Об этих подробностях перелёта рассказывала газета «Правда» в марте 1988 г., сразу по следам этих неординарных событий[66].
– И даже на «Шаттле»? – спрашивает корреспондент
– И даже на «Шаттле», – подтверждают учёные ЦАГИ, головного института авиапромышленности, который участвовал во всех наших космических программах, начиная с «Востока». – Все его посадки были полностью пилотируемыми.
Зачем же нужно добиваться автоматической посадки? Лётчик в тумане и полной тьме бессилен – об этом свидетельствуют отмены авиарейсов в нелётную погоду. Даже для самолёта с его двигателями, плавной траекторией, регулируемой скоростью и т. п. автоматическая посадка проблематична. Но самолёт может по воле пилота пойти на второй круг, уйти на запасной аэродром где-нибудь поблизости, даже вернуться к месту вылета. Возможности воздушно-космического корабля (ВКК) – по сравнению с обычным самолётом крайне ограничены. Без тяги двигателя, за счёт аэродинамики, т. е. планируя, но с огромной скоростью и крутизной, он, расходуя свою разгонную энергию, устремляется к единственному месту посадки. Сменить эту точку даже за тысячу километров нельзя. Уйти на второй круг, развернуться и повторить заход – тоже невозможно. А если за время космического полёта полосу накрыл глухой туман, снегопад, пыльная буря? А если невесомость и перегрузки повлияли на пилота? Или произошла разгерметизация, пилот травмирован? Идеальной мерой безопасности остаётся автоматическая посадка. И учёные с конструкторами взялись сделать этот идеал достижимым.
Это не исключает и ручного режима. Всего же их три. Есть ещё директорный, как бы комбинированный, когда пилот «дублирует» автомат, чтобы немедленно и без запоздания вмешаться в дело при каком-нибудь сбое.
Без работы остаётся ручка воздушного тормоза – главного посадочного средства.
Попытайтесь представить состояние лётчика, вверившего судьбу и машину электронному автопилоту – вряд ли найдётся такой лётчик, который спокойно просидит самую благополучную посадку. Рассказывают легенды и байки о психологической ломке, произошедшей тогда, когда авиация переходила на бустерное управление.
Об этом писала газета «Ленинское знамя» в августе 1989 г., задавшись простым вопросом: кто научил «Буран» летать?[67]
Программа горизонтальных лётных испытаний предусматривала шестнадцать полётов с ручным пилотированием. После первых шести полётов благодаря отличной профессиональной подготовке лётчиков-испытателей ЛИИ, были сняты все характеристики, позволяющие подойти к отработке автоматической посадки. Седьмой полёт выполнялся уже в автоматическом режиме. Лишь за 10 метров до поверхности посадочной полосы управление взяли на себя пилоты. Начиная с восьмого полёта, все посадки выполнялись автоматически. Но всегда в кабине «Бурана» находились пилоты. Они поднимали корабль, как самолёт в воздух, выходили в точку, близкую к расчётной траектории снижения системы из космоса. В этой точке лётчики-испытатели включали автомат, он подхватывал корабль и сажал его в заданном месте.
Командиром корабля, впервые поднявшим его в небо и приземлившим «Буран» на аэродроме ЛИИ, был Герой Советского Союза Игорь Петрович Волк. В выполнении программы участвовали Герой Советского Союза Анатолий Семёнович Левченко, инженеры лётчики-испытатели Римантас Антанас-Антано Станкявичюс и Александр Владимирович Щукин. Проблем и неожиданностей было много. Но ни разу, в какой бы необычной, трудной ситуации ни оказывался экипаж, ни сбоев, ни аварий не было. Вот один их характерных примеров.
«Буран» имеет низкие аэродинамические качества и заходит на посадку по траектории с углом наклона порядка двадцати-девятнадцати градусов, в зависимости от направления ветра. Когда «Буран» приземляется, с лётного поля он виден почти в плане. При этом скорость его снижения к земле порядка пятидесяти метров в секунду.
Первое выравнивание начинается на высоте 360 метров. Окончательное выравнивание «Бурана» происходит где-то на высоте 15 метров и торможение идёт за счёт увеличения угла атаки. Сначала полёты отрабатывались вручную. Траектория снижения и посадки «Бурана» не похожа ни на один самолёт, и тем, кто впервые отрабатывал режим, приходилось нелегко.
В самом конце программы, когда приземление выполнялось автоматически, вдруг обнаружилась странная закономерность. Перед самой посадкой, когда земля стремительно летела на сидевших в кабине аналога «Бурана», происходило небольшое, но ощутимое чувствительными приборами отклонение ручки управления. Те, кто следил за работой системы, решили, что пилот инстинктивно касается ручки управления. Вдруг в последний момент, чтобы не врезаться в землю, нужно будет вмешаться лётчику? Но испытатели уверяли, что они не прикасались к ручке.
В следующем полёте все повторилось. Снова будто кто-то «помогал» «Бурану», страховал его приземление. Приборы были неумолимы – отклонение было. Учёные опять попытались выяснить: не прикасался ли кто-нибудь из лётчиков к ручке? Нелегко, конечно, сидеть, сложа руки, испытателю, когда на тебя стремительно летит бетонная полоса аэродрома. Те только плечами пожимали. Неожиданно и просто проблема была решена. Оказалось, что ручка управления, сверхчувствительная, как и все приборы системы, отклонялась сама по себе за счёт собственного веса и этим смущала всех, кто расшифровывал показания приборов. Стоило ввести поправку, – и всё пошло нормально.
Про «Буран» все знают, – рассказывает О.С. Долгих, заместитель главного конструктора – начальник лётно-испытательной базы. – Он сделал первый полёт в автоматическом режиме. И в этом мы опередили американцев. Но не все знают, что в принципе это был не первый полёт. Из космоса полёт был уже восемнадцатым по счёту. А семнадцать полётов мы сделали в Жуковском. Здесь решались многие вопросы теплозащиты летающей лаборатории, управления, но главное – посадка на Землю в автоматическом режиме.
Для того чтобы «Буран» мог самостоятельно приземлиться, на его аналоге, полностью копирующем все узлы и системы комплекса, была многократно отработана посадка в автоматическом режиме. Но и здесь учёные начинали не с нуля. Первые программы опробовались на модифицированных самолётах Ту-154, МиГ-25.
Летающие лаборатории, совершившие около тысячи вылетов, помогли исследованию алгоритмов посадочного маневрирования, проверке и отработке наземного комплекса, бортовой аппаратуры.
16 ноября 1988 г., в газетах и по телевидению в связи с запуском «Бурана» – космического корабля многоразового использования – были названы фамилии четырёх космонавтов-испытателей, среди них был и Урал Султанов. Они на МиГах и Ту-154 повторяли маневры «Бурана». Особенно сложно было в момент перехода на автопилот, когда руки убирают со штурвала и всю систему надо держать в уме, отслеживая динамику автомата. Больше шестидесяти раз сажали на посадочную полосу радиоуправляемый Ту-154 испытатели, участвуя в подготовке к двухвитковому полёту вокруг Земли корабля «Буран», посадка которого на космодроме Байконур впервые в мире была осуществлена в автоматическом режиме.
После этого начались работы с аналогом «Бурана». С байконурским «Бураном» он был совершенно идентичным по массовым характеристикам, геометрии, аэродинамике. Но разница всё же была.
Подмосковный аналог имел другие двигатели – ему не нужно было выполнять орбитальный полёт, он обладал четырьмя турбореактивными двигателями для взлёта, как самолёт с полосы. Для того чтобы двигатели работали, на нём был установлен в отсеке полезного груза топливный бак. Ещё одно отличие – высота стойки переднего шасси. Основной «Буран», это хорошо заметно на кинокадрах, приземлившись, катился по полосе, слегка наклонившись вперёд. Аналог имел более длинную стойку, чтобы облегчить взлёт корабля. Иначе ему могло не хватить усиления рулей, чтобы поднять нос. И последнее отличие – имитационная теплозащита. Аналог работал в диапазоне скоростей по прибору до 600 километров в час, и в его задачу не входило летать на больших высотах. Поэтому корпусу корабля не нужна была специальная теплозащита.
С первых шагов разработки системы подготовки экипажей было ясно, что она должна быть гибкой, учитывающей не только особенности и способности лётчика, характеристики летательного аппарата, сложность лётного задания, но и необходимость совершенствования системы управления, системы отображения информации и органов управления. Поэтому получили развитие отдельные программы: теоретическая, стендовая, специальная лётная и медико-физиологическая подготовка экипажа. Необходимость большого объёма и разноплановости занятий определялась сложностью пилотирования орбитального корабля с низким аэродинамическим качеством без двигателя при спуске и посадке, так как это, по сути, управление «падающим» летательным аппаратом – вертикальная скорость составляла от 50 до 100 м/с. От лётчика требовался расчёт избытка высоты, запаса энергии с учётом параметров полёта (вектора состояния корабля) в текущей точке и выбор дальнейшей траектории с рациональным распределением энергии до места посадки[68].
Как учили летать «Буран»?
Выход на орбиту космического корабля многоразового использования «Буран» и его приземление на взлётно-посадочную полосу (ВПП) аэродрома Байконур 15 ноября 1988 г. стали триумфом отечественной науки и техники. В подготовке этой программы самое активное участие принимали учёные, конструкторы, специалисты и лётчики-испытатели ЛИИ им. М.М. Громова. Предварительная стендовая отработка – важнейший этап технологии создания любого самолёта.
В 1977 году одновременно с началом работы над «Бураном» было принято решение о создании экспериментального комплекса, в который вошли кроме традиционных средств пилотажные стенды, полноразмерный стенд («Железная птица»), летающие лаборатории (ЛЛ) и полноразмерный самолёт-аналог «Бурана».