"Ненужный самолёт" - Самолёт-амфибия вертикального взлёта и посадки ВВА-14 (часть 1
Самолёт-амфибия вертикального взлёта и посадки ВВА-14, как и многие проекты видного советского авиаконструктора и учёного, итальянского барона и интернационалиста Орос ди Бартини, Роберта Людювиговича Бартини - несомненно, значительно опередили своё время. Однако он был не просто спонтанной вспышкой непризнавемого у нас и практически неизвестного на Западе гения Бартини, каким казались в эру поршневой авиации его проекты реактивных машин.
ВВА-14 стал результатом многолетнего исследования Бартини - "Теория межконтинентального транспорта Земли", завершенного в 60-е годы, но так и не опубликованного, как и многие его работы. Конспективно в этой работе с позиции глобальной оценки Земли, как объекта транспортных операций Бартини для судов, самолётов и вертолётов сделал анализ взаимозависимостей валавой производительности (произведение полезной нагрузки на скорость её доставки), погодности (отношение времени годовой эксплуатации к длительности года) и охватываемости поверхности (отношение поверхности, где могут останавливаться транспортные машины для выполнения погрузки и выгрузки, к общей поверхности Земли).
В координатах, соответствующих указанным параметрам, только суда выглядели объёмно, а самолёты и вертолёты - узенькими ленточками в разных плоскостях графика. Но суда по своим параметрам никак не были близки к идеалу - предельными значениями погодности и охватываемости поверхности Земли. Ответ на свой вопрос, каким должно быть межконтинентальной транспортное средство Земли, он получил определённый: это должна быть амфибийная самоходная транспортная машина, способная взлетать и садться по-вертолётному или на воздушной падушке на любую более или менее плоскую площадку (суша, вода, лёд), имеющая грузоподъёмность, как у больших судов, а скорость и навигационное оборудования - как у самолётов.
В результате конструкторского осмысления полученного таким образом идеального облика траспортной машины, постоянно имея ввиду, что "летающие крыло" - наиболее рациональный по весовой отдачи самолёт, Бартини разработал разработал проект "2500". Это был самолёт - амфибия, который имел центроплан - летающие крыло размером с футбольное поле и массу 2500 тонн. Верхняя поверхность самолёта вполне могла бы служить палубой летающего авианосца. Концы центроплана оканчивались фюзеляжеобразными бортотсеками, снизу которых крепились убираемые в полёте эластичные поплавки цилиндрической формы, а на кормовых частях кили и поплавки стабилизаторов.
Двигатели, обеспечивающие поступательную скорость, располагались в задней части центроплана на пилонах и были таким образом защищены от пыли, воды и прочего. Экипаж пассажиры, грузы и оборудование - всё размещалось в центроплане и в бортотсеках.
Гений Бартини сделал центроплан - летающее крыло устойчивым и при обычном полёте, и при полёте на динамической воздушной подушке с использованием экранного эффекта. В большей степени это было достигнуто путём установки на самолёт двух крыльев-консолей в хвостовой части. Самолёт "2500" был снабжён подъёмными двигателями, установленными в шахтах центроплана с открываемыми заборниками на верхней поверхности. Система управления вертикальным взлётом и посадкой предусматривала газоструйное управление и тягой подъёмных двигателей. Эластичные поплавки для обеспечения аварийной посадки на воду или сушу имели скулообразователи, реданы, а также полозья с подачей сжатого воздуха через перфорированые перегородки между двух продольно надувных стрингеров.
Надо сказать, что в 70-е годы Р.Л. Бартини оформил - таки этот проект, но внёс в него не мало новшеств, позаимствовав у Р.Е. Алексеева, главного конструктора ЦКБ по СПК, установки спереди поддувных двигателей, хотя концепция самолёта в целом сохранилась. Вот такой грандиозный проект, вероятно, был у Бартини "ноу-хау" при разработке предложения противолодочного самолёта-афибии вертикального взлёта и посадки ВВА-14, о котором и пойдёт рассказ в этой книге. Справедливости ради необходимо упомянуть также о проектах Бартини - амфибиях МВА-62 и Кор-70. Первый проект - предшественник ВВА-14, на основе которого и был разработан проект ВВА. Второй проект - многофункциональная амфибия с вертикальным взлётом для кораблей.Следует отметить, что жёсткие, но эффективные меры по обеспечению секретности в недавние 60-е годы, несмотря на ультросовременные средства разведки "дальнего зарубежья", по нашим сведеньям, исключили информацию о ВВА-14 в иностранной и тем более в отечественной литературе. Вплоть до выступления Г.С. Панатова - генерального конструктора ТАНТК им. Г.М. Бериева - зарубежом на научных форумах и авиавыстовках да некоторой иформации в матерьялах ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева о ВВА-14 знали практически только те, кто его заказывал, создавал и испытывал. Стоящий в музее Монино самолёт находится в плачевном состаянии и не даёт представления ни об истории его создания, ни о конструкции. А поступающая иформация свидетельствует о приближении специалистов многих стран, особенно США и Японии, к границам понимания будущего межконтенентального транспорта, определённым Р.Л. Бартини ещё в 60-е годы.
Представляется, что материал о ВВА-14, помимо утверждения приоритетов и удовлетворения приоритетов и удовлетворения любопытства историков авиации, также послужит свидетельством огромного потенциала научного и инженерного корпуса России вообще и отраслевых авиационных НИИ (и прежде всего ЦАГИ, ЦИАМ, ВИАМ), коллективов многих ОКБ и аваизаводов и ТАНТК им. Г.М. Бериева в частности. Возможно, станет понятной дальновидность многоих гражданских и военных руководителей страны, сумевших поддержать по-научному последовательную и громадную работу, которую предложил Бартини, но которая, к сожалению, так и не было доведена до конца, как и многие другие выдающиеся работы в России и бывшем СССР.
Итак, уважаемый читатель, приглашаем Вас к знакомству с самолётом вертикального взлёта и посадки ВВА-14 главного конструктора Р.Л. Бартини. За каждым обычным и необычным элементом конструкции самолёта стояли десятки и сотни специалистов, все фамиии назвать невозможно, не упустив кого-либо. Этим людям - живым и ушедшим из жизни - коллектив ТАНТК им. Г.М. Бериева признателен за великий труд, благодаря которому ВВА-14 - самолёт будущего - состоялся
Укрощение "Китов"
Основными проблемаи ВВА-14, которые предстояло решить при проектировании и проверить испытаниями - "китами", как их называл Бартини, были следующие.
Необычная аэродинамическая схема - центроплан-летающие крыло с консолями и бортотсеками, т.е. сложное составное крыло.
Мнение сторонников Бартини: "Прекрасная схема для решения глобальных задач компоновки подъёмных и маршевых двигателей поплавков пневматического взлётно-посадочного устройства (ПВПУ) Ожидается весьма приличное аэродинамическое качество и хороший экранный эффект. Конструкция близка к идеалу самолёта - летающему крылу." Мнение противников: "Змей Горыныч с пятью фюзеляжами (основной, плюс два бортотсека, плюс два надувных поплавка). Ни самолётного, ни экранного эффекта хорошего качества ожидать совершенно не приходится."Взлётно-посадочное устройство с поплавками (пневматическое взлётно-посадочное устройство - ПВПУ) длиной 14 м и диаметром 2,5 м.
Мнение сторонников Бартини: "Это оптимальное для самолёта вертикального взлёта и посадки на любую поверхность устройство. Альтернативы ему нет!" Мнение противников: "Чепуха на постом масле! Пузыри, увеличивающие или уменьшающие мидель почти вдвое, могут привести машину к гибели из-за потери устойчивости. Ненадёжны - а если лопнет резина, а если откажет система выпуска? И, кроме того, будет вес, который "съест" всё топливо. Очередной невероятный прожект Бартини."
Управление на переходных режимах - при вертикальном взлёте и посадке.
Опыт самолётов небольшого веса типа "Харриер" и Як-36 свидетельствует о сложности решения такой задачи. Мнение сторонников Бартини: "Задача действительно непростая и осложнённая размерами и массой ВВА-14. Но она была не менее трудной для создателей палубных самолётов ВВП. " Мнение противников: "Для квадратного самолёта массой 36-80 тонн это не годится Тем более 12 подъёмных двигателей, каждый из которых может отказать. Это какие же усилия потребуются для стабилизации? И вес, и надёжность такой системы, если она будет создана, не позволят, что бы самолёт был достаточно хорошим."
Силовая установка ВВА-14, состоящая из двух маршевых и 12 подъёмных двигателей.
Мнение сторонников Бартини: "Для самолёта большое количество подъёмных двигателей не представляет особых трудностей, так как они просты и работают кратковременно - на взлёте и посадке." Мнение противников: "Недаром ВВА-14 имеет номер 14 - по количеству двигателей! Это же немыслимо и нерационально возить в полёте по-самолётному такой балласт: 12 бездельников-подъёмных двигателей. Для эксплуатации такой самолёт не подойдёт: заставить их работать синхронно, терять время при запуске, искажать поток над верхней поверхностью центроплана - на входе в маршевые двигатели, задачи - комплексно практически неразрешаемые."
Поведение самолёта при интерференции газовых струй подъёмных двигателей с поверхностью, с которой взлетает или на которую садится самолёт.
Мнение сторонников Бартини: "Страхи о скорости выхлопа подъёмных двигателей преувеличины. Они для того и создаются с вентиляторными приставками, чтобы не получилось газовых "резаков". Поэтому умеренно быстрая и умеренно нагретая "река" от подъёмных двигателей направленно уйдёт под центропланом назад - двигатели наклонены сверху вперёд." Мнение противников: "Особенно опасен взлёт с воды, так как для достижения взлётной тяги струи от подъёмных двигателей будут выдувать из-под самолёта воду в сторону и машина будет тонуть. А на суше горячие составляющие газа от поддувных двигателей сожгут поплавки! "
* * *
Как же укрощались эти "киты" при проектировании и как создавалась конструкция ВВА-14? Необычная аэродинамическая схема подвергалась тщательному теоретическому и эксперементальному (на моделях) исследованию. Были привлечены и с итересом работали многие учёные и инженеры, ощущая удивительную новизну и оригинальность темы. У Бартини было несколько вариантов аэродинамической компановки, но он выбрал именно ту (помните "ноу-хау") и доводил её, варьируя соотношениями площадей и взаимоположением центроплана и консолей. Всё сошлось между теорией и продувками, но окончательно точку над " i " в споре могли поставить только полёты. Следует сказать, что необычная аэродинамическая схема при проектировании неоднократно ставила тупик конструкторов-каркасников и прочнистов, ибо такое многомерное летающее тело требовало очень тщательного, порой интуитивного размещения силовых элементов по ходу потоков. К сожалению, статические и ресурсные испытания каркас ВВА-14 не проходил, и так и не удалось выявить до конца резерв этой, в общем-то, "плотненькой" схемы. (Сравните с длинными фюзеляжами самолётов Туполева и фирмы "Боинг"!) Представляется, что это объёмное тело вполне могло быть облегчено по результатам прочностных испытаний.
Конструкцию поплавков ВПУ, механизмов и систем обеспечения их выпуска и уборки по праву можно назвать выстраданой, ибо таких принципиальных изменений не претерпивала ни одна из систем. Вначале была идея шарнирно-соединённых пяти паналей с эластиком внутри. Уборка предельно проста: включается режим вакуума и панели, устремляясь внутрь, складывают поплавок. Путём подачи давления поплавок выпускался. На макетной комиссии был представлен стенд с эжекторами и с трёхметровым макетом поплавка. Уборка и выпуск проходили безукоризненно, за исключением носков и хвостиков. Затем, после того, как началось рабочее проектирование, возник в общем-то законамерный вопрос: между избыточным давлением и вакуумом есть давление, равное атмосферному. Поплавки в этом случаии превращабтся в несопротивляющуюся подвеску, которая будет болтаться по воле атмосферного воздействия. Начали делать механизм внутри - остаётся большой мидель. Механизм снаружи - ухудшается аэродинамика.
Объявили конкурс. Из КБ Бережного в Самаре прислали проект поплавка, где стенки оболочки были выполнены из профильных пневмобалок высокого давления, соединённых в носках и в хвосте. Они обеспечивали устойчивость стенок и поплавка в целом от боковых сил. Но и сложности удвоились: обеспечение герметичности по многим границам, технологические трудности, увеличение веса...
Наконец Бартини сформулировал задачу: и при выпуске, и при уборке поплавка внутри него должно быть давление формообразования, т.е. его надо складывать внешней силой, но не вакуумом внутри, а выпускать, наполняя воздухом. В ответ на это требование и родилась в Долгопрудненском КБА и на ТАНТК совместная конструктивная схема поплавка, механизмов его уборки и выпуска. Выкристаллизовались требования к системам и приводам.Зачастую, говоря о самолётах, вспоминают конструкторов, забывая тех, кто идеи и чертежы притворяет в материальные системы и устройства. Вот и добавьте к сказынным выше трудностям, которые довелось преодолеть шинникам из Ярославского производственного объединения, создавая поплаки невиданных размеров, и вам станет понятно, почему ВВА-14 только в 1974 году, спустя два года после первого полёта, смогли оборудовать ПВПУ. Следует отметить, что для приручения этого "кита" было выполнено большое количество экспериментальных и исследовательских работ на стендах и в лабораториях (копровые сборы поплавков, статические испытания, испытания модели 1:4 на устойчивость при транспортирвки самолёта волоком по суши и т.д.). А окончателно подтвердить возможность существования такого ПВПУ должны были наземные, морские и лётные испытания.
Управление на переходных режимах вертикального взлёта и посадки изначально понималась всеми её создателями как серьёзная задача для ВВА-14. Опыт использования струйных газовых рулей на вертикально взлетающих палубных самолётах типа "Харриер" и Як-36 толкал конструкторов в этом направлении. Однако со струйными рулями ничего не получалось, ибо тяга в 80 кгс воздуха, отбираемого от компрессоров двигателей, требовала для струйных рулей таких расходов, что отбираемая от маршевых и подъёмных двигателей мощность вообще ставила под угрозу создание ВВА-14. Мало того встовал вопрос о недостаточном быстродействии струйных рулей с большими длинами воздушных магистралей. Однако все тупики былипреодалены: основную тяжесть стабилизации и управления доверили подъёмным двигателям, регулируя их тягу нижними решётками. Струйное управление быстродействием дополнило систему управления "вектором тяги". Причём удельная тяга струйных рулей была повышена втрое за счёт установки перед рулями в магестралях прямоточныз двигателей.
Благодаря изобретению струйных рулей, управляющих векторами тяги одновременно по двум каналам - тангажу и курсу, количество этих рулей было уменьшено. Идеология вращения рукоятки управления самолётом у лётчика "по-вертолётному" дополнила и завершила ставшую стройной теоретическую и конструктивную схему этой важнейшей системы, другого "кита" идеи Бартини. Очень много вопросов по этому "киту" было решено на газодинамическом стенде, имитировавшем работу подъёмных двигателей и струйников.
Силовая установка, состоящая из двух маршевых и 12 подъёмных двигателей, размещённых в центропланных шахтах с забором воздуха сверху центроплана и с выхлопом вниз, была далеко не ординарной. Представте себе, как опасен отбор воздуха подъёмными двигателями в пространстве перед воздухозаборниками маршевых двигателей на вертикальном взлёте и посадке и при переходных режимах на горизонтальный полёт! А выход центроплана на большие углы атаки, когда пограничный слой, казалось бы, неминуемо должен нарушить работу двигателей!? Не говоря уже о струйном "аде" снизу, когда 12 подъёмных двигателей нагнетают воздух.
Был создан специальный газодинамический "горячий" стенд и проведены многовариантные стендовые исследования.
Но ответ, будет ли самолёт Бартини летать, как хотел того главный конструктор, мог дать только натурный самолёт. К сожалению, из-за не поставки подъёмных двигателей эта задача так и не была решена окончательно.
Наконец последний "кит" - математическое описание и исследование поведения самолёта с учётом воздействия отражённых от поверхности (с которой взлетает и на которую садится СВВП) вихрей газа от подъёмных двигателей.
И последнее: надо было разработать варианты методов управления самолётом на этих режимах и обучить лётный состав.
Над созданием матмодели этого и самолётного этапов полёта ВВА-14 длительное время работали специалисты отраслевых НИИ и ведущие инженеры у Бартини. К работе подключились специалисты ТАНТК, среди которых Главный конструктор выделил молодого инженера Г.С. Панатова. Под его руководством должны были создать два крупных пилотажных стенда - с подвижной и неподвижной кабинами.
Это была серьёзная и очень ответственная крупномасштабная работа, находившаяся под постоянным вниманием Р.Л. Бартини. Чутьё на талантливых людей не подвело умудрённого суровыми жизненными испытаниями Главного - Г.С. Панатов блестяще справился с этой работой, которая окозалась стартовой площадкой на его пути от простого инженера до Генирального конструктора ТАНТК им. Г.М. Бериева. Стенд с подвижной кабиной по первоначальному замыслу должен был имитировать не только движение кабины, но и перегрузки при вертикальном взлёте и посадке. Эта задача, однако, не была до конца выполнена из-за возникших в процессе испытания технических трудностей, хотя основные проблемы этот стенд решил. Собственно, как и стенд с неподвижной кабиной. Оба стенда оказались универсальными, способными адаптироваться практически к любым типам самолётов, благодаря чему они успешно используются на ТАНТК и сегодня. Полученный опыт позволил специалистам ОКБ в дальнейшем моделировать и другие, не менее сложные задачи динамики полёта.
Отметим, что неоценимый вклад в решение проблем ВВА-14 внесли заместитель главного конструктора В. Бирюлин, М. Симонов, Л. Круглов и особенно Н. Погорелов, обеспечивший завершение проектирования, строительства и испытания самолёта. А талантливые специалисты СибНИА, Ухтомского вертолётного завода им. Кмова, ЦАГИ, ВИАМ, НИАТ, ЦИАМ и других организаций, сделав многое для создания ВВА-14, получили многое для своего развития благодаря необходимости решения неординарных, но удивительно интересных научно-технических задач.
Стенды
Необычные аэродинамические формы самолёта ВВА-14, сложная силовая установка с маршевыми и подъёмными двигателями, выпускное поплавковое устройство, вертикальный взлёт и посадка на твёрдый сыпучий грунт или воду - всё это требовало не только математического моделирования, но и получения экспериментальных данных ещё до начала лётных испытаний. Это было необходимо для того, чтобы выработать надёжную тактику управления самолётом на всех режимах и иметь возможность обучать лётчиков.
С этой целью были спроектированы, построены и испытаны три крупных стенда: газодинамический ("горячий") и два пилотажных - с подвижной и неподвижной кабинами. Названные стенды выделялись среди остальных, вообщем-то ставших уже "джентельменским набором" для коллектива, хотя стенды системы управления, копровых и статических испытаний поплавков ПВПУ и аэродинамических моделей разного типа (к примеру с подводом воздуха для имитации работы двигателя) существенно отличались от соответствующих у обычных самолётов. Рассомтрим стенды поподробнее.
Газодинамический стенд
Рассказывает Юрий Дурицин, ведущий инженер-конструктор по его испытаниям:
- Конструкция газодинамического стенда имела внушительные размеры - примерно 15/15/10 м и массу 27 тонн. Она была разработана специалистами из КБ Р.Л. Бартини в Ухтомской. Основные элименты его - ферменный каркас с двумя поплавками-понтонами и колёсами, наблюдательным мостиком, помещением для аппаратуры, большая динамически подобная модель ВВА-14 массой 2,5 тонн, силовая установка с шестью реактивными двигателями ТС-12М, электроэнергетическая система с реактивным энергоузлом ТА-6, топливная и другие системы обеспечения работы двигателей и, наконец, измерительная система.
Стенд был восновном изготовлен умельцами Ухтомского вертолётного завода, доставлен по частям на Черноморскую базу ТАНТК, где его собрали и начали отладку.
Для проведения газовых струй на стенде по критериям подобия в соответствии с ВВА-14 каждый выхлопной патрубок двигателя ТС-12М разделялся на два и концы этих патрубков снабжались эжекторами. Так обеспечивалась аналогия с подъёмными двигателями П. Колесова, имевшими большой вентилятор в нижней части. Эжекторы оказались делом инженерно тонким и их пришлось отрабатывать отдельно перед установкой на большой стенд.
В процессе работы выяснили, что система замеров параметров модели при действии имитаторов подъемных двигателей искажает результаты при воздействии на модель архимедовых сил от воды и ударов волн.
Острые дискуссии с профессором Л. Эпштейном из ЦАГИ привели к пониманию необходимости принципиально новой системы измерений, которая была бы лишена указанных недостатков. Пришлось изобретать, причем в хорошем темпе. И изобрели! Такую оригинальную систему, что до сих пор удивляемся, как это мы сумели!
Включение двигателей начали с суши. Модель ВВА-14 подняли вверх до свободного истечения струй. Запустили двигатели. Все, поочередно. Шум возник ужасный, и, если бы не переговорное устройство, ничего организовать было бы нельзя.
На этот шум пришел директор завода А. Самоделков, весь массивный и широкий. Поглядел-поглядел, махнул рукой и ушел. Потом пояснил, что первой мыслью у него было: «Запускают ракету! Почему на нашей базе?».
Работами на стенде вначале (около полугода) руководил один из его создателей - А. Хохлов, затем это довелось делать мне. Костяк бригады составляли В. Насонов, М. Кузьменко, К. Швецов. Всего же бригада насчитывала около 30 человек.
Первые запуски, отладки, доводки. И наконец, пошли эксперименты с постепенным опусканием модели ВВА-14 поближе к экрану (бетону площадки), вплоть до взлетно-посадочного положения. По три достоверных эксперимента в каждом положении. В перерыве - обработка осциллограмм, подготовка материалов к отчету.
Затем последовал цикл испытаний на море, куда стенд по спуску гидросамолетов довели трактором, а дальше катером отбуксировали в глубь бухты и заякорили на «бочке».
Работы на воде были гораздо интереснее: образующаяся под воздействием газовых струй каверна была отчетливо видна. Естественно, самые большие размеры у нее были при нижнем расположении модели ВВА-14.
Замеры полей температур на модели и на воде показали умеренные значения, и я рискнул нырнуть в каверну, где оказалось вполне терпимо - и по кислороду, и по температуре.
Экипаж экспериментаторов на воде состоял из 11 человек, был и специальный охранник-дежурный, вооруженный ракетницей. Шум стенда постоянно привлекал отдыхающих, но посягательство на секреты проявилось только один раз: к стенду подплыл человек, который был схвачен и извлечен из воды. Нарушителем оказался профессор Л. Эпштейн (тот самый, из ЦАГИ), «вручную» приплывший на испытания.
Полученные результаты оказались просто неоценимыми. Они свидетельствовали о реальности безопасного существования и эксплуатации ВВА-14 с работающими подъемными двигателями. А силы и моменты, воздействовавшие на самолет ВВА-14 при вертикальном взлете и посадке вблизи суши или воды, были такими, что системы стабилизации и управления самолетом вполне могли их парировать.
Результаты стендовых испытаний были использованы в математических моделях на пилотажных стендах. Жаль, что подъемные двигатели так и не появились и ВВА-14 как вертикально взлетающий аппарат не смог подтвердить справедливость испытаний динамически подобной своей модели на газодинамическом стенде.
Пилотажный стенд
Задача создания самолета ВВА-14, необычного по конструкции и полету, не могла быть решена обычными методами. Поэтому не удивительно, что Г. С. Па-натов, в 60-е годы молодой инженер, соприкоснувшись с ВВА-14 в отделе аэрогидродинамики, пришел к выводу, что надо не просто создать математическую модель-этого самолета, но и включить в исследование динамики полета человека, летчика.
Найдя единомышленника в лице инженера-конструктора В. Букши и обменявшись соображениями с работниками ЦАГИ, Г. С. Панатов вышел к Бартини с предложением о создании пилотажного стенда ВВА-14!
В процессе обсуждения было решено создать не один, а два пилотажных стенда - с неподвижной и подвижной кабинами, с тем чтобы первый стенд позволил отработать технику пилотирования ВВА-14-Ш по-самолетному до первого его вылета. Р. Л. Бартини импонировали инициативность и профессионализм Г. С. Панатова, и он, не колеблясь, предложил ему возглавить эту работу на ТАНТК.
Шел 1969 год. В группу энтузиастов вошли В. Букша и В. Логвиненко, а позднее О. Гиричев, Б. Хармач и другие. Вспоминает ведущий инженер-конструктор В. Букша:
- На вооружении вычислительного центра фирмы в те годы были аналоговые ЭВМ М-17 и М-7, под которые мы и начали разработку математической модели. Необходимо было создать рабочее место летчика с натурными органами управления самолетом и приборным оборудованием (указателями), которое бы отражало поведение самолета и его систем в зависимости от эффекта воздействия летчика на рукоятку и педали управления и расчета его последствий с помощью мат-модели.
Для имитации визуальной обстановки летчику - оператору стенда был установлен двухлучевой осциллограф, перед экраном которого помещалась коллима-торная линза, создававшая зрительную перспективу.
Визуальная информация представлялась в виде условно выполненной взлетно-посадочной полосы и горизонта, динамично перемещавшихся в зависимости от задаваемых эволюции самолета.
Поскольку испытания на натурном стенде самолетной системы управления ВВА-14 предусматривались до первого вылета, было принято решение для создания пилотажного стенда использовать этот стенд с его устройствами, загружающими органы управления в необратимой бустерной системе.
Стенд с неподвижной кабинойИ территориально, и принципиально первый стенд с неподвижной кабиной (ПСНК) был выполнен на указанном стенде управления, и его доводки завершились до первого вылета самолета, чему Бартини был чрезвычайно рад.
К этому моменту на основании продувок моделей и теоретических выкладок Бартини в математическую модель были внесены материалы о динамической подушке под ВВА-14 при посадке и взлете.
Характерно, что летчик-испытатель Ю. Куприянов, часто приглашаемый на стенд, но часто деликатно уклонявшийся от длительной работы на нем, воспринял рекомендацию о небольшой отдаче ручки от себя на высоте 8... 10 м при посадке (после выравнивания) весьма скептически. Его не убедили благополучные «посадки» по этой методе, ибо она противоречила принципу управления при посадке обычных самолетов.
Нужно отдать должное его самокритичности: при разборе первого полета он в конце доклада заявил, что все в общем-то было, как на тренажере, а затем пришел на пилотажный стенд, чтобы обнять его создателей, подготовивших пилота к необычному поведению самолета ВВА-14.
В отличие от обычных существующих на многих фирмах пилотажных стендов на стенде ВВА-14, помимо имитаторов гула работы двигателей и имитации визуальной обстановки, было смонтировано устройство, позволявшее имитировать вибрацию кресла пилота и почувствовать стук колес о стыки бетонных плит, отрыв и касание машины.
По опыту приема многочисленных визитеров-гостей, посещавших стенд и желавших «полетать» на ВВА-14, мы всегда с интересом дожидались момента посадки. Как правило, опытные летчики поразительно быстро привыкали к стенду, но дилетанты почти всегда теряли благодушно-снисходительное выражение лица, когда «толчки от неудачной посадки» завершали летный опыт.
Позднее неподвижный стенд был смонтирован в другом помещении, дополнен матмоделью электрогидравлической загрузки органов управления самолетом и адаптирован к универсальному заданию условий по- лета. Это позволяет использовать его до сих пор на разных этапах создания машин.
Несколько позднее было завершено проектирование и строительство пилотажного стенда с подвижной кабиной (ПСПК). Его создание диктовалось необходимостью исследовать вертикальный взлет и посадку ВВА-14. Да и для полета по-самолетному он был не лишний, так как заложенная в нем идея подвижности предполагала обеспечить более соответствующее реальному полету участие летчика в управлении - от ощущения движения до перегрузки.
Структурно стенд содержал: кабину летчика с натурными органами управления и приборным оборудованием, приводимую в действие четырехстепенным механизмом подвижности; гидравлические системы; универсальную загрузку органов управления; имитатор визуальной обстановки; пульт оператора и систему защиты.
Этот стенд, естественно, был сложнее и более приближен к натуре, чем стенд с неподвижной кабиной. К моменту его отладки и началу испытаний были получены значения сил и моментов, действовавших на ВВА-14 при вертикальном взлете и посадке.
Этот стенд создавался параллельно с аналогичным в ЦАГИ, и мы в контакте с его сотрудниками (особенно с А. Предтеченским) ощущали себя на переднем крае технического прогресса. Не все получилось, как мы хотели: в обеспечении величины перегрузки мы не смогли достичь максимальных величин, но для отработки методики пилотирования ВВА-14 при нормальном вертикальном взлете и посадке и при большинстве аварийных ситуаций стенд оказался незаменимым инструментом.
Здесь также не обошлось без курьезов с гостями, в «полет» с которыми уходил и наш экспериментатор. Однажды, когда кабина оказалась в наивысшем положении, полностью выключилось электропитание стенда, на что защита не была предусмотрена. Какие-то остаточные токи и наводки завертели кабину и бросили ее вниз. Гость-генерал и экспериментатор оказались лежащими на боку у двери кабины, остановленной де-мпферами всего в 60 см от пола.
Поскольку гость был весьма рослый и тучный, пришлось затратить немало усилий, чтобы сообща вытащить его из двери, развернув в образовавшейся щели. Мне, его экспериментатору, с более скромной комплекцией, было легче.
Как всегда, после благополучной эвакуации нашлись юмористы, представившие живые картинки освобождения кабины громоздким генералом. Хохотали все, особенно гость.
Тем временем подстанция, резко предупрежденная за анархию, подала электропитание. Стенд ожил и возвратился в нейтральное положение.
И что вы думаете? Гость-генерал оказался настоящим бойцом: снова полез в кабину и достаточно удачно «полетал».
Кстати сказать, этот незапланированный и рискованный эксперимент заставил разработать специальное защитное устройство, которое в последующем полностью исключало неприятности при выключении электроэнергии.
Пилотажный стенд с неподвижной кабиной позволил смоделировать все этапы полета ВВА-14 и обучить летчиков полетам на этой машине. Жаль только, что не получилась она с подъемными двигателями...
Роберт Людовигович много раз бывал на ПСНК и «летал» на своем самолете. К сожалению, он не дожил до начала работ на стенде с подвижной кабиной - ПСПК.
Оба стенда живут и работают на новые самолеты ТАНТК. Хотя в нынешнее время большинство самолетостроительных и вертолетостроительных фирм обзавелись у себя стендами более высокого класса, но мы на ТАНТК с удовлетворением вспоминаем те годы, когда, идя непроторенными тропами, создавали их впервые в нашей отрасли под руководством Бартини.