Эту справку механизм и подает экспериментатору соответствующими цифрами под стеклышком.
«Центровка» самолета, как мы раньше это уже видели, самолетостроителю дается не легко.
Не стоит, стало быть, говорить о достоинствах копирующего механизма, отвечающего с предельной точностью на трудный и важный вопрос.
Если механизм «заявляет», что выбранная «центровка» не наивыгоднейшая, то конструктор и следует после испытаний его «совету».
Копирующий механизм спроектирован также Г. М. Мусинянцем, а построен полностью в мастерских института, людьми, специализировавшимися на постройке точнейших механизмов.
Г. М. Мусинянц.
Монтировались весы под непосредственным наблюдением Г. М. Мусинянца, и это было нелегкое дело, ибо автор добивался невиданной точности.
Каждая система рычагов в процессе сборки немедленно проверялась, и конструктор переходил к следующей системе только после того, как разница между показаниями стрелок на циферблате и действительной нагрузкой в несколько тонн не превышала 10–20 граммов.
Случилось однажды, что расхождение показаний весов с действительной нагрузкой выразилось неожиданной цифрой — свыше четырехсот граммов. Это событие потрясло конструктора настолько, что два дня он ходил возле весов, разводя руками в полном отчаянии: вся система рычагов действовала безукоризненно, и в чем заключалась причина неточности, он не мог понять.
Конечно, его утешали, указывая, что при нагрузке в 10–15 тонн не так уж важна неточность в полкилограмма, но он не поддавался никаким уговорам и только твердил:
— Никогда больше чем на восемнадцать граммов не расходилось. Что такое случилось, понять не могу!
И опять начинал просматривать лес рычагов.
К вечеру второго дня он вбежал к Ушакову с сияющими глазами, радостно восклицая:
— Тапочки! Тапочки, чорт их возьми!
— Какие тапочки?
— Тапочки уборщица засунула в грузы. Вот откуда и взялись четыреста граммов!
Оказалось, что уборщица, имевшая специальные тапочки для мытья полов, не нашла более подходящего места, чтобы спрятать их, как засунуть в щель между чугунными грузами.
Точность весов и до сих пор остается непревзойденной. При испытании самолета, когда на него действуют силы порядка 10–15 тонн, весы, например, дают знать экспериментатору о забытом в самолете гаечном ключе весом в полкилограмма.
Схема работы всасывающей аэродинамической трубы.
Пуск в ход больших труб состоялся в 1939 году: в августе — самолетной и в сентябре — винтовой.
К этому важному событию готовились: были назначены ответственные лица за определенные узлы, перед запуском производились обследование и внимательный осмотр всей трубы.
Заранее условились, чтобы не было «ажиотажа пуска». Пускали, медленно повышая скорость и повторяя осмотры перед каждым переходом на новую скорость.
Нервы у всех были напряжены так, что когда случайно перегорела лампочка, освещавшая трубу над вентиляторами, произошел переполох. Кому-то показалось, что в трубе появились электрические искры. Трубу остановили и убедились, что никаких искр не было, лампочка перегорела от сотрясения и, вероятно, перегорая, давала несколько более неровный и яркий свет.
С пуском больших труб начинается новый период в истории аэродинамических исследований института. Уже первые результаты испытания показали, каким превосходным инструментом располагает наш аэродинамический центр.
Конечно, не сразу пришло уменье полностью пользоваться теми огромными возможностями, которые заключала в себе эта необыкновенная аэродинамическая установка, но оно пришло.
Впервые по-настоящему полно и хорошо большие трубы были использованы в начале 1941 года при испытании истребителя «МИГ-3» конструкции А. И. Микояна и М. И. Гуревича.
После испытания в больших трубах существенным результатом было одно чрезвычайно важное открытие. Выяснилось, что каким бы совершенным ни казался конструктору его опытный самолет, путем небольших, часто даже неприметных на глаз, доделок можно улучшить его лётные качества и прежде всего повысить скорость на 20–30 километров в час.
На первый взгляд кажется, что 20–30 километров лишней скорости при расчетной скорости машины в 500, 600, 700 километров не такая уж важная вещь, чтобы из-за нее воздвигать грандиозные сооружения — натурные трубы.
В действительности дело обстоит вовсе не так. Ведь мировая авиация в среднем держится на одинаковом скоростном уровне, и если наступает война, то преимущество будет как раз на стороне того противника, которому удастся повысить скорость своих боевых машин хотя бы на несколько десятков километров.
Обычно каждый новый самолет того или другого класса и превышает по скорости аналогичные машины всего на несколько десятков километров в час. Из-за этих десятков километров и создаются новые или модифицируются старые машины, причем для этой цели на них ставятся новые моторы большей мощности. На все это требуется масса времени, труда, средств.
Легко видеть, какое огромное значение может иметь повышение скорости самолета на те же 20–30 километров при незначительных изменениях конструкции самолета, лишь в результате небольших, простых и легких доделок.
Конечно, и до того было известно, что всевозможными «зализами» — устранением выступающих деталей, отделкой поверхностей — можно улучшить аэродинамические качества самолета, но испытания в больших трубах натурального самолета указывали непосредственно, что надо сделать и какую ценность имеет та или другая доделка. Конструктор, опираясь на свое технологическое чутье, следуя привычному мышлению, не всегда в состоянии правильно оценить выгоду того или иного мероприятия. При натурных испытаниях такого рода вопросы решаются с безукоризненной точностью и ясностью.
Вот маленький пример.
Антенна радиостанции на самолете с ее мачтами и проволоками, несомненно, повышает лобовое сопротивление самолета и, значит, в какой-то мере снижает скорость. От антенны спускается в кабину летчика свободно висящая проволока. Казалось бы, что удельный вес сопротивления этой проволоки в общем сопротивлении самолета совершенно ничтожен, но когда эту проволоку пропустили через мачту, скорость самолета повысилась на 2 километра в час. Наоборот, можно думать, что еще больше будет выигрыш, если вовсе убрать мачту. Так как переднюю мачту убрать вообще невозможно, то убрали заднюю, расположенную на киле самолета. Выигрыша в скорости не получилось.
Конструктору свойственно переоценивать удельный вес аэродинамических форм, на них обычно сосредоточивалось все его внимание. Последние годы в опытном самолетостроении, например, больше всего занимались «зализыванием» выступающих частей, отделкой поверхностей самолета, хотя применяемые для этой цели специальные лаковые покрытия, особенно в условиях фронта, держатся и не очень-то долго. В то же время вопросами системы охлаждения, с точки зрения понижения лобового сопротивления, у нас вовсе не интересовались.
Натурные испытания показали, что совершенство аэродинамических форм, вообще говоря, только половина дела. Другая половина возможных ресурсов для уменьшения сопротивления, а значит, и повышения скорости, лежит в области внутренней аэродинамики, в совершенствовании внутренней канализации самолета, обслуживающей систему охлаждения мотора.
Промышленная аэродинамика, которой занималась вентиляторная секция ЦАГИ, накопила огромный материал по внутренней канализации и течению воздуха по каналам, но в самолетостроении никто этим материалом не пользовался. Тут даже геометрически многое делалось неправильно. Считалось, например, что чем больше отверстие для притока воздуха, тем больше его будет поступать в систему охлаждения и тем охлаждение будет лучше. На деле оказалось, что отверстия меньших диаметров при правильном канале служат для той же цели гораздо лучше.
Истребитель «МИГ-3» для своего времени явился замечательной машиной. Он сделал резкий скачок вперед по скорости и был очень хорошо принят нашими летчиками.
Еще до войны, начиная с 1938 года, «МИГ-3» начал строиться серийно, радуя своим успехом сердца конструкторов.
Конечно, конструкторы никогда не успокаиваются на достигнутом и стремятся всячески усовершенствовать свое создание. Получив высокую скорость на истребителе, Артем Иванович Микоян и Михаил Иосифович Гуревич, представляющие собой идеальный пример творческого содружества, решили усилить вооружение «МИГ-3» и вместо имевшихся на нем двух пушек установили четыре. Это несколько утяжелило машину.
В это время появился наш новый мощный мотор воздушного охлаждения. Этот мотор и был поставлен на самолет вместо стоявшего на нем «АМ-35» водяного охлаждения. И вот тут с самолетом произошла странная история. На лётных испытаниях оказалось, что скорость самолета с новым мотором не только не повысилась, но даже чуть-чуть снизилась против прежней его скорости со старым, менее мощным мотором.
Такой неожиданный результат поставил в тупик конструкторов, и самолет привезли в новый ЦАГИ.
При первоначальной продувке самолета в большой трубе у него оказалось очень большое лобовое сопротивление, гораздо более значительное, чем было раньше, хотя при смене моторов конструкция самолета не претерпела решительно никаких изменений.
К. А. Ушаков начал размышлять, отыскивая причину увеличения сопротивления. Так как аэродинамические формы самолета оставались прежними, надо было думать, что сопротивление возросло за счет воздушного охлаждения. При новой продувке самолета для опыта закрыли вовсе отверстие капота, через которое поступал воздух в систему охлаждения. Сопротивление так резко снизилось, как нельзя было и предположить. Это обстоятельство заставило призадуматься и поэтому чрезвычайно помогло разобраться в деле.
В капоте еще были обнаружены разные щели, через которые, также бесполезно для дела и создавая излишнее сопротивление, происходила утечка воздуха. Когда при новой продувке предварительно заклеили все эти вредные щели, доведя систему охлаждения до полной герметизации, самолет получил свою расчетную скорость и с соответствующими рекомендациями был возвращен на аэродром.