Touring* » Пн июл 22, 2024 11:05 pm
Там было много интересного по Ту-144.
---------------
Серийный самолет.
Первый образец серийного варианта Ту-144 строился, несмотря на то, что инерционный поток новых идей у конструкторов продолжался, и чем дольше строился и испытывался самолет, тем больше нам, конструкторам, хотелось переделать то там, то тут, даже еще до результатов испытаний.
Испытания самолета Ту-154, удовлетворенность действий его систем и, в частности системы улучшения устойчивости-управляемости, породили желание разработчиков этой системы распространить свой опыт на серийный Ту-144. Идеологи строящейся системы управления на Ту-144 Г. Ф. Набойщиков и его команда, разрывая на груди рубашку, доказывали, что система Ту-154 в принципе никуда не годная, а в соответствии с этой идеологией команда Ту-154 доказывала негодность того, что делается на Ту-144.
Меня лично полностью не удовлетворяли обе системы, так как ни в той, ни в другой не было однозначного соответствия положения штурвала и балансировочного отклонения руля (что, по моему мнению, лишало летчика понимания имеющихся у него запасов по управляемости). Как следствие, штурвал при автоматической коррекции не отслеживал положение руля и тем, по моему мнению, лишал пилота непрерывной обучаемости по управлению самолетом в той степени, которая нужна для пилотирования и штатно решается автоматикой. При очень высокой степени автоматизации присутствие на борту пилота лишено смысла, так как у него все равно нет навыка управления самолетом в отказных ситуациях по автоматической части системы управления. Вероятно, по этой же при чине большая часть программы тренировки на тренажерах экипажей зарубежных авиакомпаний предусматривает отказные ситуации.
Но моим сторонником на фирме оставался только Воронов, которого считали «заумным чудаком». Эти мои идеи не проходили, ибо противниками был не только Набойщиков и его бригада, а гораздо более серьезные руководящие мужи из ЦАГИ и института МИЭА, разработчика автоматической части системы. Наши отношения со службой Набойщикава строились на принципах взаимного убеждения, а не «обмена мнений», когда подчиненный приходит к начальнику со своим мнением, а уходит с его. Должен сказать, что убежденность и обоснованность доводов его команды в большинстве случаев пересиливали мою, и принималось их предложение.
Когда все устали от споров, мудрый Лазарь Маркович Роднянский, начальник подразделения управления, предложил, вернее, решил - по его принципу «у кого выше зарплата, тот и прав» - оставить основную разработанную систему, но параллельно поставить экспериментальный блок, который бы позволял сделать её аналогичной системе Ту-154. С этим все сразу согласились и у нас, и в ЦАГИ, и у разработчиков. Получился, как сейчас любят говорить, «полный консенсус».
Напомню, что в то время Алексей Андреевич Туполев считал, что у каждой системы должен быть свой ответственный разработчик, полностью за нее отвечающий своей головой. Наша задача дать свое техническое задание. И мне, например, казалось это единственно правильным, пока я не узнал, как работала фирма Аэроспасьяль по Конкорду. Возможно, я успел забыть, как работал Андрей Николаевич, который не рассматривал скажем вопросы аэродинамики без руководителей других служб.
Французы компоновали самолет и все его системы как единое целое (единый организм) и делали это сами, заказывая блоки, агрегаты и т. д., или покупали уже готовые у других специализированных фирм. Много позже я узнал, что так работает и фирма Боинг. Этому соответствуют стандарты АРИНГ, позволяющие компоновать системы из блоков разных фирм и устанавливать на одно и то же место блоки разных фирм, аналогичные по функции.
И я понял, что мы потеряли взаимосвязь систем, хотя и использовали, вслед за французами, системный анализ безопасности и, что так нельзя получить «гармоничный здоровый организм», что-нибудь да будет отторжено в самый неудачный момент. Указанный выше блок управления под Ту-154 решили для безопасности отключать на взлёте и посадке по положению передних крыльев (ПК). Все были довольны, и ни аэродинамикам во главе со мной, ни управленцам во главе с Роднянским, ни разработчикам автоматики управления, ни тем, кто делал отключение-включение этого блока, не пришло в голову, что в самолет заложили бомбу, так как в зависимости от манеры пилотирования самолёта летчиком по триммированию (снятию усилий со штурвала) можно при отключении-включении блока получить скачок руля (элевонов) до 10°. Бомба взорвалась в Париже в 1973 г.
К 29 марта 1972 г. ВАЗ подготовил к полету Ту-144 № 01-2 (бортовой номер 77102). Он взлетал с полосы завода, которая, строго говоря, не соответствовала требованиям к полосе для Ту-144, поэтому самолет сразу перелетел в ЖЛИ и ДБ. В экипаже был и пилот-испытатель ВАЗа А. И. Вобликов. На эту машину (77102) и успел попасть тот экспериментальный блок управления, о котором шла речь выше, но который должен был быть еще на заводе отключен штепсельным разъемом (ШР) до начала специальных летных испытаний.
Одни компоновали топливную систему. Другие компоновали установку вспомогательной силовой установки (ВСУ). Третьи занимались вопросами вибраций и ресурса. Но никто не подумал, что нельзя ставить ВСУ так, что пространство вокруг него может быть заполнено топливом при каких-то «не их» разрушениях, а записали в Руководстве для конструкторов (РЛЭ) слова, что запрещается при течах запускать ВСУ. Дома строят из дерева, хотя они горят, но для этого их надо поджечь. Подожгли под Москвой, забыв про строгие указания РЛЭ.
Единый проектировщик особенно важен сейчас, когда самолёт начинает вслед за широким применением информационных технологий (ИТ) превращаться в единый организм с взаимосвязанными под системами, когда сбой в одной из них может вызвать развитие катастрофической ситуации в другой. Поэтому необходимо рассматривать все возможные сбои, взаимосвязанные со всем, что составляет самолёт. Так думаю я. Я, как и все, могу ошибаться, но сегодня нам известно, что взаимное влияние систем задержало поставку аэробуса А380 на два года. Анализы, выполненные Казанским филиалом КБ по разработанной ими расчетной программе функционирования электросхем, наглядно показали возможность влияния отказа в одной системе или ее питания, на отказ другой, безотказно работающей системы.
Лазарь Маркович Роднянский считал что систему управления должен компоновать и отвечать за нее он вместе со своим подразделением, заказывая разработчикам отдельные агрегаты. Это соответствовало школе В. М. Мясищева, у которого он много лет работал. У Роднянского было два заместителя: Борис Николаевич Соколов и Александр Сергеевич Кочергин. Первый был дельным организатором, улавливающим передовые идеи, и он, безусловно, следовал бы очень близко к линии Роднянского. Но Туполевы решили по-другому - назначили начальником подразделения управления Александра Сергеевича Кочергина, превосходного и знающего конструктора.
Линия Роднянского кончилась и началась линия, соответствующая точке зрения А. А. Туполева: систему создает по рекомендации ЦАГИ и за нее отвечает институт Евгения Владимировича Ольмана. Поскольку система управления Ту-144 была готова, то за изменения (улучшения) с разработчиками и ЦАГИ воевал Г. Ф. Набойщиков, которого я поддерживал. Разработчик принципиальной схемы систем управления Ту-154, Ту-22М и др. Вадим Михайлович Разумяхин продолжал так же, как и аэродинамики, придерживаться линии Роднянского, поэтому впоследствии законы работы системы управления разных самолетов разрабатывались то в подразделении управления, то в аэродинамическом подразделении, в зависимости от того, кто кого пересилил.
Творческая работа, проведённая в КБ, ЦАГИ и других институтах, позволила получить полётное качество серийного самолета Ту-144 около 7,6-7,8, что, по опубликованным данным, примерно на 0,6 выше, чем у серийного самолета Конкорд. В этом результате большое значение имела гладкость поверхности, достигнутая в производстве, и сведение к минимуму числа различных надстроек (датчиков, антенн и т. п.). В итоге кропотливой работы аэродинамиков, конструкторов и технологов дополнительное сопротивление поверхности и надстроек было сведено к 4% от общего сопротивления, с надеждой снизить его до 3%, т. е. стало минимальным из всех гражданских самолетов СССР, у которых это сопротивление достигало 10-15% и в 3-4 раза превышало требования ЦАГИ.
Мы приняли априорное решение, согласованное с ЦАГИ и специалистами других институтов, что все поверхности самолета обтекаются турбулентным пограничным слоем, несмотря на то, что модели обтекались с различными процентами по хорде ламинарного течения. В силу огромного числа Рейнольдса, достигаемого в конце фюзеляжа, расчетная толщина дозвуковой части пограничного слоя должна была составлять 3 мм при его общей толщине порядка 300 мм, т. е. всего около 1%. Эта особенность полноты и структуры пограничного слоя нас очень насторожила по части влияния качества внешней поверхности.
Мы вспомнили о самолете Ту-154, где поверхностное сопротивление достигало 12-15% от общего сопротивления самолета за счет разного рода надстроек и низкого технологического качества самой поверхности. Для сравнения уточню, что сделанный в ЛИИ анализ со стояния поверхности самолета Боинг В707, потерпевшего катастрофу в Карелии, показал, что у него величина поверхностного сопротивления лежит в пределах 3-5%. Этой сладкой цифры захотелось и нам!
Одной из главных причин превосходства В707 было на порядок меньшее количество надстроек, чем у Ту-154. Это резерв номер один. И мы пошли всей нашей аэродинамической ратью под руководством А. А. Рафаэлянца в поход против выступающих частей. Нам помогло и поддержало в борьбе против антенщиков, бытовиков, мотористов и других главное соображение: «самолет-то сверхзвуковой!». Под этим флагом были одержаны все победы. Второе, что действовало против серийщиков, это неожиданная поддержка нас министерством в войне против технологических неровностей. Вероятно, насмотревшись на гладкость поверхности иностранных самолетов и под много летним нажимом со стороны ЦАГИ, министерское начальство захотело тоже выпускать приятные глазу «гладкие» самолеты.
ЦАГИ много лет пытался всем доказать, что сопротивление поверхности (вредное сопротивление) не должно превышать 3-5% и несколько раз выпускал технические условия на ограничение неровностей поверхности, обеспечивающие эти цифры. Однако конструкторы упорно игнорировали эти требования, потому что сокращение выступающих элементов или их встраивание в обводы заметно осложняло принятые технологии и конструкции.
Интересно, что по самолету Конкорд обеспечение качества поверхности, отвечающее 3% сопротивления, достигалось не путем технических условий на допустимые уступы, щели и т. п., что решается производством, а путем установления допусков на изготовление деталей и полуфабрикатов, что решается конструкторами. После обмера неровностей поверхности предсерийного самолета они нашли, что вредное сопротивление будет более 3%, и в чертежах серийного самолёта ужесточили допуски.
Почему неровности вдруг стали нас так волновать? Из сказанного выше вытекает, что большая часть поверхности обтекается с толщиной дозвуковой части пограничного слоя менее 3 мм. Искажение линий тока обтекания неровности распространяется по нормали к поверхности в дозвуковом потоке не менее чем на 10 калибров. Это значит, что неровности поверхности в 0,1-0,2 мм будут возмущать границы сверхзвуковой части пограничного слоя, вызывая появление скачков уплотнения и, следовательно: волновое сопротивление, пульсации, создающие динамическое нагружение обшивки и шум пограничного слоя, распространяющийся в кабину.
Воронежский авиационный завод (ВАЗ), где директором был очень энергичный Б. М. Данилов, решительно разворачивал производство серийных Ту-144. Однако ВАЗ испытывал много трудностей из-за желания конструкторов по своим размышлениям и результатам испытаний улучшать самолет, и, как всегда, чем дольше его делали - тем больше конструкторы вносили изменений в следующие, находящиеся в производстве самолеты, тем больше переделывали и самолеты и, естественно, оснастку. Заводчан ругали за срыв сроков, а они делали двойную или тройную работу! С одной стороны, к их счастью, рвение конструкторов (компоновщиков и аэродинамиков) постоянно сдерживало министерство авиационной промышленности. С другой стороны, работа конструкторов, длившаяся до 1980-х rr., сулила увеличение аэродинамического качества самолета выше 8 в размерности Ту-144 и до 9 в размерности СПС на 250-300 пассажирских мест.
В 1973-1974 гг. наше внимание сосредоточилось на разработке и передаче измененной технической документации Воронежскому авиазаводу. Главная причина изменений технической документации - результат непрерывной мозговой деятельности конструкторов, направленной на улучшение самолета Ту-144 по всем параметрам. Основным осложнением и причиной невольной задержки в разработке документации продолжало быть отсутствие норм летной годности для СПС. Они получили свою официальную силу только 11 сентября 1975 г., т. е. через год после сдачи документации по улучшению Ту-144, и, следовательно, сданная документация еще содержала дефекты несоответствия Временным Нормам летной годности сверхзвуковых самолетов (ВНЛГСС) и требовала дальнейшей доработки.
Напомню, что еще в 1974 г. на коллегии Министерства авиационной промышленности даже министр - П. В. Дементьев - в своем докладе поднял вопрос об облегчении веса пустого снаряжённого самолета Ту-144 на пять тонн. Я по своей инициативе полез в чужое дело и постарался для себя понять, где можно облегчить самолет. По имеющимся у меня данным сравнил относительное распределение веса самолетов Конкорд и Ту-144. Надо было быть в этом осторожным, потому что, например, французы шасси относили к оборудованию, а мы, что для нас естественно, к конструкции. Я пришел к выводу, что вес конструкции у нас скорее относительно меньше, чем на Конкорде, зато по силовой установке в полтора раза больше, а по оборудованию больше, чем вдвое. Если мне память не изменяет, то это, примерно, 9 и 18 тонн соответственно.
Снижать чужой вес чрезвычайно трудно. В значительной степени по этой причине, на той же коллегии МАП А. А. Туполев говорил о необходимости комплексного проектирования самолетов, имея в виду, что смежники должны строго выполнять техническое задание, в том числе по весу. А им важнее выполнять сроки поставок и требования стандартов, ВНЛГСС и т. д. Другого оборудования взять негде. Французы-конструкторы Конкорда, чтобы комплексно проектировать, компоновали системы сами. В условиях отсутствия выпуска новых самолетов можно было надеяться, что конструкторы систем и агрегатов уделят достаточно внимания вопросу комплектов оборудования с уменьшенным весом для совершенствования самолета и увеличения его дальности.
И все же я полагаю, что Ту-144 и Ту-144Д в том виде, в котором они были изготовлены, в наше сегодняшнее время и до него могли бы принести стране доходы, соизмеримые с затратами. Особенно сейчас, когда огромное число пассажиров за экзотику полета на сверхзвуке заплатили бы большие деньги, а некоторые из них вообще купили бы уникальные самолеты, если бы не негативные действия руководства авиапромышленности. Каждый из самолетов Ту-144 мог бы потенциально сделать 15,000 полетов, т. е. все сделанные самолеты могли бы перевезти более 100 миллионов пассажиров в среднем на расстояние 5,000 км.
Кто-то придумал, что Конкорды сняли с эксплуатации после 25 лет успешных полетов из-за их экономической нерентабельности. Суть в том, что они просто выработали свой ресурс (т. е. износились), а оснований для его продления взять было негде - ресурсный стенд давно был разрушен, а подробный осмотр каждого самолета с частичной разборкой для определения истинного состояния конструкции, конечно, нерентабелен. Специалисты фирмы Аэроспасьяль еще на рубеже 1990-гo г. говорили о необходимости прекращения эксплуатации самолетов Конкорд, пока они не начали разрушаться по старости.