Павел Козлов - Конструктор

• Название: Конструктор
• Автор: Павел Козлов
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1989
• ISBN: 5-217-00631-5

Эта книга об увлекательной, но и нелегкой профессии конструктора. В ней на конкретных примерах создания нескольких уникальных летательных аппаратов показаны различные стороны творческого труда большой группы конструкторов во главе с генеральным авиаконструктором В.М. Мясищевым. Автор книги много лет работал в авиационных конструкторских бюро, и книга его живо передает сложность и притягательность инженерного труда. Для широкого круга читателей.

---

— Мне крупно повезло, — рассказывает Владимир Константинович, — в том, что моя учеба в МАИ протекала в те годы, когда там преподавал и заведовал кафедрой самолетостроения Владимир Михайлович Мясищев. Его лекции были не только очень интерсны. Они давали нам — студентам — наглядные примеры научного подхода к предмету изучения с позиций конструктора, примеры научно обоснованного прогноза в развитии данной конструкции.

— Мясищев-профессор неотделим от Мясищева-конструктора, — вспоминает Карраск. — Но профессору Мясищеву приходилось изыскивать подходящие формулировки, чтобы донести суть своего научного подхода до студентов. Сложность этого я полностью оценил с годами, сам став профессором…

Первой попыткой студента Карраска применить мясищевские рекомендации на практике была его работа по выбору параметров шасси велосипедного типа, написанная им на конкурс студенческих работ и высоко оцененная жюри. А когда подошло время дипломного проектирования, то руководитель его диплома Г. И. Архангельский настоятельно рекомендовал Владимиру продолжить свою конкурсную работу. Тема дипломного проекта Карраска: "Выбор параметров шасси велосипедного типа с равнонагруженными стойками".

Шасси велосипедного типа — это взлетно-посадочные устройства самолета, у которых две основные опоры (стойки, тележки) установлены под фюзеляжем одна за другой, как на велосипеде. При уборке они прячутся в фюзеляж, не создавая дополнительного сопротивления и не портя аэродинамики крыла. Для самолета-бомбардировщика важно, чтобы в районе его центра тяжести располагался бомбовый отсек, что обеспечивает сохранение балансировки самолета при сбросе бомб. Это обстоятельство уже предопределяет разнесение главных стоек велосипедного шасси на примерно одинаковые расстояния от центра тяжести и, соответственно, распределение веса самолета между ними практически поровну. Последнее обстоятельство имеет особое значение для тяжелых бомбардировщиков, так как это обеспечивает минимальную статическую (стояночную) нагрузку на одну опору и, соответственно, минимальную толщину и стоимость железобетонного аэродромного покрытия. При приземлении самолета опоры шасси испытывают динамические нагрузки, намного превосходящие статические и зависящие не только от соотношения их удаленности от центра тяжести, но и от инерционных характеристик самолета.

Карраску удалось найти относительно простое соотношение геометрических параметров шасси и массово-инерционных характеристик самолета с учетом влияния подкрыльных опор, обеспечивающее минимальные нагрузки на опоры шасси не только на стоянке, но и при любом возможном способе посадки (на одну или обе стойки одновременно). Это обеспечивало минимальный вес шасси. Однако, даже при этом каждая стойка несла тележку с четырьмя колесами диаметром 1,85 м. Выбор взаимного расположения колес тележек был сделан также из условия обеспечения минимальной толщины аэродромного покрытия. В результате для СДБ 103М не потребовалось строительства специальных аэродромов. Он мог эксплуатироваться на существующих аэродромах. Но две четырехколесные тележки шасси с громадными колесами под фюзеляжем, решая одни вопросы, одновременно ставили другие. Например, как обеспечить управляемость при движении самолета по взлетно-посадочной полосе (ВПП)? Было ясно, что поворачивать целиком всю четырехколесную тележку переднего шасси практически невозможно. Тогда обратились к опыту автомобилистов. Оказалось, что подобная задача решена на автотягаче с полуприцепом. Там водитель поворачивает с помощью штурвала переднюю пару колес, за ними в поворот входит тягач, а следом и весь автопоезд. Карраск и Архангельский разрабатывают конструкцию передней поворотной тележки шасси с управляемой летчиком (посредством гидроусилителя) передней парой колес. Они получают такой же эффект, что и в случае автотягача с полуприцепом: СДБ хорошо маневрирует на земле. За решение этой сложной задачи В.К. Карраску и Г.И. Архангельскому было выдано авторское свидетельство.

Теоретически обосновав и конструктивно разработав группу вопросов по созданию велосипедного шасси, конструкторы вплотную подошли к решению ряда задач, связанных со взлетом тяжелого СДБ.

Напомним читателям, что до появления велосипедного шасси с равнонагруженными тележками-стойками, основной вес самолета с трехколесным шасси с носовым колесом тогда приходился на задние стойки шасси. При малонагруженной передней стойке летчик по достижении самолетом взлетной скорости отклонением руля высоты «отрывал» от земли переднюю стойку, увеличивая угол атаки, и самолет взлетал. При равнонагруженных стойках велосипедного шасси такой способ взлета уже не годился. Требовалась иная техника пилотирования на взлете. При этом могло быть два варианта взлета.

Первый — когда стояночный угол самолета близок к взлетному углу. С этим углом атаки самолет разгоняется по ВПП до взлетной скорости и взлетает. Так, например, взлетал упоминавшийся выше самолет «150». При этом имело место повышенное аэродинамическое сопротивление самолета и увеличенная длина разбега.

Второй вариант. Самолет разгоняется по ВПП в положении горизонтального полета при минимальном аэродинамическом сопротивлении. По достижении скорости, близкой к взлетной, с помощью специального устройства передняя стойка шасси самолета удлиняется, увеличивая угол атаки. Подъемная сила крыла нарастает, и самолет взлетает. Второй вариант заманчив сокращенной длиной разбега, но требует "какого-то устройства", автоматически увеличивающего длину передней стойки шасси или уменьшающего длину задней стойки, для увеличения угла атаки самолета в конце разбега. Американцы на самолете В-51 пошли на такой сложный вариант, как поворот всего крыла на взлетный угол в конце разбега.

В. К. Карраск и Г. И. Архангельский получили авторское свидетельство за оригинальное решение и этой задачи. Балку передней тележки шасси они использовали в качестве рычага, связанного с амортизатором стойки так, что при уменьшении нагрузки на нее на скоростях, близких к взлетной, тележка под действием упругих сил амортизатора поворачивалась, «вздыбливалась». Это приводило к автоматическому удлинению передней стойки шасси и увеличению угла атаки самолета в конце разбега. Самолет взлетал. Для обеспечения поперечной устойчивости самолета при движении его по земле с боковым ветром на концах крыльев СДБ были установлены небольшие опоры, убиравшиеся в обтекатели, игравшие роль аэродинамических шайб, улучшающих аэродинамику крыла.

Так было создано велосипедное шасси с равнонагруженными стойками с четырехколесными тележками, с управляемой и «вздыбливающейся» передней тележкой. Оно с успехом применялось на всех

СДБ Мясищева. Комплекс работ по выбору и обоснованию этих решений лег в основу кандидатской диссертации В. К. Карраска.

Конечно, беглый рассказ о процессе создания велосипедного шасси, обеспечиваюшего не только нормальные взлет и посадку СДБ. но и его самостоятельное движение и маневрирование по ВПП, не дает полного представления о всей сложности решения этой комплексной задачи. Здесь кроме чисто технических сторон проблемы имели место и морально-психологические ее аспекты, определяемые понятием "создается впервые".

— Творческий поиск путей решения многих взаимосвязанных вопросов создания нового шасси СДБ, — вспоминает Владимир Константинович, — довольно длительное время определял большую часть моих занятий и размышлений не только на рабочем месте, но и дома, и на отдыхе. При этом некоторые «счастливые» мысли приходили, казалось бы, в самой неподходящей обстановке. Например, один из «толчков» к решению вопроса об управлении передней тележкой шасси я получил в магазине игрушек, рассматривая игрушечный автопоезд… А что касается «видения» мною этого шасси, "как живого", задолго до воплощения его в натуральную величину, то закономерность этого понятна. Ведь мы с Архангельским при участии специалистов отдела Селякова проектировали технический комплекс шасси в целом, своевременно решая вопросы его эксплуатации и заглядывая в некоторые технологические его особенности.

Безусловно, успех создания велосипедного шасси для СДБ во многом определялся также личным вкладом в его разработку начальника бригады шасси И.А. Уварова и таких талантливых конструкторов отдела Архангельского, как Н.В. Карпичев, Н.Н. Юшкевич, Ю.В. Ларионов, П.А. Шарапов, М.В. Ермилов.

Наш рассказ о создании велосипедного шасси для самолета 103М был бы существенно неполон, если в нем не упомянуть о лабораторных, стендовых и летных испытаниях, различных проверках, проведенных по заданиям и с активным участием конструкторов. А родились они и стали составными элементами творческого процесса конструирования именно при создании этого шасси.