Ю.Гагарин выполнял заключительный тренировочный полёт на самолёте МиГ-15УТИ с инструктором полковником В.Серегиным. Это был последний вылет по программе подготовки Ю.Гагарина к самостоятельному пилотированию. После контрольного облета Гагарин получал право на самостоятельные вылеты.
Последними словами зафиксированного радиообмена были слова Гагарина: Высота — две тысячи. Видно, это был ответ Гагарина на вопрос который задал ему Серегин по внутреннему переговорному устройству. Это и была начальная точка падения. Перед вылетом экипажу было доведено, что нижняя кромка сплошной облачности была 900-1000 метров.
По версии Белоцерковского — Леонова, самолет Гагарина попал в струю пролетавшего рядом сверхзвукового истребителя и свалился в штопор. Теоретический расчёт этой версии и продувки делались специалистами ЦАГИ в Жуковском. С Белоцерковским никто не спорил, его версия была открытой и устраивала всех.
К великому сожалению, при всем уважении к Сергею Михайловичу и мнению Алексея Леонова их версия со штопором не лезет, что называется ни в одни ворота. Как сказал бы Вини-Пух, версия хороша, но немного хромает.
С. М. Белоцерковский объяснял действия летчиков так:
«Выйдя из облаков, летчики не дрогнули, не рванули ручку управления самолетом на себя, они отклонили ее лишь на 16-18°, стараясь оптимально по кривой с минимальным радиусом вытянуть самолет в горизонтальный полет, избегая столкновения с землей. Им не хватило 2 секунд и 300 метров высоты. Авиадвигатель в этот момент имел 9000-10000 об/мин.»
Во-первых: Как было сказано выше, нижняя кромка облачности была на высоте 900-1000метров. Вывести МиГ-15УТИ из штопора с высоты в 2000 до нижней кромки облаков в 1000 метров невозможно. Штопорил УТИ МиГ-15 аналогично серийному истребителю МиГ- 15. При даче рулей на вывод из штопора, как из правого, так и из левого, потеря высоты за два витка была 2200м.
Поэтому на высоте 900-1000метров, никакого выхода из штопора в горизонтальный полет быть не могло.
Так что, нехватка 300 метров высоты, — это полная лажа.
Второй момент:
Указанный Белоцерковским режим работы двигателя 9000-10000 об/мин. не соответствует режиму работы двигателя РД-45ФА в любом диапазоне высот и скоростей.
По диаграмме расчетных характеристик двигателя РД-45ФА при скорости 600км/час, число оборотов меньше 11тыс быть не может, из-за нехватки тяги (R) для устойчивого горизонтального полета.
Исходя из характеристик двигателя РД-45ФА в зоне возможных полетов, цифры оборотов, которые приводил Белоцерковский в своих расчетах, что называются » не пляшут». Обороты двиг. 9-10тыс, таких оборотов в полете на скорости 680км/час и высоте 1000 метров не бывает. Взлетный или боевой режим 12300об/мин, температура 750° С. Белоцерковский определял температуру по цвету окисных пленок на лопатках турбины. У него получилось 360° С. Но таких температур газов в полете не бывает. Например, температура газов в режиме Малого газа 550° С.
Для выравнивания самолета РУД двигателя был переведен на взлетный режим 12300 об/мин (такой режим был зафиксирован при исследовании по расположению деталей топливо-регулируюшей аппаратуры). Откуда тогда Белоцерковский взял свои 9-10тыс у работающего двигателя?
Т.е. ни параметры вывода самолета из штопора, ни один из параметров двигателя: ни температура газов, ни число оборотов не соответствуют режиму полета, V=680км/час и высоте 1000метров.
Видно, по этим причинам генерал-лейтенант авиации Степан Микоян, заслуженный летчик-испытатель СССР, считал, что попадание самолета Серегина и Гагарина в след проходящего самолета крайне маловероятно.
Версия Белоцерковского всех устраивала, он светило академии Жуковского, зав. кафедрой динамики полета, лауреат премии Жуковского, его мнение весомо и авторитетно. К тому же, у СерМеха все хорошо складывается: — попали в штопор, из штопора вышли, но не хватило высоты. А так все отлично, никаких проблем.
И только летчик-космонавт Георгий Береговой который лично занимался отработкой навыков строевых летчиков вывода из штопора МИГ-15 категорически возражал, прекрасно зная, что вывести из штопора на том ограниченном участке, вне видимости горизонта, Гагарин и Серегин не могли.
А спутная струя, вызвавшая сваливание по мнению СерМеха, это Филькина грамота. По словам Берегового, сам по себе спутный след, это конус не больше 15 метров в основании, в каком направлении его не пересекай. При скорости 600км/час, может тряхануть, но свалить в штопор не может. Береговой практик, он отрабатывал полеты строем, обучал технике пилотирования при попадании в штопор и однозначно отрицал версию Белоцерковского про штопор.
Другие версии про потерю ориентировки: где верх , где низ, потеря сознания, кислородное голодание, все это из области, «заснул за рулем».
Очевидно лишь одно, что произошел срыв нормального установившегося полета.
Этот срыв был, или аэродинамический, за который топил Белоцерковский, втюхивая свой штопор, либо отказ двигателя, третьего не дано. Отказ двигателя это уже серьезно.
Реальная причина гибели Гагарин и Серегина «заглохание» двигателя в полете. При работе на малом газу самолет вошел в густую облачность, насыщенную водяными каплями, это привело к резкому падению температуры горения в камере сгорания. Двигатель начал пульсировать, резкая дача РУД привела к обогащению топливной смеси и срыву фронта пламени. Двигатель заглох. Попытки Гагарина запустить двигатель в полете ни к чему не привела. После выхода из облачности летчики поняли, что для катапультирования не осталось запаса высоты. Они попытались удержать самолет в горизонтальном положении и сесть на поле. Но на пути попались деревья и самолет стало заваливать вниз.
«заглохание»- это термин из теории воздушно-реактивных двигателей.
Автором данной версии с «заглоханием»(специальный термин) двигателя в полете стал конструктор авиационных двигателей, доктор технических наук Козырев В.Т. Он автор теории пульсируюшего горения в камерах сгорания ТРД. Козырев известный специалист в области процессов горения в авиационных ТРД. У него большая группа поддержки профессоров и докторов наук в области газо-турбинных двигателей. Профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, д-р техн. наук В.С. Бекнев. Профессор, д-р техн. наук Е.С. Переверзев.
В данном случае, причиной срыва пламени стали резонансные колебания фронта пламени, вызванные доработкой жаровых труб.
Когда лицензионный двигатель для МИГ-15 пускали в серийное производство было принято решение установить кольцевое дренирование жаровых труб, чтобы избежать перегрева и термотрещин, которые выявились при стендовых испытаниях.
Было сделано 90 отверстий по кольцу, в итоге доработки изменились резонансные характеристики фронта пламени. Что привело к условиям когда переобогащенная смесь и поток важного и холодного воздуха истончал фронт горения, и приводил к возникновению пульсации горения и срыву фронта пламени. После доработки тщательных испытаний проведено не было.
Можно наверняка предположить, что данная причина гибели Гагарина и Серегина стала известна практически сразу. Широко афишировать ее не стали, не знали даже наши космонавты, но меры приняли.
Всем было ясно, что дни МИГ-15 уже сочтены. Как УТИ он совершено не пригоден. Доработка «спарки» ликвидировала внутренний топливный бак, в итоге летать стали с подвесными баками. Летно-технические и штопорные характеристики «спарки» были никудышные. Учиться на таких самолетах летать все равно, что учить танкиста, воевать на тракторе или комбайне. Поэтому из летного центра убрали все УТИ МИГ-15, заменив их на L-29. Виновных то все равно нет. Поэтому штопор или двигатель все едино.
Известный факт, что на месте падения самолёта не было пожара.
Даже теоретически не могло быть ситуации когда не произошло бы возгорания 500 литров керосина от раскаленного двигателя при падении. Показания оборотов двигателя на последнем участке полета были в режим авторотации, те самые 9000-10000 об/мин. Отпечаток стрелки указателя температуры двигателя показывал около нуля. Это говорит о том, что двигатель заглох в полете, за несколько секунд произошло охлаждение тракта двигателя. Очевидно, что удар о землю вызывает распыление керосина во взрывоопасную воздушно-топливную смесь, которая непременно взрывается по аналогии с вакуумной бомбой, образуя пожар на месте катастрофы. Ничего этого из-за холодного двигателя не произошло.
Из показаний свидетелей падения самолета.
Минут через 15 из леса на опушку, где приземлился наш вертолет, вышла женщина средних лет. Диалог с сотрудницей зверопитомника:
Вопрос: Что заставило вас посмотреть вверх и увидеть самолет?
Ответ: «Я услышала какой — то непривычный звук, что — то похожее на хлопок»
Вопрос: Когда самолет падал, вы слышали звук работающего двигателя?
Ответ: «Нет, он вроде ‘молча’ валился. Не было слышно обычного гула, а лишь свистящий шум и из самолета не выходил дым»
Когда самолет стал пробивать нижнюю кромку облаков, он попал в аэрозольную среду,
состоящую из взвешенных капелек воды и ледяных кристалликов со снежными хлопьями. В результате резко понизилась температура газа в камере сгорания, существенно уменьшилась реактивная тяга двигателя, ‘спарка’ начала ‘парашютировать’. Летчики, ‘прибавили газу’ — перевели двигатель на повышенный режим работы. После этого снижение самолета замедлилось, но не прекратилось, и летчики ‘дали газу’ еще больше — двигатель был ‘переведен на взлетный режим — 12300 об/мин. Положение РУД зафиксировано по расположению деталей топливо — регулирующей аппаратуры и ее агрегатов перед встречей с землей.
Тяга двигателя возросла, самолет принял горизонтальное положение. И вот тут в переобогащенной топливо — воздушной среде камеры сгорания, насыщенной кристалликами льда, возникли автоколебания. Топливо — воздушная смесь стала пульсировать, и сорвала у горелок огневой факел — двигатель ЗАГЛОХ.
Комиссией было установлено, что процесс горения в камерах сгорания двигателя заглох на высоте 1280 м в зоне дождевого облака (аэрозольной среды высокой концентрации).
После этого двигатель работал 16 с в режиме авторотации на высоких оборотах, прогоняя через воздушно-газовый тракт 35 кг/с холодной воздушно-водяной среды в течение 16 с. За указанное время произошло охлаждение горячих деталей тракта ниже температуры самовоспламенения авиационного керосина, ниже 220°С. При столкновении с берёзами положение самолёта соответствовало нормальному посадочному режиму по тангажу и углу атаки. Но главный факт, комиссия установила что жаровые трубы были холодными. Поэтому и пожара не было.
Схема конечных условий полета самолета Ю.Гагарина и В.Серегина по версии Госкомиссии 1968г.
Отказ двигателя решили засекретить, поскольку необходимо было изменять допустимую зону работы двигателя и накладывать эксплуатационные ограничения. Самолёт свое отслужил, поэтому его тихо стали снимать с эксплуатации.
Вот и вся тайна!
Почему не катапультировались?
Эксплуатационное ограничение катапульты 800м из ГОРИЗОНТАЛЬНОГО полета, когда гарантированно обеспечивается безопасность приземление пилота. Но в данной ситуации на катапультирование ДВУХ пилотов нужно было время, поскольку оба летчика не могут это сделать одновременно. Сначала катапультируется пилот, находящийся во втором кресле, а потом через определенный интервал времени катапультируется пилот из первой кабины.
В данной ситуации огромное значение имела вертикальная скорость снижения самолета, которая резко увеличивала потолок безопасного катапультирования.
По инструкции в спарке первым катапультируется инструктор Серёгин, но он приказал катапультироваться Гагарину. Но поскольку управление двигателем было в первой кабине и была реальная опасность травмирования второго пилота, то Гагарин не выполнил приказ инструктора и попытался запустить двигатель в полете. Гагарин понимал высоты для катапультирования уже не хватает. Поэтому они сосредоточились на удержании самолёта чтобы совершить посадку на брюхо. По траектории и элементам управления это им практически удалось, но на пути попались деревья и самолёт, зарываясь носом, врезался в землю.
PS
При разработке авиационных двигателей проблему устойчивого горения в камере сгорания во время дождя, решают на этапе проектирования и испытаний. Из расчетов следует, что в двигатель самолета, оказавшегося под дождем, каждую секунду поступает ~ 1 литр воды, что не влияет на работу двигателя и даже увеличивает его тягу. Но природная стихия может преподнести неприятные сюрпризы, поэтому во время обязательных испытаний авиадвигателей проверяется их способность «переваривать» до 75 литров воды в секунду. И, все-таки, обильный ливень или дождь со снегом является преградой для некоторых авиадвигателей, в которых есть риск срыва пламени. Для этого нашли простой выход — установили аналоги свечей зажигания. Если пилоты имеют по прогнозу погоды, что «плотный» ливень, то тогда они просто переключают режим работы двигателя, при котором свечи работают с определенным интервалом. Тем самым, обеспечивая устойчивую работу фронта пламени и дополнительную безопасность полета. Поскольку искра дает 100% гарантию воспламенения воздушно-топливной смеси.
Схема постоянного принудительного зажигания во время работы камеры сгорания ГТД
В процессе стендовых наземных испытаний было показано, что из-за автофретирования диска турбины может возникнуть вибрационное горение, разрушающее его конструкцию. Полученный результат указывает на близость частот в автоколебательной системе горения двигателя РД-45ФА. Отсюда следуют весьма важные выводы.
1. Введение дополнительного пояса из 90 отверстий диаметром 3,5 мм в промежуточную секцию жаровой трубы на Уфимском моторном заводе, согласно бюллетеню № 50-ИК, приблизило вторую собственную частоту АКАТАС к частоте возбуждающей силы пульсатора горения, и в нелинейной системе возник авторезонанс на взлетном режиме двигателя, сформировавший комплексе негативных факторов.
2. При сформировавшемся комплексе негативных факторов во время снижения самолета в аэрозольной среде нижнего слоя облаков, резонансная пульсация сгоревшей переобогащенной рабочей газовой смеси сорвала огневой факел в камерах сгорания — и двигатель заглох. Этот двигатель запустить в полете на больших оборотах (n= 11000 об/мин) не представляется возможным[8], так как факел, воспроизводимый пусковой системой, мгновенно гаснет в интенсивном потоке движущейся с большой скоростью аэрозольной среды.
В работе Спецкомиссии не обратили должного внимания на факт отсутствия температуры газа в реактивной трубе двигателя на последнем участке полета, замеченный сотрудником исследовательского отдела ГосНИИ ЭРАТ ВВС инженером-подполковником И.И. Шулинским [26]. В личной беседе, после того как я дал ему клятву офицера, что переданные мне факты нигде и никому не будут мною сообщены в течение 20 лет, он рассказал, что при контакте самолета МиГ-15 №18 с землей было установлено отсутствие температуры газа в реактивной трубе [26]. Другими словами, на последнем участке полета возникло заглохание маршевого двигателя РД-45ФА. 10 октября 1988 г. было направлено письмо в в/ч № 26266 А.А. Леонову, где указана причину авиакатастрофы, но ответа на это письмо не последовало.
