Текст оновлено 12 липня 2007 року
На наведеному нижче малюнку — пристрій проти перекидання на ніс, проти пікірування, такий, як він існує нині на всіх крилах. На кінцях розміщені "дефлектори" або "флоатінги", вставлені в трубу передньої кромки. Кінці лат також з'єднані з вершиною щогли розчалками.
У такий спосіб уся заштрихована частина крила бере участь у вирівнюванні апарата в разі випадкового переходу в пікірування.
Між цією нинішньою формою та апаратами початків — шлях, всіяний численними загиблими. На наведених нижче малюнках — структура сучасного дельтакрила:
"Каркас" крила: труби та троси.
Підвісна система зазнала великих змін. Двадцять шість років тому літали стоячи, підвішеними в системі парашутного типу. Потім прийшло пілотування лежачи. Під час зльоту пілот біг, тримаючи зубами частину своєї системи-кокона, в яку потім мав запхати ноги, звиваючись усім тілом. Потім комусь спала на думку божевільна ідея спорядити ці системи своєрідним осиним черевцем, видимим на малюнку вище. Одразу після зльоту пілот "прибирає шасі", тобто просовує обидві ноги в цей мішок, який потім застібає, вручну керуючи блискавкою. Найдивовижніше те, що все це відбувається без проблем.
Ось як я виглядаю під своїм "Нюажем" Tecma після зльоту (мій власний апарат). На животі — рятувальний парашут. Крило, з яким можна добре розважатися, долати відстані, протистояти турбулентності. Здорове крило — як за структурою, так і за льотними якостями. Звісно, не треба робити дурниць, літати під купчастими хмарами, що перетворюються на купчасто-дощові, чи поблизу рельєфу з роллерами.
Під час посадки смикаєш іншу блискавку й "випускаєш шасі". Цей маневр не перестає мене тішити. Хто б повірив двадцять п'ять років тому, що колись з'являться такі пристрої (у часи, коли я сідав на перероблені лижі за допомогою коліщаток від дитячої коляски. На щастя, це тривало недовго).
Вільне крило сьогодні.
Чи можна сказати, що всі проблеми в цій галузі надлегкої авіації розв'язано? Скажімо так, апарати значно поступилися вперед. Але прикро, що цей поступ відбувався тому, що загинуло багато людей. Чому? Бо цей спорт — надлегка авіація — ріс, як дика рослина. Моя голова важка від трагічних спогадів. Одного дня один виробник випустив крило з подвійною обшивкою. Характеристики одразу зросли. Нині ці крила з дакрону, рясно прошиті латами зверху й знизу, зрештою стають майже схожими на крила літаків. Маючи велике видовження, вони вже практично нічого спільного не мають із "Мантами" сімдесятих. Перехід на "подвійну обшивку" збільшував аеродинамічну якість, зменшував опір, як і швидкість зниження. Але з таким крилом, коли в розвороті зривалося в ковзання, апарат клював носом.
Знову загиблі. Довелося чинити тиск на виробника, щоб скандал припинився.
Невже для того, щоб цей спорт знову просувався вперед "в цілковитій свободі", люди мали гинути автоматично? Ні, можна було б випробувати ці матеріали в аеродинамічній трубі. В ONERA інженер Клодіус Лабюрт мав у розпорядженні велику аеродинамічну трубу в Шале-Медон, де крила можна було випробовувати в натуральну величину. Чи ця труба ще доступна? Чи була вона доступною ще тоді? Невже не можна було робити випробувань на моделях, зрештою, з дистанційним керуванням?
Усе це дорого, заперечать мені? Але в скільки оцінюють людське життя?
Десять років тому мій друг Мішель Кацман, з яким я літав 15 років, безглуздо загинув. Він був одним із піонерів цього спорту й мав великий досвід. Руйнування деталі в польоті. Він летів на двомісному, з пасажиром, без рятувального парашута. Ось ця деталь, у натуральну величину:
Позначення кріплення тут лише схематичне, але видно, що це проста "вухата пластина" з нержавіючої сталі, яка дозволяє кріпити нижню розчалку до трубчастої структури апарата. Ця пластина зламалася в польоті. Мішель і його пасажир опинилися в пастці труни з тканини, тросів і зламаних труб. Під час падіння він кричав, його добре чули із землі: "Заплющ очі, ми пропали!". Під час цього нескінченного спуску Мішель, мабуть, казав собі: "Я ніколи не вірив у парашут. Але тут він, можливо, нам би став у пригоді…"
Жодна вухата пластина ніколи не ламалася на жодному дельтаплані від самого початку. То чому?
Втома матеріалів.
Усі інженери авіації скажуть вам: у визначенні розмірів деталей в авіації вирішальну роль відіграє не так статична міцність, як
опір втомі
. Ви всі колись переламували дріт чи бляху, згинаючи й розгинаючи матеріал багато разів. Тоді метал "втомлюється" й зрештою руйнується. У тому випадку ми примушуємо речі. Але будь-яка металева деталь, піддана знакозмінним навантаженням,
втомлюється
, її опір навантаженню поступово зменшується. Це може бути лопать ротора, що працює на згин, стінка салону лайнера, яка зазнає герметизації й розгерметизації щоразу в польоті. Це може бути… будь-що. Вухата пластина, наприклад.
Я розповім вам історію, що вписалася кривавими літерами в історію міжнародної авіації. Після війни англійці випустили машину, неймовірно випереджену свій час: чотиримоторний реактивний Comet. Це був перший у своєму роді. Відомо, що англійці були лідерами в реактивному рушії саме наприкінці війни зі своїм "Gloster Meteor". Comet був породистий, привабливий, швидкий. Потім, через кілька місяців після введення в експлуатацію десятків машин, сталася низка вражаючих незрозумілих катастроф. Щоразу гинуло сто пасажирів. Апарати заборонили до польотів, і фірма de Havilland побачила скасування всіх замовлень. Багато бригад було відправлено в технічне безробіття.
Одне було відомо: усі катастрофи сталися після певної кількості польотів. Чорних скриньок тоді не було. Коли катастрофи траплялися, пілоти не мали часу подати бодай якийсь сигнал лиха, наче літаки буквально вибухали в повітрі.
Так воно й було насправді. Щоб дійти до цього висновку, змоделювали герметизацію-розгерметизацію, замкнувши фюзеляж Comet у барокамері. І випробування почалися. Після певної кількості циклів обшивка апарата тріснула в районі ілюмінатора. Ця кількість виявилася близькою до циклів, яких зазнав апарат на початку комерційної експлуатації.
Практично неможливо передбачити явища втоми. Проблема надто складна. Єдине рішення — випробовувати матеріали, цілі структури. На спеціально призначених для цього стендах шасі літаків невтомно зазнають ударів, що відповідають удару об злітну смугу, крила зазнають знакозмінних згинів, керованих простими колінчастими валами, що імітують навантаження від поривів. Це може сягати ста мільйонів циклів.
Насправді міцність матеріалу спадає, відштовхуючись від його статичного значення. Цю криву спаду називають кривою Волера, якщо мені не зраджує пам'ять. Деякі структури за заданих напружень бачать, як їхній опір спадає, а потім тримається на сталому рівні. Якщо цей рівень перевищує навантаження структури за нормальної експлуатації, з цього виводять, що вона "придатна до служби".
Авіаційна промисловість встановила норми, прийняла коефіцієнти безпеки. Нині, коли ви сідаєте в авіалайнер, можете бути певні, що всі його складові випробувано — на удари, на холод, на спеку. Безпека має таку ціну.
Те саме з "малими літаками", двомісними, чотиримісними, які будують не абияк, а розраховують і
випробовують на втому
. Так само з тим, що зветься "легкою авіацією". Аматорське будівництво процвітає, але воно в рамкам. Візьміть приклад досить відомого малого одномісного літака "Cri-Cri", що спершу приводився в рух двома двигунами від… газонокосарки. Спершу одна людина його задумала, накреслила, збудувала. Але вона подала розрахункове досьє, яке розглянули компетентні люди. Вона випробувала свій апарат на навантаження, на втому, дотримуючись чинних норм. Механічна міцність крила залежить насамперед від "лонжерона". Винахідник Cri-Cri сам випробував свій — з ексцентриком, насадженим на електродвигун. Сто мільйонів циклів. Випробування було затверджене. Винахідник отримав зелене світло на продаж свого виробу. Жодне крило Cri-Cri ніколи не ламалося в польоті.
А в царині надлегкої авіації? На жаль, нічого подібного (&&&
написано 2001 року. Але можна закластися, що шість років по тому ситуація не змінилася
). На цьому терені ми перебуваємо в часах братів Райт, які, як відомо, починали життя як виробники велосипедів. Ніхто не розрахував і не випробував ту вухату пластину, руйнування якої спричинило смерть мого друга. "Воно виглядало досить товстим, щоб триматися", — от і все. Не можна дорікати виробникові:
жоден регламент не зобов'язував його робити
такого типу випробування, і, гадаю, він просто не знав значення слів "втома матеріалів".
На статичне навантаження деталь могла витримати кількаразові найжорсткіші навантаження. Але ніхто не випробував її на опір втомі,
навіть не подумав це зробити
. Хоча це було б просто. Станина, ексцентрик, розтяги, згини — тисячі, мільйони разів, із моделюванням у десять, сто разів навантажень, яких зазнає деталь у найжорсткіших умовах, далеко за межами строку служби апарата.
Вухата пластина, що зламалася, була вирізана з нержавіючої бляхи завтовшки півтора міліметра. З двома міліметрами вона б ніколи не зламалася. Усі товщини вухатих пластин згодом перевірили, а деякі переглянули в бік збільшення.
Але для цього знадобилося двоє загиблих, ще двоє.
Я не дорікаю виробникові, Малленжу. Бідолаха провів достатньо безсонних ночей через цю драму, що забрала життя людини, яка була також його другом, і його власним. Проблема в самій системі, яка цілком не працює. Жодних норм, жодних періодичних перевірок, жодної вимоги носити шолом, брати рятувальний парашут. Лише розкішна свобода.
У плані конструкції в надлегкій авіації панує цілковитий безлад (&&&
написано 2001 року. Якщо щось змінилося, скажіть мені
). Ми присвятимо цьому повне досьє. У цій царині це основна страва. Обмежуся згадкою про недавній факт, вельми показовий. Один мій друг кілька місяців тому привернув мою увагу до ідеї, що здавалася привабливою своєю простотою. Хтось задумав будувати надлегкі апарати, використовуючи прості драбини з дюралю, здані на брухт. Він скупив цілу партію таких у великому супермаркеті за низькою ціною. Легкі, відносно міцні. Чоловік обрав формулу "небесна воша".
"Структурна" частина цього революційного надлегкого апарата:
Три драбини з легкого сплаву.
Той самий, "вбраний".
Звісно, воно літає. Із п'ятдесятьма кіньми можна підняти в повітря апарат, зроблений з чого завгодно. Але придивімося зблизька до цих знаменитих драбин.
Будь-який інженер-початківець пояснив би вам, що ці квадратні отвори, в які вставляються ці щаблі драбини, є ідеальними місцями появи "тріщин" під дією згинальних і крутильних навантажень, а наприкінці шляху — руйнування в польоті. Але хто контролює блискучі спроби цього "творця робочих місць"? (я навіть чув про "субсидії"). Яка технічна служба уповноважена, мандатована встромляти свого носа в цю справу? Жодна. У царині надлегкої авіації будь-хто може робити будь-що, будь-як, і продавати першому-ліпшому, незалежно від того, чи має він пілотське свідоцтво. Чи знали ви це?