В лабораториях ЦАГИ под руководством молодого физика профессора Владимира Васильевича Струминского велись глубокие исследования физической картины обтекания тел на высоких скоростях, изыскивались принципиально новые меры, призванные устранить все возникающие при этом неприятности. Поиски шли в одном направлении по возможности снизить сопротивление у волнового кризиса и обеспечить безопасность полета. На первых порах мало кто верил в практическую ценность этих исследований. Но скептицизм легче было преодолеть, чем волновой кризис. Ученые упорно шли к цели. 
Если старые законы аэродинамики оказались непригодными для решения новых задач, значит, необходимо было, поняв сущность явлений, вывести новые законы, создать принципиально новую отрасль науки аэродинамику сверхзвуковых скоростей. Это был труд большого коллектива ученых, инженеров, конструкторов, титанический труд, определивший начало новой эры, новой эпохи в авиации. Теоретическое обоснование удивительных явлений было найдено. Все дальнейшие поиски уже покоились на прочной научной основе.
В 1946 году коллектив, руководимый В. В. Струминским, праздновал первую победу. Это был праздник, но для миллионов людей победа ученых прошла незамеченной: о ней не писалось в газетах. Такова участь тех, кто работает на «переднем крае» техники.
На этом «переднем крае» находился и ученый-конструктор Герой Социалистического Труда Семен Алексеевич Лавочкин. В борьбе за новые скорости его конструкторское бюро тоже шло в поисках возможностей резкого уменьшения сопротивления. Сначала старались уменьшить сопротивление по мелочам: улучшали обтекаемость фюзеляжа, его герметичность, заботились об отделке поверхности, и в этом искали спасение. Потом занялись крыльями: стали их делать более тонкими, добиваясь новых, совершенных профилей... Сколько было гипотез, сколько идей и сколько разочарований! Каждое новое усовершенствование тщательно изучалось. Самолеты исследовались в аэродинамических трубах, испытывались в воздухе. Успехи были скромными, вперед шли медленно, буквально отвоевывая каждый новый десяток километров скорости.
На каком-то этапе конструкторам казалось, что они близки к цели. Перепробовав десятки различных вариантов фюзеляжей, крыльев, хвостов, компоновок узлов, собрав воедино весь накопившийся опыт, они решили соединить в одной машине все лучшие элементы предыдущих экземпляров. Спроектированный самолет внешне почти не отличался от своих собратьев такие же прямые крылья, только более тонкие, такой же фюзеляж, только более обтекаемый. Словом, это не было кардинальным решением вопроса, и конструкторы не строили никаких иллюзий. Они и не рассчитывали, что на новом самолете можно будет летать со скоростью звука, но приблизиться к этой скорости такая машина могла. Несколько месяцев весь завод жил этой машиной. Вся
4
Реактивный самолет
Михаил ЛЬВОВ
Выйдешь из дому в мир этот дивный С добродушной улыбкой в глазах И увидишь: опять реактивный Чертит молнии в небесах. Отложив все дела неотложные, Ты за ним наблюдаешь с земли. Самолет разглядеть невозможно — Лишь виднеется точка вдали. Словно движется в небе комета, И висит ее след, как стрела. Это скорость столетия!
Это
Наша сила к зениту взошла. И прикрыт над землею родною, Как подвижным щитом, небосвод! Над дыханьем твоим, над страною Реактивный летит самолет.
творческая энергия огромного коллектива была вложена в этот один самолет.
В цехах шла работа. Но по мере того, как она подвигалась к концу, в душе у Лавочкина росло и крепло чувство неудовлетворенности еще не рожденной машиной. Он понимал: нужно найти какой-то принципиально новый путь, который позволит не по мелочам, а сразу, резко снизить сопротивление на звуковых скоростях.
Эта мысль не оставляла его ни в стенах рабочего кабинета, ни в машине по дороге домой, ни дома глубокой ночью.
...А коллектив, руководимый В. В. Струминским в ЦАГИ, уже занимался в это время исследованиями в области создания принципиально нового вида крыльев стреловидных. По прогнозам ученых, такие крылья должны были раз и навсегда устранить те трудности при полетах на больших скоростях, которые до сих пор казались непреодолимыми. Но здесь ученые встретились с серьезной неприятностью.
С одной стороны, стреловидность помогала смягчить волновой кризис, с другой стороны, при больших углах атаки, при взлете, посадке и в особенности при маневрах во всех этих случаях на стреловидных крыльях возникали резко выраженные явления отрыва потока воздушных частиц, обтекающих крылья. Самолет терял устойчивость, управляемость. Он сваливался на крыло и переходил в штопор. Если это происходило на небольшой высоте, летчик не успевал даже выброситься с парашютом.
Ученые ЦАГИ нашли пути, гарантирующие от подобных неприятностей.
Струминский мог поручиться головой, что в воздухе не произойдет никаких неожиданностей. Но как убедить конструкторов в справедливости своих гипотез, как уговорить их построить стреловидную машину, если почти буквально каждое испытание подобного самолета на Западе заканчивалось катастрофой?
Первым, кто твердо и безоговорочно решился осуществить у себя на заводе новую компоновку самолета, был Лавочкин. Вместе со своими помощниками он исследовал в аэродинамических трубах множество моделей своих будущих машин, совершенствуя их форму, находя наиболее выгодную аэродинамическую компоновку. И хотя в цехах уже подходило к концу строительство самолета с прямыми крыльями, он нашел в себе силы, чтобы собрать помощников и прямо сказать им:
— Мы шли не по тому пути. Нужно все начинать сначала.
Необходимо большое мужество, чтобы одним росчерком уничтожить результаты предыдущего труда и все начинать сначала.
Никто никогда еще не строил у нас самолетов со стреловидными крыльями. Никто, кроме Струминского, не мог поручиться, что такая машина оправдает себя в воздухе. Ведь иногда даже самые неоспоримые прогнозы оказывались несостоятельными, когда дело доходило до практики. Но смелость и дерзание всегда отличали истинных творцов, и Лавочкин без колебания бросил все силы коллектива своего конструкторского бюро на создание новой машины.
Перед ним лежали плотные листы ватмана, на которых вырисовывались невиданные до сих пор профили самолета. Узкий, конусообразный корпус, резко выдвинутый вперед. Своеобразное, наклоненное назад хвостовое оперение. Но главными были крылья короткие и оттянутые назад, как стрелы. Самолет напоминал спортсмена, приготовившегося к прыжку с вышки.
Так получил право на жизнь первый советский самолет со стреловидными крыльями, положивший начало стреловидной авиации авиации сегодняшнего дня. Это было смелой, революционной ломкой установившихся канонов. Но открытие не свалилось с потолка, оно не объяснялось лишь гениальной прозорливостью авторов или счастливой мыслью, случайно мелькнувшей вдруг. Оно было подготовлено и предопре
делено всем предыдущим развитием передовой советской авиационной науки.
Да, стреловидность кардинально изменяла сопротивление при полетах со скоростью звука. И если прежде его определяли цифрами «7», «10», «14», то теперь на волновом кризисе оно возрастало лишь в два три раза. Это уже было вполне приемлемым сопротивлением, которое можно преодолеть мощностью двигателя. Но решение главной задачи выдвинуло перед конструкторами ряд новых, смежных задач. Требовалась иная механизация крыла, иная система управления, иные фюзеляжи, иное оперение.
Как и любой самолет, этот должен был летать и на сверхзвуковых скоростях и на малых скоростях, необходимых при посадке. Причем законы обтекания на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях разные. Значит, аэродинамическая компоновка самолета должна быть такой, которая, несмотря на различие законов обтекания, обеспечит машине необходимую устойчивость и маневренность при любых режимах полета.
Нужна была герметическая кабина с постоянным давлением, обеспечивающим безопасность летчика. В верхних слоях атмосферы, где воздух разрежен, давление значительно меньше, чем в нижних, приземных слоях. Человеку, очутившемуся без специальных приспособлений на высоте 15 тысяч метров, грозит разрыв кровеносных сосудов, кровоизлияние в мозг и т. д. Необходимо было перестроить всю систему управления самолетом. На дозвуковых скоростях существует определенное давление воздушных сил на органы управления. На сверхзвуковых скоростях эти силы возрастают, и центр их приложения перемещается. Следовательно, конструкция органов управления для разных скоростей должна быть принципиально различной. Причем, если при дозвуковой скорости летчику достаточно было одного мускульного усилия, чтобы подчинить самолет своей воле, то на «звуковом барьере» этого уже не хватало. Тогда-то и пришлось изменить конструкцию управления и установить на самолете специальные рулевые машины.
Тут конструкторы столкнулись еще с одной трудностью. Летчик, как говорится, непременно должен «чувствовать» машину в полете. Это «чувство машины» передается ему через ручку управления. На сверхзвуковом самолете рефлекторные приемы управления у летчика должны остаться те же, что и на «ПО-2». Иначе пилот лишится взаимосвязи с машиной, и катастрофа уже неизбежна.
Нужно было как-то выйти из положения. И выход был найден с помощью особых рулевых машин. Внешне для летчика все осталось попрежнему: то же привычное движение ручки, та же реакция машины при каждой манипуляции. Но осуществляется это поновому. Рулевая машина бусторно-гидравлическая система,— принимая от летчика соответствующие сигналы, автоматически вносит свои коррективы и в зависимости от скорости уменьшает или увеличивает действительные усилия, которые передаются рулям.