Это делали специалисты по регулированию. Мне запомнился молодой и очень активный инженер из КБ Люльки Леша Барбаш, ярый альпинист, очень ершистый молодой парень, с которым мы часто спорили до хрипоты. Он много работал над этой проблемой. Однако дело было не только в правильной новой настройке регулятора, дело было и в летчике. Каждая такая настройка сопровождалась специальной инструкцией, как следить за показаниями оборотов на шкале указателя оборотов в кабине пилота. Если эксперимент проходил на одной высоте, то следить надо было за динамикой роста оборотов более внимательно, так как атмосферные условия на этой высоте делали возможный диапазон увеличения максимальных оборотов более сжатым, на другой высоте полета диапазон мог быть несколько шире.
Но самое главное заключалось в том, что на любых высотах этот диапазон был вообще не так уж велик: 50–60 оборотов в минуту! И это при цене деления указателя оборотов тоже около 50 оборотов. Если учесть, что толщина стрелки этого указателя сама по себе была близкой к цене деления, — можно себе представить, как было трудно работать. Как «поймать» летчику эти обороты по этой шкале? А если так случится, что перетянул стрелку не на 60 оборотов свыше нормы, а на 70? Двигатель «срывал». Мы, летчики, конечно, все это знали.
Если при работе с РУДом — регулятором управления двигателем — в диапазоне оборотов разгона мы не беспокоились о срывах, так как приемистость у АЛ-7Ф-1 была хорошей, автоматика была такой, что от более быстрого или медленного движения работа двигателя не нарушается, то в этом верхнем диапазоне оборотов, при работе по увеличению на 50–60 об/мин, темп работы с РУДом приобретал уже очень важное значение. Чуть дашь РУД быстрее — срыв! Чуть переберешь обороты, скажем за 70, — тоже срыв! И повторяю, мы это знали. Нас предупреждал Архип Михайлович быть крайне осторожными при работе с сектором газа: чуть дал РУД вперед — подожди! Услышишь, что обороты растут нормально, дай еще чуть-чуть… И опять подожди! И все время думай, если все-таки срыв произойдет, что будешь делать в данной обстановке, то есть на данной высоте, при данных погодных условиях, в данной точке полета?
А чтобы быть уверенным, по крайней мере в благополучной вынужденной посадке, если двигатель заглохнет и его не удастся вновь запустить, все эти эксперименты надо было проводить в заранее рассчитанных точках маршрута полета, с заранее рассчитанными эволюциями самолета и глиссадами. В общем, целая наука!
Допустим, двигатель «сорвал». Сразу ручку РУДа убираешь на себя, чтобы не было заброса температуры на лопатках турбины, чтобы они не «сгорели». Обороты падают, ты хочешь быть уверенным в том, что температура не «лезет» вверх, и держишь рукоятку в положении «малый газ» как можно дольше. В это время двигатель «продувается», и опасность обгорания раскаленных лопаток уменьшается. Но чем дольше держать, тем больше падает скорость самолета, тем меньше становятся обороты ротора двигателя. А если двигатель заглох? И такое бывало. То вращение ротора двигателя происходит только от набегающего воздушного потока, и чем быстрее падает скорость полета, тем эти обороты вращения ротора двигателя становятся меньше. Их называют оборотами авторотации. И если они упадут ниже определенного предела, двигатель не запустишь, слишком малое давление воздуха будет за компрессором, а следовательно, условия розжига камеры сгорания не будут выполнены.
Возникает законный вопрос: а если не ждать, пока обороты двигателя упадут до оборотов авторотации? Двигатель «сорвало». Мы снова включаем кнопку запуска. Это так называемый встречный запуск. Такой запуск выгоден, во-первых, потому что не теряется драгоценное время (особенно в боевых условиях) на подготовку двигателя к запуску на оборотах авторотации, а во-вторых, что особенно важно, не теряется скорость самолета. Что важно и с точки зрения выполнения задания, и с точки зрения условий розжига двигателя. Нормальное продолжение газовоздушного цикла в двигателе обеспечивает нормальное состояние температуры на лопатках турбины, так что сохраняется еще одна возможность запуска в воздухе — запуска на оборотах авторотации.
Пока мы отрабатывали «встречные» запуски, параллельно велись большие работы на стендах в филиале КБ Люльки в Тураеве по доводке АЛ-7Ф-1. Отлаживался высотный запуск. Доводились блоки зажигания (два специальных агрегата). Они состояли из маленьких камер сгорания, в каждой было по свече и форсунке. В камеры подводился кислород из специального бачка, чтобы максимально облегчить условия розжига на высоте.
Велись работы по улучшению характеристик компрессора. На стендах испытывались различные варианты установки лопаток первой сверхзвуковой ступени, подбирались углы поворота лопаток направляющего аппарата, устанавливались оптимальные моменты открытия лент перепуска, создавался кольцевой перепуск воздуха на периферийных сечениях лопаток первой сверхзвуковой ступени компрессора. Эти работы велись в тесной взаимосвязи с механизацией входного устройства на самолете.
В общем, все эти мероприятия реально обещали поднять запас по оборотам устойчивой работы компрессора и входного устройства на самолете в целом.
Когда мы, летчики, бывали в Тураеве на испытательных боксах, то видели работу с этими усовершенствованиями. Нам приходилось иногда торопить конструкторов, технологов, производственников. Мы понимали, что это часть той большой общей работы, которая обязательно приведет к совершенству нового двигателя.
Вот я вспомнил один из эпизодов нашей работы, а в памяти вдруг всплывают далекие годы Великой Отечественной войны, когда я был военным летчиком-истребителем и когда силовой установкой самолета-истребителя являлся поршневой двигатель.
Был такой случай у меня во время войны. Шел воздушный бой. Слева «мессершмит». Поршневой мотор Микулина АМ-38 заглох в воздухе. То ли он перегрелся (богатая смесь), или слишком сильно рванул я ручку газа. Может быть, с атмосферой что-то случилось: попал в область пониженного давления или наоборот — все это не так уж и важно. Важно было одно: двигатель заглох! Первое, что я делаю: выключаю зажигание и быстро «продуваю» двигатель, то есть открываю полностью дроссель карбюратора, удаляю из цилиндров накопившееся там топливо и снова включаю зажигание, не трогая сектор газа. Топливо еще осталось в цилиндрах, двигатель еще горячий, условия для воспламенения оставшихся паров бензина есть! И слышу: двигатель зачихал. Чуть-чуть поддаю сектор газа. Работа становится более ровной! Еще вперед сектор газа. Двигатель начинает набирать обороты… и скоро равномерно нарастающий гул набирающего полную мощность двигателя вселяет в душу уверенность. Все в порядке. Все это произошло за какую-то минуту.
И вот какой напрашивается вывод. Техника развивается. А возникают те же, в сущности, ситуации, но на более высоком техническом уровне. Процессы в ТРД имеют свою специфику, в поршневых — свою. Времени для реакции на ситуацию отпускается меньше, стало больше автоматики. Все это так! И летчик стал уже не тот. По себе чувствую: Береговой-поршневик и Береговой-турбореактивщик — это разные люди. Конечно, без опыта летчика-поршневика не было бы летчика-реактивщика. Я это учитываю. Теперь молодежь, не имеющая опыта работы с поршневой техникой, которую имели мы, осваивает другими методами новинки летной техники…
Я несколько отвлекся. Возвращаясь к воспоминаниям по доводке АЛ-7Ф-1, закончу эпизод с доводкой двигателя на максимальную тягу той задачей, которая незримо, но всегда стояла перед нашими глазами. Тяга эта нужна нам была как воздух. Мировые рекорды скорости самолета П.О. Сухого с мотором А.М. Люльки — живые тому примеры.
Все эти работы закончились тем, что в кратчайшие сроки весь комплекс (самолет-двигатель) был доведен! Армия вовремя получила современную технику. А если бы мы ждали два года и не проводили летную доводку, самолет успел бы устареть, пострадала бы обороноспособность страны.
Вот почему летчик-испытатель, сознавая важность порученной задачи, действуя как герой, иногда погибает, спасая машину!
Порой проскальзывают, особенно у людей, далеких от нашей работы, такие мысли: «Летчик морально не прав, когда, спасая до последней минуты машину, гибнет сам… Машина — это «железо»! А человек у нас — самое дорогое!»
Машина — это не только «железо». Это воплощенный в металл труд многих сотен и тысяч людей. Это уже колоссальная ценность. Сам труд! Труд героический, который стоит здоровья многим, а некоторым и жизни. А что же будет, если один летчик бросит машину — спасется. Другой сделает то же, третий…
Машина может получить смертный приговор. Значит, идея, заложенная в двигатель, в самолет, не верна. Машину — списать! Списать труд, силы, здоровье целых коллективов конструкторов, расчетчиков, испытателей… Списать огромные материальные ценности, затраченные на осуществление этой идеи.
А ведь в данном случае и самолет Су-9, и двигатель АЛ-7Ф-1 — оказались замечательными и принесли огромную пользу!
Вот почему честь и слава героям-летчикам, спасавшим машины до конца!
Жизнь и работа генерального конструктора и летчика-испытателя, которой они отдают все, может принести много горя и слез. Они знают, что риск, на который они идут, — это риск во имя общей высокой цели.
Если удалось мне донести хоть каплю эмоций летчика-испытателя до сердца читателя — я буду счастлив.
Однако эмоции эмоциями, а жизнь, работа требуют в то же время здравого холодного суждения, и в этом диалектика развития. Мы стали бороться со «срывами». Стали копить опыт.
Скоро нам удалось различить два типа «срыва» в работе двигателя, два типа помпажа компрессора, которые явились причиной «срыва», заглохания двигателя.
Первый тип возникал от возмущения потока во входном канале, второй — от срывных явлений, возникавших на лопатках компрессора.
О первом типе помпажа я уже немного рассказывал. Как же мы стали бороться с этими дефектами? Стали учиться делать «встречные» запуски, которые мы долго отрабатывали в разных пунктах, точках маршрута, чтобы в любых ситуациях быть готовым к различным вариантам посадки. После таких полетов происходил обмен опытом. Каждый летчик вкладывал свой кирпичик в кладку здания, которое мы сообща воздвигали!
Мы стали пристальнее приглядываться к работе двигателя после помпажа. Что «помпаж» — явление в высшей степени отрицательное, это ни для кого не секрет. Обычно помпаж, как упоминалось выше, сопровождается хлопком, резким изменением давления воздушного потока, проходящего через компрессор двигателя. От этого могут разрушаться лопатки компрессора, возникают вибрации, выходят из строя подшипники.
Срывные явления потока во входном канале сопровождаются такими ударами и колебаниями, что летят заклепки. При этом создается впечатление, будто бы под тобой не то стреляют из пушки, не то бьют по обшивке огромным молотком. Неприятное состояние!
Конечно, в процессе изучения этого дефекта мы заметили и зафиксировали, что температура перед лопатками турбины растет. Это было известно и раньше. Но как она растет? Какова динамика роста температуры? Резко она «подскакивает» или медленно?
В случае возмущения потока во входном канале температура растет монотонно, что дает возможность летчику выиграть время.
А если температура перед лопатками турбины росла резко? Возникала опасность: лопатки могли «сгореть», то есть оплавиться. Обычно это происходило на периферийных (тонких) частях лопаток. Турбина в результате выходила из строя. А это означает, что и весь двигатель может выйти из строя.
Кроме того, могут оторваться куски лопаток.
У меня были случаи, когда я садился с оплавленными наполовину лопатками.
К счастью, без пожара! Конечно, сажал машину аккуратно, тихонечко работал РУДом, поскольку двигатель был полуразрушен. Я был очень осторожен на «подтягах». Все это прибавляло опыта работы для летчика в аварийных ситуациях.
Резкий рост температуры на лопатках вызывался вторым типом помпажа, когда нормальное течение потока воздуха через компрессор нарушалось не во входном канале, а на самом компрессоре.
Сверхзвуковая ступень, ее работа, была новинкой. Периферийные сечения сверхзвуковых лопаток не на всех режимах работали удовлетворительно. Впоследствии над ней сделали тоже небольшой перепуск. Закольцевали, так сказать, периферийный поток.
От пассивных действий (встречный запуск) перешли к активной борьбе с помпажем. Стали изучать «корень зла» и, изучая, находили меры защиты.
Точно так же продолжали изучение природы срывных явлений во входном канале. Работали инженеры-конструкторы, и самолетчики, и двигателисты в первую очередь. Но и мы, летчики-испытатели, им помогали, так как вели, если можно так выразиться, «разведку боем».
На одном самолете установили новую радиолокационную станцию. Блоки станции разместили в фюзеляже, а зеркало обзора — в начале входного канала. Это зеркало крепилось на выносной стойке, и все вместе было похоже на этакую «загогулину», очень нескладную, совсем неаэродинамичную, плохообтекаемую. А ведь поставили ее во входной канал, где все отполировано до блеска!
Конструкторы сознательно пошли на этот эксперимент. Пусть ухудшатся характеристики самолета, пусть упадет тяга двигателя, но испытание радиолокационного оборудования будет проведено.
Полетели первый раз. Что такое? Почему на этом самолете, который стал килограммов на 200–300 тяжелее, у которого заведомо худшие характеристики входного канала, разгонные характеристики всего самолета в целом стали не ниже, а выше? Когда разобрались, сообразили, что зеркало обзора не ухудшало поток во входном канале, а, наоборот, упорядочивало его, улучшало! Оно как бы разделяло поток, прижимало его к стенкам.
Потом «загогулину» превратили в конус, то есть аэродинамически облагородили. Этот конус сделали подвижным, так что течение потока воздуха во входном канале можно было регулировать, менять площадь проходного сечения. Установили три положения конуса: убранное, выпущенное, среднее. Таким образом, подобрали соответствие расхода воздуха через канал расходу топлива на форсунках при разных режимах. Когда мы устанавливали эти три положения, то подбирали их «на слух». Чувствовали, когда — «хорошо», когда — «плохо». Так и говорили: «Хорошо — плохо!» А ведь нужно было так отрегулировать, чтобы скачков «хорошо — плохо» не было. В результате появился автомат, который сам двигал конус в зависимости от высоты и скорости полета. Впоследствии в стенках входного канала сделали щели. Их можно было открывать и закрывать. В сущности, тот же перепуск, как и на компрессоре.
Устанавливая «на слух» три положения конуса в канале, мы столкнулись с возникновением срывных явлений на компрессоре. Летишь… и вдруг начинается «гул», преддверие «ударов» по обшивке, преддверие «стрельбы из пушки». Начинаешь работать конусом. Соображаешь: в канале очень большая «дыра». Начинаешь «зажимать» канал. «Гул» пропадает, пропадает, и начинается «шум». А потом этот «шум» переходит в «зуд». Это значит, что чересчур «зажат» канал конусом. «Зуд» — это сигнал того, что срыв начинается где-то на лопатках компрессора, то есть мало поступает воздуха на компрессор, работаем на нерасчетной характеристике компрессора.
Вот так мы и трудились, по крупицам отыскивая истину. Один летчик испытал двигатель и установил несколько положений конуса. Другой — установил тоже несколько положений. Начинаем обсуждать. Первое положение у всех летчиков одно и то же, а второе у разных летчиков — разное. Снова летим. Снова «на слух» определяем эти положения. До 70 полетов потребовали эти испытания!
Опять и опять я хочу подчеркнуть: несмотря на существующие показания счетчиков и других приборов, работа «на слух» и сейчас не исключена. Наоборот, она помогает. Слух не требует шкалы, прибора. А их ведь надо отыскать на приборной доске в огромной массе таких же приборов и шкал. Эти шкалы надо оценить, сравнить с другими шкалами, проверить динамику показаний. А времени на это — нет!
Слух и интуиция — это приспособление организма у летчика к условиям полета, к особенностям самолета, двигателя. Летчик по мере накопления опыта «настраивается» сам, как прибор!
Причем он, летчик, «настраивается» настолько точно, что может соперничать с прибором.
Вспомните летчика, делавшего виражи с точностью до секунды. Несомненно, здесь принимает участие наша сложная и очень надежная нервная система, «подогреваемая» высоким чувством ответственности и инстинктивным чувством самосохранения — чувствами, которых нет ни у одного прибора.