать систему торможения. Пилотировали летающую лабораторию во всех полетах летчики Зюзин и Алашеев.
Первое торможение винтом в полете на летающей лаборатории решили производить таким образом: летчики должны были уйти от аэродрома на 20 км, развернуться на посадочную прямую и, идя по прямой со снижением, на короткий срок включить систему торможения, чтобы, если случится что-то непредвиденное, не надо было бы производить маневра по выходу на посадочную прямую.
Погода была хорошая, самолет можно было видеть за 20 км (борт самолета и крыло блеснули в лучах солнца, когда машина разворачивалась). Самолет по прямой пришел на аэродром и сел. Члены экипажа вышли из самолета, ко мне подошел Алашеев, был он бледный и сказал: «Разве можно давать такие задания!» Отвернулся и пошел. Нужно сказать, что машину действительно трясло. Но уже при втором торможении обид на нас не было, а всего было проведено много десятков торможений.
Я уже упоминал, что система торможения фактически создавалась на аэродроме, я бы сказал даже – под крылом самолета. Мы установили 27-шлейфовый осциллограф «Геофизика», и после полета первым делом кто-нибудь бежал в фотолабораторию, там проявляли ленту осциллографа и еще мокрую приносили к нам, а мы обычно находились прямо под самолетом. По этой ленте смотрели параметры работы силовой установки, там же отмечалось, что делал летчик и ведущий инженер по испытаниям Михаил Михайлович Егоров. Когда- то в молодости он участвовал в мотоциклетных гонках, был колясочником. За рулем мотоцикла был Курт Владимирович Минкнер (который в мое время был заместителем Андрея Николаевича Туполева по силовым установкам), а М. М. Егоров сидел у него в коляске и при всех пируэтах перебрасывался то по одну сторону, то по другую. Я много раз ездил с Егоровым, когда у него был 401-й «Москвич». На этом убогом «Москвиче» он ездил феноменально. Причем это было спокойно, без позы, но ни одна машина в реальных условиях уличного движения, а особенно в сложных условиях на шоссе не могла с ним тягаться. Заместителем ведущего от ЛИИ по испытаниям на летающей лаборатории был Сережа Петров. Без него она не выполнила бы и половины необходимых полетов. То, чего мы добивались на летающей лаборатории, мы вводили на основной самолет. Там также был установлен такой же осциллограф, фиксировавший необходимые параметры работы.
Интересно было отметить одну психологическую особенность. Мы задавали углы пикирования – 40е , 75*, даже было в заданиях отвесное пикирование. Оценка летчика всегда сильно отличалась от того, что фиксировали самописцы. Например, при задании угла 75е редко бывало, чтобы угол был более 50*. Отвесного пикирования мы так практически и не получили. Обычно летчик пикировал при этом градусов под 75. Кстати говоря, вы можете это явление проверить на себе. Подойдите к эскалатору в метро и посмотрите «сверху вниз», какой там угол. Большинство говорят, что градусов 45. А теперь посмотрите на ступеньку этого эскалатора, сравните размеры ступеньки по высоте и по направлению движения. И вы убедитесь, что там всего-навсего градусов 25.
Работать с «91»-й машиной мы начинали в маленковское время. Тогда было очень модно, что все оборонные предприятия получали «гражданские» заказы. Туполевская фирма делала алюминиевые кастрюльки и молочные алюминиевые бидончики. Обходилась такая кастрюлька на нашем опытном производстве рублей в 80 примерно, продавалась за четыре с полтиной. А вот на моторном заводе в Перми основным заданием были шкафы, шифоньеры, этажерки. Ввиду того что министр чуть ли не ежедневно звонил и спрашивал, как дела со шкафами, у них все деревообделочное производство было занято мебелью. И когда надо было сделать деревянную модель для отливки корпуса коробки привода самолетных агрегатов на двигателе, то П. А. Соловьев, главный конструктор двигателя, попросил нас (мы же алюминием занимались, кастрюльками, поэтому деревообделочный цех у нас не был перегружен Маленковым) изготовить деревянные модели для литья, что и было сделано.