Александр Яковлев - Цель жизни. Записки авиаконструктора

В 30-е годы советские ученые успешно решили ряд принципиальных проблем авиации, обеспечивших быстрый качественный рост отечественного самолетостроения. К их числу относится, в частности, решение проблем штопора и флаттера.

Штопор – это вертикальное падение самолета при одновременном вращении вокруг своей оси. Практически нет такого самолета, который был бы гарантирован от штопора. Но если всякий самолет может войти в штопор, то отнюдь не всякий может из него выйти. Задача науки, следовательно, состояла в том, чтобы сделать штопор управляемым – дать летчику возможность вывести машину в нормальный горизонтальный полет. Советские ученые провели детальный анализ условий, вызывающих переход в штопор, и выявили наиболее рациональные способы пилотирования при выводе самолета из штопора. Решение проблемы связано с именами двух наших ученых, специалистов в области аэродинамики: В.С. Пышнова и А.Н. Журавченко.

Основоположник теории штопора Владимир Сергеевич Пышнов

В первой половине 30-х годов, когда скорость самолетов превысила 300 километров в час, советская авиация столкнулась с новым, не известным ранее явлением – флаттером. Так стали называть самовозбуждающиеся колебания крыла и оперения (горизонтальные и вертикальные рули – в просторечии, хвост самолета) с быстро, почти мгновенно нарастающей амплитудой. Возникла столь сильная тряска самолета, что она часто приводила к разрушению конструкции. Перед советскими учеными встала задача как можно скорее выработать инженерные методы расчета скорости, на которой могут возникать эти колебания (критической скорости), и дать конкретные рекомендации, которые исключили бы возможность возникновения флаттера.

Основоположником теории флаттера и целой школы, занимающейся этой проблемой, явился выдающийся ученый нашей страны академик М.В. Келдыш.

Основоположник теории флаттера Мстислав Всеволодович Келдыш

На основе летного эксперимента и теоретических исследований были разработаны также временные нормы прочности самолетов. В дальнейшем они систематически обновлялись благодаря работам В.П. Ветчинкина, С.Н. Шишкина, А.И. Макаревского, М.В. Келдыша и других ученых. В нормах находили отражение вновь изученные явления: полет в неспокойной атмосфере, флаттер, сжимаемость воздуха при больших скоростях и другие.

Развитие науки о прочности самолетов было крайне важно в связи с изменением аэродинамических форм и конструкции машин в процессе роста скоростей, высот, нагрузок. Если у первого советского серийного истребителя биплана И-2 (выпуск 1925 года) скорость едва достигала 230 километров в час, то менее чем через 10 лет истребитель-моноплан И-16 показал скорость вдвое большую – 450 километров в час, а спустя еще 10 лет, в 1944 году, истребитель ЯК-3 достиг 720 километров в час.

Большие изменения произошли и в области авиационного материаловедения. В довоенный период шло параллельное развитие тяжелых самолетов цельнометаллической конструкции с дюралевой обшивкой и легких маневренных самолетов смешанной конструкции: дерево, сталь, полотно. По мере расширения сырьевой базы и развития алюминиевой промышленности в СССР все большее применение в самолетостроении получали алюминиевые сплавы.

Решающее значение имело пополнение заводов, институтов и вообще всех учреждений авиационной промышленности кадрами. Старых кадров из числа дореволюционных специалистов, а также из молодежи, окончившей Военно-воздушную академию, не хватало. Выпускники академии в основном шли на пополнение командного состава строевых частей ВВС.

В 1930 году был создан Московский авиационный институт (МАИ), который вскоре становится одним из лучших вузов страны по подготовке инженеров самого разнообразного профиля авиационной техники.

Строительство Московского авиационного института на новой территории, расположенной на развилке Волоколамского и Ленинградского шоссе, 1935 год

Во вторую пятилетку (1933–1937 годы) авиационники вступили во всеоружии передовой науки, имели квалифицированные кадры и опирались на мощную производственную базу, которая с каждым годом продолжала расширяться за счет строительства все новых и новых заводов.