Он говорил о значении взлета нашего детища, о завершении важного этапа работы КБ и завода. От имени руководства поблагодарил и поздравил всех нас. В конце своего спокойного, первого и последнего выступления на столь массовом мероприятии Павел Осипович сформулировал наши главные задачи.
Сухого наградили орденом Ленина. А уже летом следующего года «стрелка» впервые в стране показала скорость 2070 км/ч. Она легко преодолела звуковой барьер и летала со скоростью, в два раза превышающей скорость звука.
Глава 5ТРЕУГОЛЬНОЕ КРЫЛО
Какая форма крыла оптимальна для сверхзвукового истребителя, скорость которого превышает скорость звука в два раза? Этот вопрос волновал всех конструкторов скоростных самолетов. Павел Сухой, как никто другой, понимал важность жесткости крыла на таких больших скоростях. Урок непонятной гибели его опытного истребителя «П» и микояновского И-З60 из-за флаттера тонкого стреловидного крыла давил тяжелым грузом. Он приходит к выводу: оптимальным является крыло в форме правильного треугольника в плане. Но самолеты с такими крыльями в нашей стране не строились. Такое крыло может таить в себе скрытые недостатки. ЦАГИ только начал систематические продувки таких крыльев в сверхзвуковых трубах.
Предложение Сухого правительству в 1953 году о разработке двух новых сверхзвуковых истребителей было вполне реалистичным. Сначала на основе имеющегося опыта создать истребитель со стреловидным крылом, а потом с крылом треугольным.
Неудивительно, что в постановлении Президиума Совмина от 5 августа 1953 года истребитель с треугольным крылом Т-3, который предписывалось разработать новому КБ, назван экспериментальным.
Наша бригада крыла в 1954–1955 годах оказалась в центре внимания — мы разрабатывали конструкцию этого треугольного крыла. Согласно схеме бригады общих видов (замыслу Главного) внутри крыла за отсеком главной ноги шасси было необходимо разместить максимально возможное количество керосина.
После выпуска общего вида закрылка и защиты диплома меня кинули на топливный отсек, и моим наставником стал опытнейший Феликс Померанц. Размещать топливо в крыле в мягком прорезиненном баке очень невыгодно. Слишком много внутреннего объема крыла остается неиспользованным. Если залить керосин прямо в конструкцию, можно увеличить его количество в два раза. Феликс Померанц был полон решимости создать герметичный для керосина топливный отсек крыла. Я возражать не стал.
Чтобы выработать топливо из крыльевого отсека, его надо наддуть изнутри избыточным давлением азота. А керосин под давлением вытекает даже через микроскопическую щель гораздо лучше, чем бензин, вода или воздух. Драматизм ситуации усугублялся большими деформациями крыла истребителя при ведении воздушного боя с большими перегрузками. Эти деформации вызывали небольшие взаимные смещения сопрягаемых деталей по периметру отсека, но вполне достаточные, чтобы со временем разрушить герметизацию.
За двадцать лет до этого на разработанном бригадой Сухого АНТ-25 герметизация кессона на бензин обеспечивалась прокладками из промасленной бумаги между проклепываемыми деталями. К моменту начала нашей работы было известно, что в ОКБ Лавочкина пытались герметизировать топливные отсеки с помощью специального лака. Но после высыхания он становился хрупким и трескался под нагрузкой.
На наше счастье, во Всесоюзном институте авиационных материалов на улице Радио в Москве оказалась лаборатория герметиков. Кандидат химических наук Барановская Наталья Борисовна (сейчас она уже доктор), очень интеллигентная дама, работала над российской версией американского двухкомпонентного герметика для керосина. Он был черного цвета и имел в приготовленном для применения виде сметанообразную консистенцию. После нанесения на сопрягаемые детали в расчетное время происходил процесс полимеризации, и герметик превращался в упругую резиноподобную массу с высокой адгезией к поверхностям деталей. Керосин его практически не растворял. Но ее опыты носили только лабораторный характер и вызывали скорее надежду, нежели уверенность.
Мы ясно понимали свою ответственность за разработку конструкции топливного отсека треугольного крыла. Что будет, если сотни наших сверхзвуковых истребителей будут стоять на аэродромах с текущими крыльями?
Втроем с Тавризовым и Померанцем мы подолгу обсуждали разные варианты решения нашей проблемы. И пришли к выводу, что мы очень многого еще не знаем. Не знаем, как поведет себя новый герметик Барановской при длительной эксплуатации и нагреве конструкции на больших скоростях, какие реальные деформации и взаимные смещения будут у сопрягаемых деталей топливного отсека, какая схема герметизации оптимальна.
Тогда в наших обсуждениях я впервые услышал словосочетание «надежность конструкции». Потом эта тема станет центральной в моей работе и моем творчестве.
Решили, что, пока будут изготовляться в производстве трудоемкие балки и лонжероны нового треугольного крыла, можно успеть провести серию испытаний небольших экспериментальных топливных отсеков в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным. А выпустить комплект чертежей такого отсека, разработать программу испытаний и курировать их должен был я.
Померанц с Тавризовым решили для начала по возможности ограничить протяженность герметизируемых швов топливного отсека. Сначала Феликс разработал конструкцию цельнофрезерованной стальной балки № 2, которая служила сплошной стенкой топливного отсека спереди. Передний лонжерон в зоне топливного отсека также удалось выполнить цельнофрезерованным в форме швеллера с поясами вне зоны топлива. А главное, они решили сделать верхнюю и нижнюю обшивки в зоне отсека в виде цельнофрезерованных панелей из толстых дюралевых плит. Такие панели, естественно, уже были герметичными. Фактически топливный отсек надо было герметизировать только по периметру. Но и оставшихся путей для утечки керосина из отсека оставалось предостаточно.
Поэтому пока Феликс Померанц пыхтел над чертежами панелей, я приступил к разработке конструкции экспериментального отсека для сравнительных испытаний нескольких вариантов герметиков Барановской и разных схем их нанесения.
Мой первый экспериментальный отсек-модель имел прямоугольную форму размером в плане метр на метр и высотой 12 сантиметров. Толщины обшивок и стенок, площади поясов лонжеронов и нервюр соответствовали натуре. Трудоемкость его изготовления была очень низкой благодаря малым габаритам, а также использованию дюралевых обшивок и прессованных профилей стандартных размеров. Моя модель топливного отсека крыла обеспечивала достаточно полную имитацию условий деформаций герметизирующих элементов. Внецентренное циклическое нагружение модели гидроцилиндром воспроизводило как ее изгиб, так и кручение в пределах максимальных эксплуатационных напряжений. Мы запустили в производство несколько десятков этих моделей, и они позволили нам решить проблему.
В дальнем углу территории нашего завода, ближе к каким-то складам у Хорошевского шоссе, располагалась лаборатория силовой установки. Там производили первую гонку большого двигателя нашей «стрелки» без хвостовой части фюзеляжа, там испытывали агрегаты топливной системы с керосином. Поскольку нагружение моей модели надо было производить после заполнения ее керосином и наддува инертным азотом, то стенд для испытаний установили на площадке этой лаборатории. Там я впервые увидел, как течет мой топливный отсек. Мои взаимоотношения с начальником лаборатории завзятым мотоциклистом Костей Матвеевым и его замом Леней Заславским переросли в дружбу, и мы увлеченно работали вместе над проблемой герметичности конструкции. К этой работе была также привлечена технологическая бригада КБ, технологический отдел завода и цех № 12, который приготавливал герметики.
Испытания моделей позволили нам открыть глаза на многое. Оказалось, что очень трудно определить место, где нарушилась герметизация внутри отсека и где керосин под давлением уходит из герметичной зоны. Придумали способ «противонаддува». Открывали технологический люк текущего отсека. К наружному месту вытекания керосина подводили шланг для пневмоинструмента со струей сжатого воздуха и по пузырению внутри определяли место необходимого ремонта герметика. Явная течь керосина была очень редко. Обычно модель снаружи в определенном месте начинала запотевать. Кто-то предложил обмазывать модель перед началом испытаний водяным раствором мела с последующей его сушкой. На меловом покрытии даже незначительное запотевание керосина становилось видным.
Мы усиленно искали подходящие способы обнаружения течи топливных отсеков с учетом их применения в процессе дальнейшей эксплуатации самолетов в воинских частях. Однажды меня подзывает начальник нашей бригады Крылов и предлагает сопровождать нашего директора завода Михаила Сергеевича Жезлова, очень симпатичного пожилого еврея, который в начале войны был директором серийного авиационного завода в Харькове, где выпускались Су-2, а Сухой был Главным конструктором. Он закончил войну в генеральском звании. Говорили, что его фамилия когда-то была Жезлер.
Я позвонил ему, и он сказал «Подходи к гаражу».
Мы сели в шикарный «ЗИМ» на заднее сиденье, и только тут я узнал, что катим мы в Университет на Ленинских горах. Там в секретной атомной лаборатории физического факультета работает его друг, специалист по герметичности ускорителей элементарных частиц. Они работают при глубоком вакууме, и проблема герметичности там стоит очень остро. Места нарушения герметичности они определяют специальным прибором — гелиевым течеискателем.
Оказывается, наш директор прослышал про трудности, которые мы испытывали при определении мест утечки керосина на моих моделях топливного отсека крыла, и договорился со своим другом о встрече и нашем знакомстве с работой гелиевого течеискателя. Жезлов предполагал приобрести такой прибор, если он нам подойдет. В душе я был очень благодарен этому грузному и, казалось бы, далекому от нашей конструкторской работы хозяйственнику. Хотя и не испытывал особых надежд на успех.