Страница 19 из 57
Воздух входит в двигатель не просто из атмосферы. Его давление либо предварительно повышается, либо понижается; он либо охлаждается, либо нагревается. Еще сложнее дело обстоит с газами, вытекающими из двигателя. Ведь на высоте они вытекают в среду с очень малым давлением. Значит, и здесь на выходе из двигателя должен существовать вакуум. Для этого приходится устанавливать серии массивных вакуум-насосов, требующих мощных двигателей. Мало того, до подачи в эти насосы газы должны быть охлаждены, так как иначе их объем будет слишком большим. Значит, нужно поставить батареи огромных охладителей. Целые реки воды втекают ежесекундно в эти испытательные станции, в них устремляются ураганные воздушные потоки, а из них рвутся наружу газы. Чтобы заглушить страшный шум работающего двигателя, коридоры-каналы для воздуха и газов перегораживают глушителями, стены здания сооружают из специального звукоизолирующего материала, покрывают слоями стеклянной ваты и других материалов, в которых должны завязнуть остатки звука…
А вот еще одна установка для испытаний двигателя. Мы рассказываем о ней не потому, что такие установки получили особенно широкое применение или ведущиеся на них испытания имеют какое-то особо важное значение. Просто это наглядный пример того, насколько сложной является проблема всестороннего испытания современных авиационных турбореактивных двигателей.
… Мы снова в кабине наблюдения испытательной станции. Через толстое многослойное стекло виден рвущийся с опор двигатель — его грохот здесь, в кабине, у пульта управления и приборных щитов, совсем не слышен. Испытание как испытание, что в нем особенного? И вдруг… Что это? Может быть, нам почудилось? Да и ведущий испытание инженер, кажется, совершенно спокоен. Значит, явно почудилось. А ведь отчетливо было видно, как в потоке воздуха, с огромной скоростью врывающегося в чрево двигателя, промелькнула… птица. Откуда ей взяться здесь, в испытательном боксе, если по пути в двигатель атмосферный воздух проходит через ряд фильтров и глушителей?! Никакая птица проникнуть через них, конечно, не может. Почудилось…
Схема устройства одного из боксов для испытания турбореактивных двигателей (из журнала «Флайт», 1957 г.).
Но снова — в двигатель стремглав влетела, нелепо растопырив крылья, еще одна птица. Потом еще, еще… Мы теперь видим, что ведущий испытание инженер командует появлением этих птиц. Быстрое нажатие красной кнопки на пульте — птица, еще нажатие — еще птица, два нажатия подряд — две птицы. А вот длительное нажатие — и целая стайка ворон или каких-то еще птиц, и разглядеть-то их как следует не удается, скрылась в утробе бешено работающего двигателя.
Что это, испытания турбореактивного двигателя на. птицах?! Чертовщина какая-то.
Но дело объясняется очень просто. Действительно, здесь проверяется, как сказывается на работе двигателя попадание в него птицы. И ясно, что такое испытание производится не случайно. Уж очень много бед доставляют ныне птицы авиации — сколько раз реактивные лайнеры разбивались из-за того, что с ними неуважительно обошлись птицы. Обычно это случается на взлете, но иногда и на высоте 1200–1800 метров, в сезоны перелета птиц. В одних только США за два года, 1961–1962, произошло более 60 случаев попадания птиц в турбореактивные и турбовинтовые двигатели самолетов, причем часто это заканчивалось катастрофой.
Конечно, иногда птицы вызывают катастрофы самолетов и по другой причине. Например, в 1962 году американский самолет с 17 пассажирами и членами экипажа разбился в 20 километрах от Балтиморы потому, что столкнулся со стаей лебедей и один из них разбил рулевое управление самолета 5*. Но чаще всего дело именно в двигателе. Вот только один из многих случаев. Большой американский турбовинтовой самолет «Электра» разбился при взлете в аэропорту Бостона 4 октября 1960 года, погибло 62 человека, и 11 человек было ранено. Причина — в двигатели самолета попали… скворцы 6*. Оказывается, компрессоры двигателей этого самолета при работе создают шум, очень похожий на стрекотание большого числа кузнечиков. Ошибка скворцов обошлась дорого.
5* Газета «Московская правда», 30 ноября 1962 г.
6* Журнал «Авиэйшн Уик», № 6, 1962 г.
Модель нового самолета установлена для испытания в сверхзвуковой аэродинамической трубе (по журналу «Эроплейн», 1956 г.).
А за несколько дней до этого только чудо спасло от подобной же катастрофы 58-местный самолет «ДС-8», у которого три турбореактивных двигателя из четырех вышли из строя в результате попадания в них в полете над Данией… чаек 7*.
Поэтому-то в США введено в качестве обязательного испытание двигателей самолета на последствия попадания птиц 8*. Двигатель должен безболезненно проглотить при таком испытании до 16 птиц, малых-весом 85-115 граммов, и больших — весом 0,9–1,4 килограмма. Неплохой аппетит!
Но вернемся к испытательным станциям. В других конструкторских бюро, например создающих совершенные образцы самолетного оборудования, применяют специальные сложнейшие установки — термобарокамеры, имитирующие высотный полет. Многочисленные установки кондиционирования воздуха создают в этих огромных стальных, обычно цилиндрических по форме, камерах нужный экспериментатору искусственный климат. Воздух в камерах то холодный, то горячий, то сжатый, то разреженный, то сухой, то влажный. И все это регулируется с величайшей точностью, чтобы испытываемый агрегат точно так же бросало «то в жар, то в холод», как это случается в истинном полете.
Но вот наконец все, что можно, отработано, проверено и установлено на самолете. Как испытать теперь сам самолет?
Делается это не сразу.
Сначала конструкторы и ученые долго возятся с моделями самолета, изготовленными из дерева, пластмасс, металла. Затем эти модели «продувают» в аэродинамической трубе.
Вряд ли есть какое-либо другое устройство, которому авиация была бы так обязана, как аэродинамической трубе. От почти игрушечной трубы Циолковского, через первые трубы Жуковского, к современным трубам — колоссальный путь, путь непрерывного совершенствования, настойчивых поисков, остроумнейших находок и открытий.
7* Об этом сообщил канадский журнал «Эркрафт», № 8, 1962 г.
8* По реферативному журналу «Авиационные и ракетные двигатели», № 3, 1963 г.
Так выглядит человек в большой аэродинамической трубе (из журнала «Эронотикел инжиниринг ревью», 1957 г.).
Испытание в аэродинамической трубе дает ответ почти на все вопросы, волнующие конструктора. Оно говорит ему, какова будет скорость нового самолета, будет ли он устойчивым в полете, маневренным, не будут ли возникать в нем опасные колебания, носящие хитрые иностранные названия — флаттер, бафтинг и другие. Для этого модель самолета помещают на точнейших и сложнейших аэродинамических весах. Они не просто измеряют усилия, действующие на самолет в трубе, но делают это очень точно и регистрируют отдельно силы, действующие вверх, в стороны, вниз, отдельно — так называемые моменты, стремящиеся опрокинуть самолет вправо или влево, повернуть его вверх, вниз или-в стороны. И при этом весы не только измеряют все эти усилия, но и автоматически записывают их в течение всего хода испытания.