Крыло для сверхзвукового самолета – это почти произведение искусства

Одна из вершин отечественного самолетостроения – сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144. Фото NASA

До начала летных испытаний опытного пассажирского сверхзвукового самолета Ту-144 было необходимо утвердиться в правильности некоторых принятых конструкторами решений. (Напомним, первый испытательный полет этого красавца состоялся 31 декабря 1968 года.) Ту-144 имел так называемое «оживальное» крыло – модификация треугольного. Его особенность – передняя кромка с плавно изменяющимся углом стреловидности вдоль размаха.

При малых скоростях полета работала основная треугольная поверхность с закругленными концами. А вот на сверхзвуке становилась эффективной дополнительная передняя часть (наплыв) малого удлинения и значительной стреловидности. И в этом – преимущество оживального крыла. С ним были получены более высокие аэродинамические характеристики, чем с обычным треугольным. Такое крыло обеспечивало на крейсерской скорости характеристики сверхзвуковой, а на взлете – дозвуковой машины.

Но эти теоретические преимущества надо было подтвердить опытным путем. Для этого и построили самолет-аналог Ту-144. Первый экземпляр создали на базе истребителя МиГ-21. От него аналог получил фюзеляж, вертикальное оперение и шасси. Крыло же представляло собой уменьшенное для Ту-144 в плане. Оно позволяло изучать особенности поведения на всех режимах, которые нельзя было выполнить на самом «сто сорок четвертом».

После продувок в аэродинамической трубе выяснилось, что самолет-аналог МиГ-21И по ряду параметров превосходит исходный самолет МиГ-21. Узнав об этом, министр авиационной промышленности Петр Дементьев с присущей ему образностью сказал Микояну: «Артем Иванович! Возьми ножовку и отпили хвостовое оперение на своем МиГе... на фиг!»

Аналог поднялся в небо в 1968-м. Ведущим инженером от Летно-исследовательского института имени М.М. Громова был В. Молочаев, летчиком-испытателем – О. Гудков. Однако в одном из полетов аналог № 1 разбился.

По воспоминаниям очевидца, заслуженного летчика-испытателя А.А. Щербакова, в то время в ЛИИ отрабатывали элементы высшего пилотажа на самолете МиГ-21 для показа на Парижском авиасалоне в аэропорту Бурже. Летчик-испытатель B.C. Константинов в совершенстве отрепетировал на самолете МиГ-21 эффектный номер – выполнение на истребителе «петли» на малой высоте, заканчивающейся «полубочкой» и пролетом над землей на боку. Он многократно выполнял его на самолете МиГ-21 и довел все свои действия до автоматизма.

Получив разрешение на полет на МиГ-21И – аналоге Ту-144 и выполнив полученное задание, Константинов решил повторить свой коронный номер на экспериментальном самолете. Но летчик не учел различий в пилотажных свойствах серийного истребителя и экспериментального самолета. А они были весьма существенны, тем более что на первом самолете МиГ-21И система управления была модифицирована таким образом, что отклонение ручки вперед создавало больший, чем обычно, момент на пикирование.

В результате, сделав «петлю» и «полубочку» и привычно сильно отклонив ручку от себя, чтобы сбалансировать самолет, летчик создал очень большую отрицательную перегрузку, которая травмировала его. Действия летчика стали бессознательными. Аналог свечой взмыл верх и, потеряв скорость, стал плашмя падать вниз. При катапультировании основной парашют раскрыться не успел, и летчик погиб.

Второй экземпляр аналога предназначался именно для аэрофизических исследований крыла типа «бесхвостка». На нем устанавливалась своеобразная «ловушка» для воздушных вихрей. Прежние методы изучения вихревого обтекания не давали полной картины этого явления. С их помощью описывались процессы только на крыле. Необходимо же было видеть натурное пространственное обтекание.

Препарированный МиГ-21И. Фото из архива автора

Самолет-аналог Ту-144 № 2 создавался совместными усилиями ЛИИ имени М.М. Громова, ОКБ имени А.Н. Туполева и ОКБ имени А.И. Микояна. Крылья препарировал Воронежский авиазавод.

В ЛИИ и ОКБ имени А.И. Микояна приняли решение провести первый полет аналога в Горьком (ныне Нижний Новгород) на летном поле авиазавода. Туда отправилась бригада техников во главе с инженером И. Жиденко. Ведущим летчиком назначили молодого испытателя Игоря Волка, будущего Героя Советского Союза, летчика-космонавта. Ведущий инженер по испытаниям – В. Старцев.

В конце января 1970-го стояла летная погода. Несмотря на 20-летний стаж работы в ЛИИ, Старцев очень волновался: беспокоила короткая ВПП заводского аэродрома. Волк осторожно вырулил на старт. Его сопровождал на самолете-лидере шеф-пилот Горьковского авиазавода В. Гордиенко. И вот – взлет.

Волк отработал всю программу и попросил: «Разрешите выполнить «бочку»!» Что ж, разрешили. Затем были другие испытательные полеты. Пройдя весь диапазон скоростей и углов атаки, безукоризненно выполнив все режимы полетов, предусмотренные по программе, Игорь Волк довел аналог до сваливания и вошел в штопор. После пяти витков чисто вышел из него и благополучно приземлился.

Испытания показали, что аналог при дозвуковых скоростях обладал хорошими несущими свойствами до очень больших углов атаки, на которых величина подъемной силы остается практически постоянной. Только после этого туполевцы смогли выполнить важнейшую корректировку нагрузок и компоновки крыла Ту-144.