Главный экспериментатор бригады крыла
Создавая конструкцию первых сверхзвуковых самолетов, мы все чаще ощущали, что наши конструкторские решения раньше не применялись. Предыдущие самолеты были другими, и у нас нет уверенности в работоспособности новых конструкций. Это наглядно проявилось на примере топливного отсека в треугольном крыле. Опыт даже убеленных сединами наших ведущих конструкторов оказался уже недостаточным. Его необходимо было дополнять экспериментальными исследованиями работоспособности новых конструкций.
Идея экспериментальных исследований меня очень увлекла. Результаты эксперимента открывают тебе скрытые тайны Природы. Составляя программу испытаний, разрабатывая экспериментальный образец и установку для испытаний, ты задаешь Природе вопрос. И она тебе отвечает. Оказывается, узел под нагрузкой ломается не там, где ты ожидал, а совершенно в другом месте. Но теперь-то тебе ясно, почему именно в этом месте. Оказывается, ты не учел фактических деформаций в процессе нагружения и вызванное ими перераспределение нагрузки. Природа ответила тебе на твой конкретный вопрос. У тебя есть способ общения с Природой на равных, и она охотно делится с тобой своими секретами.
Поскольку время создания современного авиационного комплекса исчисляется годами, то за этот срок можно успеть выполнить достаточно большой объем экспериментальных стендовых и лабораторных исследований новых технических решений. Важно выявить заложенные в конструкции недостатки как можно раньше, тогда их устранение будет более легким и дешевым. Помню, как меня потрясли обобщенные данные статистики. Если конструктивные недостатки сложного изделия полностью устранить еще на этапе разработки, потребуется, например, 1 миллиард рублей. Если это произойдет в серийном производстве, то затраты составят уже 10 миллиардов, а в процессе эксплуатации — 100 миллиардов рублей.
Я осознал, что выявление, а не сокрытие недостатка конструкции самолета еще на этапе разработки надо считать большой удачей, так как потом он все равно проявится. Но его устранение уже на этапе налаженного производства на серийном авиационном заводе потребует значительных изменений дорогостоящей оснастки и производственных процессов. Затраты на устранение недостатка конструкции на строящихся серийных самолетах будут на порядок выше, чем в опытном производстве. А если скрытый дефект конструкции проявится только в эксплуатации самолетов в различных точках страны, то доработка готовых самолетов на аэродромах потребует затрат, на два порядка превышающих расходы в условиях опытного производства.
Павел Осипович прекрасно понимал важность экспериментальных работ на опытном авиационном заводе в процессе разработки наших сверхзвуковых самолетов и поощрял наши инициативы. Он мыслил по-государственному и заботился о снижении суммарных затрат на обеспечение жизненного цикла новых самолетов, исчисляемого десятками лет, за счет увеличения расходов на экспериментальные работы. Каждый конструктор — это живой человек, и ему свойственно ошибаться. Уже начало производства деталей нового самолета в цехах опытного завода выявляет массу нестыковок и ошибок в чертежах. Они оперативно устраняются выпуском Листков уточнения чертежа (ЛУЧей), которые подклеиваются к производственной синьке уточняемого чертежа. За время постройки опытного самолета выпускаются тысячи ЛУЧей.
Более значительное изменение чертежа, вызванное рядом причин, начиная с изменения требований заказчика и кончая результатами экспериментальных исследований, вводит в производство Листок изменения чертежа (ЛИЧ). При запуске в производство второго летного экземпляра опытного самолета или при передаче чертежей на серийный завод все ЛУЧи и ЛИЧи вносились в чертеж и погашались. Большинство явных конструкторских ошибок задерживает «фильтр» сборки статического и первого летного образцов нового самолета. Но только наземные и летные испытания выявляют такие недостатки конструкции, которые произошли из-за незнания и неверного моделирования сложных процессов, определяющих безотказную эксплуатацию сверхзвукового истребителя. И чем больше таких недостатков мы выявим в наземных, стендовых испытаниях, тем быстрее и успешнее пройдут этапы заводских и совместных с заказчиком летных испытаний нового самолета.
Такие мысли вдохновляли меня, двадцатипятилетнего инженера-конструктора, на поиск непроверенных решений в конструкции топливного отсека, а потом и обоих наших крыльев — треугольного и стреловидного. В нашей бригаде крыла я отвечал за все экспериментальные работы и испытания образцов конструкции. Составлял перечни и план-графики производства образцов и их испытаний. Объем исследований под моим руководством настолько возрос, что для контроля за ходом всего процесса мне пришлось разработать форму специальной карточки учета экспериментальной работы, заказать в типографии нужное количество и вести картотеку.
Сотни плоских образцов из листа применяемых толщин и круглых, точеных образцов новых высокопрочных алюминиевых сплавов были изготовлены по моим чертежам на нашем заводе и отправлены на стандартные испытания в ВИАМ.
Когда кто-нибудь из наших конструкторов начинал сомневаться в работоспособности разработанной им конструкции и переставал спать ночью, он подсаживался к моему столу и просил организовать испытание его узла. Мы обсуждали форму образца и условия его нагружения. Наиболее интригующими были испытания по определению предельно допустимого напряжения, при котором происходила потеря устойчивости стрингерного набора панели при сжатии или потеря устойчивости стенки с набором при сдвиге. Для начала я заказывал в производстве три образца данной конструкции и испытывал их. Обычно три результата испытаний располагались очень близко и позволяли судить об имеющемся запасе прочности. Но когда был большой разброс, я заказывал в производстве еще шесть.
Но главной моей заботой оставался топливный отсек и его герметичность. Для крепления крышек эксплуатационных люков нижней панели я разработал конструкцию специальной герметичной анкерной гайки. Идея была очень проста. Использовалась стандартная двухлепестковая стальная анкерная гайка, и в прессформе к ней привулканизовывались колпачок и прокладка из топливостойкой резины. После приклепывания лепестков гайки двумя заклепками к панели деформированная прокладка и колпачок полностью перекрывали доступ керосина к отверстию под болт. Пока я пришел к оптимальной форме сечения прокладки и выбрал резину по твердости, пришлось выполнить много экспериментов на моих малых топливных отсеках, где был один гермолюк. Зато последний вариант моей гермогайки отвечал всем требованиям. Она устанавливалась на всех гермолюках нашего треугольного крыла. Затем она стала заводской нормалью и ее устанавливали в гермокабинах наших самолетов. А потом эта герметизирующая анкерная гайка была включена в нормали Министерства авиационной промышленности. Я был приятно удивлен, когда увидел мои гермогайки в топливном отсеке крыла пассажирского самолета Ил-18 во время посещения цеха крыла соседнего 30-го завода. Когда же я собрался оформить авторские права на изобретение гермогайки, мне было отказано из-за отсутствия новизны. В качестве доказательства эксперт Комитета по изобретениям прислал мне копию нормали авиационной промышленности с моей гайкой.
