Я думаю, что очень многие слышали слово «перегрузка» в связи с полетом самолета, но, наверное, в большинстве неясно представляют, что это такое. Перегрузка — это отношение величины действующего ускорения к ускорению силы тяжести. Она возникает только при изменении направления или скорости движения. Так, например, при повороте автомобиля сила инерции стремится отклонить тело человека в противоположную сторону (то есть создает ускорение). При разгоне как автомобиля, так и самолета сила инерции прижимает человека к спинке сиденья, а при торможении стремится оторвать от него. Это — продольная перегрузка (по оси X, то есть по направлению движения). Но она не имеет существенного значения, кроме как в случае столкновения с препятствием, а неприятности на самолете доставляет вертикальная перегрузка, действующая по оси Y, перпендикулярной оси самолета в вертикальной плоскости. Она равна отношению подъемной силы к силе веса самолета (если не учитывать влияние тяги двигателя). Перегрузка считается «положительной» (то есть со знаком плюс), когда подъемная сила направлена вверх и сила инерции прижимает летчика к сиденью, и «отрицательной» (со знаком минус), когда подъемная сила направлена вниз и инерция стремится оторвать его от сиденья. Отрицательная перегрузка возникает, например, когда летчик энергично переводит самолет по дуге из набора высоты в пикирование, тогда угол атаки крыла отрицательный и подъемная сила направлена вниз, а сила инерции (центробежная) вверх. А можно так подобрать темп этого перехода, что крыло не будет создавать подъемной силы, и тогда перегрузка будет равна нулю, что соответствует состоянию невесомости.
При полете по прямой, даже с очень большой скоростью, перегрузка по оси Y отсутствует (точнее, она равна единице), но стоит только начать разворот или вывод из пикирования, как возникает центробежная сила (сила инерции) и вдавливает летчика в кресло. Сила инерции действует на все части тела и самолета и увеличивает их вес во столько раз, во сколько центробежная (и подъемная) сила больше силы тяжести. Величина перегрузки 8 единиц (или ускорения 8 д) означает, что вес увеличился в восемь раз. Этот увеличенный вес должно выдержать крыло самолета, что проверяется специальными испытаниями с имитацией нагрузок на заводе, а также и реальными нагрузками в полете. При расчете самолета на прочность закладывается коэффициент запаса, обычно 1,5, поэтому в испытательном полете до разрушения крыла дело не доходит — достаточно, чтобы допустимая перегрузка не привела к остаточным деформациям конструкции. Чрезвычайно редко, но случались и поломки крыла — я уже рассказывал о случае с летчиком Авиардом Фастовцом.
Степень воздействия вертикальной положительной перегрузки на человека зависит от времени. В течение двух-трех секунд человек может выдержать перегрузку до 10–11 единиц, но даже перегрузка в 6–7 единиц после 10–15 секунд воздействия приводит вначале к ограничению зрения, потом к потемнению в глазах, а затем и к потере сознания. Причина этого — в ухудшении снабжения кровью верхней части тела, и прежде всего головы — сердцу просто трудно качать кровь, преодолевая ее отток из-за увеличенной силы тяжести. Кроме того, при большой перегрузке тяжелеют веки и их трудно держать открытыми. Конечно, при катапультировании летчик испытывает еще большую перегрузку — до 16–18 единиц, — но она длится доли секунды.
В лежачем положении летчика, когда перегрузка действует в направлении «грудь — спина», она переносится намного легче, и ее предельно допустимое значение больше.
Для повышения порога переносимости перегрузки в США был создан противоперегрузочный костюм. В таком костюме с помощью камер, в которые при возникновении перегрузки поступает сжатый воздух, обжимаются ноги и область живота летчика — чем больше перегрузка, тем сильнее обжатие. Таким образом, костюм препятствует оттоку крови в нижнюю часть тела и уменьшает воздействие перегрузки. Американский противоперегрузочный костюм попал к нам тоже из Кореи, был скопирован в ОКБ С. М. Алексеева, и несколько экземпляров поступило в наш отдел на государственные испытания. Мы летали в них на различные задания, в том числе и на учебные воздушные бои. Костюм был одобрен и скоро стал штатным снаряжением летчиков нашей истребительной авиации. Современный костюм повышает переносимую перегрузку на 1–2 единицы. В американской инструкции был указан еще один вариант использования костюма: оказалось, что в длительном полете полезно нажатием клапана несколько раз кратковременно создавать давление в костюме — происходит своего рода массаж, снимающий усталость тела от неподвижности позы.
В связи с самолетами МиГ-15 хочу рассказать об истории турбореактивного двигателя (ТРД) ВК-1, который на них устанавливался. Я уже упоминал, что первые советские реактивные самолеты летали с двигателями, скопированными с трофейных немецких. Они были довольно тяжелые и имели большой удельный расход топлива. Для создававшихся наших новых самолетов требовались более совершенные ТРД. В начале 1946 года в Англию отправилась группа наших специалистов с целью покупки образцов двигателей (отечественные ТРД Микулина и Люльки еще не были достаточно отработаны). Надо сказать, что Англия тогда была наиболее передовой страной в отношении авиационного моторостроения, да и сейчас английские двигатели в мире котируются высоко.
Во главе делегации были Артем Иванович Микоян и главный конструктор по двигателям Владимир Яковлевич Климов. Война закончилась недавно, и отношения между нашими странами еще носили характер союзнических, поэтому вначале удалось договориться о продаже нам нескольких экземпляров современных двигателей. Однако уже пахнуло и холодком. Глава фирмы «Роллс-Ройс», почувствовав неблагоприятную обстановку в правительстве, заколебался. Как мне с юмором рассказывал Артем Иванович, он, будучи в гостях у владельца фирмы, который все медлил с подписанием договора, играл с ним на бильярде. Как бы в шутку он предложил очередную партию сыграть на спор: если победит он, то хозяин подпишет контракт. Ануш хорошо играл на бильярде. Заиграв в полную силу, он выиграл. Англичане серьезно относятся к спорам, и контракт был подписан.
Закупили образцы двигателей «Nene» (Нин) и «Dervent» (Дервент) с центробежным компрессором. Они имели меньшие расход топлива и вес по отношению к развиваемой тяге, чем трофейные немецкие, и были намного надежнее. Двигатели скопировали и освоили в серийном производстве. Самым трудным оказалось создание металлического сплава для лопаток турбины, на которые действуют большие силы в сочетании с температурой порядка 1000° Цельсия. Когда во время учебы в академии я проходил производственную практику на заводе, выпускавшем двигатели по образцу «Нин» (названные РД-45 — по номеру завода), мне рассказывали, что в Англии секретными цехами были именно те, где делали сплав и обрабатывали лопатки, а не сборочный цех, как у нас.
Вопрос производства лопаток рассматривался на Политбюро, и Сталин поручил министру И. Ф. Тевосяну, крупному специалисту-металлургу, лично возглавить разработку сплава для лопаток. Иван Федорович не покидал завода в течение месяца, пока металл не получился. Стоит упомянуть, что до войны Тевосян в течение ряда лет работал инженером на заводе Круппа в Германии для приобретения современного опыта. Это едва не послужило потом причиной зачисления его во враги народа. Мой отец высоко ценил Тевосяна (он знал его еще по революционной работе в Баку).
