Небесное притяжение

Другой пример. Обычно конструкция самолета состоит из каркаса и обшивки, соединенных между собой заклепками или болтами. Процесс постройки конструкции очень многодельный и трудоемкий, добиться необходимой точности и гладкости обводов нелегко. В ОКБ Мясищева родилась идея: изготавливать стрингеры и обшивку как единое целое, в виде монолитных прессованных панелей. Кроме всего остального, получался выигрыш в прочности и массе. Большая заслуга в рождении этой конструкции принадлежит Я.Б. Нодельману, Л.И. Балабуху и главному инженеру ОКБ Б.А. Стопачинскому, создавшему в опытном производстве технологический процесс изготовления крыла и фюзеляжа из прессованных панелей.

Но главное оставалось за Главным. Только энергия Мясищева помогла преодолеть инерцию металлургов — впервые создать оборудование для прессования панелей такой большой ширины. К тому же были заказаны и созданы небывалые пилотажные и навигационные приборы, электро- и радиооборудование, пневматики колес шасси, насосы и многое другое.

М-50 — первый и единственный в своем роде самолет, который проектировался не на основе существующих изделий, заготовок, а почти целиком с расчетом на то новейшее, что будет создано специально для него. И, что самое удивительное, все это, за небольшим исключением, появилось в заданные сроки. Проделав огромную поисковую, компоновочную, расчетную, экспериментальную работу, заручившись поддержкой смежников, коллектив ОКБ твердо встал на путь создания сверхзвукового дальнего самолета.

Итогом долгого труда стал аванпроект, определивший лицо будущего сверхзвукового самолета. «В аванпроекте — вся философия М-50», — сказав так в разговоре со мной, Л.Л. Селяков не обмолвился. Именно философия.

Есть смысл рассказать об одном из самых оригинальных и изящных конструктивных решений «пятидесятки».

Для устойчивости самолета в полете его центр тяжести должен находиться впереди так называемого аэродинамического фокуса — точки, через которую проходит приращение подъемной силы, возникающее при изменении угла атаки. При переходе на сверхзвук характер обтекания крыла изменяется, фокус значительно смещается назад, и самолет затягивает в пикирование. Чтобы этого избежать, приходится создавать на оперении большую аэродинамическую силу, направленную вниз.

Получается, что аэродинамические силы на крыле и оперении борются друг с другом и к тому же излишне нагружают конструкцию. Кроме того, самолет становится чрезмерно устойчивым, и требуются большие площади рулей для управления им.

Вначале Мясищев хотел создавать «пятидесятку» по перспективной «бесхвостой» схеме. После длительных дискуссий с ЦАГИ от этой идеи пришлось отказаться: слишком мал был научный задел по сверхзвуковым самолетам такой схемы, особенно в части устойчивости и управляемости полета. В итоге М-50 проектировался по обычной схеме.

Для решения проблемы балансировки инженер-аэродинамик Л.3. Минкин предлагает при переходе на сверхзвук перекачивать топливо из передних баков фюзеляжа в задние, тем сдвигая центр тяжести самолета назад. Вначале Селяков отмахивается от Минкина как от дьявола-искусителя. Сдвигать центр тяжести самолета назад? Леониду Леонидовичу, да и не только ему, это представляется крайне рискованным. Вдруг насосы откажут или скорость станет дозвуковой прежде, чем топливо перекачается в передние баки? Тогда самолет станет неустойчивым и опрокинется. Экипаж даже не успеет катапультироваться. Эта кошмарная картина преследует Селякова даже во сне.

Где же выход? Взоры вновь обращаются к схемам, расчетам и графикам, подготовленным Минкиным. А ведь он прав! Можно заставить центр тяжести двигаться вслед за фокусом и все время оставаться на заданном расстоянии от него, то есть сохранять для самолета статическую устойчивость. Не пострадает и аэродинамическое качество. Пока система перекачки топлива работает нормально, управлять самолетом будет нетрудно.

Мясищев дает Л.М. Роднянскому и Ю.Г. Добровскому задание проработать с ЦАГИ вопрос устойчивости и управляемости М-50 в аварийных ситуациях — при отказе системы перекачки или при быстрой потере сверхзвуковой скорости в случае отказа двигателей.

Думая над той же проблемой, известный цаговский ученый Г.С. Бюшгенс и его сотрудники рассуждали следующим образом. Почему бы при строительстве машины заранее не сместить назад центр тяжести? Тогда в полете на сверхзвуке «уход» фокуса не столь существенно отразится на устойчивости машины, будет меньше потерь на ее балансировке. А устойчивость на дозвуке обеспечит автоматика.

В результате дискуссии на М-50 появилось электронное устройство — автомат устойчивости, способный управляться с неустойчивым самолетом. Перекачкой топлива стал ведать автомат центровки. Одновременно он информировал о положении центра тяжести самолета. Теперь на любых режимах полета, при любой центровке «пятидесяткой» отлично управляли.