Авиация и космонавтика 2006 07

В редакцию пришло письмо

Уважаемая редакция!

Убедительно прошу вас передать это письмо Александру Александровичу Щербакову. Думаю, только он и его коллеги, которые занимались штопором, смогут разобраться с моей версией трех катастроф Як-40, в последней из которых погиб Артем Боровик. Убежден, что нельзя отказываться ни от какой версии, ни от какого бы то ни было предположения, тем более что речь идет не только об уже погибших людях, но и о возможных катастрофах, так как самолет Як-40 продолжает летать и возить пассажиров.

Коротко о себе: 18 тысяч часов налета, 1-й класс, летал на Ан-2, Ан-6, Ил-14, Ан-24. Последние пятнадцать лет перед пенсией был командиром Ту-134,.

Теперь о деле. Мне всегда было неприятно читать приказы о катастрофах, в которых причины были даны как предположительные. Эти катастрофы всегда заставляли меня задуматься, в чем же их причины. К моему счастью, по Ту-134 не было ни одной катастрофы, где были бы даны не конкретные причины, а предположительные. Что касается Як-40, то все три катастрофы с неизвестными причинами произошли:

– в зимний период, когда мощность двигателей максимальна и ограничена только ограничителем мощности;

– взлетный вес был далек до максимально допустимого;

– командирами экипажей были добросовестные пилоты.

Ко всему прочему сюда приходит и такое, казалось бы обыкновенное, ограничение, которое имеется на всех типах самолетов, – это скорость, максимально допустимая при данной конфигурации самолета на первом этапе набора высоты после взлета.

Видимо, эта скорость для Як-40 оказалась очень близкой к скорости сваливания. Давайте разберемся… При идеальном взлете летчик после отрыва устанавливает такой угол тангажа, при котором скорость и высота растут в красивой пропорции, и на высоте, на которой РАЗРЕШЕНА уборка закрылков, скорость подходит к максимально допустимой скорости при данном положении закрылков. Дальше закрылки убираются, самолет красиво идет в наборе, пассажиры читают газеты, и все хорошо.

А вот в тех трех случаях, о которых идет речь, взлет происходил несколько иначе, хотя беды пока не предвещал.

Пятна от сгоревших Яков в торце полосы слева 50 м у меня и сейчас перед глазами. В Семипалатинске и Нижневартовске я их видел сам. Во Внуково, предполагаю, было то же самое. Так вот, в этих случаях после отрыва самолета угол тангажа был установлен меньше, чем необходим, так как мощность двигателей большая, а взлетный вес не максимальный. В этом случае рост скорости опережал рост высоты и, где-то за 40 метров до высоты, на которой РАЗРЕШЕНА уборка закрылков, скорость подошла к скорости, максимально допустимой при данной конфигурации самолета.

Добросовестный экипаж, дабы не превысить эту скорость, (а убрать закрылки он еще не имеет права), тянет штурвал, увеличивая тангаж и угол атаки. И вот, в какой-то момент, в этом ракообразном состоянии оказывается, что скорость по прибору ЕЩЕ ЕСТЬ, а обтекания на крыле УЖЕ НЕТ. Самолет на критическом угле. Теперь достаточно появиться маленькому кренчику, и борьба с ним валит самолет. Он продолжает крениться, опускает нос и «спиралит» в сторону крена.

Думаю, что это не спираль, а уже первая половина витка штопора. Почему именно влево падали Як-40, тоже можно предположить. Я на Як-40 не летал, а взял только те катастрофы, о которых знаю. Если же поискать в анализах летных происшествий, то можно еще найти что-то подобное, и даже на других типах самолетов.

Уважаемый Александр Александрович! Если Вас заинтересовала моя версия, попробуйте смоделировать описанную ситуацию. Если я прав, то нужно обязательно принять минимальные меры для предотвращения подобного в будущем. Если нельзя увеличить скорость по прибору из-за прочности навески закрылков по скоростному напору, то нужно разрешить пилотам уборку закрылков на меньшей высоте, оговорив только уборку их в 2-3 приема. И всё! Идет зима, и вполне возможно стечение обстоятельств, которые могут привести к катастрофе, похожей на описанные выше.

С интересом жду Ваших статей в журнале.

С уважением, Федосенко Вячеслав Павлович.

Уважаемый Вячеслав Павлович!

Ваше письмо по поводу катастрофы самолёта Як-40, произошедшей 9 марта 2000 года, пришлось для меня очень кстати. Я давно хотел высказаться по этому поводу. Возможно, редакция журнала «Авиация и космонавтика» сочтет нужным опубликовать нашу переписку, и это, в какой-то мере, будет способствовать безопасности полётов.

Сразу после последней катастрофы Як-40 газета «Версия» № 12 (март-апрель 2000 года) поместила на своих страницах запись аварийного самописца погибшего самолёта. Мне достаточно было внимательно посмотреть на неё, чтобы сделать выводы о причинах катастрофы. Почему?

Начну издалека… Как только появились сверхзвуковые самолёты, выяснилось, что начиная с трансзвуковой скорости эффективность классического руля высоты резко снижается и не обеспечивает маневренных качеств истребителя. Тогда на сверхзвуковых самолётах руль высоты заменили цельноповоротным стабилизатором. Но тут возникла новая проблема. Самолётные гидроусилители являлись сложной следящей системой с золотниковыми парами, требующими высокой точности обработки и высокой степени очистки гидросмеси. Эти требования поначалу не вполне удовлетворялись, и гидроусилители были недостаточно надёжны. На самолётах с классическим рулём высоты стояли гидроусилители обратимые. В случае отказа их можно было выключить, и несмотря на большие усилия на ручке управления, самолёт оставался управляемым. На самолёте с цельноповоротным стабилизатором полёт с отказавшим гидроусилителем был невозможен. Отказ гидроусилителя в лучшем случае кончался покиданием самолёта.

Тогда на боевых самолётах Яковлева Як-27 и Як-28 была создана смешанная система продольного управления. Для руля высоты использовался обратимый гидроусилитель, а на поворотном стабилизаторе стоял вполне надежный простой гидроагрегат, но это не была следящая система. Стабилизатор управлялся нажимным переключателем. В дозвуковом полёте лётчик пользовался рулём высоты, стабилизатор использовал только при значительной перебалансировке при выпуске и уборке закрылков. А в полёте сверхзвуковом лётчик помогал рулю высоты, отклоняя стабилизатор. Такая система считалась более надежной и безотказной.

Эффективность стабилизатора и руля высоты соотносятся так: один градус отклонения стабилизатора эквивалентен 2-3 градусам руля высоты. Это на средних углах атаки. На углах атаки, близких к критическим, соотношение меняется в пользу стабилизатора. Таким образом, если отклонить стабилизатор на кабрирование, то располагаемый продольный момент самолёта на кабрирование увеличится, а располагаемый момент на пикирование от руля высоты уменьшится.

При некотором своем положении стабилизатор «пересилит» полное отклонение руля высоты на пикирование, и самолёт станет неуправляемым. Случайное непреднамеренное отклонение стабилизатора в крайнее положение может быть очень опасным. Эта особенность данной системы управления долго оставалась без должного внимания.

Первоначально в инструкции летчику для самолётов Як-27 на взлёте ошибочно было рекомендовано излишне большое отклонение стабилизатора. В декабре 1956 года на взлёте терпит катастрофу на опытном самолёте Як-27В лётчик-испытатель Тиняков. В январе 1958 года при аналогичных обстоятельствах терпит катастрофу лётчик-испытатель ЛИИ Завадский, обучая на самолёте Як-27П военного коллегу. В обоих случаях имело место излишне большое отклонение стабилизатора. Несколько позже терпит катастрофу, попав в штопор, на аэродроме Насосная (Баку) самогёт Як-28. Причина – тоже стабилизатор.

В мае 1966 года меня командируют для расследования лётного происшествия на аэродром Бессавец. Там экипаж самолёта Як-28 отрабатывал перехват воздушной цели на небольшой высоте и скорости около 700 км/час. В момент захвата цели самолёт резко перешел в горку и вышел на разрушающую перегрузку. Дело в том, что для фиксации захвата цели радиолокационным прицелом нужно было нажать боевую кнопку, расположенную на ручке управления под указательным пальцем. При этом можно было задеть перчаткой кнопку управления стабилизатора, расположенную в верхней части ручки, и увести его в крайнее положение. Лётчик вовремя понял, что произошло, поставил стабилизатор на место и благополучно завершил полёт.

Самолёт был сильно деформирован. Гофр на крыле напоминал стиральную доску, но при этом система управления при проверке на земле работала совершенно нормально, и её отказ был исключен. После этого случая в ЛИИ был проведен комплекс лётных испытаний, в которых я принимал активное участие. Так был полностью смоделирован последний случай (кроме, разумеется, деформации самолёта). Были проведены занятия с лётчиками-инспекторами ПВО и показ им в полёте результатов испытаний на самолёте Як-28 с рекомендацией ограниченно использовать отклоняемый стабилизатор. После этого лётных происшествий по этой причине на самолётах Як-28 больше не было.

Схожее лётное происшествие случилось на Ту-154. Там аналогичная система управления. Экипаж был с лётной базы ОКБ Туполево. В маршрутном полете летчик по ошибке вместо нужного переключателя нажал на переключатель стабилизатора. Самолёт начал кабрировать, свалился и вошел в штопор. Лётчики вовремя поняли ошибку, вернули на место стабилизатор и вывели самолёт из штопора. Однако самолёт из-за значительной деформации был списан.

Система продольного управления Як-40 аналогична таковой самолётов Як-27 и Як-28, но только с той разницей, что на боевых самолётах кроме управляемого стабилизатора была еще система «триммерного эффекта». Эта пружинная система позволяла снимать усилия с ручки управления, не меняя положения стабилизатора. На Як-40 такой системы не было, как не было и гидроусилителя. Из-за отсутствия гидроусилителя на штурвале Як-40 возникают большие усилия: 20-30 и даже более килограмм. Так вот, когда я увидел на записи самописцев потерпевшего катастрофу Як-40, что стабилизатор находится в положении минус 4 с лишнем градуса, я понял, что это повторение случаев с Як-27, Як-28 и Ту-154.

Руководство ЛИИ привлекло меня к расследованию этой катастрофы в качестве нештатного эксперта. Там я узнал, что такие случаи на Як-40 бывали и ранее. Что показывает запись приборов?

На разбеге командир экипажа Якушин на нужной скорости взял на себя штурвал для создания взлётного угла. При этом, естественно, возникли тянущие усилия. Чтобы их уменьшить, он начал отклонять на кабрирование стабилизатор и довел его положение до значения минус 4,3 градуса. С увеличением скорости на штурвале, возникли значительные давящие усилия. Самолёт начал кабрировать. Это подтверждается тем, что перестала возрастать скорость. Лётчик при этом не воспользовался полным отклонением руля высоты. Самолёт свалился в штопор. Штопор подтверждается тем, что, падая с высоты 50 метров, самолет развернулся более чем на 100 градусов.

Всё сказанное подтвердили проведенные в ЛИИ специальные лётные испытания. Так в выводах сказано: «Причиной является неправильное управление стабилизатором, в частности – его установка на излишне большой угол и неправильный порядок пользования им (использование стабилизатора как триммера в процессе разбега)».

Несколько слов о ходе расследования. Вокруг расследования возник нешуточный ажиотаж, вероятно, потому, что в самолете находились Vip пассажиры. Вот заголовки газет того времени: «Як-40 не должен был упасть», «Загадочный крен», «В МАК скрывают обстоятельство гибели Як-40», «Як-40 завалили с помощью новейших секретных технологий». Всё это писалось на технически малограмотном уровне и никак не способствовало выяснению причин катастрофы. Аварийная комиссия сначала выдвинула версию, что причиной сваливания явилось наличие льда на поверхности крыла и установка закрылков на 11 градусов вместо положенных 20. То есть виноваты наземный состав и лётчики.

Наличие льда на крыле подтверждения не нашло. Закрылки, отклоненные на 11 градусов, также не могли быть причиной сваливания. Еще предполагали попадание Як-40 в струю впереди взлетевшего самолёта. Такое якобы уже случалось. Однако не ясно, почему такое случалось только с самолётами Як-40?

Как уже сказано выше, испытания в ЛИИ всё поставили на своё место. Виноват ли командно экипажа? В какой- то мере, да. По своему опыту и лётной интуиции он не должен был допустить сваливания. Однако главная причина заключается в том, что в руководстве по летной эксплуатации (РЛЭ) до сих пор нет достаточно четких указаний, как использовать систему продольного управления такого типа.

Достойно сожаления, что ОКБ Яковлева, получив дорогой ценой опыт летной эксплуатации самолётов Як-27 и Як-28, не смогло его использовать в полной мере при создании Як-40. Впрочем, в истории нашей авиации такое бывало не раз и особенно зачастило в последние годы. Казалось бы, что катастрофа с Як-40, случившаяся 9 марта 2000 года, должна была поставить точку в этой проблеме. Так нет же! В июле 2003 года, на взлёте в Шереметьево самолёт Ил-86 повторяет случаи «Яков» и Ту-154. Из-за несогласованных действий лётчиков стабилизатор оказался в крайнем положении на кабрирование. В результате опять сваливание и штопор…

С уважением,

Щербаков А.А.

Герой Советского Союза Заслуженный лётчик-испытатель Кандидат технических наук

Як-28

Як-40

Ту-154

Ил-86