Штопору обучать

Статья полковника Г.Раевского «Обучать ли штопору?» («Авиация и космонавтика», 1990, № 3), в которой речь шла о запрете обучения штопору на самолёте Л-39 курсантов лётных училищ и отрицательных последствиях этого шага, в основном подтвердила и нашу позицию. Представляет интерес история появления данной проблемы. Отношение к обучению критическим режимам полёта в разное время было неоднозначным. Оно основывалось не только на субъективных взглядах отдельных личностей, но и на складывающихся концепциях применения ВВС.

В годы, когда в училищах фундаментально осваивали штопор, число лётых происшествий по причине непроизвольного попадания на этот режим было относительно небольшим, да и пилоты чувствовали себя уверенно в маневренном воздушном бою. Перед войной, учитывая строгость самолётов того времени в пилотировании, обучение учлётов штопору на У-2 и УТ-2 являлось обязательным. Курс лётной подготовки предусматривал его выполнение и в самостоятельных полётах курсантов на боевых машинах И-16.

Самолёты Великой Отечественной конструкции Яковлева и Лавочкина по сравнению с довоенными типами имели уже более благоприятные характеристики критических режимов. Однако выполнение штопора при проверке техники пилотирования на спарках «Як» и «Ла» оставалось обязательным.

В конце 40-х годов на вооружение стали поступать реактивные истребители. Наиболее массовый из них МиГ-15 принципиальных особенностей на выводе из сваливания и штопора в сравнении с поршневыми предшественниками не имел. Правда, на нём, как на УТ-2 и И-16, отмечалось влияние на характер вращения отклонённых элеронов.

Некоторое время штопору на УТИ МиГ-15 обучались все лётчики строевых частей и курсанты училищ, но вскоре по приказу главкома ВВС это было запрещено. Принятое решение объяснялось тем, что при отработке штопора было потеряно самолётов больше, чем в авиационных частях, эксплуатировавших новый «МиГ», в обычных полётах. Авторы статьи имели доступ к статистике аварийности серийных самолётов данного типа и пытались найти документальное подтверждение сложившемуся «в верхах» мнению, однако безрезультатно.

Интересен и тот факт, что в 1952 году, будучи ещё лётчиком-испытателем НИИ ВВС, космонавт Г.Береговой обучал штопору пилотов двух военных округов, о чём затем сделал доклад. Ни одной предпосылки к лётному происшествию у него в тот период не произошло. И другие свидетельства дают основание утверждать: на самолётах с удовлетворительными характеристиками устойчивости и управляемости освоение штопора не представляет особой опасности, хотя и требует специальной подготовки инструкторского состава. Тем не менее мнение о повышенной аварийности при этом стало одной из причин, положивших начало отрицательному отношению к освоению критических режимов. Проводившееся в дальнейшем в лётных училищах обучение штопору, которое сводилось к выполнению с горизонтального полёта одного нисходящего витка на учебном самолёте Л-39, нельзя было воспринимать всерьёз. Однако ныне и оно запрещено.

Негативное отношение руководства ВВС и авиации ПВО к овладению лётным составом навыками вывода самолёта из сваливания и штопора частично можно объяснить иизменением в начале 60-х годов задач маневренной авиации. В то время основным для истребителей стал перехват и поражение ракетой с первой атаки скоростных высотных целей. При этом маневренность начали считать не главным фактором в воздушном бою, так как при выполнении перехватов не было необходимости выходить на большие перегрузки. Всё внимание пилотов направлялось на обеспечение безопасности при работе на сверхзвуковых скоростях. Так проблемы штопора отошли на второй план.

Однако, когда в конце 60-х годов вновь оказался актуальным воздушный бой (последствия локальных войн), пилотирование на предельных углах атаки стало необходимостью. И сегодня, когда арсенал истребителей обогатился манёврами динамического выхода на закритические углы атаки, разновидностью которых является «кобра», на околонулевые скорости и рядом других, овладение навыками в пилотировании при сваливании и попадании в штопор стали жизненно необходимым условием для лётчика-истребителя. Статистика свидетельствует, что большинство лётных происшествий, не связанных с отказами материальной части, вызвано ошибками в пилотировании и выходом самолёта на критические режимы.

Конечно, в настоящее время для предотвращения сваливания применяют различные пассивные и активные технические устройства. Однако мы убеждены, что существующие и перспективные системы, кстати в той или иной мере ограничивающие маневренность самолёта, пока ещё не могут и не смогут в ближайшем будущем полностью исключить сваливание. Порой возникают ситуации, когда в полёте лётчики «пересиливают» подобные ограничители. Даже применённая на американском F-16 система автоматического вывода из штопора не решает проблемы его предотвращения.

Владение штопором для испытателя - факт очевидный. Но для чего нужно осваивать его лётчику-истребителю? Тем более что практическое применение такого манёвра - дело весьма спорное. Во Второй мировой и последующих локальных войнах были случаи его использования для срыва атак противника, но при этом терялась тактическая инициатива. В то же время в условиях ближнего воздушного боя избежать превышения допустимого угла атаки сложно как по условиям точности пилотирования, так и по тактическим соображениям. Лётчик должен быть уверен, что штопор не представляет для него опасности и при достаточном запасе высоты всегда можно вывести машину из этого режима. Если такой уверенности нет, едва ли он сможет использовать максимальные возможности самолёта даже при наличии средств предупреждения сваливания.

Кроме того, незнание пилотом характерных признаков поведения машины в штопоре нередко приводит к тому, что манёвры с интенсивным угловым вращением (типа глубокой спирали) ошибочно воспринимаются как штопорение, и обычная ситуация, в которой самолёт вполне управляем, превращается в аварийную.

Сказанное подтверждают и сарппограммы, иллюстрирующие статью Г.Раевского, из которых видно, что после первой отдачи РУС от себя из положения δ_в = - 30° штопор прекратился. Об этом говорит и неуклонное возрастание приборной скорости, перегрузки, чего на этом режиме не бывает. Даже при сваливании на большой скорости, как показывает многолетний опыт испытаний, самолёт сразу же терял скорость до значения, близкого к минимальному. В рассматриваемом же случае было управляемое движение, вероятно глубокая спираль.

К сожалению, имеющася литература об особенностях пилотирования на критических режимах изобилует ошибками и неверными выводами. Поэтому у большинства лётного состава создаётся представление о штопоре как о чём-то безнадёжном, страшном, смертельном и т.п., что не соответствует действительности. Прежде всего необходимо помнить, что выход на режимы сваливания и штопора всегда связан только с превышением допустимого угла атаки и сопровождается интенсивным торможением, объясняемым значительной величиной индуктивного сопротивления, а также трансформацией энергии поступательного движения в энергию вращения.

На выводе из штопора из-за небольшой скорости органы управления становятся малоэффективными, что приводит к замедленной реакции самолёта на их отклонение. В то же время характеристики управляемости находятся в обратной зависимости от величины угла атаки, поэтому необходимо учитывать и это влияние. Несмотря на желание ускорить процесс уменьшения данного угла за счёт отклонения РУС полностью от себя, следует помнить, что в таком случае стабилизатор попадает в область срыва потока и эффект от этого минимальный. А максимальный момент на пикирование создаётся постановкой стабилизатора в положение, близкое к нейтральному. При неустойчивых режимах нормального штопора полное отклонение РУС от себя может спровоцировать переход самолёта в перевёрнутый. Одновременно на предельных режимах существенно уменьшается (хотя и остаётся удовлетворительной) эффективность руля направления из-за затенения вертикального оперения фюзеляжем и другими элементами планера.

Не менее важно уяснить работу и органов поперечного управления на больших углах атаки. Неправильное их использование может явиться причиной как сваливания и штопора, так и невыхода из них.

С ростом угла атаки при создании крена увеличивается возникающее скольжение, тормозящее вращение самолёта. Величина располагаемой угловой скорости в таких случаях снижается. На некоторых типах машин это приводит сначала к «зависанию» по крену, а вдальнейшем - к обратной реакции на отклонение ручки. В данном случае РУС по элеронам нельзя отклонять против вращения. Раскрутка только увеличится, и самолёт неминуемо окажется в штопоре. Чтобы это предотвратить, следует ставить органы поперечного управления только по вращению. Первоначально оно может ускориться, но затем будет замедляться.

Из сказанного можно сделать следующие выводы.
1. Свидетельством того, счто самолёт находится в штопоре, является падение скорости до минимального значения. её увеличение, а такженаличие углов атаки меньших сваливания говорит о докритическом режиме полёта, и вращение летательного аппарата вероятнее всего происходит из-за отклонённых органов управления.
2. Для предотвращения перехода от сваливания к штопору и вращения на закритических углах атаки элероны необходимо удерживать нейтральноили отклонять их в сторону вращения.
3. Отдача РУС полностью от себя при сваливании может привести к переходу в нормальный или перевёрнутый штопор.
4. Управлять самолётом по крену на больших углах атаки нужно не элеронами, а главным образом рулём направления.
5. Лётчик ждёт ответной реакции самолёта на свои действия рулями через одну-две секунды, а её запаздывание на критических режимах можетдостигать нескольких секунд и привести к нарушениюобартной связи в системе «лётчик - самолёт».
6. В штопоре усилия на РУС при безбустерной системе управления могут быть знакопеременными и беспорядоными, но они не так велики, чтобы лётчик не мог их преодолеть. Даже на машинах значительно больших размеров, чем Л-39, это человеку вполне по силам. Важно только, чтобы лётчик управлял самолётом, а не держался за ручку как за опору.
7. Из-за значительных ускорений при вращении самолёта слабая фиксация лётчика в кресле может стать причиной серьёзных помех как при управлении, так и в случае использования редств аварийного покидания.

Данная статья не является учебным пособием и не охватывает всех необходимых сведений по теории штопора.

Перечисленный «букет» аномалий в управлении свойственен не одному конкретному типу самолёта, а может проявляться в той или иной степени при пилотировании различных современных и перспективных маневренных машин.

Словом, при сваливании и штопоре рефлекторные навыки в пилотировании необходимо корректировать осознанными действиями, потребность в которых, кстати, возникает и на других критических режимах: аэроинерционном вращении, «валёжке», полёте со значительной асимметрией подвесок и тяги двигателей и т.п.

Как же в настоящее время возродить обучение штопору?

Разумеется, бессистемный подход к массовой подготовке авиаторов непременно приведёт к увеличению числа лётных происшествий. Поэтому нужно начать с формирования группы инструкторов и их обучения на базе Центра подготовки лётного состава ЛИИ МАП или другой лётно-испытательной организации. В настоящее время межведомственные отношения намного упростились и не будет препятствий этому.

Необходимо также определить разумные пределы в освоении штопора по типам летательных аппаратов, разработать методику обучения и создать учебное пособие с учётом резльтатов лётных испытаний последних лет. Дело в том, что книги М.Котика и В.Филиппова по данной тематике написаны по материалам четвертьвековой давности. В заключение хотелось бы сказать, что характеристики сваливания и штопора не обещают быть простыми у новейших и перспективных самолётов в силу того, что они имеют или малый запас устойчивости по перегрузке, или обладают продольной неустойчивостью.

Нормальное их пилотирование обеспечивают системы автоматического управления и улучшения устойчивости, включая ограничители угла атаки, перегрузки и автоматические устройства вывода из штопора. Но они, как уже говорилось выше, пока не могут полностью исключить проблему критических режимов.

И конечно, несмотря на совершенство разрабатываемх систем управления, едва ли следует снижать требования к пилотажном мастерству лётчика, к его способности в случае попадания в нештатные ситуации точными, осознанными действиями вывести машину в нормальный полёт.

Существует мнение, что обучать штопору нет смысла, что необходимо идти по пути создания систем предупреждения сваливания. Но если вероятность попадания самолёта на эти режимы всё же реально существует и лётчики это осознают, то нужно предоставить им дополнительный шанс на выход из них. Насколько такая возможность предотвращения лётного происшествия может быть реализована, во многом зависит от профессиональной подготовленности пилота.