Фронт идет через КБ: Жизнь авиационного конструктора, рассказанная его друзьями, коллегами, сотрудниками
Шрифт:
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 [185] 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,
– 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. [186]
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
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 [187] 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 [188] 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.