Содержание

Близнюк В., Васильев Л., Вуль В. и др.
«Правда о сверхзвуковых пассажирских самолетах»

Особенности пилотирования. Летные оценки

    Успехи программы Ту-144 затмили тот тяжелый труд и необходимость каждодневного решения важнейших инженерных задач по доводке характеристик самолета необычной аэродинамической схемы с характерными особенностями пилотирования, которые должны были быть вначале поняты, а затем и разрешены. Чтобы продемонстрировать хотя бы часть возникающих вопросов, приведем летную оценку первого вылета летающей лаборатории Ту-144ЛЛ, написанную заслуженным летчиком-испытателем С.Г. Борисовым. Они очень показательны как по отношению летчика к самолету, так и по оценке первого полета. Отметим, что на летающей лаборатории к первому вылету было сделано много изменений, связанных с центровкой самолета, и особенно с настройками системы управления, которые затем были признаны неудачными. Впечатления о полете на самолете Ту-144ЛЛ мы считаем очень показательными, так как С.Г. Борисов первым из летчиков выполнял первый полет на самолете Ту-144 как командир испытательного экипажа, не имея ранее опыта полетов на этом самолете.
    «Итак, 29 ноября 1996 года. Завершена подготовка летного экипажа к первому вылету Ту-144ЛЛ. Этого красавца, белого, нежного и гордого с виду, не хочется называть обыденным словом «самолет». Уж очень приземленно звучит. Немногие из летательных аппаратов бывают востребованы в почтенном возрасте 30 лет. Единицы используются в качестве летающих лабораторий, чтобы пробить дорогу новым поколениям своих собратьев. И единственный из них сегодня в России...
    Запущены двигатели, проверены системы... Можно выруливать. Волнующие мгновения первого движения нового для меня летательного аппарата, пользующегося наконец собственными двигателями для движения. Пока рулим, выясняется, что машина вполне послушна, чутко реагирует на действия экипажа, в ответ на торможение — вальяжно кивает.
    Машина на линии исполнительного старта, к взлету готовы. Выводим двигатели на взлетный включены форсажи. Машина мелко подрагивает в напряжении. Удивительно, но рева двигателей в кабине экипажа практически не слышно, только вот эта мелкая дрожь, приятно аккомпанирующая собственным ощущениям. Запрошен взлет, получено разрешение. Ну что, вперед!
    Выключен стартовый тормоз, до этого момента удерживающий мощь четырех двигателей, работающих на форсаже. Сжатая передняя стойка наконец-то обрела свободу, распрямилась, приподняв кабину мягким движением сразу на пару метров, словно приглашая экипаж: «Ребята! Вам отсюда будет виднее. Одновременно с этим необычным движением вверх начинается напористый разгон. Никакая другая машина не одаривает человека такими эмоциями на разбеге. Убедительнее будет сказать, что ощушещение полета на ней появляется с момента освобождения тормозов на взлете.
    Быстро набрана необходимая скорость. Плавно колонку штурвала на себя. Точно аэродинамики предупреждали — расход рулей для подъема передней стойки небольшой. Машина охотно пошла. Угол тангажа нарастает, ожидаемый для этого веса — около 25°. Очень динамично растет скорость 360...380...400. Угол набора подходит к расчетному. Плавно штурвалом фиксируем заданный угол. Однако тангаж продолжает увеличиваться. Штурвалом — еще чуть от себя. Нос с излишней поспешностью пошел вниз, вместо того чтобы просто прекратить движение вверх. Скорость? 420. Ограничение близко. Самое время выключить форсажи. Нос продолжает опускаться, хотя штурвал неподвижен. Неправильно это! Похоже, продольный канал системы управления излишне чувствителен. Бросаю взгляд на второго пилота. Борис Иванович (Б.И. Веремей — заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза. — Прим. авт.) невозмутим. Нос подходит к горизонту, пора бы в набор. Нет уж, штурвалом больше не двигаю. Попробуем другой вариант. На долю секунды щелкаю ползунок триммера «на себя». Есть реакция! Нос дрогнул вверх. Еще триммером «на себя» на вариометре 8-10 м/сек набора. То, что надо. И вовремя. Входим в облака. Но машину качает в продольном канале в ответ на малейшее возмущение. Процесс затухания длительный. Труднее всего побороть желание в ответ на колебания двинуть штурвалом для парирования. Вроде приноровился, триммер в канале тангажа позволяет сделать более тонкое движение рулем высоты, хотя он для этого не предназначен.
    Подошло время разворота. Попытки плавно накренить самолет, ожидая его аналогично бурной реакции, к моему удивлению, никак не отразились на указателе крена. Более смелые действия не изменили показаний авиагоризонта. В конце концов максимальным движением штурвала удалое достичь крена около 15°. Да и из этого мизерного достижения машина то и дело норовила выскользнуть. Бродила в голове идея «добавить крена» с помощью педалей, но здоровое чувство самосохранения возобладало. Да и не было толку от этого, как потом выяснилось. После разворота было уже попроще. Стало ясно, что можно делать, самое главное, чего нельзя. Пришлось изрядно попотеть на глиссаде, где требовалось компенсировать изменение тяги двигателей, а также в процессе уборки газа перед посадкой. Полет завершен вполне благополучно.
Первый экипаж самолета Ту-144: М.Козлов, В.Бендеров, Ю.Селиверстов, Э.Елян
Первый экипаж самолета Ту-144: М.Козлов, В.Бендеров, Ю.Селиверстов, Э.Елян

    Дефекты были устранены, все регулировки проведены, и я с увольствием и гордостью летал на этой прекрасной машине, выполнив программу испытаний».
    Как не вспомнить после этих взволнованных слов первый экипаж Ту-144! Именно они открыли эту дорогу! Более понятными становятся и слова — эпиграф к «Руководству по летной эксплуатации самолета «Конкорд»: «Всегда помни — Ты будешь летать не на самолете! Ты будешь летать на «Конкорде»!» По суммарной летной оценке, выполнение полетов на серийных самолетах Ту-144 и Ту-144Д не требовало особенного летного мастерства. Линейные экипажи гражданской авиации СССР, имеющие квалификацию первого класса и опыт работы на самолетах Ил-62 и Ту-154, прошедшие специальную подготовку на самолетах Ту-144, уверенно выполняли полеты в условиях испытаний и эксплуатации. Мы не помним ни одного случая отсева летчиков из-за отсутствия профессионального мастерства.
    Но особенности сверхзвукового самолета и его систем потребовали особого подхода к составлению руководства по летной эксплуатации (РЛЭ). В первую очередь это было связано с увеличением количества возможных отказных ситуаций из-за двух крейсерских режимов полета. Впервые в СССР была проведена попытка отхода от традиций «чистой» надежности и перехода к оценке операционных показателей тяжести ситуации. Работы, проведенные в ЛИИ под руководством В.И. Бочарова, Г.Ш. Мееровича, М.И. Мазурского совместно со специалистами ОКБ, позволили классифицировать отказы элементов и систем в целом. Расчеты надежности, стендовые испытания позволили предварительно определить возможные последствия через оценку ухудшения характеристик и уровня загрузки экипажа. Оценка ситуации была завершена летными испытаниями. Особое внимание при разработке РЛЭ было обращено на уход из сверхзвуковой зоны полета при всевозможных обстоятельствах, требующих аварийного снижения. Было признано необходимым разработать эксплуатационные процедуры для следующих ситуаций: отказ одной гидросистемы, механические отказы, отказ подсистем СКВ, отказы СРД, отказы автоматических режимов. Определяющим процедуру снижения и ухода со сверхзвукового режима стал отказ одного двигателя. Выбор ситуационного поведения базировался на постулате — уровень надежности оставшихся после снижения и перехода на дозвуковой полет систем должен был соответствовать уровню надежности у дозвуковых самолетов.
    Много споров вызывали ситуации на грани аварийного и катастрофического типа. Проведение прямого доказательства связано с неоправданным риском, с другой стороны, мы считали, что такие рекомендации в РЛЭ необходимы. Примером может быть расчетный случай невыпуска основных стоек шасси. И хотя основными предпосылками к ситуации были механические разрушения, а гидравлическая система была зарезервирована до уровня невероятного события, было признано небходимым сформулировать рекомендации при посадке на фюзеляж. Приземление в этом случае связано с необходимостмв значительно уменьшить угол атаки крыла малого удлинения в зоне воздушной подушки, так как любое приземление «на хвост» может привести к разрушению фюзеляжа. Проведенное математическое моделирование и испытания специальных моделей самолета на Химкинском водохранилище (под методическим руководством специалистов ЦАГИ) позволили получить необходимые данные и сформулировать рекомендации, которые в реальной обстановке аварийной посадки (самолет 77111) полностью подтвердились. Аналогичные методы применялись в разработке указаний при посадке на воду.
    По форме и расположению материала «Руководство по летной эксплуатации самолета Ту-144 в полном объеме соответствовало требованиям «Технического руководства ИКАО», изданном в 1974 году. Однако в тексте РЛЭ большое внимание экипажа было обращено на особенности пилотирования именно сверхзвукового самолета с учетом его аэродинамической схемы и особенностей основных систем.
    Взлет. Основной особенностью самолета Ту-144 на взлете по сравнению с дозвуковыми самолетами было заметное и интенсивное увеличение скорости после отрыва. Большая энерговооруженность самолета предоставляет пилотам очень большие возможности по градиентам набора высоты. Но при этом нельзя забывать о том, что отказ одного двигателя существенно влияет на снижение градиента наборов высоты. Особое внимание летчиков обращалось на важность управления полетом самолета с треугольным крылом малого удлинения в зоне набора высоты до безопасной высоты круга: при этом относительно небольшое снижение скорости полета означает большое увеличение лобового сопротивления и уменьшение градиента набора высоты.
Экипаж летающей лаборатории Ту-144ЛЛ с первым президентом России
Экипаж летающей лаборатории Ту-144ЛЛ с первым президентом России

    Разгон, набор высоты и полет до сверхзвукового режима. Разгон, набор высоты и полет на дозвуковых режимах характерных особенностей не имеют. Но достижение самолетом сверхзвуковой скорости сопровождается смещением результирующей подъемной силы назад, что создает довольно большой пикирующий момент, требующий для сохранения балансировки отклонения элевонов вверх на относительно большой угол. Это нежелательно по многим причинам, но прежде всего потому, что эффективности элевонов может не хватить для обеспечения балансировки, и в результате их отклонения будет создано дополнительное лобовое сопротивление, которое препятствует разгону самолета до заданной скорости. Для компенсации этих явлений центр тяжести самолета по мере увеличения скорости должен перемещаться назад, что достигается за счет перекачки топлива из передних балансировочных баков в задний. При этом для сохранения балансировки элевоны отклоняются на небольшой угол относительно нейтрального положения, сохраняя практичеси минимальным лобовое сопротивление. Было очень важно обратить внимание летчика на необходимость достаточно точного выдерживания центровки и проведения балансировочной перекачки с определенным темпом в процессе разгона или торможения самолета. При выполнении разгона при постоянной центровке в конечном счете можно достигнуть положения, близкого по пределам к допустимому шарнирному моменту (в расчетах принималось, что мощность гидросистемы используется на 50%). При перекачке топлива на дозвуковых скоростях при постоянном числе М возможно такое перемещение центра тяжести, которое приведет к нейтральной устойчивости самолета. Таким образом, необходимо четко представлять себе, что существуют сравнительно небольшие, но очень важные ограничения по положению центра тяжести самолета, которые изменяются с изменением числа М.
    Другой важной особенностью полета самолета в трансзвуковой зоне является существенное изменение эффективности управляющих поверхностей вследствие появления скачков управления перед поверхностями управления. Маневренность в этой зоне обусловлена отклонением самих поверхностей управления, а не изменением подъемной силы крыла. Как только скорость самолета достигает определенной величины (примерно М=1,2), эффективность поверхностей управления восстанавливается.
    Важной особенностью этапа разгона является то, что прохождение трансзвуковой зоны требует использования максимальной тяги для сокращения времени прохода, преодоления дополнительного сопротивления и компенсации изменения устойчивости самолета по скорости.
    Заход на посадку и посадка. При заходе на посадку и полетах с малой скоростью следует отметить еще одну из самых важных особенностей самолета — так называемый полет на втором режиме. Это означает, что при уменьшении скорости полета его лобовое сопротивление возрастает и стремится вызвать дальнейшее уменьшение скорости, тогда как у современных ДТС при полете на малых скоростях достигнутая скорость, как правило, сохраняется: в этом случае уменьшение скорости сопровождается снижением лобового сопротивления. У самолета Ту-144 (так же как у любого самолета с треугольным крылом малого удлинения) снижение скорости длится до того момента, пока летчиком не будут приняты соответствующие меры. Применение автомата тяги в штатных полетах полностью решает эти вопросы, но при выполнении полетов без него эта особенность аэродинамичексой схемы должна быть летчику абсолютно понятна, тем более что она сопровождается увеличением угла атаки. Сопротивление самолета значило увеличивается при выпуске шасси, что также должно быть компенсировано увеличением тяги. Важной особенностью этапа посадки являются действия по отклонению носового обтекателя для улучшения обзора при заходе на посадку и посадке.
    Наиболее интересной особенностью самолета при заходе на посадку является то, что угол тангажа остается практически неизменным до тех пор, пока самолет не снизится до очень малой высоты над точкой приземления. На высоте 15-10 м самолет входит в область влияния земли и наблюдается резко выраженная тенденция на пикирование. Если летчик плавно противодействует пикированию самолета, так что угол тангажа остается постоянным, самолет выравнивается и совершает приземление с очень высокой точностью.

<< Эксплуатационные испытания самолета Ту-144Д Сотрудничество конструкторов самолетов «Конкорд» и Ту-144 >>

Рейтинг@Mail.ru Топ-100