До начала летных испытаний опытного самолета Ту-144 было необходимо утвердиться в правильности некоторых принятых решений, так как дискуссии по всем вопросам становились все острее. Особенно остро стоял вопрос о т.н. «просадке» сверхзвукового самолета при посадке. Некоторые специалисты опасались, что при отклонении элевонов вверх для создания положительного продольного момента и увеличения угла атаки, подъемная сила сначала падает и только после выхода на большие углы возрастает, что может привести к неконтролируемой потере высоты. Требовали также практического уточнения большинство вопросов устойчивости и управляемости выбранной схемы на всех режимах.
Также было известно, что Ту-144 имел так называемое «оживальное» крыло, своеобразную модификацию треугольного. Его особенностью была передняя кромка с плавно изменяющимся углом стреловидности вдоль размаха. Преимущество оживального крыла заключалось в том, что при малых скоростях полета работала основная треугольная поверхность с закругленными концами. На сверхзвуке становилась эффективной дополнительная передняя часть (наплыв) малого удлинения и значительной стреловидности.
С оживальным крылом были получены более высокие аэродинамические характеристики, чем с обычным треугольным. Оно обеспечивало на крейсерской скорости характеристики сверхзвуковой, а на взлете — дозвуковой машины. Но эти теоретические преимущества надо было подтвердить опытным путем.
В этих условиях принимается решение о проектировании и строительстве самолета-аналога самолета Ту-144. Первый экземпляр самолета был создан на базе самолета-истребителя МиГ-21. От него аналог получил фюзеляж, вертикальное оперение и шасси. Крыло было сделано по теоретическим чертежам ОКБ Туполева и представляло собой уменьшенное в соответствующем масштабе крыло самолета Ту-144. В аэродинамических трубах ЦАГИ были проведены испытания моделей самолета-аналога МиГ-21И и определены его основные аэродинамические характеристики на всех режимах полета. Было показано, что самолет-аналог МиГ-21И по располагаемой подъемной силе, т.е. по перегрузке, превосходит исходный самолет МиГ-21. Узнав об этом, министр авиационной промышленности П.В. Дементьев с присущей ему образностью сказал Микояну: «Артем Иванович! Возьми ножовку и отпили хвостовое оперение на своем МиГе...»
Изготовлен был самолет-аналог №1 на опытном производстве ОКБ Микояна в кооперации с Горьковским и Воронежским авиационными заводами.
Первый полет этого самолета состоялся 18 апреля 1968 года (летчик-испытатель ЛИИ О.Гудков).
Первому вылету самолета-аналога предшествовали т.н. «скоростная пробежка» и «подлет». Во время «подлета» самолет поднимается на малую высоту и производит посадку. Оказалось, что самолет не только не обнаружил никакой «просадки», но что его не так-то просто прижать к земле, посадить и остановить. В результате при посадке самолет несколько раз подпрыгнул на полосе, что вызвало обеспокоенность и летчика, и специалистов. Позднее стало ясно, что на самолеты с крыльями малого удлинения типа крыла самолета Ту-144 сильно влияет экранный эффект, который проявляется в заметном увеличении подъемной силы при приближении к поверхности земли, что препятствует посадке самолета. На методсовете ЛИИ специалисты серьезно обсуждали необходимость выполнения еще одного «подлета», но О.В.Гудков настоял на необходимости выполнения испытательного полета по нормальной программе для качественной оценки характеристик самолета, в том числе для имитации посадки на облако. Предложение ведущего летчика было поддержано, разрешение получено, и полет прошел блестяще.
Второй экземпляр самолета-аналога предназначался для тонких аэрофизических исследований схем такого типа. Крыло самолета бы обклеено шелковинками. В различных зонах самолета были установлены видеокамеры и киноаппаратура. На поверхности были смонтированы датчики полного и статического давления. Была установлен, лазерная система визуализации обтекания крыла. Изготовление крыла и препарировку его выполнил Воронежский авиационный завод Изготовление других частей самолета и сборку выполнял Горьковский авиационный завод.
Реально самолеты-аналоги МиГ-21И стали первыми отечественными сверхзвуковыми самолетами схемы типа «бесхвостка». С 18 апреля 1968 года по декабрь 1968 года на самолете МиГ-21И выполнено 70 испытательных полетов (дозвуковых и сверхзвуковых), проведены тренировочные полеты первого экипажа СПС Ту-144 (Э.В.Елян, М.В.Козлов, С.Т.Агапов) и, кроме того, выпущены летчики-испытатели А.А.Щербаков, А.П.Богородский, И.П.Волк, А.В.Федотов, Э.П.Княгиничев, П.М.Остапенко, В.В.Подхалюзин и другие.
МиГ-21И был прост и удобен в пилотировании, и летчикам нравилось летать на нем. Вот, например, как отзывался о самолете Э.В. Елян: «Я в свое время летал на истребителях с прямым крылом и должен заметить, что стреловидное крыло принесло летчику на взлетно-посадочных режимах полета, прежде всего, много неудобств, всякого рода срывов, раскачку. Так вот, самолет-«бесхвостка» на базе МиГ-21 на дозвуковой скорости стал очень походить по своим характеристикам на самолет с прямым крылом. У него управляемость была совершенно бесподобной... Посадочная скорость на этой машине стала около 220 км/ч вместо 320 км/ч как у МиГ-21. Я получал огромное удовольствие, летая на аналоге. Были некоторые сложности на сверхзвуковой скорости - легкоустранимая неустойчивость машины типа «гусиный шаг» до М=1,7».
К сожалению, обманчивая простота и внешнее подобие привели к трагедии. Когда основная часть программы испытаний первого самолета-аналога уже завершилась, произошла катастрофа.
По воспоминаниям очевидца, заслуженного летчика-испытателя А.А. Щербакова, в то время в ЛИИ отрабатывали элементы высшего пилотажа на самолете МиГ-21 для показа на Парижском авиасалоне в аэропорту Бурже. Летчик-испытатель B.C. Константинов в совершенстве отрепетировал на самолете МиГ-21 эффектный номер, заключающийся в выполнении на истребителе «петли» на малой высоте, заканчивающейся «полубочкой» и полетом над землей на боку. Он многократно выполнял его на самолете МиГ-21 и довел все свои действия до автоматизма.
Получив разрешение на полет на аналоге и выполнив полученное задание, Константинов решил повторить свой коронный номер на экспериментальном самолете, но летчик не учел различий в пилотажных свойствах серийного истребителя и экспериментального самолета. А они были весьма существенны, тем более что на первом самолете МиГ-21И система управления была модифицирована таким образом, что отклонение ручки вперед создавало больший, чем обычно, момент на пикирование. В результате, сделав «петлю» и «полубочку» и привычно сильно отклонив ручку от себя, чтобы сбалансировать самолет, летчик создал очень большую отрицательную перегрузку, которая травмировала его. Действия летчика стали бессознательными. Аналог свечой взмыл верх и, потеряв скорость, стал плашмя падать вниз. При катапультировании основной парашют раскрыться не успел, и летчик погиб.
Все основные вопросы в дальнейшем решались на аналоге №2. Испытания этого МиГа тоже не обошлось без происшествий. В ЛИИ и ОКБ имени А. И. Микояна приняли решение провести первый полет аналога в Горьком (ныне Нижний Новгород) на летном поле авиазавода. Туда отправилась бригада техников во главе с инженером И. Жиденко. Ведущим летчиком назначили молодого испытателя Игоря Волка (ныне — Герой Советского Союза, летчик-космонавт).
Ведущий инженер по испытаниям В. Старцев и И.Волк отправились в Горький поездом. Старцев вез с собой секретные полетные листы с большими гербовыми печатями и не менее важными подписями. Поэтому он всю дорогу боялся, как бы их не потерять или того, чтобы, не дай бог, их у него украли.
Волк взял с собой только гермошлем во фланелевом мешочке. Соседи по купе подозрительно смотрели на его багаж. Старцев косился на них, судорожно прижимая папку с листами к груди. Тут Волк сказал попутчикам, что он работает «шофером-испытателем» и едет на Горьковский автомобильный завод. В купе воцарилась нормальная дорожная обстановка. На заводе к прибывшим присоединился технический руководитель ОКБ имени А. И. Микояна И. Фрумкин, и вся испытательная бригада оказалась в сборе.
В конце января 1970-го стояла летная погода. На небе — ни облачка. Покусывал уши легкий морозец. Несмотря на двадцатилетний стаж работы в ЛИИ, Старцев очень волновался: беспокоила короткая ВПП заводского аэродрома. Волк осторожно вырулил на старт. Его сопровождал на самолете-лидере шеф-пилот Горьковского авиазавода В. Гордиенко. И вот — взлет. Вскоре Волк «отработал» всю программу и попросил: «Разрешите выполнить «бочку»!» И ему руководитель полетов разрешил это сделать.
Шло время. На аналоге проводились новые исследования. Их результаты сразу же передавались специалистами из ОКБ имени А. Н. Туполева. Пройдя весь диапазон скоростей и углов атаки, безукоризненно выполнив все режимы полетов, предусмотренные по программе, Волк наконец довел аналог до сваливания и вошел в штопор. После пяти витков чисто вышел из него и благополучно приземлился.
Испытания показали, что аналог при дозвуковых скоростях обладал хорошими несущими свойствами до очень больших углов атаки, на которых величина подъемной силы остается практически постоянной. Вот тогда-то туполевцы и смогли выполнить важнейшую корректировку нагрузок и компоновки крыла Ту-144. Результаты летных исследований самолета-аналога были использованы как при подготовке СПС Ту-144 к первому вылету, так и в ходе последующих испытаний и доводки Ту-144.
Валерий Агеев
