Оказывается, в зале, кроме триста третьей, стоят еще две трубы, а я их сразу не заметила. Особенно интересную "трубешку", спрятанную на "палатях", предназначенную для обучения студентов и других целей. Трубный зал напоминает и заводской цех, и конструкции корабля. Мне показывали: вот труба, а в трубе -- гребенка для исследования полей скорости и тепловых потоков; а это -- стойка -- сорокаканальная система регистрации параметров; нечто похожее на самоходный кран -- подвеска оптической системы... А в комнате -- вверх по лестнице -- автоматизированная система управления комплексом... Заглянула я и в компрессорную. Там старшие научные работники как заправские рабочие -- механики, выясняли, почему заклинило вакуум. От них я узнала историю трехлетней давности о том, как перетаскивали две большие вакуумные емкости -- газгольдеры, снятые с эстакады турбокомпрессорной станции СО РАН. Нужно было переместить эти два огромных баллона всего на 500 метров во двор нового корпуса малых аэродинамических установок -- МАУ. В Новосибирске никто не смог быстро решить такую сложную задачу, даже метростроевцы. Операцию выполнили ученые, конструкторы, монтажники и военные со своим танком -- тягачом с лебедкой. Специальный тягач понадобился, когда на вторые сутки "К-700" и гусеничный трактор -- в две тяги -- не смогли сдвинуть с места транспортную платформу, на которой в огромной "постели" лежал второй баллон (укладывал емкости единственный в то время в городе кран "КАТО", он иногда курсирует по Большевистской). Операция проводилась в морозные ноябрьские воскресные дни, чтобы не привлекать внимания и не выставлять надлежащее оцепление.
И только в день первого апреля двухтысячного года в институтской газете "Смеханик" участник "танково-газгольдерного сражения" ведущий конструктор В.Игнатьев во всех подробностях, с долей юмора рассказал об уникальной операции. А я, по пути в корпус МАУ, с крыльца старого институтского здания смотрела на эти самые баллоны -- газгольдеры, пытаясь отыскать, где же они соединяются с установкой. Решила -- это под землей.
Под землю не залезешь, а в трубу -- запросто. Кабина была открыта, и я в нее -- с головой по пояс. Когда идут испытания, кабина, естественно, герметично закрыта.
-- Первые испытания, которые проводятся на всех трубах, связаны с исследованием качества потока, -- объясняет мне Валерий Иванович. -- Гребенка, на которую вы смотрите -- это поддерживающее устройство с целым набором датчиков -- 35 измерительных инструментов. На ней же можно расположить какие угодно модели. Во время работы кабина закрывается, откачивается воздух, и мы "стреляем" на модель. Нам надо понять -- создаем ли мы необходимые параметры -- давление, температуру, скорость, число Маха. Один из основных параметров при моделировании -- качество потока. Он должен быть равномерным и однородным. Когда самолет попадает, например, в зону турбулентности, машину вместе с пассажирами начинает трясти. Это нештатная ситуация. А мы стремимся к идеальной. В какой-то момент -- на какой-то стосемидесятой миллисекунде -- включается поток. Сразу все датчики "подпрыгивают" и начинают записывать информацию. -- И число Маха?
-- Записывают и давление, которое на них "набегает", и существующий режим течения. На расстоянии 36 миллисекунд фиксируется отношение давления к скорости потока -- это и дает нам число Маха. Шестьсот миллиметров сопло. Это ось -- в одну сторону минус 300, в другую -- плюс 300 миллиметров. А на шкале точки, которые померяны. Мы сейчас обошли все поле. -- Ну и сколько Махов у вас?
-- 15,72. Это означает, что пока течение неравномерно, но разница в Махах в разных точках порядка полутора процентов. Есть показатель, где неравномерность по числу Маха примерно один процент. Очень хороший показатель, определяющий класс точности трубы. Здесь все сходится -- и работа сопла, и измерительная техника... Все можем увидеть на экране. Полученные данные мы должны опубликовать. -- Это ваши "холодные" и "горячие" "стрельбы"? Сколько их было? За сотню уже?
-- Мы остановились вроде на цифре 149. Остановились потому, что начало "подгорать" входное сечение, вставочка такая. Температура ведь в среднем 1600 градусов, а давление -- 1000 атмосфер. Нам вообще пришлось года три повозиться с источником рабочего газа, прежде чем вновь смонтированная машина "зашевелилась". Вот одна "простая" вещь. Считалось, что поршни силового цилиндра должны двигаться строго синхронно и встречаться в нужной точке одновременно. И не замечали расхождений. Оказалось, что трение действует чуть-чуть по-разному, а это принципиально. Мы работаем с быстропротекающими процессами. Перед "выстрелом", когда автоматика срабатывает на кнопке "пуск", буквально -- миллисекунды, а тут один поршень дошел, а второй не успевает поддерживать давление в форкамере... Как заставить их работать синхронно? А сейчас никто не замечает, что раньше на изображениях их траектории значительно расходились. Нам ценой больших усилий удалось свести их вместе. И то, что вставочка прогорела -- это из той же серии недочетов. Приходится на ходу придумывать, как изменить или поправить систему. Это же целое хозяйство! Сейчас мы думаем, как справиться с дефектом... Больше думаем, чем работаем. Научная жизнь небогата событиями. Когда вся команда здесь, в зале, крутится, -- это ненормально. ...Мы поднялись по лестнице в пультовую. Валерий Иванович показал мне, как автоматически включается установка (вручную никто бы не успел "выстрелить") и вывел на экран кое-какие картинки. Затем мы вышли на площадку, где на стене вывешены плакатики диаграмм.
-- Посмотрите, это показатели НАСА. Профилированное число -- Мах-16, что и у нас. Как-то они с расчетом согласовывают, но для меня -- как аэродинамика -- даже вид сверху на эту картинку говорит, -- да неравномерное здесь поле скоростей! -- Это НАСовская труба?
-- У НАСА есть Центр имени Эймса, где проводятся аэродинамические исследования на трубах. Результаты опубликованы, но не приводятся в цифрах. По разбросу точек можно только догадываться, каков профиль скоростей. Мы работаем чище. Это не значит, что завтра все получится. Сейчас у нас очень важная часть работы. Измерительный инструмент должен очень тщательно тестироваться. Такая операция, параллельно с другими, может продолжаться несколько лет. У нас "313" работает лет тридцать и до сих пор раз в месяц измеряется поле скоростей. Инструмент требует поверки. А кроме того, начинается уже собственно эксперимент, но это особый разговор. -- Программа экспериментов уже разработана?
-- Меня все не об этом спрашивают. Интересуются, -- есть ли у нас заказы на эту трубу. Я делаю вид, что не понимаю этого вопроса. Если мы построили-сделали трубу, то сами будем ставить эксперименты. -- Это же естественно. Как же иначе?
-- Сейчас на первом месте деньги. Все стремятся заработать, заключить выгодные контракты, чтобы, допустим, зарубежные ученые на нашей установке проводили эксперименты. Другое дело, -- если мы заняты обработкой результатов и труба простаивает, -- то в "пустое" время кто-то со стороны может поработать на установке. Для меня в первую очередь -- наши собственные эксперименты, а результаты можно продавать. -- И что же? Ни одного выгодного контракта?
-- Почему? Мы еще только запускаем трубу, но уже на подходе, по крайней мере, два гранта. Первый попроще -- можно хоть сейчас включаться в работу по гранту INTAS. Работа состоит из трех пунктов -- проверка параметров потока установки; испытание тестовых моделей; и, наконец, -- испытания прямоточного двигателя. -- Поясните второй пункт -- что, у них не такие хорошие Махи?
-- Мы должны продемонстрировать заказчикам возможности установки и сравнить результаты с аналогичными трубами, существующими на Западе. Есть масса признаков... Допустим, -- по числу Маха труба не дотягивает, зато в ней проведено испытание на Махе 15 и на Махе 20, и можно сопоставить результаты.
А к испытаниям модели ГПВРД заказчик не предъявляет никаких требований. Наше дело провести испытания. У нас есть своя модель такого двигателя.
...И с французами намечается хорошая работа. Во Франции проводится крупномасштабный эксперимент по выводу спутников на орбиту с помощью ракеты "Ариан". Напомню, что в мире только три устойчивых державы, имеющих ракетоносители. Это США, Франция и Россия. У нас ракеты типа "Протон", а у французов по сути дела одна система "Ариан". На этой ракете экспериментаторы установили некий летательный аппарат, модель самолетика размером примерно шесть-семь метров в длину. Это беспилотная управляемая модель. Самолетик выводят на орбиту, он делает несколько витков, затем по сигналу начинает спускаться, проходя через все слои атмосферы. Таким же образом запускался наш сорокапятиметровый "Буран", но он садился на аэродром. А французская "птичка" -- в океан -- на последних километрах раскрываются парашюты и спасают "птичку". Так вот, в полете она проходит все высоты, начиная с орбитальных, -- в 200 километров и до нуля. В это время фиксируется траектория ее полета. По ходу можно рассчитать силу, которая действует на модель... "Птичка", как американский "Шаттл" или наш "Буран", -- я об этом студентам рассказываю -- это по сути кирпич, брошенный с орбиты с высоты 200 километров. Даже для аэродинамиков это удивительно, что аппарат приземляется в заданную точку! -- Как-то все привыкли, не задумываются. Приземлился в заданную точку и все. Так и должно быть. Но ведь космонавты-астронавты могут рулить!
-- Да, они дергают ручкой управления влево-вправо-на себя и падают, но падают в заданную точку. Так же у французской модели. А мы повторим в трубе испытания на всех режимах полета и сравним натурные результаты с полученными в трубе. Это настоящая работа! -- Вместе работаете на будущий самолет?
-- Такой самолет еще нигде не строится. К тому же, надо понимать, что академический институт не занимается самолетостроением, но обеспечить строительство -- задача исследователей. Главное, что никто не останавливается на этом пути. Как бы то ни было, но человечество будет осваивать космос, причем в большом объеме. Правда, это случится ни сегодня, ни завтра, может быть через сто лет, но это уже -- не через тысячу лет... Собственно, и на заре космической эры задавался вопрос, "А что туда вывозить?"
Как сказал Звегинцев, сейчас уже куча ответов на этот вопрос. И космическая связь, и Луну надо осваивать, и все это реально. "И чистить космос надо от накопившегося "железного мусора", -- это я пыталась вставить свое словечко.
-- Но в свою очередь можно выбрасывать радиоактивные отходы в дальний Космос... Представьте, если я разгоняю самолет до 8 километров в секунду -- значит выйду на круговую орбиту. Если до 11 километров в секунду -- до второй космической -- образуется эллипс. А если до 12 -- то этот эллипс размыкается. -- И -- в бесконечность?!
-- Это означает, что аппарат направлен на Солнце и все отходы сгорят. Мы и не заметим этого. Между Землей и Солнцем -- вакуум и никаких возмущений, кроме солнечных. Отправляем -- в бесконечный Космос. -- Кому-то в подарочек! А если серьезно?
-- На Солнце направить -- самое простое. А общая философия такая: выходить в космос необходимо. С помощью ракеты невыгодно. Представьте ракету весом в две тысячи тонн, а на конце висит сто тонн груза. Вот эти сто тонн долетают, к примеру, до Луны, возвращаются обратно, по дороге кое-что теряется. Остается кабина с тремя космонавтами, которая весит максимум полтонны. Две тысячи тонн туда, чтобы вернуть назад полтонны! Сейчас считается, -- нормальная цена вопроса от 5 до 10 тысяч долларов за килограмм выводимого груза в космос. -- А самолет -- дешевле.
-- Предполагается, что в десять раз уменьшатся все транспортные расходы и упростится сам процесс полета и возвращения. Только не очень понятно, сколько будет стоить сам самолет. -- И кто его будет строить...
-- Есть же люди, которые строят ракеты, новую станцию "Альфа"... Но пока исследования используются для улучшения летательных аппаратов. Чтобы взлетел воздушно-космический самолет, нужно преодолеть технические проблемы, связанные и с воздействием условий гиперзвукового полета на летательный аппарат и его системы управления вплоть до скоростей, в 24 раза превышающих скорость звука. И, разумеется, -- проблемы с организацией процесса горения в двигателях.
стр. в оглавление
| Версия для печати |