20 ЛЕТ В ОКБ ТУПОЛЕВА
Еще в 1914 г. Алексей Михайлович Черемухин сделал свой выбор - с началом первой мировой войны он добровольцем ушел в авиационный отряд, где обслуживал самолеты. Затем, окончив авиационную школу, стал летать сам. Работая в ЦАГИ со дня основания, Черемухин с 1920 г. участвует в проектировании и доводке первых самолетов ЦАГИ КОМТА и АК-1.
 Казалось бы, что успехи, достигнутые им в этой работе, будут способствовать ее продолжению. Однако, как мы знаем, руководство института распорядилось иначе: в 1924 г. ему поручили строительство большой аэродинамической трубы, затем в 1926 г. - вертолетов и автожиров, а начиная с 1935г. - снова строительство труб Нового ЦАГИ. Все эти годы с самолетостроением Алексея Михайловича связывали направления его научно-педагогической деятельности - строительная механика и расчет самолета на прочность, особенно когда в 1933г. он получил кафедру в МАИ, где развернул научно-практические работы по заданиям конструкторских бюро.
Непосредственно к самолетостроению (после окончания работ в 1924г. по КОМТЕ и АК-1) Черемухин вернулся через 14 лет - в 1938г. И снова это был не его выбор.
Как это не парадоксально звучит, заниматься любимым делом - создавать силовые конструкции самолетов, ему дали после ареста - в ЦКБ-29 по самолетостроению.
НКВД создал это ЦКБ в красивом здании, которое в 1936 г. А.Н.Туполев выстроил на набережной реки Яузы для своего Конструкторского отдела сектора опытного строительства (КОСОС). Андрей Николаевич сам выбрал место для постройки, сам пригласил архитектора В.А.Веснина.
Спустя два года здание КОСОС стало тюрьмой, а ее узниками - ведущие специалисты авиационной и других отраслей промышленности, в том числе и А. М. Черемухин. Теперь тюрьма стала местом их работы, отдыха, жизни: зарешеченные окна, для прогулок - крыша здания, обнесенная решетками со всех сторон.
Одно за другим в ЦКБ были созданы четыре конструкторских бюро. Первым было создано КБ-1, возглавляемое В.М.Петляковым. Затем КБ В. М. Мясищева, А.Н.Туполева, Д.Л.Томашевича.
К этому времени Черемухин имел уже большой опыт в конструировании и расчете на прочность аэродинамических труб, вертолетов и автожиров. Этот его опыт в полной мере оценил Туполев. В 1947 г. он писал о Черемухине: "... в любой области, за которую он брался, он мог одинаково свободно дать и теоретическое обоснование, и осуществить конструкцию, и всесторонне проанализировать результаты..."
Безусловно, эти способности Алексея Михайловича, а также известный в авиационных кругах многолетний опыт его научной и педагогической деятельности в области строительной механики и расчета самолета на прочность определили назначение его на должность начальника отдела расчета самолетов на прочность - технического руководителя всей службы прочности в ЦКБ-29.
В этой работе широко проявляются разносторонние способности Черемухина: участвуя в проектировании самолетов, он вместе с конструкторами ищет и находит оптимальные конструкторские решения, создает методики расчетов и сам ведет расчеты самолетов на прочность, помогает технологам и производственникам в освоении новых конструкций, а в случае необходимости находит пути, как спасти "запоротую" деталь или конструкцию, участвует в летных испытаниях и многом другом, что требует нетрадиционных решений.
Первой работой А.М.Черемухина в ЦКБ была работа по созданию самолета "100" главного конструктора В.М.Петлякова. Он не только руководит расчетами на прочность, но и является активным участником создания "Сотки" на всех этапах, вплоть до ее летных испытаний. Впоследствии на базе этой машины был создан самолет Пе-2 - самый массовый бомбардировщик Великой Отечественной войны.
Одновременно с работами по самолету "100" он участвует в разработке и руководит расчетом на прочность самолета "102" (дальнего высотного бомбардировщика) главного конструктора В.М.Мясищева и частично в разработке самолета "110" (тяжелого истребителя) главного конструктора Д. Л. Томашевича. И, наконец, основной объем работ Алексея Михайловича - это работы по самолету "103" (АКТ-58), фронтовому бомбардировщику главного конструктора А.Н.Туполева (в серии Ту-2). Этот самолет позднее был признан лучшим фронтовым бомбардировщиком второй мировой войны.
Ко времени работ по "Сотке" относится еще одна работа Алексея Михайловича - об этой стороне творчества Черемухина стало известно из "Туполевской шараги". изд. Посев, 1971 (без указания автора), см. также Кербер Л.Л. "А дело шло к войне". Изобретатель и рационализатор, 1988, М 3 - 9 (это та же "Туполевская шарага"). И в том, и в другом издании "Шараги" Кербер писал: "Черемухин, способный рисовалыцик, нелегально вел иллюстративную летопись ЦКБ". То, что Алексей Михайлович хорошо рисовал, было известно. В 20 - 0-е годы, работая в ЦАГИ, он рисовал участников постройк аэродинамической трубы К.А.Ушакова, К.К.Баулина, Г.М.Мусинянца, А.Л.Леймера и многих других цаговцев. В фондах музея Н.Е.Жуковского хранятся два альбома рисунков и шаржей Черемухина.
О судьбе нарисованного Черемухиным в ЦКБ Кербер, сам заключенный ЦКВ-29, написал: "Увы, все это пропало при эвакуации в Омск". Спустя более чем 50 лет со времени "шараги" стало известно, что пропало не все - поиски в музее Н.Е.Жуковского оказались успешными. В папке, где хранились уже известные альбомы с рисунками Алексея Михайловича, был обнаружен ранее неизвестный альбом. Трудно назвать альбомом папку с листами серо-розовой оберточной бумаги, скрепленной проржавевшим скоросшивателем. Как он попал в папку Черемухина? Кто передал его в музей? К сожалению, никто из сотрудников музея не смог ответить на эти вопросы.
Папка-скоросшиватель и вложенные в нее отдельные рисунки - это, видимо, и есть упоминавшаяся Кербером "летопись". Почти все рисунки и шаржи относятся ко времени постройки "Сотки". Ни фотокопии, ни ксерокопии не дают полного представления об этой работе Черемухина. Это надо видеть, как говорится, своими глазами.
Об участниках работ и о самой работе рассказывает Черемухин-художник, он же конферансье, представивший всю работу по "Сотке" "цирковой программой", во главе которой "любимцы публики" - "2-Вольдемара-2". Их фамилии не названы, но в одном из "Вольдемаров" узнаем В.М.Петлякова, в другом - В.М.Мясищева.
Всех участников работ - заключенных ЦКБ - конферансье объявляет "ансамблем за решеткой". Один за другим в дружеских шаржах Черемухина предстают некоторые из участников: Александр Иванович Путилов, создавший до ареста первые отечественные стальные самолеты, в ЦКБ-29 - конструктор фюзеляжа с герметическими кабинами; иколай Северинович Некрасов - участник постройки глиссеров и катеров вместе с Туполевым, в ЦКБ - конструктор оперения самолетов; Николай Николаевич Бураков - в ЦКБ, а потом в ОКБ Туполева руководил службой определения веса и центра тяжести самолета; Абрам Самойлович Файнштейн - до ареста, руководя "Союзхимпластом>>, организовал производство небьющегося органического стекла - плексигласа для остекления самолетов, в ЦКВ и после освобождения в ОКВ Туполева долгие годы возглавлял разработку и внедрение герметиков, клеев, радиопрозрачных и других неметаллических материалов; Михаил Николаевич Петров - в ЦКБ, а затем в ОКБ Туполева возглавлял работы по обеспечению эксплуатации герметизированных конструкций; Александр Васильевич Надашкевич - в ЦКБ и ОКБ Туполева руководил всеми вопросами, связанными с вооружением, в том числе атомным.
Не случайно Черемухин объединил в один "джаз" Курта Владимировича Минкнера, руководившего в ЦКБ и ОКВ подразделением силовых установок, Владимира Леонтьевича Александрова, ученика Н. Е. Жуковского, до ареста в ЦАГИ занимавшегося вопросами теории воздушных винтов, в ЦКБ и ОКВ возглавлявшего бригаду винтов, Евгения Ивановича Погосского, ведущего специалиста ЦКБ и ОКВ Туполева по эксплуатации систем силовых установок и двигателей.
Часть рисунков-портретов, к сожалению, не попала в альбом, однако некоторые объявления конферансье-художника находим на последней странице альбома, в оглавлении: "Лещенко с джаз-технологическим ансамблем", "Кондорский в своем репертуаре", "Аэродинамические частушки на злобу дня - Стерлин", "Тимоша - колесоглотатель" (Т.П.Сапрыкин), "Армянский дуэт Енгибарян - Качкачьян - эксцентрики на приборах", "У ковра и соло на макете любимец публики Евгений Стоман" и о себе: "Факир высоких напряжений и малого веса - Черемухин".
Из оглавления узнаем еще кое-какие подробности жизни в ЦКБ: перерывы в работе - "антракты", во время которых "звери в клетках отдыхают на высоте 7-го этажа". Вспомним, что и Кербер много лет спустя говорил об "обезьяннике", располагавшемся на крыше, где "гуляли" заключенные.
Итог работы всего "цирка" - "перегрузочный вариант" - почти готовая к полету "Сотка". На рисунке рукой художника дата 6.04.39 г. На машине и около нее Е.К.Стоман, А.В.Надашкевич, Т.П.Сапрыкин, А.Ю.Рогов, Б.С.Вахмистров, К.И.Трунов и уже знакомые нам Е. И. Погосский, Н.С.Некрасов и другие. К сожалению, сегодня уже не осталось тех, кто смог бы назвать всех работающих, изображенных на подготавливающейся к полету "Сотке".
При проектировании самолетов ЦКБ-29 А. М. Черемухину и конструкторам пришлось впервые создавать такие новые конструкции и методики их расчета, как герметичные кабины экипажа (самолетов "100" и "102"); фюзеляжи с большим вырезом под бомбовый отсек ("102" и "103"); кессонное крыло с большой жесткостью на кручение ("103") и многое другое.
О работах по решению этих задач Алексей Михайлович писал в 1945 г.: "За это время, кроме непосредственной расчетной работы, проведен ряд статических испытаний опытных конструкций и экспериментальные работы по испытаниям моделей конструкций в уменьшенном масштабе. Для этого применялись сделанные мною лично целлулоидные модели, на которых был проведен ряд сравнительных испытаний, послуживших руководящим материалом для проектирования". Отметим, что это был первый опыт применения целлулоидных моделей.
В 1945 г. в "Трудах МАИ" он опубликовал статью "Применение модельных конструкций при статических испытаниях ".
Находясь в заключении, Черемухин участвует в подготовке и проведении в ЦАГИ статических испытаний опытных образцов конструкций, агрегатов и самолетов ЦКБ-29, обсуждает их результаты с работниками института. С этого времени началось длительное сотрудничество Черемухина с прочнистами ЦАГИ. Причем это не были отношения заказчика и исполнителя. Цаговцы за многие годы привыкли к тому, что Черемухин-заказчик был и организатором, и руководителем совместных испытаний.
 Осужден был Алексей Михайлович, как и почти все заключенные ЦКБ, по статье 58 - 7, по которой подсудимый лишался свободы сроком на 10 лет, с поражением в правах на пять лет. Только 12 апреля 1955 г. приговор Военной коллегии Верховного Суда был отменен, и дело "за отсутствием состава преступления производством прекращено", хотя на ходатайстве НКВД о досрочном освобождении Черемухина, осужденного 31 мая 1940 г., стояла дата 19 июля 1941 г. Таким образом, еще не осужденный, он два с лишним года был в тюрьме, а освобожденный - четырнадцать лет не был реабилитирован.
В начале лета 1940 г. в дачном кооперативе, где была дача Черемухиных, сына Алексея Михайловича остановил незнакомый ему тогда человек. Он представился: Виктор Павлович Тихонов и рассказал, что работает с Алексеем Михайловичем, Андреем Николаевичем и другими заключенными и что их можно увидеть с Дворцового моста на реке Яузе, когда они вечерами выходят на балкон здания, в котором живут и работают.
Вместе со школьным приятелем, Левой Будумяном, Георгий Черемухин несколько раз выходил погулять по мосту. Два раза были "удачными" в том смысле, что они издали увидели какую-то группу людей на этом балконе. О том, чтобы подать какие-либо знаки, не могло быть и речи (в те годы об этом страшно было даже подумать). Как выяснилось потом, Алексей Михайлович их не видел ни разу.
"Официальное свидание было в Бутырках, - вспоминает Г.А.Черемухин, - где при входе посетителей фотографировали. До комнаты ожидания сопровождал конвоир. Приглашали одновременно жену и сына. Усадили нас по одну сторону стола, с другой стороны сидел отец. Сбоку, не за столом, сидел наблюдатель. Через узкий стол разрешили поцеловаться. Разговор был "официальный". Говорить было трудно. Надо рассказать и спросить много, а времени мало. Все, что продумывали заранее, выскочило из головы. В комнате ожидания познакомились со многими, с некоторыми, например с семьей Михаила Николаевича Петрова, подружились настолько, что в начале лета 1941 года они жили у нас на даче. Потом в эвакуации жили с нами в одной квартире".
С середины 1940 г. Черемухин практически целиком был занят разработкой самолетов Туполева, участвуя во всех этапах их проектирования, постройки, испытаний и эксплуатации.
В 1947 г. А.Н.Туполев, как бы подводя итог совместной, почти десятилетней работы с Черемухиным, писал о сочетании у Алексея Михайловича "теоретической подготовки и хороших практических знаний, которые совершенно своеобразно выделяют его из ряда крупнейших работников авиации".
"Оригинальность творческих способностей А.М.Черемухина очень помогает мне, - писал Андрей Николаевич, - как в работе по предварительной компоновке машин, так и в процессе работы всего КБ над той или иной конструкцией".
Действительно, Алексей Михайлович уже в ЦКБ-29 не только руководил расчетом на прочность всех вариантов самолета "103" и всем комплексом экспериментальных работ, включая статические испытания, но решал и другие ответственные задачи.
Так, например, когда была построена первая машина "103", Андрей Николаевич весной 1941 г. назначил Черемухина ведущим по летным испытаниям. От этой работы много зависело: результаты испытаний (они знали это по опыту петляковцев) могли решить судьбу не только самолета, но и судьбу всех заключенных, участвовавших в постройке машины.
В 1941 г. через месяц после начала войны завод опытных конструкций (завод № 156) и ЦКБ-29 были эвакуированы в город Омск. Несмотря на ходатайство об освобождении, конструкторские коллективы Туполева, Мясищева и Томашевича увозили в эвакуацию отдельно от вольнонаемных, в теплушках под охраной. Большая группа заключенных, в том числе и Черемухин, была освобождена только в Омске в начале августа. В соответствии с постановлением Президиума Верховного Совета они были освобождены досрочно со снятием судимости и с восстановлением во всех правах. К большинству из них вскоре были привезены семьи.
В Омске на базе завода № 156 и Тушинского завода № 81, также эвакуированного в город Омск, создавался завод № 166, на котором должны были серийно выпускать самолеты Ту-2. На этапе подготовки серийного производства, начатого летом 1942 г., конструкторами и прочнистами вместе с Черемухиным была начата доработка конструкции самолета для того, чтобы ее можно было изготовить на оборудовании, имеющемся на заводе. В это же время были выполнены необходимые расчеты и внесены изменения в серийные чертежи. Так, ОКБ частично выполняло функции серийного КБ, еще не существовавшего на заводе №166.
Для проверки многих из решений, возникавших в процессе доработок, проводились статические испытания в мастерских Омского аэродрома, находившихся на левом берегу Иртыша на территории Куломзино. Там же были размещены КБ В.М.Мясищева и Д.Л.Томашевича.
Об одной из крупных работ по замене на фюзеляже самолета Ту-2 дюралевой обшивки на выклеенную из березового шпона вспоминает Н. В. Кирсанов: "А. М. Черемухин активно поддержал эту работу и предложил смелое решение - крепить такую деревянную обшивку к металлическому каркасу фюзеляжа потайными дюралевыми заклепками".
Статические испытания, организованные Черемухиным, показали, что "дюралево-шпоночная конструкция имеет прочность и жесткость не хуже чисто дюралевой конструкции, а крепление обшивки с помощью заклепок полностью оправдало себя".
Когда производство Ту-2 было, наконец, налажено и был отправлен на фронт укомплектованный в Омске первый полк самолетов Ту-2, осенью 1942 г. внезапно последовало указание снять самолет с производства. Пока решался вопрос о возобновлении серийного производства Ту-2, в ОКБ велась интенсивная работа по улучшению конструкции самолета в целях снижения ее веса и увеличения веса боевой нагрузки.
Серийное производство Ту-2 было возобновлено через год в Москве на заводе № 23. В октябре 1943 года ОКБ Туполева, завод № 156 (с частью оборудования) возвратились в Москву.
При подготовке серийного производства на заводе № 23 вновь пришлось дорабатывать конструкцию самолета, теперь уже под оборудование этого завода.
В Москве продолжались работы по доводке конструкции Ту-2 и его модификаций, разрабатывались методы ремонта поврежденных в боевых действиях самолетов. Статические испытания образцов и конструкций проводились теперь на территории ОКБ или в лаборатории № 3 ЦАГИ в городе Жуковском (тогда поселок Стаханово). При тесном сотрудничестве прочнисты ЦАГИ и ОКБ часто оказывались "по разные стороны барьера". Общей целью и тех, и других было создание надежно эксплуатируемых самолетов. Задачей Черемухина, прочнистов и конструкторов ОКБ было создать при этом не только прочную, но и легкую конструкцию. Недаром он назвал себя: "факир высоких напряжений и малого веса", очень точно в шести словах определив свое кредо. Влияние этих его идей распространялось и на другие КБ.
В конце 1943 г. Черемухин вновь назначается заведующим кафедрой "Строительная механика и прочность самолетов" в МАИ. В лаборатории статических испытаний кафедры сразу приступили к решению практических задач по исследованию прочности самолетов МИГ, Як и ряда других, участвовавших в войне.
В 1944 - 1948 гг. по заданиям ВВС с целью увеличения дальности, высотности и боевой эффективности была выполнена целая серия модификаций Ту-2. Это самолеты: "62", "65", "67", "69".
Конструктивные решения, принимаемые для достижения заданных характеристик, приводили к увеличению взлетного веса самолета. Перед прочнистами и конструкторами это ставило новые задачи - найти такие решения, которые не требовали бы существенного изменения уже принятой в серийном производстве технологии.
В 1944 г. в ОКБ были начаты работы по проектированию тяжелого четырехмоторного высотного бомбардировщика - самолета "64". Еще шла война, и металлургическая промышленность легких сплавов не обеспечивала самолетостроителей ни прессованными профилями нужных сечений, ни листовыми обшивочными материалами требуемой толщины.
Предстояло создать самолет, используя тот же сортамент конструкционных материалов (листов, прессованных профилей), который использовался при постройке АНТ-42 (машины, при тех же габаритах вдвое легче проектируемой). В этой ситуации задача выбора оптимальных решений при создании рационального силового набора значительно усложнялась. При этом работа Алексея Михайловича-прочниста была неотделима от его работы конструктора.
К этому времени в КБ негласно всеми была уже признана особая роль Черемухина. Формально, по своей должности он был главным прочнистом, начальником бригады, а в дальнейшем - начальником отдела и заместителем Главного конструктора по прочности. Фактически же он руководил объемом работ, значительно превосходящим его должностные обязанности.
Кроме обеспечения прочности конструкции, он активно занимался созданием силовой конструкции самолетов, когда требовалось, включался в работу конструкторов, участвуя вместе с ними в совершенствовании отдельных узлов или деталей.
Работавшие с Алексеем Михайловичем вспоминают, что практически все основные решения принимались при непосредственном его участии, и трудно сказать, кому первому приходила та или иная идея, но все утверждают, что либо он был автором идей, реализованных конструкциях самолетов ОКВ Туполева, либо они возникали в результате совместного с ним поиска решения проблемы.
Осенью 1945 г. ОКБ А.Н.Туполева было поручено возглавить комплекс работ по копированию американского самолета фирмы "Боинг" - "Сверхкрепости" Б-29.
Примерно за год до этого четыре самолета Б-29, поврежденных ПВО Японии, приземлились на аэродромах Дальнего Востока. Правительство СССР в соответствии с советско-японским договором о ненападении интернировало эти самолеты.
Летом 1945 г. Сталин дал указание перегнать три отремонтированных самолета Б-29 в Москву, с тем чтобы ведущие авиационные специалисты ознакомились с этими машинами.
В скором времени Сталин приказал построить советский самолет-носитель атомной бомбы - точную копию Б-29. Хотя вероятность того, что это задание будет поручено ОКБ Туполева, была велика, сам Туполев принимал все меры, чтобы такое решение состоялось. Поэтому еще летом 1945 г. по его указанию в числе других групп была организована оперативная группа по созданию эскизов основных узлов конструкции самолета. Придавая большое значение работе по выбору узлов и деталей, Черемухин взял руководство этой работой на себя.
Первый альбом наиболее оригинальных и новых для нашей авиационной промышленности решений В-29 был выпущен в начале августа. Материалы альбома давали Туполеву необходимую информацию при обсуждении проблем, связанных с перспективой постройки Ту-4, наглядно демонстрировали необходимость реорганизации промышленности.
Так как создание Ту-4 было поручено ОКБ Туполева, работы по самолету "64" в июле 1945 г. были прекращены. Срок готовности Ту-4 при этом определялся требованием участия серийной машины в параде 1947 г.
При осмотре конструкции самолета В-29 стало ясно, что без коренной перестройки ряда отраслей отечественной промышленности, в том числе авиационной металлургии, воспроизвести самолет невозможно. Практически подавляющее большинство решений, используемых конструкторами Б-29, были для отечественных самолетостроителей новыми. Многие полуфабрикаты (листы, плиты, прессованные и гнутые профили, крепежные нормали) и 90 % примененных материалов вообще не выпускались отечественной промышленностью. Для изготовления и сборки конструкции самолета было необходимо освоить новые, ранее не применявшиеся технологические процессы.
... В соответствии с указанием Верховного Главнокомандующего при создании Ту-4 возможность каких-либо отклонений от американского образца исключалась..., - вспоминает С.Д.Агавельян, старший представитель Заказчика при ОКБ Туполева. Во время Великой Отечественной войны он был инженером полка "Нормандия - Неман".
По фактическим размерам конструктивных элементов и прочностным характеристикам образцов, вырезанных из конструкций В-29; прочнисты ОКБ определили те расчетные нагрузки, под которые был спроектирован Б-29.
Материаловеды и металлурги, в свою очередь, должны были на основании данных химического анализа и механических испытаний создать отечественные материалы с такими же характеристиками.
Для определения расчетных напряжений были изготовлены и испытаны образцы конструкций: панелей кессона крыла, фланцевого разъема крыла, срезных болтов соединений, панелей конструкции фюзеляжа, герметизированных соединений, герметичного днища и т. п. В особо ответственных случаях проводились сравнительные испытания конструкций, вырезавшихся из планера американского самолета и изготовленных по чертежам Ту-4. С использованием материалов всех этих испытаний были определены внешние нагрузки, которые выдерживает конструкция Б-29. Также были выполнены расчеты и по отечественным Нормам прочности.
Черемухин, анализируя эти материалы, пришел к выводу, что Б-29 спроектирован под расчетные нагрузки, значительно ниже задаваемых Нормами прочности - тех, по которым проектировались отечественные самолеты. Отечественные Нормы прочности оказались непригодными для создания самолета Ту-4. Предстояло создать новые нормы прочности, специально для тяжелых самолетов типа Ту-4.
Среди прочнистов ЦАГИ у Черемухина при этом не было ни одного единомышленника. Когда машина была уже готова, был готов и проект новых Норм прочности - аналогичных американским. В ОКБ их с полным основанием называли "нормами Черемухина". Законодатели норм - прочнисты ЦАГИ, однако, не спешили уточнять отечественные.
Руководство страны не интересовало, есть Нормы или нет. 20 самолетов, построенных на Казанском заводе, были по указанию Сталина пригнаны на аэродром ЛИИ для испытаний. До этого четыре самолета были переданы ГК НИИ ВВС на государственные испытания. Испытания прошли успешно. Так, явочным порядком для самолета Ту-4 американские нормы прочности вошли в жизнь. Работы по созданию рабочих чертежей Ту-4 для серийных заводов начались в конце 1945 г. с последовательной разборки Б-29 (сделанного в дюймовой системе), определения фактических размеров и приведения их к стандартам метрической системы.
Через два года, летом 1947 г., уже были начаты летные испытания первых серийных самолетов Ту-4. За эти два года были решены все вопросы по внедрению новых технологических процессов, а также коренным образом усовершенствованы ранее освоенные в различных отраслях промышленности. Так, например, наша авиационная металлургическая промышленность не выпускала прессованные профили с площадью поперечного сечения более 15 кв. см. Утверждали, что невозможно их сделать. Для изготовления полок лонжеронов Ту-4 требовались прессованные заготовки переменного сечения, на порядок большего в регулярной зоне и еще вдвое больше по концам полок. Для получения таких заготовок практически за год было создано специальное оборудование, отработан технологический процесс прессования и осуществлена поставка профилей необходимого сечения на серийный завод.
Еще один пример. Многие силовые соединения на самолете Б-29 были выполнены на срезных болтах с высококлассной легкопрессовой посадкой. Это обеспечивало одновременное включение в работу всех болтов, уменьшало их изгиб и повышало прочность соединения. В нашей авиационной промышленности не было ни необходимого оборудования, ни технологии, обеспечивающих возможность осуществления требуемой точности подготовки отверстий и установки болтов в процессе сборки.
При внедрении этих новых технологических процессов Черемухин организовал проведение прочностных испытаний, результаты которых показывали, насколько точно отработана и соблюдается. в производстве новая технология сборки.
Благодаря организации производства Ту-4, способствовавшего резкому скачку в развитии многих отраслей промышленности СССР, конструкторы получили возможность применять более широкий сортамент полуфабрикатов и использовать новые технологии.
В связи с этим стали возможны новые решения, ставшие основой для создания в ОКБ Туполева серии самолетов с поршневыми двигателями: "70", пассажирский, высотный, 72-местный самолет с герметизированной кабиной, с крылом и оперением с одного из самолетов Б-29 (1946 г.); "80", модификация Ту-4 с увеличенными дальностью полета и боевой нагрузкой (1949 г.); "75", военно-транспортный самолет на базе "70" с крылом "80" (1950 г.); - "85" стратегический бомбардировщик с дальностью полета до 12 000 км - последний самолет ОКБ Туполева с поршневыми двигателями (1951 г.).
При разработке конструкции самолета "70" в ОКБ под руководством Черемухина впервые начали заниматься решением проблем создания герметичного фюзеляжа большого диаметра с учетом воздействия на фюзеляж как внешних нагрузок, так и нагрузок от наддува.
При создании "75" были решены задачи создания силового пола (под нагрузку от тяжелых гусеничных и колесных машин) и большого выреза в герметичном фюзеляже под грузовой люк.
На начальном этапе проектирования гибкого крыла самолета "85" впервые изучались вопросы динамического нагружения самолета в полете и при грубой посадке. Исследования показали, что при учете деформации крыла из-за возникающего перераспределения нагрузок расчетные изгибающие моменты уменьшаются, что позволяет снизить его вес.
Самолет "85" был одним из первых отечественных самолетов, в расчете которого учитывалось влияние деформации крыла на расчетную нагрузку. В практике ОКБ впервые для снижения изгибающего момента Черемухин предложил изменить порядок выработки топлива в полете таким образом, чтобы обеспечивалась максимальная разгрузка крыла.
"Можно сказать, - вспоминает С.Д.Агавельян, - что машины "80" и "85>> были спроектированы по "нормам Черемухина". Когда эти самолеты были готовы, ЦАГИ все еще не выпускал новых Норм прочности, долго не давал разрешения на их первые полеты. Нормы прочности широко обсуждались в ЦАГИ. При создании Норм прочности продолжалось тесное сотрудничество Алексея Михайловича с ведущими специалистами ЦАГИ А.И.Макаревским, Т.А.Французом, Н.Н.Корчемкиным и другими.
Как правило, Андрей Николаевич в этих обсуждениях участия не принимал - главным представителем от ОКБ на них был Черемухин. При решении спорных вопросов он целиком опирался на результаты уже проведенных испытаний конструкций, спроектированных по американским нормам. Это позволяло ему твердо отстаивать свои позиции.
Несмотря на убедительность представленных Черемухиным результатов испытаний, большинство участников обсуждения были против того, чтобы пересматривать Нормы прочности. Лишь ко времени создания Ту-16 новые Нормы были разработаны, в них в значительной степени были учтены предложения Черемухина".
Решением проблем нагружения упругого крыла Черемухин начал заниматься еще тогда, когда делали Ту-4. Один из его учеников, Ю.Е.Ильенко, вспоминает: "...Еще в то время, когда в ОКБ Туполева строили Ту-4, Алексей Михайлович в МАИ предложил мне, студенту, заняться задачей динамического нагружения упругого крыла... Позже, попав на преддипломную практику в ЦАГИ, в сектор А.И.Макаревского, я увидел, что Н.Н.Корчемкин и Т.Г.Васильева решали ту же задачу по заданию ОКБ-156, т. е. по заданию Черемухина.
Результат выполненного мной тогда расчета упругого крыла с учетом динамического нагружения свидетельствовал, что нагрузки на крыло Ту-85 получались примерно на 17 % ниже, чем при расчете по нормам (без учета упругости крыла) ... Об этих результатах я рассказал Алексею Михайловичу, чем его весьма порадовал.
Особый интерес к проблеме нагружения упругог крыла, - продолжает Ю.Е.Ильенко, - возник в связи с инцидентом, произошедшим при подготовке к параду в Тушино, когда самолет Ту-82, пролетая на малой высоте с большой скоростью, едва не разрушился..."
При обсуждении этого случая, - вспоминал С.Д.Агавельян, - в ЛИИ на заседании высокой комиссии высказывались разные мнения о причинах аварии. Алексей Михайлович высказал предположение, что причина аварии - попеременное действие воздушных потоков на небольшой высоте полета в зависимости от рельефа местности поле - река - лес), начинающих при больших скоростях полета взаимодействовать с собственными частотами колебания крыла. Он сразу же дал и название явлению - "циклическая болтанка".
Нагружение от "циклической болтанки" довольно долго оставалось ненормируемым, поскольку расчетчики не располагали необходимыми данными статистики по такому нагружению в эксплуатации. Работа по сбору данных, количественной оценке и статистике случаев "циклической болтанки" была поручена Московскому филиалу ЦАГИ и выполнялась под руководством его начальника В.Н.Архангельского.
Впоследствии в Нормы прочности расчетный случай вошел с тем названием, который ему дал А.М.Черемухин. По его же предложению было принято решение установить на всех гражданских самолетах самописцы, регистрирующие перегрузки.
Расчеты внешних нагрузок с учетом упругости, несмотря на их трудоемкость, успешно внедрялись в ОКБ. Трудоемкость расчетов главным образом определялась тем, что считать приходилось на конторских счетах, с помощью логарифмических линеек и в лучшем случае на арифмометрах. Неизбежны были ошибки, многократные проверки, повторные расчеты.
В середине 50-х годов в отделе динамической прочности ОКБ В.М.Мясищева инженером Ю.Е.Ильенко на электронном линейном интеграторе (ЭЛИ) была отработана методика расчета динамики нагружения упругого самолета. Ознакомиться с результатами этой работы и вычислительной техникой ОКБ Мясищева Алексей Михайлович пригласил А.Н.Туполева. Поездка к Мясищеву Андрея Николаевича вместе с Черемухиным состоялась летом 1953 г.
После этой поездки было принято решение приобрести такую же вычислительную технику и начать работы по ее освоению. Алексей Михайлович возглавил эту работу. Когда первая ЭЛИ-12 была приобретена, по его инициативе ее освоение было поручено Б.Н.Соколову, который впоследствии стал организатором и руководителем подразделения динамических расчетов и вычислительной техники. О том, как все начиналось, Борис Николаевич вспоминает :Вскоре после защиты диплома меня неожиданно вызвал к себе Алексей Михайлович для разговора один на один. Общий смысл разговора сводился к следующему: конструкторское ОКБ Владимира Михайловича Мясищева (ОКБ-23) работает над созданием дальнего стратегического бомбардировщика с крылом большого удлинения. Самолет аналогичного назначения проектируют, уже строят и в нашем КБ ... И наконец, четкая цель и смысл разговора:
- Для проведения этих работ (а нужно решать системы дифференциальных уравнений до 12-го порядка) мясищевцы приобрели специальную вычислительную машину. Опыт ее использования и методика работы освоены этим ОКБ и ЦАГИ. Узаконены требования Норм прочности по проблеме упругого крыла и динамики.
Необходимо развернуть такие же расчетные работы у нас в ОКБ для Ту-16 и Ту-95. Мы с Андреем Николаевичем решили поручить это дело тебе, молодое дело надо делать молодым, Николай Андреевич (Н.А.Соколов - отец Б.Н.Соколова руководил бригадой вибрации. - Авт.) занимался близкими задачами, у тебя, кроме МАИ, два вечерних курса мехмата МГУ, так что продолжай. Пару дней подумай и заходи ко мне.
И совершенно неожиданно, с хитринкой в умных глазах:
- А машину эту мы уже купили.
Так в середине 1953 г. в ОКБ-156 начался этап компьютеризации расчетных и экспериментальных работ, так определилась моя дальнейшая инженерная судьба, так Алексей Михайлович начал и возглавил очередное новое дело, значимость которого для ОКБ и авиации в целом сегодня трудно переоценить.
Первые контакты с Алексеем Михайловичем после установки машины и получения первых "штатных", тестовых результатов убедительно доказали мне, что его цепкий инженерный ум, широкое видение будущего вычислительной техники в ОКБ намного обогнали время. Он быстро и отчетливо осознал своим прагматическим умом будущие возможности этой техники для ОКБ, безоговорочно, с первых шагов, принял ее как мощный инструмент для решения сложных расчетных задач.
Освоение простейшей, по нынешним понятиям, моделирующей вычислительной машины ЭЛИ-12 - 1 для наших авиационных задач, даже с учетом методической помощи ЦАГИ и ОКБ-23, шло не просто, а методом проб и ошибок.
Алексей Михайлович, прекрасный талантливый популяризатор, умевший объяснить самые сложные явления, с первых шагов поставил передо мной задачу, помимо освоения вычислительной техники для динамических задач прочности, делать широкую рекламу и популяризировать возможности этой техники для решения наиболее сложных расчетных задач в различных бригадах ОКБ, а также обеспечить подготовку и переподготовку людей в этих подразделениях для такой работы. - Особенно молодых, с современным образованием и склонностями, - подчеркнул он".
Современных прочностов, - вспоминает ученик Черемухина, ведущий инженер В.Б.Лоим, - удивляет, как малочисленный в прошлом состав отдела прочности в ОКБ Туполева, занимавшийся тяжелой авиацией, очень мало пополнившийся специалистами, справлялся с проектированием таких больших самолетов, как "70", "80", "85" - сверхкрепостей и первых реактивных самолетов "77", Ту-14, "82". Срок постройки каждого из этих самолетов составлял всего 1 - 3 года, а всех вместе - 6 лет.
Работал отдел очень напряженно, его малочисленного состава было достаточно потому, что Алексей Михайлович перенес большую часть детальных расчетов непосредственно в конструкторские бригады. Работая с конструкторами практически ежедневно, Алексей Михайлович передавал им свой опыт создания и применения приближенных методов расчета.
Благодаря четкой организации Черемухиным процесса подготовки и проведения испытаний образцов, конструкторы и расчетчики-прочнисты своевременно получали необходимую информацию для решения вопросов по прочности конструкции. Большую помощь оказывало и производство. Заказ с принятым тогда для опытных работ индексом "О" выполнялся как срочный, и заказываемые бригадами образцы и агрегаты изготавливались вне очереди. Окончательное заключение о работоспособности конструкции, подтверждение правильности или ошибочности расчетов давали статические испытания натурной конструкции самолета.
Программы статических испытаний строились Черемухиным так, чтобы изучить изменения напряженного состояния реальной конструкции при возможно большем числе вариантов внешних нагрузок прежде, чем конструкция будет разрушена.
Когда испытания проходили в ЦАГИ, программы испытаний создавались в творческом содружестве с цаговцами, начальником отдела статических испытаний М.П.Наумовым, ведущим инженером А.А.Соловьевой и другими и, наконец, обсуждались и согласовывались с руководством ЦАГИ.
Алексей Михайлович придавал огромное значение проведению статических испытаний целого самолета, так как эти испытания позволяли последовательно, по мере нагружения, оценить фактическое напряженное состояние конструкции с учетом стеснений, статических неопределимостей и влияния взаимных деформаций элементов.
Переходя от одной точки наблюдения к другой в процессе испытаний, Алексей Михайлович внимательно наблюдал за изменениями напряжений и деформаций конструкции.
Когда нагрузка подходила к расчетной величине, все его внимание было обращено на тот участок, где, по его мнению, разрушение было наиболее вероятно. Приостанавливая ход нагружения, Черемухин начинал осматривать конструкцию изнутри. А.П.Коротков вспоминал: ... Идут статические испытания очередного "Ту", в ЦАГИ довели нагрузку выше 60 % от расчетной. Где-то временами слышится срыв заклепок, внутри фюзеляжа слышен треск. Нагрузка держится. Можно грузить дальше.
Однако Алексей Михайлович дает команду:
- Снизить нагрузку до 40 %.
Снизили. Все спокойно. Алексей Михайлович приглашает:
- Кто полезет со мной в фюзеляж для осмотра поломки?.
Кто-то нехотя соглашается. Нехотя, потому что можно испачкать костюм, порвать его, самому ушибиться, да и фюзеляж-то все-таки под нагрузкой. Вдвоем, втроем по стремянке и неудобным трапам с лампочкой "времянкой" проникаем вовнутрь. При осмотре повреждения задача Черемухина - определить физическую картину происшествия и значимость этой поломки. Обычно бывает, что ломается деталь, не участвующая в общей прочности самолета, ыполняющая второстепенную роль (закрепления несилового оборудования, пола, внутренней обшивки и прочего). Осмотр закончен. Если все в порядке, следует команда:
- Можно грузить дальше".
При осмотре разрушений далеко не всегда было очевидно, с какого элемента, фактически определившего прочность всей конструкции, началось разрушение. Черемухину удавалось найти этот элемент, требующий усиления, благодаря тщательному анализу результатов разрушения и его глубокому пониманию работы конструкции.
При проведении испытаний задача осложнялась тем, что основным инструментом для измерений были механические тензометры. При приближении к расчетной нагрузке тензометры во избежание их разрушений приходилось снимать, и эксперимент проводили практически "вслепую". Электрическая тензометрия, обеспечивающая возможность проводить измерения вплоть до момента разрушения, только начинала внедряться.
Несмотря на огромный объем статических испытаний, иногда в летных испытаниях обнаруживалось что-то "неожиданное".
- Так, например, - вспоминает ведущий инженер И.А.Старков, - во время летных испытаний самолета "82" на максимальную скорость происходило разрушение обшивки в зоне перехода от двигательных установок к носку крыла. Алексей Михайлович, проанализировав характер разрушения, дал рекомендацию, которой никто не ожидал, - он предложил сделать разрез в зоне разрушения. Во время одной из доработок на летной машине он предложил провести сравнительные испытания, которые подтвердили правильность его рекомендации. Повреждения обшивки прекратились.
После второй мировой войны реактивная и турбовинтовая авиация, имея значительные преимущества в скорости и высоте полета, начала энергично вытеснять самолеты с поршневыми двигателями, сначала в военной авиации, а затем и в гражданской, оставив им место в малой и спортивной авиации.
В первом квартале 1948 г. в ОКБ Туполева были начаты исследования по тяжелому реактивному самолету со стреловидным крылом, обеспечивающим возможность достижения околозвуковых скоростей. Начиная с этапа предварительного проектирования, Алексей Михайлович участвовал в исследованиях по выбору удлинения крыла в пределах от 6 до 11.
Расчет крыла, особенно его корневой части, был одной из главных проблем, которую предстояло решать. Сложность задачи обуславливалась тем, что конструктивно один лонжерон в корневой части был длиннее другого, что приводило к увеличению нагрузки на короткий лонжерон вследствие меньшей его гибкости. В корневой части возникало сложное распределение силовых потоков, в том числе из-за стесненности кручения.
Как всегда, первое наглядное представление, на сей раз о силовой работе конструкции стреловидного крыла в корневой части, дала модель из ватмана, склеенная Черемухиным дома. Влияние жесткости лонжеронов и стыковой нервюры, места приложения нагрузки - все это удалось оценить на модели, которой жесткость элементов варьировалась толщиной бумаги, нагружение осуществлялось с помощью безмена на 1 кг, сделанного им еще в Омске во время эвакуации.
После бумажной модели было сделано несколько моделей из тонкого целлулоида в сочетании с деревом, имитирующим пояса лонжеронов и нервюр, стрингера и т. д. На следующем этапе были сделаны металлические (дюралевые) модели плоских кессонов с наружными силовыми элементами для всестороннего исследования их напряженного состояния в лаборатории статических испытаний.
"К этой работе, - вспоминали ученики Черемухина, - Алексей Михайлович привлек известных профессоров: С.Н.Кана, И.А.Свердлова - своих бывших учеников, В.Ф.Киселева и других сотрудников ЦАГИ, занимавшихся теорией прочности стреловидных крыльев".
Под руководством Черемухина по результатам испытаний моделей была разработана инженерная методика расчета стреловидного крыла большого удлинения и стреловидного оперения. Разработанная методика расчета применялась в расчетной практике ОКБ Туполева, начиная с самолета "82" и до момента внедрения в практику расчета конструкции методом конечного элемента с применением ЭВМ". (И.Б.Гинко, Н.И.Зубов, Ф.К.Калиновский, М.М.Колобашкин, Л.П.Коротков, В. Б. Лоим, И.Н.Скородумов, И.П.Сухарев, В.Н.Шитов. Ученый, конструктор, воспитатель. - В кн: 60 лет ОКВ Туполева, Москва, 1982 г.).
Таким образом, к началу рабочего проектирования первого стреловидного оперения (самолет "73", 1946 г.) и первого стреловидного крыла (самолет "82", 1948 г.) Черемухин и его бригада имели качественное и количественное представление о силовой работе стреловидных кессонных конструкций.
Благодаря принятому А. Н. Туполевым решению о последовательном освоении техники, прочнисты успели разработать и расчетные методики для каждого из проектируемых самолетов. При проектировании самолета "77" (Ту-12, 1946 - 1947 гг.), являющегося одной из модификаций Ту-2 (с двумя реактивными двигателями "НИН"), были разработаны расчетные методы учета нагрева конструкции от выхлопных труб и от газовых струй.
При проектировании следующего самолета "73", в серии Ту-14 (1947 г.) были разработаны методики расчета герметизированной кабины и стреловидного горизонтального оперения. К началу проектирования самолета "82" (1948 г.), первого бомбардировщика ОКБ Туполева со стреловидным крылом 35' и стреловидным (40') горизонтальным оперением, была подготовлена методика расчета стреловидного крыла.
В 1949 г. на смену Ту-4 была начата разработка проекта тяжелого дальнего реактивного бомбардировщика со стреловидным крылом (35') с дальностью полета 5000 км. Особенность выбранной компоновки состояла в том, что двигатели, подвешенные на фюзеляж в месте выреза под бомбовый отсек, располагались за корневой частью крыла. Канал воздухозаборника, проходивший через кессон консоли крыла, прорезал стенки переднего и заднего лонжеронов вблизи зоны крепления консоли к центроплану.
Такая компоновка требовала от конструкторов и прочнистов решения новых для них задач, таких как компенсация выреза в стенках лонжеронов кессонного крыла, крепление центроплана и двигателей к фюзеляжу с большим вырезом с учетом всех взаимных деформаций и ряда других задач.
Для решения первой задачи, в отличие от уже известных конструкций, требовалось обеспечить связь кольцевых рам, заменяющих вырезанные стенки лонжеронов, с панелями кессонного крыла. Алексей Михайлович предложил сделать эти рамы состоящими из четырех частей, соединенных между собой на срезных болтах.
Одной 3 проблем было соединение рам с полками и стенками лонжеронов, с верхней и нижней панелями крыла. Для проверки расчетов были сделаны и испытаны образцы таких сборных рам.
О решении других проблем снова вспоминают ученики Алексея Михайловича: "Еще в 50-е годы Черемухин предложил скорректированную и проверенную большим объемом натурных испытаний самолетов методику расчета стыков крыла со шпангоутами. Эта методика широко используется в ОКБ Туполева и в настоящее время (1982 г. - Авт.).
Помимо уже названных решений, Алексей Михайлович принимал непосредственное участие в разработке инженерных расчетов бимсов, окантовок, больших вырезов под двери, грузовые люки, шассийные ниши, герметических кабин и других конструктивных элементов".
 |
| Самолет Ту-16. Дальний реактивный бомбардировщик, ракетоносец |
Для решения комплекса проблем: соединения крыла с центропланом, крепления двигателя и обеспечения прочности фюзеляжа с большим вырезом - он широко применял метод моделирования. Начиная с бумажных моделей, которые он с успехом делал дома, он продолжал дальнейшее изучение проблем на схематизированных металлических моделях.
На испытаниях первого опытного самолета были продемонстрированы его прекрасные летные данные. Однако с целью снижения веса при разработке второго самолета и особенно при подготовке чертежей к производству серийного самолета Ту-16 предстояло внести ряд существенных изменений в конструкцию. Одно из них - замена сборной кольцевой рамы на цельноштампованную. Процессу отработки технологии штамповки Алексей Михайлович уделял особое внимание и, как оказалось, не случайно. Как вспоминает И.Л.Головин, в то время главный металлург завода, по рекомендации материаловедов-виамовцев после штамповки требовалось искусственное старение рамы. Этот процесс приводил к тому, что сплав становился хрупким.
При статиспытаниях по программе Черемухина обнаружилось, что прочность рам недостаточна. Решили снять искусственное старение, что было с позиций авторов сплава вообще-то недопустимо. Однако рамы без искусственного старения перестали трещать и выдержали испытания. Несмотря на то что технология отступала от рекомендованной институтом, Черемухин подписал документ об установке на самолет рам, не прошедших искусственного старения.
С целью снижения веса конструкции планера перед металлургами была поставлена задача найти более прочный, чем Д16, алюминиевый сплав. ВИАМ предложил сплав В-95, прочнее Д-16 на 20 %.
Разброс данных по прочности больший, чем у Д-16, при уменьшенной пластичности и пониженных усталостных характеристиках нового сплава настораживал прочнистов ЦАГИ и ОКБ. "При обсуждении свойств сплава его авторы - специалисты ВИАМа, - вспоминал И.Л.Головин, - часто приводили "средние данные", на что Алексей Михайлович замечал:
- Средняя температура у больных в больницах нормальная, но в ней есть люди живые и мертвые. Так и свойства металла средние - хорошие, а минимальные - никуда не годные".
С достаточной мерой осторожности Алексей Михайлович предложил использовать новый сплав в сжатых зонах силовой конструкции (верхние панели крыла, стрингерный набор фюзеляжа). В нижних панелях крыла он предложил сделать из нового сплава только обшивку в основных корневых зонах крыла на 1/2 размаха, оставив Д-16 в концевых зонах. Для подтверждения предложенных решений он организовал серию испытаний образцов панелей, заклепочных швов и т. п.
По словам С.Д.Агавельяна, ... как правило, решая вопросы создания самолетов, Андрей Николаевич работал с Алексеем Михайловичем заодно. Бывали, однако, случаи, когда их взгляды не совпадали. Об одном, относящемся ко времени летной эксплуатации Ту-16, вспоминали и С.Д.Агавельян, и Б.Н.Соколов: "Несколько случаев разрушения фюзеляжа Ту-16, по мнению А.Н.Туполева, были связаны лишь с ошибками летчиков при посадке самолета.
Алексей Михайлович считал, что причина разрушений в том, что при любой грубой посадке с большой вертикальной скоростью происходит динамическое нагружение самолета, избежать разрушения от которого нужно усилением конструкции. Зная, что Андрей Николаевич против такой работы, Черемухин все же дал задание выпустить чертежи".
Задачу определения динамических нагрузок он поручил Б. Н. Соколову. Проведенные им расчетно-экспериментальные исследования доказали, что возникающие при посадке упругого самолета дополнительные динамические нагрузки в 1,5 - 2 раза превышают нагрузки, предусмотренные нормами, по которым проектировался самолет.
Работа завершена была тем, что "исследования динамических нагрузок на самолет при посадке стали штатным требованием Норм прочности". Так еще одно уточнение Норм состоялось благодаря исследованиям, организованным Черемухиным.
В 1949 г. в ОКБ Туполева было начато проектирование межконтинентального скоростного бомбардировщика со стреловидным крылом 35' и удлинением крыла порядка 9. Еще до начала выбора компоновки внимание и Черемухина, и Туполева было сосредоточено на исследовании возможной силовой схемы конструкции с оптимальным размещением двигателей.
После двухлетней работы ОКБ был создан проект самолета с четырьмя турбовинтовыми двигателями НК-12, расположенными на крыле. Самолет этот получил наименование Ту-95.
Как вспоминает В.А.Федотов, в то время один из заместителей В.М.Мясищева, коллективы А.Н.Туполева и В.М.Мясищева параллельно работали над созданием тяжелых стратегических бомбардировщиков. Было много общих проблем, в том числе и в области прочности. Все новшества вводились под нажимом прочнистов, возглавляемых А.М.Черемухиным в ОКБ Туполева и Львом Ивановичем Балабухом в ОКБ Мясищева. Общими усилиями добивались многих нововведений в Нормы прочности. Нам тогда, продолжает В.А.Федотов, очень помогли работы Черемухина, организовавшего проектирование всевозможных образцов конструкции, результаты испытаний которых убеждали в необходимости изменения Норм. Предложенный Черемухиным и примененный еще на машине "85" метод расчета внешних нагрузок с учетом деформации крыла был им использован при проектировании Ту-95 с учетом особенности деформации стреловидного крыла. В соответствии с этим расчетом, учитывающим, что перераспределение в полете аэродинамических нагрузок с концевых участков к корню крыла приводит к снижению изгибающих моментов, обеспечивалась возможность облегчения конструкции крыла.
Совместные с ЦАГИ исследования в скоростных аэродинамических трубах моделей с деформированным под расчетные нагрузки крылом, а впоследствии и летные испытания подтвердили правильность предложенного метода расчета внешних нагрузок.
С целью ускорения выпуска машин впервые в практике ОКБ было принято решение одновременно с проектированием начать работу по подготовке серийного производства. На серийном заводе изготавливалась оснастка и подготавливались линии сборки. Это решение существенно повышало ответственность прочнистов за все конструктивные решения, так как следствием любых исправлений конструкции стали бы переделка оснастки и доработка самолета уже на сборочных линиях серийного завода или в эксплуатирующей части.
Возможность работы без ошибок была уже подготовлена в отделе прочности всем накопленным в оперативном проведении расчетов и экспериментальных работ опытом, получению которого так много уделял внимания А.М.Черемухин.
Самолет Ту-95 имел много модификаций и выпускался промышленностью до самого последнего времени. Некоторые модификации потребовали существенной доработки силовой конструкции.
Одним из примеров такой работы была модификация в 1956 - 1957 гг. самолета-бомбардировщика под вариант ракетоносца - Ту-95К. Доработка состояла в необходимости подвесить ракету весом 12 тонн вместо девятитонной бомбы. Предстояло увеличить размер грузового люка и одновременно усилить узлы подвески, чтобы воспринять вес ракеты с расчетной перегрузкой. Кроме того, надо было "спрятать" в фюзеляже оперение ракеты, что также потребовало серьезных конструктивных изменений хвостовой части фюзеляжа. Так возникла необычная схема, не встречавшаяся нигде ранее.
 |
| Самолет Ту-95к. Ту-95 в варианте ракетоносца. |
Поиски решения, как всегда, не давали Черемухину покоя и дома. "Однажды в один из приходов к Алексею Михайловичу, - вспоминал заместитель главного конструктора ОКБ Туполева В.И.Нижегородов, - я узнал от него, что дома он сделал модель средней части фюзеляжа. На его рабочем столе лежала готовая модель в 1:50 из ватмана. Диаметр фюзеляжа был порядка 150 мм. В модели уже был воспроизведен новый вариант доработки.
- Мылся в ванне, - сказал Алексей Михайлович, - и вдруг пришла в голову идея конструкции. Вылез, достал ватман, клей ... и модель готова. На этой модели прояснилось, как выглядит нагружение фюзеляжа новой конструктивной схемы.
Позже он предложил использовать для моделей дюралевые цилиндры, оставшиеся от старых экспериментов в лаборатории статических испытаний, выполнив необходимые доработки. Вспомнили, что для таких испытаний подойдут сдвигомеры. Из испытаний этих моделей получили представление о деформации и напряженном состоянии конструкции при такой схеме фюзеляжа. С учетом этих результатов доработали старый фюзеляж Ту-95 и провели сначала его статические испытания, потом создали из него натурный стенд. На нем впоследствии провели испытания по сбросу двадцатитонной подвески".
В числе многих модификаций Ту-95 была проведена в 1957 г. работа по созданию носителя под подвеску весом 40 тонн.
Еще одной известной модификацией Ту-95, которой занимался Черемухин, была доработка под 28-тонную водородную бомбу - "Ивана". Этот вариант Ту-95 был сделан в одном экземпляре и после испытаний на нем "Ивана" использовался как учебный, и, наконец, на нем осуществлялись перевозки - на внешней подвеске - агрегатов Ту-144 в г. Новосибирск для проведения ресурсных испытаний в Сибирском научно-исследовательском институте авиации (СибНИА).
 |
| А.М.Черемухин. 1956г. |
За работу по модификации Ту-95 по разнарядке ЦК КПСС предусматривалось присвоение звания Героя Социалистического Труда нескольким сотрудникам ОКБ и завода. В числе представленных к званию был и Черемухин.
Однако ЦК дал указание, чтобы в списке было двое рабочих. А.Н.Туполев должен был решить, кого заменить. Посоветовавшись с Алексеем Михайловичем, он получил согласие на замену его кандидатуры. В результате "за выдающиеся заслуги" Черемухин получил другую награду - орден Ленина.
В те же годы, когда проектировался самолет Ту-95, в ОКБ были начаты исследования по созданию тяжелых самолетов с возможным на боевом режиме полетом со сверхзвуковой скоростью. Изучая возможные силовые схемы треугольного и стреловидного крыла, Алексей Михайлович и прочнисты ЦАГИ пришли к выводу, что треугольное крыло конструктивно проще, а также легче, чем стреловидное. Однако аэродинамики ЦАГИ рекомендовали для машин "98" и "105" крылья 55' стреловидности. Прочнистам вместе с конструкторами в связи с этим предстояло создать конструкцию такого крыла.
В отличие от конструкции крыльев Ту-16 и Ту-95 относительная толщина крыла этих самолетов была в два раза меньше, соответственно панели крыла кессонной конструкции были более нагруженными, что приводило к необходимости использования толстых (8 - 10 мм) обшивок.
Первоначально предполагалось традиционное решение конструкции панелей кессона крыла. С целью выбора наиболее рациональной конструкции Черемухин организовал проектирование опытных панелей, в которых варьировалась толщина силовых обшивок, размеры стрингеров, варианты их крепления с обшивкой и т. д.
Результаты проведенных совместно с ЦАГИ испытаний панелей свидетельствовали, что ни один из вариантов не удовлетворяет ни по технологичности, ни по весовым характеристикам и, следовательно, не может быть использован в конструкции крыла.
Наиболее рациональной представлялась цельнопрессованная конструкция панелей. Технологи предложили делать такую панель в два этапа: сначала прессовать трубу, с расположенными снаружи стрингерами, а затем разворачивать эту ребристую трубу в панель.
Несмотря на сложность процесса изготовления цельнопрессованной панели, эту конструкцию приняли исходя из того, что она легче и технологичнее клепаной.
В соответствии с заданием прочнистов металлурги исследовали влияние технологии на структуру материала панели и прочностные характеристики. Окончательно технология была принята, когда прочнисты ОКБ и ЦАГИ, испытав несколько готовых панелей, получили требуемые прочностные характеристики.
Понимая, что, используя стреловидное крыло, на сверхзвуковом самолете будет трудно решить как вопросы флаттера, так и вопрос создания простого по конструкции и легкого крыла, Черемухин продолжал в ОКБ начатые им в МАИ работы по исследованию оптимальной силовой схемы треугольного крыла.
В 1950 г., когда в ОКБ были начаты работы по проектированию дальнего сверхзвукового тяжелого самолета-носителя, Алексей Михайлович принял участие в экспериментальных модельных исследованиях по выбору силовой схемы крыла. При этом, как всегда, решались вопросы как статической, так и динамической прочности.
В конечном счете выбор одной из рассмотренных при проектировании схем для первого сверхзвукового самолета ("121", 1957 г.) с треугольным крылом определила ее технологичность.
Накопленный опыт исследований по треугольному крылу был использован в последующих проектах ОКБ Туполева: "123" (1960 г.), "144"(1969 г.).
В начале пятидесятых годов в ОКБ Туполева начали проектировать первый в СССР пассажирский реактивный самолет. Рассмотрев несколько вариантов проектов, А.Н.Туполев и его соратники пришли к единому мнению, что наиболее короткий путь, хотя "инженерно и не самый светлый", - создавать такой самолет на базе серийно выпускаемого военного самолета Ту-16.
Туполев убедил руководство страны и промышленности в том, что путь постройки пассажирского реактивного самолета на базе военного Ту-16 прост и скор.
Добиться получения такого задания (а некоторые "наверху" поняли, что надо всего лишь изменить фюзеляж) эта идея, безусловно, помогла. В действительности самолет, проектируемый на базе самолета Ту-16, существенно отличался от последнего.
Так, диаметр фюзеляжа был 3,5 м вместо 2,9 м, объем герметичной кабины значительно превышал объем кабин на Ту-16, к тому же конструкция фюзеляжа ослаблялась вырезами под иллюминаторы, двери, аварийные и багажные люки, являющиеся концентраторами растягивающих напряжений. Они возникают в каждом полете от избыточного давления, создаваемого для обеспечения пассажирам и экипажу нормальных условий пребывания в самолете, независимо от высоты полета.
Проект был утвержден в 1954 г. Построить этот самолет, получивший шифр Ту-104, удалось действительно очень быстро. Первый полет опытного самолета состоялся летом 1955 г., а в 1956 г. начались регулярные рейсы на линии Москва - Иркутск.
Когда проектировался Ту-104, уже были известны два случая разрушения в полете фюзеляжей пассажирских реактивных самолетов "Комета" фирмы "Де-Хэвеленд". Причина катастроф была связана с тем, что их конструкция была недостаточно изучена с точки зрения выносливости.
Проведение испытаний на выносливость фюзеляжа первого отечественного пассажирского реактивного самолета стало первоочередной задачей.
Самолет Ту-104 проектировался задолго до того, как в 1973 - 1974 гг. во вновь созданной лаборатории ЦАГИ под руководством А. Ф. Селихова были разработаны методы проектирования конструкции самолетов под заданный ресурс. К тому же у отечественных самолетостроителей не было ни опыта создания пассажирских самолетов на длительную эксплуатацию, ни методов расчета таких конструкций, ни тем более опыта ресурсных испытаний конструкций такого объема.
Сложность задачи, решаемой прочнистами, состояла еще и в том, что все испытания машины на долговечность предстояло провести тогда, когда уже начались пассажирские перевозки.
Учитывая это, Черемухин предложил создавать конструкцию, доводимую до заданной долговечности в процессе эксплуатации. Его идея состояла в том, чтобы в процессе ресурсных испытаний выявить слабые места конструкции, а необходимые усиления провести в серийном производстве и при плановых ремонтах.
Впервые в отечественной практике предстояло провести ресурсные испытания фюзеляжа в системе целого самолета. Был известен зарубежный опыт таких испытаний в гидробассейне.
Несмотря на ряд недостатков, этот метод был использован потому, что обеспечивал безопасность при испытаниях фюзеляжа объемом 250 кубических метров избыточным давлением 0,5 - 0,7 атмосферы (повышение давления достигается накачиванием всего 800 литров воды вместо 150 кубических метров воздуха). Кроме того, небольшой объем расходуемой воды позволяет сделать время подъема - сброса давления необходимо малым и проводить каждый цикл нагружений за 4 - 5 минут.
Алексей Михайлович был одним из идеологов создания гидробассейна, он же был организатором подготовки и проведения испытаний совместно с коллективом ЦАГИ. Рабочего времени ему, как правило, не хватало. Работа продолжалась и дома.
Приходя домой в 7-8 часов вечера, он после ужина отдыхал (спал часа два), а потом садился за письменный стол и снова работал два-три, а то и четыре часа. Эскизы гидробассейна, программы испытаний, циклограммы нагружений, наброски технических заданий, эскизы узлов и т. д. - всю эту работу он делал вечерами, ночами.
Утром продуманное ночью обсуждалось с заказчиками, проектировщиками, строителями, испытателями. По мнению работавших с ним, Алексей Михайлович фактически был техническим руководителем всей программы испытаний. Будучи организатором всей работы, он неизменно участвовал в проведении испытаний.
Программа предусматривала цикличность испытаний, причем в каждом цикле, кроме изменения внутреннего давления, воспроизводились все другие нагрузки, действующие на самолет в трехчасовом полете (нагрузки при взлете и посадке, а также все полетные нагрузки).
Длительность цикла 4 - 5 минут была выбрана с целью опередить по количеству нагружений (полетов) в испытаниях в два-три раза число нагружений любого самолета, находящегося в летной эксплуатации.
Испытания начались в ЦАГИ в июле 1956 г. Основной задачей была оценка долговечности конструкции и установление срока эксплуатации самолета. С целью обнаружения трещин и других усталостных повреждений осмотр наружной и внутренней поверхности фюзеляжа производился через каждую тысячу циклов. Осмотр начинался сразу после слива воды из фюзеляжа и бассейна. При этом, вспоминают очевидцы, как в бассейне, так и в фюзеляже грязи было достаточно.
Алексея Михайловича, однако, это не смущало. В багажнике его автомобиля на этот случай имелся специальный комбинезон. Он надевал его и вместе с испытателями ЦАГИ приступал к осмотру. Кстати, как правило, въезд личных автомобилей на территорию ЦАГИ не разрешался. Для Черемухина было сделано исключение.
Для ускорения выявления дефектов Черемухин предложил использовать при осмотре фюзеляжа незначительный наддув воздуха до 0,1 - 0,2 кг на кв. см. "Впервые, - вспоминал А.В.Мещеряков, главный инженер опытного завода, - Алексей Михайлович предложил дать наддув, когда проверяли на герметичность первый фюзеляж Ту-104, построенный на опытном заводе. Тогда никак не могли обнаружить место течи. Алексей Михайлович пригласил с собой вовнутрь фюзеляжа желающих участвовать вместе с ним в эксперименте.
 |
| Самолет Ту-104. Первый реактивный пассажирский самолет ОКБ Туполева. |
Когда мы вместе с ним вошли в испытываемый фюзеляж, он попросил дать избыточное давление. По звуку шипящего воздуха он сразу определил основное место течи. Дефект был устранен".
А.В.Мещеряков вспоминал еще об одном случае, когда Черемухин помог производству: "При проведении испытаний в ЦАГИ на фюзеляже появилась значительная трещина. Предстояла приостановка испытаний на длительный срок.
Как правило, когда обнаруживалось, что требуется ремонт, Черемухин, чтобы не задерживать испытаний, не поручал эскиз доработки кому-либо, а делал его тут же на месте сам и сразу передавал его в производство. Если к утру на заводе успевали изготовить накладку или какую-либо деталь, он на своей машине привозил ее в ЦАГИ, чтобы провести доработку и продолжать испытания. Так было и на сей раз. Через 10 - 15 дней испытания были продолжены".
Помимо испытаний на долговечность фюзеляжа, в лаборатории статических испытаний ОКБ Туполева на долговечность были испытаны пилотская кабина с фонарями пилотов, отдельные отсеки фюзеляжа, панели с вырезами и различными вариантами заклепочных швов и т. д. Помещения лаборатории было явно недостаточно. Это не останавливало Черемухина - он организовал проведение испытаний везде, где только было возможно. Испытания отсеков фюзеляжа водой проводились в мойке гаража или в бассейне термического цеха. Летом натурные пилотские кабины испытывались водой из водопровода до разрушения прямо на улице. Если давления не хватало, пользовались пожарным насосом.
Алексею Михайловичу легко удавалось убедить руководителей производства в необходимости проведения тех испытаний, которые он считал необходимыми. В вопросах прочности он был непререкаемым авторитетом.
За два года в гидробассейне было проведено 72 000 циклов нагружений (эквивалентных полетов) и выявлено около полусотни недостаточно выносливых мест конструкции.
Возможность проведения испытаний в полном по количеству циклов объеме была обеспечена благодаря четко организованной Черемухиным работе по оперативному проведению местных доработок.
Одновременно под его руководством для серийных и ремонтных заводов готовились более рациональные решения, обеспечивающие повышение выносливости отдельных элементов и создание эксплуатационно выносливой конструкции всего самолета. В серии впоследствии было доработано более 40 участков.
Благодаря предложенному Алексеем Михайловичем методу доводки конструкции пассажирские самолеты Ту-104 за 20-летний срок выполнили по 15 000 полетов и были списаны только в 1978 - 1979 гг. после отработки ресурса.
Опыт и методы проектирования Ту-104 были началом систематической работы ОКБ по созданию конструкций с большим ресурсом и были использованы при проектировании нового пассажирского самолета Ту-114 (1957 г.), создававшегося на базе самолета Ту-95.
При проектировании Ту-114 значительно расширился объем испытаний на выносливость. Зная, что долговечность фюзеляжа обеспечивается поведением заклепочных швов и окантовок вырезов, Черемухин увеличил объем ресурсных испытаний, главным образом так называемых "чечевичных" панелей - натурных участков фюзеляжа размером 1,5 Х 2 м, составленных попарно в герметические коробки. На этой многократно нагружаемой избыточным давлением изнутри простой конструкции были испытаны разные варианты заклепочных швов и окантовок вырезов.
 |
| Варианты <чечевичных> панелей, подготовленнх киспытаниям на ресурс. |
В результате таких испытаний был выбран оптимальный заклепочный шов. Долговечность этого шва для Ту-114 при толщине обшивки фюзеляжа 1,3 мм получилась равной долговечности шва на Ту-104 с обшивкой 1,5 мм. Благодаря предварительным испытаниям "чечевиц" и панелей с вариантами ответственных участков конструкции был создан фюзеляж, выдержавший в процессе испытаний в гидробассейне в 1960 - 1964 гг. до 50 000 циклов без серьезных повреждений.
Алексею Михайловичу принадлежала инициатива развития темы усталости в отделе прочности и конструкторских отделах. При нем было начато проведение специальных расчетов долговечности конструкций, ослабленных стыками, вырезами и другими концентраторами напряжений. Развивались работы по ресурсу, несмотря на то, что в ОКБ не было ни традиций, ни специалистов для решения этих вопросов.
Сначала экспериментальные работы по обеспечению ресурса проводились только по герметичному фюзеляжу. Выносливость таких агрегатов, как, например, моторные рамы, нагруженные вибрациями от двигателей, механизмы систем управления, выпуска-уборки механизации, элементы конструкции шасси и т. п., проверялись расчетами в процессе их проектирования.
Усталостные разрушения, вызванные нагружениями, возникающими в нормальной эксплуатации: неспокойный воздух ("болтанка"), маневр и движение по неровной ВПП, были обнаружены на всех агрегатах пассажирских самолетов, после того как время их налета стало превышать время налета военных самолетов.
В эксплуатации Ту-104 и других пассажирских самолетов были обнаружены усталостные разрушения и на других агрегатах. Впервые с проблемой долговечности и особенностями усталости силовой конструкции крыла столкнулись в 1960 г. при испытаниях на выносливость самолета Ту-16. Позже с подобной проблемой встретились на Ту-95К.
Пользуясь методами, использовавшимися в свое время Черемухиным, а именно широко применяя эксперимент, сравнивая результаты расчета с экспериментом, а также изучая опыт эксплуатации, которую Алексей Михайлович считал продолжением испытаний, были решены возникшие проблемы.
Усталостные разрушения от мало изученных в то время акустических нагрузок от выхлопной струи двигателей появились сначала в герметичной зоне фюзеляжа самолета Ту-104 (из-за особенностей расположения на нем двигателей).
Несколько позднее, на половине срока службы самолета Ту-104, повторные нагрузки тали вызывать появление трещин на тонкостенных элементах конструкции оперения и хвостовой части фюзеляжа. Устранению этих дефектов также помогли методы А.М.Черемухина, ими широко пользовались его ученики.
Последней из пассажирских машин, в проектировании которой Алексей Михайлович принимал участие, был самолет Ту-124, представлявший по схеме уменьшенную копию самолета Ту-104. Одна из задач, которую пришлось ему решать, была связана с тем, что разъем крыла был сделан не по борту фюзеляжа, а по центроплану, более широкому, чем фюзеляж.
 |
| Самолет Ту-114. Межконтинентальный пассажирский лайнер ОКБ Туполева |
Такая схема была проверена ранее на самолете Ту-110 (четырехдвигательном варианте Ту-104).
 |
| Самолет "110". Четырехмоторный вариант Ту-104. |
"Для работы над модификацией конструкции самолетов или при доработках, - вспоминал В.И.Нижегородов, - Алексей Михайлович предложил метод сравнения. В специальные таблицы сводились данные по основной машине и ее модификации, включая основные отличия конструкции, в таблицах были показаны критические сечения, нагрузки и прочее.
Этот метод нравился всем: и исполнителям работ, и цаговцам - материал, представляемый им, давал наглядную картину того, в каком направлении должна идти доработка или модификация машины, позволял анализировать изменение распределения силовых потоков и выбирать новую расчетную схему".
Этот метод был широко использован при создании Ту-110, Ту-124 и других самолетов. При разработке конструкции Ту-124 под руководством Черемухина был выполнен комплекс расчетных и экспериментальных работ, аналогичных комплексу работ, проведенных при создании Ту-114.
Обеспечение прочности каждого вновь проектируемого самолета было огромной работой коллектива прочнистов-соратников, помощников, учеников и сослуживцев Алексея Михайловича, направляемых его идеями, опытом в сочетании с инициативой каждого из них.
Участники этой работы тепло вспоминали и вспоминают Черемухина.
Наиболее полные воспоминания о нем оставил Алексей Петрович Ганнушкин, заместитель главного конструктора, один из руководителей службы прочности ОКБ Туполева.
Его воспоминания, а также некоторые другие помогут представить читателю стиль и методы работы А.М.Черемухина.
Рабочий день Алексея Михайловича начинался обычно с того, что с утра он обходил всех сотрудников своего отдела, задерживаясь у тех столов, где в работе исполнителя возникали затруднения, или там, где требовались дополнительные разъяснения. Неторопливо, вежливо что-то подскажет, поправит. В процессе такого неспешного общения у него самого накапливалась полная информация о состоянии работ.
Его небольшой кабинет в торце старого здания КОСОС всегда был полон народа, его стол постоянно окружали инженеры-прочнисты, конструкторы, сотрудники других отделов. Для стиля работы Алексея Михайловича Черемухина было характерно широкое обсуждение, в котором участвовали не только те, кто обсуждал с ним тот или иной вопрос. Все присутствующие в его кабинете, пришедшие со своими вопросами, становились участниками беседы.
Анализ сложной конструкции был интересен всем, так как его проводил не только специалист в области прочности, но человек, обладающий исключительной эрудицией и многолетним личным опытом проектирования. Черемухин никогда не навязывал своих решений - ни глубоко продуманных, ни тех, к которым он приходил в процессе обсуждения. Каждое из них он выносил на обсуждение и критику присутствующих. На любой стадии обсуждения можно было высказать критические замечания по поводу его соображений или предложений. Это никогда не вызывало даже тени недовольства. Он всегда с интересом выслушивал другое мнение, был готов отказаться от собственной точки зрения и принять точку зрения своего собеседника, если она оказывалась более правильной. Однако, его утверждения редко бывали ошибочными.
Меньше всего, обсуждая технические вопросы, Черемухин ссылался на свой авторитет, служебное положение или опыт. Единственный бог, которому он поклонялся во всей своей деятельности, был разум, и только логичные технические доводы и цифры могли убедить его отказаться от своей точки зрения.
Алексей Михайлович никогда не делал секрета из тех методов, которыми он пользуется, из той логики рассуждений, которую он применяет, из тех соображений, которыми он руководствуется, принимая те или иные решения.
Наоборот, каждое свое решение он логически обосновывал, обсуждая с собеседником, проверяя по его реакции правильность своих мыслей, правильность своих соображений.
К тому же он располагал к себе тем, что никогда не повышал голоса, речь его была живой, образной. Он терпеливо слушал других, а если надо, вставлял острое словцо, чтобы разрядить обстановку.
Он не стеснялся сказать: "Повторите, я Вас не понял", и ему можно было сказать: "Я не понял Вашей мысли, повторите".
Для него было характерно не переходить к обсуждению вопроса по существу, пока не становилась ясна мысль собеседника. И он терпеливо повторял свою мысль, пока собеседник не начинал понимать его, а иногда еще вопросами проверял - действительно ли он его понял. У него всегда хватало терпения объяснять, пока его собеседник или оппоненты не приходили к единой точке зрения. Только в этом случае Черемухин считал вопрос окончательно решенным, а решение принятым.
 А.М.Черемухин, вспоминают многие, часто повторял: "Никогда не бойтесь признать свою ошибку, - это не роняет, а повышает авторитет инженера" и еще: "Никогда не бойтесь признаться в том, что вы чего-то не знаете или не понимаете". Сам Черемухин строго придерживался этих принципов.
Возглавляя подразделение прочности, будучи ученым-прочнистом, Черемухин-инженер не просто любил конструкторскую работу. Своей главной задачей он считал силовую увязку всей конструкции. Эту сторону его творчества высоко оценил А.Н.Туполев: "Формально он руководил у нас отделом прочности, но в действительности он ведал более широкой областью - вопросами прочности и тем, как скомпоновать конструкцию, чтобы она была прочной и легкой".
Инженер широкого профиля, он не ограничивался решением только вопросов прочности. Он принимал самое активное творческое участие в проектировании, разработке конструкции, в постройке самолета и решении вопросов, связанных с технологией производства, всевозможными испытаниями и летной доводкой всех самолетов ОКБ.
Для работы с конструкторами Черемухину не нужны были специальные приглашения. Он приходил в конструкторские бригады, где шла новая разработка. В первую очередь ему показывали самые трудные, не поддающиеся решению конструкции. Здесь, у доски конструктора, где он проводил значительную часть рабочего времени, совместно решались вопросы прочности, надежности и технологичности.
По мнению Черемухина, главное, что надо было дать конструктору, - это усвоить необходимые ему приближенные методы расчета для определения порядка величин действующих сил и моментов.
В создании упрощенных методов расчета и широком их использовании в повседневной практике, по общему мнению работавших с Черемухиным, ему не было равных. Упрощенные методы расчета он применял в процессе проектирования, работая около доски конструктора, и при проведении испытаний. Пользуясь этими методами, он мог в течение часа проверить самый сложный многотомный расчет. Умение, как он выражался, на "пальцах понять работу конструкции" позволяло ему, проверяя элементарным способом сложнейшие расчеты, находить в них ошибки, которые при другом подходе найти так быстро было практически невозможно. Производить такие прикидочные расчеты, позволяющие проверить сложный расчет и убедиться в правильности выбранной конструкции до получения результатов статических испытаний, он научил многих своих учеников.
Просмотр конструкции начинался обычно с анализа силовой схемы. Конструктор по просьбе Алексея Михайловича рассказывал о действующих нагрузках, о своем понимании силовой схемы и передачи сил. В этих беседах у доски обычно принимал участие ведущий по обсуждаемому агрегату от отдела прочности.
Результаты расчетов тут же проверял сам Черемухин, сравнивая их с результатами прочностных испытаний (если таковые были) или с данными летной эксплуатации аналогичных конструкций. При этом обнаруживались и ошибки, например,что силовая схема недостаточно продумана, что передача сил осуществляется не наилучшим образом.
Алексей Михайлович обладал уникальным даром ощущать работу конструкции. Его умение доходчиво объяснить физическую сущность работы силовой конструкции, как передаются в ней силы, как они изменяются под действием упругих и пластических деформаций, было феноменальным. Именно об этой стороне дарования Алексея Михайловича вспоминает Б.Н.Соколов:
"Вижу быстрые рабочие руки Черемухина, уверенно рисующие эскиз какой-нибудь конструкции, сложной полки лонжерона, шпангоута, нервюры, сложного стыка. Параллельно голос -. "вот здесь касательные напряжения" - бегут коротенькие стрелки. "Нормальнее здесь от этой силы. Их здесь надо брать уверенно, развить этот узел, а здесь (опять стрелка) раздать на два направления (и тут можно сэкономить в весе) - понятно? Пойдем дальше ..."
Конструктор, принесший набросок схемы или чертежа, с уважением и восхищением внимает этому голосу, на его глазах по конструкции бегут невидимые силовые потоки, конструкция облагораживается, сбрасывая лишние граммы, конструктивно-силовая схема становится рациональнее и, значит, красивее".
Часто тут же у доски начиналось обсуждение и разработка нового варианта конструкции: Алексей Михайлович сам садился за доску, брал карандаш и рисовал новую конструкцию. При этом ему ничего не стоило взять резинку и стереть половину уже готового своего чертежа, а затем начать вычерчивать заново. Он очень любил повторять, что "хорошая конструкция рождается в упорной борьбе карандаша с резинкой".
Одновременно с работой над чертежом Черемухин производил технические расчеты, обычно тут же на листе бумаги или на полях чертежа. Обладая практически энциклопедическими знаниями, он, как правило, не пользовался никакими справочниками. Все необходимые сведения держал в голове.
"При решении особенно сложных вопросов прочности, - вспоминает Нижегородов, - Алексей Михайлович часто прибегал к особому способу, которому сам дал название "Генеральская схема" (из области военной терминологии), назначение которой Черемухин видел в выборе, "как на войне", главного направления. Суть способа состояла в том, что самую сложную статически неопределимую задачу Черемухин водил к нескольким простейшим, легко считаемым схемам. Создавал он эти простейшие схемы с удовольствием и мастерством на грани искусства".
Одновременно обсуждались вопросы технологичности конструкции, ее эксплуатационные качества, возможные варианты модификации, правильность выбранных материалов, нормалей, стандартных элементов и пр. Такое всестороннее обсуждение позволяло выработать наиболее целесообразную конструкцию. Одновременно решались вопросы о необходимых лабораторных испытаниях, их объеме и месте проведения, о сроках выпуска чертежей на экспериментальные образцы.
Работа у доски конструктора была большой школой для всех присутствующих рядом. Стоило Черемухину появиться в бригаде, как вокруг стола, за которым сидели он и конструктор-разработчик, сейчас же собирались несколько человек принять участие в обсуждении, послушать его советы или указания. Очень часто, выслушав разбор. проведенный Алексеем Михайловичем, конструктор-сосед возвращался к своей доске, снимал чертеж и начинал свою работу заново. Аналогичный разбор проводил Черемухин в лаборатории в процессе статических испытаний как в ОКБ, так и в ЦАГИ.
Отдавая себе отчет в том, что одних бесед "за доской" мало и что конструкторам нужны более глубокие знания, Черемухин стал читать систематический курс лекций по расчету самолета на прочность. Слушателями стали конструкторы, расчетчики и все желающие. Этот курс он специально готовил с учетом специфики работы и знаний конструкторов.
Л.П.Коротков и другие вспоминали, что Алексей Михайлович хорошо читал чертежи. О том, насколько широко он охватывал работу с чертежами, вспоминал В.И.Нижегородов:
"Начиная с чертежей, выпускаемых бригадой общих видов, он смотрел также чертежи, выпускаемые бригадами каркаса, шасси, вооружения и других. В каком бы филиале нашего КБ ни делались чертежи: Томилино, Казань, Куйбышев (Самара), Воронеж, он обязательно их смотрел.
Однажды Алексей Михайлович просматривал чертежи с куйбышевцами. Они ввели в конструкцию силовых шпангоутов хвостовой части фюзеляжа машины Ту-114 стальные элементы. Посмотрев чертежи, Черемухин задал единственный вопрос, а именно вопрос о коэффициенте линейного расширения. Всем сразу стало ясно - сталь из чертежей была изъята.
Черемухин был единственным человеком из прочности, - продолжает В.И.Нижегородов, - который занимался вопросами создания конструкций, в частности планеров, независимо от того, где они проектировались.
Когда наступал наиболее ответственный момент сдачи готовых чертежей, он снова и снова придирчиво проверял их, прежде чем поставить подпись, понимая, что ошибка конструктора в чертеже дорого обходится серийному производству."
Подпись Черемухина стоит на сборочных чертежах основных агрегатов всех проектировавшихся в КБ Туполева машин, начиная с Ту-2.
Лишь во время работы в ЦКБ-29 на чертежах не было его подписи - вместо нее стоял на чертежах номер 29, но все знали, что "двадцать девять" - это подпись Алексея Михайловича. Штамп номер 29 или "копыто", как его называли узники ЦКБ, сохранился в семье Черемухиных до сих пор. "Сувенир" этот - память о трудных днях, проведенных Алексеем Михайловичем в "шараге".
"Не было такого, - вспоминал Л.П.Коротков, - чтобы в каком-либо сложном случае Черемухин уклонился бы от ответственности, его мало интересовали личности, допустившие ошибку. Прежде всего - поиск безошибочного решения. При этом медлить или тянуть время с принятием решения ни себе, ни другим не позволял".
Все работавшие с Черемухиным утверждают, что его участие в постройке самолета охватывало все этапы от проектирования до эксплуатации. Оценивая в целом работу Черемухина, мнение работавших с ним очень точно сформулировал в свое время Л.П.Коротков: "Алексей Михайлович работал с трудолюбием сверх положенного и без всякого сожаления к себе".
Черемухин всячески поощрял совместное творчество прочнистов, конструкторов и других специалистов ОКБ и завода. Прикованность к стулу, работу "от сих до сих" Алексей Михайлович не поддерживал. Не поощрял Алексей Михайлович затяжной, как он говорил, "академической" работы.
"Алексей Михайлович не был безгрешен были, конечно, и у него ошибки, - говорил В.И.Нижегородов, - но главное, что он сам никогда не считал себя безгрешным, - признавать свои ошибки он умел, и в том, как он это делал, он был велик".
Об этом говорил и А.Н.Туполев на вечере, посвященном 70-летию А.М.Черемухина: " ... хочу добавить, что нужно многое делать правильно, чтобы не стыдиться своих ошибок. Алексей Михайлович так много делал правильно, что никогда не стыдился, когда обсуждали, так это или не так. Он не боялся ошибиться, потому что это открывало дорогу правильному решению".
Наряду с работой в конструкторских бригадах большую часть своего рабочего времени Черемухин проводил в цехах как опытного, так и серийного производства. А.В.Мещеряков, в прошлом главный инженер завода, вспоминал: "Алексей Михайлович был близок производству, жил его заботами".
Алексей Михайлович испытывал большое удовольствие от хорошо конструктивно и технологически выполненной детали, узла... При изготовлении ответственных деталей или агрегатов он хотел убедиться в том, что все в порядке, или успеть предостеречь от возможных ошибок; считал необходимым посмотреть, как выглядят готовые детали, узлы или агрегаты, с тем, чтобы еще раз оценить, насколько правильно была принята силовая схема и не надо ли уточнить расчеты.
В любой работе, в том числе и производственной, Черемухин боялся равнодушных рук. Он часто повторял: "Не отдавайте любимую работу в равнодушные руки".
Возможность равнодушия он успешно преодолевал тем, что, приходя в цех, знакомил рабочих и техников с целью и значением работы, объясняя, насколько от качества их работы зависит работоспособность конструкции.
"В цехе его часто видели около того или иного узла или элемента конструкции с карандашом и линейкой в руках. Бывало, что на следующий день вокруг его стола собирались авторы конструкции, в которой Черемухин обнаружил расхождение расчетных данных с размерами реальной конструкции в металле", - вспоминал А.П.Ганнушкин.
А.В.Мещеряков вспоминал, что во всех случаях, когда возникали трудности, к Черемухину обращались в первую очередь. Так было и тогда, когда за несколько дней до первого вылета машины Ту-114 стало известно, что один из элементов конструкции шасси выполнен не из стали 30ХГСНА, а из стали 20. Шассисты не смогли дать другого решения, кроме как заново все переделать, но на это требовалось не менее двух месяцев. Обратились к Алексею Михайловичу. Чтобы не сорвать уже намеченного первого вылета, он предложил такой временный вариант конструкции, при котором из-за перераспределения нагрузок происходило снижение нагрузок на цилиндр, обеспечивающий поворот колеса. В результате рекомендация Черемухина обеспечила возможность проведения полета в намеченное время".
И еще об одном случае вспоминал Мещеряков: "При одной из ночных перевозок самолета из г. Жуковского в Москву в районе одной из стоек лопнул шпангоут. Возможность дальнейшей транспортировки была под вопросом. Позвонили Алексею Михайловичу домой. Несмотря на ночное время, он попросил прислать за ним машину. Он очень скоро приехал к месту происшествия и предложил решение: установить распорку внутри фюзеляжа в зоне стойки из ...деревьев, росших около дороги. Рабочие быстро срубили несколько деревьев, установили распорки, транспортировка машины в Москву продолжалась".
Авторитет А.М.Черемухина-инженера был высок.
"Когда А.Н.Туполев выбирал окончательный вариант, - вспоминает Г.И.Зальцман, - к обсуждению привлекались его ближайшие помощники, среди которых неизменно был А.М.Черемухин. Его соображения зачастую играли решающую роль при принятии решений. Сказывались не только огромный опыт и всестороннее образование Черемухина, но и его глубокая интуиция, а также умение наглядно и доходчиво излагать свои мысли, конструкторы любили обращаться к нему за советом: он любил, чтобы истина рождалась в споре, при этом проявлял исключительное терпение".
"...Главным итогом работы А.М.Черемухина в ОКБ, - говорил руководитель службы прочности ОКВ им. Туполева В.В.Сулименков, - было создание авторитета прочности как метода проектирования. Мы понимаем, что сегодняшний авторитет прочности завоеван во время А.М.Черемухина его повседневным трудом, высокой требовательностью к себе и достижением отчетливого понимания работы конструкции. Это вызывает чувство большой благодарности к А.М.Черемухину, выдающемуся ученому, педагогу, инженеру".
Спустя восемь лет после смерти Алексея Михайловича А.П.Ганнушкин вспоминал: "Алексей Михайлович снискал любовь и уважение среди всего конструкторского коллектива. Не проходит почти одного дня, чтобы кто-нибудь из конструкторов не вспоминал Алексея Михайловича, не обращался в своих обсуждениях технического вопроса к тем советам, к тем мыслям, которые когда-то высказывал Черемухин".
"Я не помню такого времени, когда Алексея Михайловича в нашем коллективе не было, - сказал Андрей Николаевич Туполев на вечере, посвященном 70-летию Черемухина, - я не помню, когда он к нам пришел, но я не помню, когда его не было с нами. Это значит, что он с самого начала стал дорогим, искренним членом нашего коллектива, без которого свой коллектив мы не мыслили".
|
наверх
РќРћР’РћР•: 
Е.Л.Залесская, Г.А.Черемухин "ИНЖЕНЕР БОЖЬЕЙ МИЛОСТЬЮ"
Версия для печати
