Краткий исторический обзор

0
160

Развитие методов летных испытаний и исследований нераз­рывно связано с общим ростом авиационной техники и науки. Еще при выпуске в воздух первого в мире самолета А. Ф. Мо­жайского и последующих опытных самолетов русских конструк­торов (Я. М. Гаккеля, А. А. Пороховщикова и др.) приходилось весьма тщательно продумывать методику первых испытательных полетов. Естественно, что в то время на первом плане стояли во­просы безопасности полета и весьма приближенной качествен­ной оценки поведения самолета в воздухе. Оценка летно-такти­ческих качеств не производилась. Отсутствовала контрольно­измерительная аппаратура. Приборное оборудование сводилось в основном к самым простым контрольным приборам мотора. Очень часто отсутствовал даже такой элементарный основной прибор, как указатель скорости самолета.

Первая мировая война 1914—1917 гг. послужила толчком к развитию самолетостроения. К 1 ноября 1916 г. в России было построено около 2000 самолетов і. Строились в большом количе­стве знаменитые отечественные самолеты «Илья Муромец» и гидросамолеты М-5 (конструкции Д. П. Григоровича). Боевое применение самолетов потребовало при испытании простейшей оценки летно-тактических качеств самолета. Эти два обстоятель­ства — расширение выпуска самолетов и необходимость оценки их качества — привели к разработке методики сдаточ­ных и с п ы т а н и й. В то время каждый выпускаемый самолет подвергался испытаниям по следующей простой программе: из­мерялось время подъема до 100, 200 и 500 м производилось пла­нирование с убранным газом; для оценки маневренности произ­водились правые и левые развороты; давалась качественная оценка продольной устойчивости; на некоторых типах самолетов производились испытания на продолжительность полета. Ника­кого приведения к единым общим условиям не производилось. Максимальная скорость не проверялась.

Таким образом в то время еще не существовало научно раз­работанной методики испытаний, так как сама авиационная наука была еще очень молода. Несмотря на то, что к этому времени в России уже существовала школа знаменитых русских

1 Ряд исторических сведений был сообщен авторам инж. А. С. Виш­невецким.

ученых, основоположников авиационной науки Н. Е. Жуков ского и С. А. Чаплыгина, и была в основном разработана теория крыла и винта, все же аэродинамика, в особенности экспери­ментальная аэродинамика, еще не могла дать прочной базы для научной разработки методов испытаний самолетов.

Великая Октябрьская Социалистическая революция дала мощный толчок отечественному самолетостроению и авиацион­ной науке. Декретом Совета Народных Комиссаров от 28 июня 1918 г. была национализирована авиационная промышленность. В декабре 1918 г. по постановлению правительства, подписан­ному В. И. Лениным, был организован Центральный Аэро-Гидро — динамический институт, в котором были сосредоточены основ­ные научные силы авиации и который после постройки и обору­дования целого ряда лабораторий стал мощным научным цен­тром авиации. Одновременно развивается и конструкторская мысль. Закладываются первые советские самолеты конструкции А. Н. Туполева, Д. П. Григоровича, Н. Н. Поликарпова и др.

В это время начинает развертываться первая серьезная летно­исследовательская работа. В марте 1918 г. была организована «Летучая л а б о р а т о р и я». Ее научным руководителем яв­лялся непосредственно Н. Е. Жуковский, придававший летно­исследовательской работе очень большое значение. Основные работы в этой лаборатории проводил известный ученик и сорат­ник Н. Е. Жуковского — В. П. Ветчинкин. В этой лаборатории были исследованы вопросы парашютирования и посадки самоле­тов, основные боевые фигуры (виражи, спирали, перевороты, пикирование и выход из него, петля Нестерова и др.)* Такое под­робное исследование маневренности самолетов в полете было произведено впервые. Особенно необходимо отметить широкое применение простейшего перегрузочного прибора. Эти исследо­вания дали обширный материал для расчета самолета на проч­ность, а впоследствии — для создания первых советских норм прочности. С тех пор все нормы прочности, как правило, уточ­няют по материалам, полученным при летных испытаниях.

В 1920 г. был организован Летный отдел Главного Управле­ния воздушного флота, основными задачами которого были: лет­ная испытательная и исследовательская работа, метеорологиче­ские исследования атмосферы, разработка вопросов аэрофото­съемки, испытания спецоборудования и вооружения, разработка радиосвязи и аэронавигации.

В эти же годы большая работа по методике летных испы­таний была развернута в Институте инженеров Красного воз­душного флота, преобразованном в 1922 г. в Военно-Воздушную Академию имени Н. Е. Жуковского. В лаборатории летных испытаний Академии в 1924—1925 гг. была разработана первая методика летных испытаний самолетов, изложенная в официаль­ном издании «Практическое руководство к испы­танию сухопутных и морских аэропланов». По

этой методике в 1925—1930 гг. испытывались десятки новых опытных самолетов.

Большую роль сыграли методы летных испытаний при подготовке больших перелетов новых советских самолетов АНТ-3, АНТ-4, АНТ-6, АК-1 и др. в Западную Европу, Азию и Америку (летчики М. М. Громов, С. А. Шестаков).

После окончания восстановительного периода и в годы раз­вертывания социалистической индустриализации нашей Родины большевистская партия и советское правительство уделяли осо­бое внимание преобразованию нашей страны в мощную авиа­ционную державу. Решающую роль в этом сыграло личное вни­мание товарища Сталина, с огромной любовью и заботливостью растившего нашу авиацию. В годы первых Сталинских пятиле­ток создается крупнейшая авиационная промышлен­ность. Советский Военно-Воздушный флот становится мощным оплотом обороны первого в мире социалистического государства. Растет Гражданский воздушный флот. Широкое развитие сети научно-исследовательских институтов и авиа­ционных учебных заведений поднимает на новую ступень культуру авиационной науки и техники в нашей стране, в том числе и методику летных испытаний.

В это время начала усиленно развертываться летно-исследо­вательская работа. Начинает широко внедряться новая аппа­ратура; если до этого периода испытания и исследования ба­зировались в основном на обычной бортовой аппаратуре, то в начале 30-х годов появляется много типов приборов, специаль­но предназначенных для исследовательской работы. В первой половине 30-х годов появляются специальные типы барографов, спидографов, самописцев отклонения рулей и ряд других прибо­ров. Уточняются методы тарировки, совершенствуются специаль­ные установки для проверки и тарировки приборов.

В связи с резко увеличившимся выпуском самолетов потре­бовалось для сравнительной их оценки приводить их летные данные к условиям стандартной атмосферы, что производилось в основном по методу «высоты по плотности». Но вскоре выяснилось, что этот метод недостаточно точен и необ­ходимо пересмотреть методику приведения.

Методика испытаний для определения основных летно-такти­ческих качеств — максимальной скорости, скороподъемности, дальности, взлетно-посадочных свойств — претерпевает коренные изменения: уточняются методы километража; методика приве­дения основных параметров производится уже с учетом специ­фических законов изменения мощности двигателя при измене­нии температуры и давления окружающего воздуха; разраба­тывается новый очень точный, простой и наглядный метод оборотов, сыгравший большую роль в методике испытаний самолетов с двигателями без наддува и с винтами фиксирован­ного шага.

Одновременно происходит перелом в методах и тематике лет­ной работы. Если раньше летная работа ограничивалась в основ­ном испытаниями самолетов, то в начале 30-х годов широко раз­вертываются научно-исследовательские работы. К этому времени налаживается работа по изучению в полете н е — установившегося движения, по количественной оценке устойчивости и управляемости, взлетно — посадочных свойств, штопора и маневрен­ности. Тогда же была разработана методика опреде­ления поляры самолета и характеристик винтов и со­зданы первые методы определения распределения на­грузки по частям самолета.

Эти новые методы были созданы школой советских ученых и инженеров: В. С. Пышновым, Б. Т. Горошенко, А. Н. Журав — ченко, В. Л. Александровым, А. В. Чесаловым, С. Г. Козловым, Ю. А. Победоносцевым, Б. Н. Егоровым, Г. С. Калачевым, Ю. К. Станкевичем, С. И. Афанасьевым, А. А. Кравцовым и др.

Большую роль в развитии новых методов летных испытаний сыграло тесное содружество научных работников с летчик а- ми-испытателями. Особенно следует отметить творческую деятельность известных летчиков-испытателей В. П. Чкалова, М. М. Громова, А. Ф. Анисимова, А. Б. Юмашева, Б. Л. Бух — гольца, Г. Ф. Байдукова, И. Ф. Петрова, В. С. Степанчонка, А. И. Никашина и др.

Новая методика испытаний оказала существенную помощь при подготовке знаменитых перелетов наших летчиков на само­летах АНТ-6 и АНТ-25 по Сталинскому маршруту (1936 г.), на Северный полюс (1937 г.) и через полюс в Северную Америку (1937 г.). Можно утверждать, что доводка самолета АНТ-25, на котором была произведена большая часть перелетов, значитель­но затянулась бы, если бы к этому времени не были созданы новые, совершенные методы испытаний, позволившие сделать точную оценку самолета, указать его слабые места и произвести доводку в нужном направлении. С этого момента методика лет­ных испытаний тесно увязывается с доводкой нового опыт­ного самолета.

Во второй половине 30-х годо-в происходит новый качествен­ный перелом в развитии нашей авиации. Появление двигателей с наддувом, винтов изменяемого шага с автоматическим регули­рованием, убирающегося шасси и капотов нового типа, а также общее улучшение аэродинамики вызвали новое увеличение ско­рости, скороподъемности и высоты. Этот качественный сдвиг и появление новой техники повлекли за собой развитие новых ме­тодов летных испытаний. Разрабатывается новая методика приведения к стандартным условиям для двигателей с над­дувом и винтами с изменяемым шагом; вводится поправка на сжимаемость при измерении скорости; в связи с ростом потолка разрабатываются методы изучения в полете систем

питания топливом, охлаждения и смазки двигателя и оценки высотности систем двигательной установки; разрабатываются методы испытаний всасывающей системы двигателя и оценки его высотности.

К этому же периоду относится разработка количествен­ных нормативов устойчивости и управляе­мости, а также разработка новых методов изучения боковой устойчивости в полете.

Значительно расширяется круг специалистов по методике летных испытаний. Кроме указанных ранее лиц, вопросам ме­тодики летных испытаний посвящают свои работы В. Ф. Болот­ников, В. Н. Сагинов, Н. С. Строев, А. Е. Донов, В. А. Булин — ский, В. В. Косточкин, Н. Б. Марьямов, Н. И. Тихонов, М. И. Ге­расимов, С. П. Щербаков, Г. С. Кириллин и др., а также летчи­ки-испытатели А. Н. Гринчик, С. П. Супрун и др.

Итоги работ этого периода подытоживаются в книгах А. В. Чесалова «Испытания опытных самолетов» (Труды ЦАГИ„ 1938), «Справочник авиаконструктора» (ЦАГИ, 1937), Б. Н. Его­ров «Летные испытания самолетов» (Оборонгиз, 1941) и в ряде руководств и инструкций.

Разработанные за этот период методы летных испытаний сы­грали очень большую роль во время Великой Отечественной войны. С одной стороны, эти методы позволили контролировать и поддерживать на должной высоте качество серийной продук­ции, а с другой,— выявлять недостатки и возможности улучше­ния летно-тактических свойств боевых самолетов.

Во время Великой Отечественной войны появилось много новых образцов самолетов и двигателей прославленных совет­ских конструкторов С. В. Ильюшина, С. А. Лавочкина, А. И. Ми­кояна, А. Н. Туполева, А. С. Яковлева, В. Я. Климова, А. А. Ми — кулина, А. Д. Швецова и др. К концу войны скорости боевых самолетов достигли цифры порядка 600—700 км/час, сильно воз­росли дальность и высотность. В связи с этим непрестанно со­вершенствовалась и методика летных испытаний, главным обра­зом в направлении уточнения старых методов. За это время были уточнены методы приведения летных данных с учетом регулиро­вания систем охлаждения, окончательно разработаны методы испытаний системы топливопитания, водяной и масляной систем, уточнены методы определения высотности двигателя и качества всасывающей системы самолета и двигателя, созданы методы испытаний пылеулавливающих фильтров, разработаны методы испытаний двигателя с комбинированным наддувом.

Послевоенный период характеризуется бурным развитием реактивной авиации. В связи с появлением турбореак­тивных двигателей резко возросли скорости самолетов. Появи­лось новое аэродинамическое качество — влияние сжимаемости воздуха и числа М. В связи с этим пришлось пересматривать и

всю методику летных испытаний. Появляются новые методы тарировки указателя скорости — радиолокационный, фотокино — теодолитный, барометрический. Разработаны новые типы прием­ников для определения давления и скорости. Уточнены методы определения скорости самолета. Развиты новые методы приве­дения летных данных самолетов с ТРД к стандартным условиям. Появились методы испытаний двигателей в полете. Разработаны новые методы испытаний на устойчивость при больших ско­ростях, в частности, методы определения волнового кризиса и его влияния на устойчивость.

Из этого краткого исторического очерка видно, что отече­ственная методика летных испытаний и исследований развива­лась в тесной связи с общим развитием авиационной отечествен­ной техники. Это и естественно в нашей стране, где теория не­разрывно связана с практикой, где наука поставлена на службу социалистического строительства и укрепления обороноспособ­ности страны. Наша методика строится таким образом, чтобы не только установить контроль за выполнением конструкторами тактико-технических требований, но и помочь конструкторам и заводам глубоко проанализировать характеристики их объектов и найти возможности их улучшения. В этом наша методика резко отличается от методики испытаний в капиталистических стра­нах, где каждая фирма держит в секрете свои достижения и от­крытия; естественно, что в зарубежных условиях и не может широко развернуться методическая научная мысль.

Методика летных испытаний неразрывно связана с вопросами доводки опытной и серийной продукции, ибо только на базе серьезного обследования в полете можно улуч­шить самолет и его оборудование.

В настоящее время методы летных исследований начали приобретать все большее и большее значение наряду с мето­дами эксперимента на наземных установках (аэродинамических трубах, стендах и т. п.). В этих методах заложены большие по­тенциальные возможности предвидения и изучения техники бу­дущего. Укажем, например, на возможность изучения аэродина­мических форм и работы двигателей на больших скоростях поле­та при помощи летающих моделей. Целый ряд вопросов может быть наилучшим образом решен при помощи исследований в полете. Таким образом методика летных испытаний получила и самодовлеющее научное значение.