Игорь Чутко - Красные самолеты
Особенность работы Р.Л.Бартини, то, что в наибольшей степени отличало его от других крупных конструкторов, тоже «особенных», – физико-математический подход к техническим задачам и способность находить простые, наглядные модели сложнейших явлений и делать эти модели, а с их помощью и явления доступными научному анализу. Остановимся на истории некоторых его решений, поскольку сейчас этот путь становится все более популярным у инженеров.
Еще в Милане Роберто аналитически искал наивыгоднейшие профили крыла самолета. Не открыв тогда никому ранее не ведомую перспективу такого анализа, он все же увидел ее яснее, чем иные признанные авторитеты, – не подозревая еще, что и в XX веке первооткрывателю в науке приходится защищать не только свои находки, но и способы поиска и даже инструмент, которым добываются клады природы. Для инженера математика – всего лишь инструмент, им задолго до Бартини с блеском пользовались в аэро– и газодинамике Н.Е.Жуковский, Л.Прандтль, С.А.Чаплыгин, Т.Карман, но в те же примерно годы Роберт Годдард, впоследствии первым произведший запуск ракеты с жидкостным ракетным двигателем, писал в книге «Метод достижения максимальных высот», что математически этот метод непостижим. А директор авиационной школы в Лозанне – что «аэродинамика есть наука вполне эмпирическая», и об аэродинамических законах – что «нет ничего более опасного, чем применять математический аппарат с целью достичь построения этих законов».
Вот как: нет ничего более опасного! Совершенно то же настроение, что у коллежского регистратора в чеховской «Свадьбе»: «А по моему взгляду, электрическое освещение – одно только жульничество… Ты давай огня – понимаешь? – огня, который натуральный, а не умственный!»
Аналитически найденные профили обтекания Бартини применял впоследствии на всех своих машинах. И, уже проектируя первую из них, «Сталь-6», он сделал, наметил следующие шаги в этом направлении: приступил к физико-математическому исследованию взаимодействий отдельных частей летательного аппарата, в первую очередь крыла и мотора, в воздушном потоке. В то время считалось, что функции у всех частей самолета разные, несовместимые. Крыло самостоятельно, почти независимо от смежных агрегатов, создает подъемную силу, двигатель – тягу, в фюзеляже размещаются грузы, пассажиры, экипаж… Чтобы несколько уменьшить суммарное аэродинамическое сопротивление самолета, все стыки его частей, все переходные зоны делались плавными, укрывались зализами, формы агрегатов, в частности силовых установок, облагораживались разного рода обтекателями, капотами, но для поршневого двигателя с винтом эти возможности были уже как будто исчерпаны. Речь здесь могла идти лишь о мелких усовершенствованиях, хотя в условиях жестокой борьбы за десяток-другой километров в час нельзя было пренебрегать и ничтожными процентами выгоды. Начиная примерно с 1932—1933 годов, пишет немецкий исследователь Г.Бок, «дальнейшее улучшение летных данных пошло по пути применения все более мощных моторов…»
Первой попыткой Бартини объединить функции крыла и мотора, заставить их помогать друг другу как раз и была убранная в крыло система охлаждения мотора на «Стали-6». Не все посвященные в проект этой машины оценили ее сразу и в полной мере, а вот летчик-испытатель Андрей Борисович Юмашев «увидел» ее мгновенно, не будучи еще знаком ни с интуитивными соображениями конструкторов, ни с расчетами, ни с сомнениями, которых тоже хватало. По программе испытаний, он должен был сначала погонять «Сталь-6» по земле, потом доложить конструкторам и начальству, как она себя ведет при пробежках, «просится» ли в воздух… Так он и поступил: покатался по земле, разгоняясь, тормозя, а потом махнул рукой механикам, которые бежали рядом, придерживая машину за концы крыльев (так полагалось при первой пробежке), – отцепитесь! – и взлетел без разрешения.
Был скандал, сам Бартини скандалил, насколько он вообще умел это делать, – но победителей не судят. Юмашев был доволен машиной.
Вдохновленный удачей со «Сталью-6», Бартини, работая над дальним арктическим разведчиком, ДАРом, доложил Всесоюзному совету по аэродинамике, что в некоторых случаях воздушное сопротивление вообще может не мешать, а помогать полету: может повернуться на 180 градусов, изменить знак, превратиться в дополнительную тягу. Не верите? Но ведь и это в принципе вовсе не новость: ходят же парусные корабли против ветра, маневрируя парусами! Бартини, говоря строго, предложил не совсем ту же «физику», что у парусников, но конечный результат – похожий.
На одном из вариантов ДАРа отрицательное сопротивление, дополнительную тягу, рождала мотогондола – большое, особым образом спрофилированное кольцо, внутри которого были установлены двигатели с винтами. Кольцо так выправило поток от винтов, породило такую «игру» воздушных сил, давящих на всю эту конструкцию, что к результату, полученному при испытаниях, даже Бартини оказался морально неподготовленным. Расчеты – расчетами, а вот когда вживе… ну, скажем, дуешь на пушинку, а она, вместо того чтобы удаляться, вдруг летит тебе навстречу!
На испытаниях было вот как. Сначала включили укрепленные внутри кольца двигатели, и они дали нормальную, заранее рассчитанную тягу. Потом направили на эту работающую силовую установку мощный внешний воздушный поток от аэродинамической трубы, – и вдруг, в нарушение всех привычных представлений, установка рванулась навстречу потоку. Тяга винтов, показали приборы, словно подскочила на тридцать процентов!..
Это парадоксальное явление назвали тогда «эффектом Бартини», по предложению известного аэродинамика профессора И.В.Остославского. Сейчас этот эффект используют для повышения коэффициентов полезного действия воздушных винтов и турбинных установок.
На пассажирском самолете «Сталь-7» и, соответственно, на бомбардировщиках ДБ-240 (Ер-2) и Ер-4 места стыков крыла и фюзеляжа также имели форму примерно четвертей кольца. Полные кольца там не получились по другим конструктивным соображениям. Но и эти четвертушки, обдуваемые потоками от винтов, вместе с еще кое-какими аэродинамическими новшествами сделали машину настолько непривычной для глаза да и для «руки» бывалых авиаторов, что взявшийся было за испытания летчик вскоре от них отказался:
– Она неуправляема!
Тогда, чтобы проверить, послушна ли «Сталь-7» рулям, на ней трижды вместе с главным конструктором слетали А.Б.Юмашев, П.М.Стефановский и начальник НИИ ВВС И.Ф.Петров.
– В этих полетах я еще раз увидел, как талантлив Юмашев и что значит, когда опытная машина попадает к такому летчику, – рассказывал Бартини. – «Сталь-7» он заранее не изучал, как и «Сталь-6» (это было возможно в те времена, сейчас – едва ли. – И.Ч.); спросил только, уже заняв командирское кресло, где какая ручка, где какая кнопка, и – поехали… Выполнил что положено, а после такие вдруг начал закладывать сверхпрограммные виражи, что тут уж мы все трое на него заорали. Левый вираж делал с левым выключенным мотором, правый – с правым. То есть свались машина при этом в штопор – нечем было бы ее поддержать, выправить. А Юмашев только усмехался в ответ на наши вопли, будто сидел дома… как это говорится, у печки, да… и спрашивал: это что за тумблер, а это для чего?..
…Сам Андрей Борисович Юмашев говорит, что дело тут было прежде всего в машине: она великолепно слушалась рулей. На неуправляемой или недостаточно управляемой он такие колена выкидывать не стал бы, их неспроста запрещала инструкция.
«Сталь-7»
Но «Сталь-7» хоть имела все, что полагалось в то время иметь самолету: фюзеляж, длинные крылья впереди, оперение сзади, двигатели в мотогондолах… Поэтому можно себе представить, сквозь какие препятствия, сквозь какой скепсис пробивался в начале 40-х годов проект бесхвостого истребителя "Р", с коротким крылом очень большой стреловидности, с целиком убранными в крыло, слитыми с ним реактивными двигателями.
Проект обсудили, но дальше обсуждений дело не пошло. Надо было ждать. И не столько технических возможностей постройки такого самолета – они уже были, – сколько перемен в мироощущении тех, кто должен был согласиться участвовать в этой работе, дать на нее заказ и средства. То есть опять ждать преодоления психологического барьера, известного своей ролью в истории техники.
Между прочим, раньше этот барьер по большей части ругали за то, что он вечно путался в ногах прогресса, а сейчас и к нему отношение изменилось. Он даже называется теперь в некоторых психологических работах по-новому: антисуггестивным – сознательным, интуитивным и этическим барьером против внушений, против логически хорошо обоснованных и все же пустых, а то и вредных идей. Важно лишь, чтобы высота этого барьера была оптимальной. При слишком высоком наступает творческий застой, бесплодие, при слишком низком зря тратятся силы. Хороши бы мы были, легко соглашаясь с любыми, лишь бы новыми, идеями, с готовностью отказываясь от старых, проверенных!
