Авиация и космонавтика 2004 03

ЕЩЕ РАЗ О КАТАСТРОФЕ ВЕКА

Прошло 36 лет со дня гибели Первого космонавта Земли Ю.А.Гагарина, но до сих пор подлинная причина этой катастрофы века будоражит умы и порождает версии одна другой фантастичнее. Кажется, только очень ленивый не выступил в печати со своей версией случившегося. Были среди них и варианты, не выдерживающие никакой критики, были и серьезные исследования, проводившиеся авиационными специалистами. Дальше всех продвинулся в поисках причины катастрофы бывший заместитель начальника ВВИА имени Жуковского по научной и учебной работе доктор наук профессор С.М.Белоцерковский. Он создал группу специалистов, которая моделировала на ЭВМ различные варианты развития аварийной ситуации. Самое удивительное во всей этой истории заключается в том, что опасный режим полета, который привел к катастрофе, возник и развивался на участке полета, имевшем протяженность во времени 35 секунд. Казалось бы, ну сколько вариантов можно уложить в эти 35 сек? И тем не менее проф. Белоцерковский рассмотрел десятки возможных вариантов, занимаясь этой поисковой работой около 20 лет. Ближе всех к истине был один из последних вариантов группы Белоцерковского, в котором предполагалось, что самолет попал в штопор. Но как мог самолет сорваться в штопор, выполняя элементарный режим снижения из пилотажной зоны в круг полетов? Реактивные самолеты со стреловидным крылом, к которым относится МиГ-15УТИ очень неохотно входят в штопор. На режиме же снижения с малыми углами атаки такой срыв трудно выполнить даже преднамерено.

Главной причиной того, что ни официальная комиссия, расследующая причину катастрофы, ни группа Белоцер- ковского не могли даже приблизиться к правдоподобной версии, является то, что они совершенно исключали ошибку экипажа. При этом не только Серегин был вне подозрений, но и Гагарин. Поэтому для объяснения причины срыва в штопор пришлось привлекать внешние факторы : попадание в спутную струю другого самолета, внезапное появление на пути самолета шара-зонда и другие факторы, которые ничем реальным не были подкреплены.

Причина, по которой не рассматривалась ошибка экипажа, была по-человечески понятна. Таких причин было даже две. Первая – политическая: как же могли доверить командование полком, где летали космонавты, командиру, который в простой ситуации допустил ошибку, имеющую катастрофические последствия. Вторая – нравственная: обвинить летчиков в том, что они сами виноваты в своей гибели – аморально и жестоко.

Кстати, в течение своей 31-летней лётной деятельности я не помню случая, когда виновником катастрофы однозначно признали самого летчика. Здесь, пожалуй, есть и третья причина: доказать неопровержимо, что летчик допустил роковую ошибку, в большинстве случаев невозможно. Особенно, если на самолете не было прибора, регистрирующего параметры полета и действия рулями.

В настоящее время, когда на самолетах стоят «черные ящики», выявить действия летчика, неадекватные ситуации, можно,но и сейчас прямолинейно заявить: виноват летчик – неэтично. Да и неверно с той точки зрения, что эти действия носят, как правило, неточный характер потому, что неясной является сама ситуация. А если летчик находится в условиях дефицита времени, он не успевает прояснить ситуацию и найти действия, которые привели бы к выходу из опасного положения.

Сейчас найдено удачное определение, которое не обвиняет летчика, а констатирует то, что он оказался именно в такой ситуации. Назвали это явление «человеческий фактор». Говоря, что причиной происшествия является «человеческий фактор», мы не обвиняем летчика впрямую, а говорим о том, что он попал в ситуацию, из которой не успел найти выход. И этот «человеческий фактор» распространяется на любого летчика вне зависимости от его званий и регалий и даже вне зависимости от опыта, налета и его природных качеств. Даже самый выдающийся летчик при потере навыка пилотирования или действиях в конкретной сложной ситуации может оказаться в критическом положении. Если же быть до конца объективным, то можно сказать, что опытные (по стажу работы и должностному положению) летчики часто теряют навык выполнения сложных полетов, так как большую часть налета у них составляют инструкторские полеты, когда пилотирует проверяемый, а командир тем не менее записывает себе в летную книжку полет по этому сложному упражнению.

При этом наиболее типичными являются следующие ситуации, характеризующие действия опытного и неопытного летчиков при попадании в непонятное (сложное) положение.

Опытный летчик в этом случае не спешит действовать рулями, а стремится разобраться в ситуации, определить, в каком положении находится самолет, и только после этого отклонять рули в нужном направлении. Но затрата времени на оценку обстановки часто приводит к тому, что его не хватает на вывод из сложного положения. Неопытный летчик в этом случае может действовать двояко. Или начнет отклонять рули произвольно, что, как правило, приводит к усугублению сложной ситуации. Или, если летчик не обладает достаточной психологической устойчивостью, он может оказаться в состоянии глубокого стресса и вообще не будет способен осуществлять никаких разумных действий.

Вот если теперь проанализировать то, что произошло в полете у Гагарина и Серегина, с учетом «человеческого фактора», то можно нарисовать картину происшедшего достаточно точно, с обоснованием рассматриваемых предположений.

Когда я представил мысленно картину происшедшего за 35 сек, в течение которых ситуация из относительно простой превратилась в безвыходную, и при этом представил, как действовали летчики в это время, обнаружил, что в тех элементах полета, которые я предположил как действительно случившиеся, в свое время побывал и я сам и что тоже не мгновенно разобрался в возникшей сложной ситуации.

Разница между тем, что случилось со мной, и тем, что случилось у Гагарина и Серегина, заключается в том, что у меня все эпизоды происходили поодиночке в разное время и был запас высоты, а у них практически все вместе или один за другим и появился дефицит высоты.

МиГ- 15УТИ

Начну с того, что опишу свои случаи.

1. Когда я уже достаточно хорошо освоил самолет МиГ-15бис, так же как Гагарин, возвращаясь из зоны пилотажа, чтобы уменьшить высоту, ввел самолет в нисходящую спираль. Затем что-то меня заинтересовало в закабинном пространстве и я отвлекся от наблюдения за режимом снижения. Когда же посмотрел в кабину, увидел, что самолет с большим креном и углом снижения мчится вниз на большой скорости. При этом авиагоризонт так завалился, что считать его показания сразу и не удалось. Первое инстинктивное движение рулями было взятие ручки управления на себя. Казалось, что при этом и скорость уменьшится и угол пикирования тоже. Произошло же обратное: спираль стала еще больше «закручиваться», увеличивая и крен,и угол пикирования. Я быстро понял, как нужно действовать в этом случае: вывел самолет из крена, а потом энергичным взятием ручки на себя вывел его из пикирования. При этом потерял много высоты, но у меня был достаточный ее запас, и все обошлось благополучно. Кстати, молодых летчиков истребительной авиации ПВО обязательно провозили на отработку действий по выводу самолета из крутой спирали, что подтверждает заключенную в ней потенциальную опасность.

2. Желая выработать навык вывода самолета из сложного положения по приборам в условиях, близких к реальным, я на самолете МиГ-15УТИ под шторкой, чтобы не видеть, какой маневр делает контролирующий, бросал ручку и закрывал глаза. Тогда, к моменту, когда открывал глаза, положение самолета действительно было неизвестным. Когда первый раз проделал я этот эксперимент, то, открыв глаза и взглянув на авиагоризонт (АГИ-1), увидел, что он завалился вправо, линии горизонта и «неба» не видно. Как только я увидел сильно завалившуюся вправо шкалу АГИ-1, инстинктивно отклонил ручку влево и обнаружил, что «завал» увеличился. Не сразу сообразил, что если сфера прибора завалена вправо, то это левый крен и ручку нужно отклонять вправо, что и сделал незамедлительно. После этого случая нашел точку на сфере авиагоризонта, которая «идет за ручкой» (это нижняя точка вертикального диаметра), и всегда ориентировался по ней: точка справа от центрального индекса, ручку отклонять влево.

3. Третий фактор, в принципе, известен всем, кто занимался инструкторской работой. Это так называемый «зажим управления» обучаемым. Он имеет место, когда обучаемый не знает точно, что делать. Тогда он инстинктивно зажимает управление. У меня, кстати, «зажал» управление не ученик, а проверяющий, правда, в нестандартной ситуации. Я готовился к -проведению исследовательской работы «Действия истребителей-бомбардировщиков ночью по целям, освещенным с воздуха».

При этом сброс светящих бомб (САБ) я решил осуществлять с кабрирования. Для этого нужно было ночью на сверхзвуковом самолете выполнять полупетлю. Никто на реактивных самолетах фигур сложного пилотажа ночью не выполнял. Ну а я убедился, что это возможно и безопасно, и на двухместном самолете вначале под шторкой по приборам научился выполнять все фигуры сложного пилотажа. То есть я к выполнению этого полета на боевом самолете был полностью готов, но для проформы кто-то должен был проверить меня и записать в летную книжку результаты проверки и допуск к выполнению подобных полетов. Генерал поручил это сделать «нейтральной» фигуре – летающему преподавателю из учебного отдела – бывшему командиру истребительно-бомбардировочного полка. На аэродроме перед полетом я не стал объяснять, что буду делать, а сказал только: вы ничего не делайте, посмотрите, что буду делать я, а потом запишете мне проверку. Он не возражал, но когда в зоне, после виражей, я перевернул самолет на спину, чтобы выполнить переворот, он вдруг вцепился в управление и зажал его так, что я не мог взять ручку на себя, чтобы выполнить нисходящую ветвь переворота. И только после моего не очень вежливого окрика он отпустил ручку управления.

Ну а теперь посмотрим на схему, приведенную в книге С.М.Белоцерковского «Гибель Гагарина». На ней достоверен участок снижения от 4200 м до 3500 м. На этом участке самолет развернулся на 1 10° за 15 сек. 2-й достоверный участок – снижение от выхода из облаков до столкновения с землей. При выходе из облаков угол пикирования составлял 70-90°.

Проведя несложные расчеты, я нашел, что на первом участке самолет развернулся на 110° (с КК=70° до КК=320°) за 15 сек, т.е.скорость разворота составила 7,3 град/сек. При крене 60° и скорости 600 км/ч угловая скорость составляет 5,7 град/сек. То есть даже на этом участке крен на спирали был более 60°, а вертикальная скорость составляла 47 м/сек. То есть и крен и вертикальная скорость превышали те значения, которые оптимальны при выполнении нисходящей спирали.

На втором участке – от высоты 3500м до 500м (выход из облаков) перепад высот составил 3000м, а время полета – 35сек. Курс самолета в это время равнялся 180°. То есть угловая скорость в среднем равнялась 14 град/ сек, а вертикальная 83 м/сек. Можно сказать, что параметры спирали достигли угрожающих размеров, ведь при таких значениях осредненных параметров конечные значения были раза в 1,5 больше. (Расчет осуществлялся из предположения, что за 35 сек самолет развернулся на 500°: с курса 320° до 180°-140° плюс еще полный вираж.

Время полета самолета до верхней границы облаков (1200 м) составило всего 26 сек.

Ну а теперь попробуем с учетом всех исходных данных и предположений, приведенных выше, составить полную картину того, что произошло с самолетом Гагарина в течение тех 35сек, которые лежат между достоверными параметрами.

Предварительно приведу еще одно предположение, которое близко к истине. Серегин, фактически, выполнял этот полет не для проверки Гагарина, а для разведки погоды. Поэтому-то в зоне Гагарин выполнил всего два виража, после чего Серегин дал команду на прекращение задания и следование на аэродром. Гагарин, доложив о прекращении выполнения задания в зоне и получив разрешение на вход в круг полетов, ввел самолет в нисходящую спираль. Как следует из приведенных выше расчетов, крен при этом был более 60°, а вертикальная скорость около 50 м/сек. Даже такой режим нисходящей спирали превышает оптимальные значения и требует от летчика постоянного контроля за ним и парирования рулями тенденции к увеличению крена и угла пикирования.

Наиболее вероятные фазы последней минуты полета (с указанием затраченного времени) по версии СМ. Белоцерковского

Серегин же в это время был озабочен состоянием погоды, так как нужно было принимать решение: начинать полеты или не начинать, выпускать Гагарина в самостоятельный полет или не выпускать. Поэтому он все внимание уделял закабинному пространству, оценивая фактическое состояние погоды. Следить за режимом полета вроде бы не было необходимости, так как он был простым и Гагарин с этой задачей должен был легко справиться.

Но Гагарина тоже интересовало состояние погоды и тенденция ее развития, так как от этого зависело, разрешат ему самостоятельный полет или не разрешат. Поэтому и он не следил внимательно за режимом полета (благо он вроде-бы был простым – элементарная нисходящая спираль), а наблюдал за погодой. За это время спираль становилась все круче. Для того чтобы спираль оставалась устойчивой, необходимо все время наблюдать за режимом ее выполнения и парировать тенденцию увеличения крена отклонением элеронов против крена и взятием ручки управления на себя, не давая увеличиваться углу снижения и скорости.

Таким образом, за время отвлечения внимания Гагариным от наблюдения за режимом выполнения спирали она стала интенсивно «закручиваться». Если отвлечение внимания составило 10-15 сек, спираль могла стать очень крутой. Среднее значение угловой скорости разворота на этом участке составило, как было показано выше, 14 град/сек, тогда как при крене 60° она в 2,5 раза меньше. Если еще до входа в облака Гагарин посмотрел в кабину и обнаружил, что спираль стала очень крутой, он (как и я , когда впервые попал в подобную ситуацию) начал тянуть ручку на себя, что привело к еще большему «закручиванию» спирали. На это ушло еще несколько секунд, и у него возникло недоумение: почему самолет не слушается рулей?

Таким образом, с момента ввода в спираль прошло в совокупности до 1520 сек, и до входа в облака осталось от 11 до 6 сек.

Если Серегин в это время посмотрел в кабину, то увидел, что авиагоризонт находится в таком положении, что считать его показания сразу очень трудно: линия горизонта ушла из поля зрения, видна только коричневая часть сферы, а вертикальный диаметр лежит почти горизонтально (крен около 90°). И пока он разбирался в его показаниях, самолет вошел в облака. Серегин начал вывод из спирали, уменьшая крен, но почувствовал, что управление «зажато»: Гагарин тянул ручку на себя, а обнаружив, что это не дает эффекта, непроизвольно «зажал» управление. Преодолевая сопротивление на ручке управления, Серегин вывел самолет из крена, но при этом было потеряно еще несколько драгоценных секунд, и в это время самолет вышел из облаков. Крен был устранен, но угол пикирования еще оставался равным 70-90°. Серегин начал интенсивно выводить самолет из пикирования, но оставшейся высоты (500м) не хватило для вывода. Это неопровержимо показано на схеме СМ.Белоцерковского. Совершенно очевидно также, что этой высоты при указанных углах пикирования не хватило бы и для катапультирования.

То, что Гагарин отвлек свое внимание, пилотируя самолет, по-человечески вполне объяснимо: он не мог предвидеть, что простая ситуация может так быстро превратиться в катастрофическую: у него не было для этого достаточного опыта полетов.

Таким образом, причину трагедии можно квалифицировать как случайное стечение нескольких тривиальных обстоятельств, которые, действуя одновременно в коротком временном интервале и в неблагоприятном сочетании, привели к трагическому концу.

Занимаясь около 20 лет исследовательской работой в 4-м Центре боевого применения и переучивания летного состава ВВС, я неоднократно участвовал в анализе летных происшествий за достаточно длительные сроки (в Центре был отдел анализа летных происшествий). Уже тогда обнаружил, что большинство происшествий (катастроф) официальными комиссиями квалифицированы как произошедшие по невыясненным причинам. Как правило, такое заключение делали тогда, когда промышленность и эксплуатационники объективно доказывали свою непричастность к происшествию, а доказать вину летчика тоже не было достаточных оснований. Но несложный логический анализ показывает, что в этих случаях «работает» тот самый «человеческий фактор».

Так что, если рассмотреть случившееся с Гагариным и Серегиным с точки зрения общей авиационной статистики, их случай не является чем-то исключительным, а относится, скорее, к типичному среднестатистическому варианту. Ничего не поделаешь, такова специфика опасной летной профессии: очень часто она не прощает и небольших промахов, превращая несложную ситуацию в катастрофическую. Невзирая на звания и титулы, опыт и должность.