Как правило, когда самолет разбивается, стрелки приборов оставляют отпечатки на циферблатах, по которым можно определить показания приборов в момент удара («черный ящик», то есть записывающий информацию прибор, на самолетах такого типа не устанавливался). По найденным среди обломков шкалам приборов определили некоторые параметры в момент удара, а по срезам деревьев в месте падения самолета – траекторию последних метров полета. Скорость составляла 680 км/ч, а перегрузка более 8. Это соответствовало выводу из пикирования близко к пределу возможностей человека и даже с превышением допустимой перегрузки для самолета.
Время, определенное по отпечаткам стрелок на остатках самолетных часов и наручных часов Гагарина, отличалось примерно на 15 секунд. Этот момент был всего через 45–60 секунд после последней радиопередачи Гагарина, записанной на магнитофонной ленте.
Ученые в ЦАГИ во главе с Г.С. Бюшгенсом и в Академии имени Жуковского под руководством генерала С.М. Белоцерковского, использовав расчеты и моделирование на ЭВМ, определили, что самолет потерял высоту 4000 метров за время около минуты (если что-то произошло сразу после доклада Гагарина), находясь в штопоре – режиме, при котором быстрее всего поглощается энергия. Если бы самолет беспорядочно падал, он бы затратил большее время, а если бы пикировал, то развил бы значительно большую скорость.
Так или иначе, но вывод, что самолет потерял высоту, находясь в штопоре, был принят комиссией как наиболее достоверный, и весь последующий анализ проводился исходя из этого. Тогда дальнейшее вполне объяснимо. Ниже высоты их полета была облачность, а в облаках, когда летчик не видит горизонт или поверхность земли, вывести самолет из штопора практически невозможно. Летчики могли делать попытки вывода и раньше (которые могли даже усугубить положение), но очевидно, что реальный вывод из штопора они начали, только выпав из облаков или увидев землю в «окнах» нижнего слоя облачности. Высота нижнего края облачности, по данным близлежащего аэродрома, составляла 500–700 метров. Этой высоты для вывода из штопора самолета типа МиГ-15 недостаточно.
Серегин и Гагарин остановили самовращение самолета, то есть фактически вывели из штопора, но для вывода из пикирования им не хватило около двухсот метров высоты, хотя пилотирование было грамотным, на пределе возможностей машины. (Путем анализа мышечных тканей кистей рук было определено, что пилотировал в это время Серегин.)
Часто спрашивают, почему летчики ничего не передали по радио. Дело в том, что, когда летчик попадает в стрессовую ситуацию, грозящую гибелью, и когда все его существо занято требованиями ситуации, резервов внимания у него не остается, и он физически не может осмыслить и выполнить какие-то параллельные действия. Трагический авиационный опыт говорит о том, что в напряженных аварийных ситуациях летчик, как правило, ничего не передает по радио или, если пытается что-то сказать, у него получается нечто нечленораздельное. Но Гагарин и Серегин ничего не передали. Да и что они могли передать? Что они попали в штопор? Им надо было не сообщать о штопоре, а выводить из него.
Но, скорее всего, они до самого последнего момента не сомневались, что сумеют вывести машину в горизонтальный полет. По этой же причине они, очевидно, не пытались катапультироваться. Летчики катапультируются обычно только тогда, когда они ясно понимают, что не могут больше управлять самолетом, например при его разрушении или при пожаре, а также при отказе двигателя, если не удается дотянуть до аэродрома. Но если летчик управляет самолетом, борется с ним, надеясь вывести, он не катапультируется или делает это слишком поздно.
Таким образом, оставалось выяснить, почему «спарка» вошла в штопор. Если бы это произошло во время пилотажа в зоне, еще можно было допустить возможную ошибку при выполнении фигуры, хотя УТИ МиГ-15 нелегко входит в штопор, его непроизвольный срыв может произойти только при грубой ошибке в пилотировании, например при резком и излишнем отклонении рулей. А в обычном полете срыв практически исключен. Правда, в данном случае самолет был с дополнительными подкрыльными топливными баками, но проведенные специально летные исследования показали, что баки на пилотажные характеристики самолета и возможность срыва в штопор почти не влияют.
Одна из появившихся версий объясняет срыв в штопор попаданием самолета Гагарина в вихревой след пролетавшего будто бы рядом другого самолета. Однако тогда комиссией было установлено, что находившиеся в этом районе самолеты были достаточно далеко от УТИ МиГ-15 Гагарина. Но даже если бы и проходил рядом самолет, попадание в его вихревой след (летчики говорят – в струю) не могло привести к срыву в штопор.