Воспоминания военного летчика-испытателя

Я думаю, что очень многие слышали слово «перегрузка» в связи с полетом самолета, но, наверное, в большинстве неясно представляют, что это такое. Перегрузка – это отношение величины действующего ускорения к ускорению силы тяжести. Она возникает только при изменении направления или скорости движения. Так, например, при повороте автомобиля сила инерции стремится отклонить тело человека в противоположную сторону (то есть создает ускорение). При разгоне как автомобиля, так и самолета сила инерции прижимает человека к спинке сиденья, а при торможении стремится оторвать от него. Это – продольная перегрузка (по оси X, то есть по направлению движения). Но она не имеет существенного значения, кроме как в случае столкновения с препятствием, а неприятности на самолете доставляет вертикальная перегрузка, действующая по оси Y, перпендикулярной оси самолета в вертикальной плоскости. Она равна отношению подъемной силы к силе веса самолета (если не учитывать влияние тяги двигателя). Перегрузка считается положительной (то есть со знаком плюс), когда подъемная сила направлена вверх и сила инерции прижимает летчика к сиденью, и отрицательной (со знаком минус), когда подъемная сила направлена вниз и инерция стремится оторвать его от сиденья. Отрицательная перегрузка возникает, например, когда летчик энергично переводит самолет по дуге из набора высоты в пикирование, тогда угол атаки крыла отрицательный и подъемная сила направлена вниз, а сила инерции (центробежная) вверх. А можно так подобрать темп этого перехода, что крыло не будет создавать подъемной силы, и тогда перегрузка будет равна нулю, что соответствует состоянию невесомости.

При полете по прямой, даже с очень большой скоростью, перегрузка по оси Y отсутствует (точнее, она равна единице), но стоит только начать разворот или вывод из пикирования, как возникает центробежная сила (сила инерции) и вдавливает летчика в кресло. Сила инерции действует на все части тела и самолета и увеличивает их вес во столько раз, во сколько центробежная (и подъемная) сила больше силы тяжести. Величина перегрузки 8 единиц (или ускорения 8 g) означает, что вес увеличился в восемь раз. Этот увеличенный вес должно выдержать крыло самолета, что проверяется специальными испытаниями с имитацией нагрузок на заводе, а также и реальными нагрузками в полете. При расчете самолета на прочность закладывается коэффициент запаса, обычно 1,5, поэтому в испытательном полете до разрушения крыла дело не доходит – достаточно, чтобы допустимая перегрузка не привела к остаточным деформациям конструкции. Чрезвычайно редко, но случались и поломки крыла – я уже рассказывал о случае с летчиком Авиардом Фастовцом.

Степень воздействия вертикальной положительной перегрузки на человека зависит от времени. В течение двух-трех секунд человек может выдержать перегрузку до 10–11 единиц, но даже перегрузка в 6–7 единиц после 10–15 секунд воздействия приводит вначале к ограничению зрения, потом к потемнению в глазах, а затем и к потере сознания. Причина этого – в ухудшении снабжения кровью верхней части тела, и прежде всего головы – сердцу просто трудно качать кровь, преодолевая ее отток из-за увеличенной силы тяжести. Кроме того, при большой перегрузке тяжелеют веки и их трудно держать открытыми. Конечно, при катапультировании летчик испытывает еще большую перегрузку – до 16–18 единиц, – но она длится доли секунды.

В лежачем положении летчика, когда перегрузка действует в направлении «грудь – спина», она переносится намного легче, и ее предельно допустимое значение больше.

Для повышения порога переносимости перегрузки в США был создан противоперегрузочный костюм. В таком костюме с помощью камер, в которые при возникновении перегрузки поступает сжатый воздух, обжимаются ноги и область живота летчика – чем больше перегрузка, тем сильнее обжатие. Таким образом, костюм препятствует оттоку крови в нижнюю часть тела и уменьшает воздействие перегрузки. Американский противоперегрузочный костюм попал к нам тоже из Кореи, был скопирован в ОКБ С.М. Алексеева, и несколько экземпляров поступило в наш отдел на государственные испытания. Мы летали в них на различные задания, в том числе и на учебные воздушные бои. Костюм был одобрен и скоро стал штатным снаряжением летчиков нашей истребительной авиации. Современный костюм повышает переносимую перегрузку на 1–2 единицы. В американской инструкции был указан еще один вариант использования костюма: оказалось, что в длительном полете полезно нажатием клапана несколько раз кратковременно создавать давление в костюме – происходит своего рода массаж, снимающий усталость тела от неподвижности позы.