Начало

Глава 20

А другими проблемами были наши доморощенные авиастроители. Образовав в конце июля несколько рабочих групп, в начале августа они получили первые образцы стеклоткани и смолы и стали отрабатывать технологию их использования. К середине августа общее количество занимавшихся этим людей возросло с семидесяти до более чем двухсот человек — как за счет выхода к нам новых сбитых летунов, механов, все еще блуждавших по окрестным лесам, освобожденных из плена, так и за счет рекрутирования более-менее технически грамотных или просто толковых людей обоего пола. И вот вся эта команда увлеченно занималась самообучением конструкции самолетов, изучением аэродинамики и созданием оснастки и технологии ее использования. Вроде бы все отлично. Но когда я стал знакомиться с промежуточными результатами их работы, я пришел в уныние. Нет, обучение и знакомство с конструкциями — дело конечно полезное, это никогда не помешает. Но зачем же повторять старые конструкции на новых материалах?!? И вроде бы люди-то подобрались технически грамотные, особенно механы со стажем или летчики, некоторые из них даже пытались строить свои самолеты, то есть с были знакомы даже с аэродинамическими расчетами. Но мыслили как-то слишком однобоко.

— У вас же есть материал, который по удельной прочности превосходит все существующие материалы!!! И сталь, и дюраль, и дерево, не говоря уж об этом перкале! Так какого хрена вы сейчас повторяете конструкции, которые рассчитаны на этот мусор?!?

— Ну не такой уж он и мусор…

— Да, согласен, не мусор. Но те же деревянные конструкции — хотя они и сравнимы пока — пока! — со стеклопластиком по удельной прочности, но способы-то обработки у них разные!!! Ведь у стекловолокна отсутствует ярко выраженная слоистость! Его можно формовать и наматывать как угодно — в этом плане оно значительно превосходит металлические конструкции и при этом не требует термообработки!!! Ну то есть что захотели, то и слепили!!! А что захотели вы?

Я почему так разорялся? Я видел конструкцию крыла того же И-16. Не спорю, для тех материалов она скоре всего была наиболее подходяща. И честь и хвала и конструкторам, создавшим ее, и рабочим, кропотливо воплощавшим ее в жизнь в тысячах — тысячах!!! — самолетов. Но есть одно "но". То же крыло. Взять его лонжероны, проходящие вдоль крыла. Каждый из двух лонжеронов сделан так. Две трубы — верхняя и нижняя, диаметром, ну, в пару сантиметров — соединены между собой дюралюминиевыми вертикальными планками — передней и задней. Каждая планка крепится к трубе заклепками, штук сто на ряд. И таких рядов заклепок — четыре — два для верхней трубы на переднюю и заднюю планку по их верхнему краю, и на нижнюю трубу — тоже два — уже на нижние кромки передней и задней планок. Всего — четыре сотни заклепок. Только на один лонжерон. Да, трубы образуют верхнюю и нижнюю части, планки — соответственно переднюю и заднюю, все вместе — нормальный такой короб.

— Но четыреста заклепок на один лонжерон!!! А их два, и только в одном крыле!!! А крыльев — два!!! Для какого-то вшивого коробка!!! И что вы тут делаете? Вы делаете такие же детали для изготовления такого же коробка. То есть две трубы и две планки. Отлично. Скреплять наверное также будете заклепками, так?

— Ну… или шурупами…

— Еще лучше. У нас шурупов просто завались. Вам-же-ну-жен-ко-роб. У вас же есть лента. Так намотайте ее на оправку екарный бабай!!!

Тут до народа стало доходить. Просветление в глазах сменилось виноватым выражением и уже оно — недоумением и злостью. Ха-ты-ж-черт! А мы то тут… действительно глупо получилось.

И дело пошло. Хотя все-равно приходилось следить — теперь руководители групп сначала показывали планы разработок, и только после их одобрения или корректировки начинались работы.

— А вы зачем планируете делать столько нервюр? Сколько их в крыле?

— Одиннадцать.

— Так это количество ведь рассчитано на дюраль и обшивку наполовину из дюрали наполовину из перкали — такие материалы, особенно перкаль, естественно требуют частого набора, иначе будут проминаться и терять форму. У нас же в качестве обшивки гораздо более прочный материал. Он ведь наверное будет успешнее сопротивляться давлению, соответственно меньше потребуется и нервюр?

— Надо подумать.

Через некоторое время разработчик подходил:

— Да, действительно, можно обойтись и семью нервюрами.

— Ну вот, отлично. Покажите, какими они будут.

— Вот.

— Что? Опять?

— А что?

— Ну мы же уже разбирали это на примере лонжерона.

— Не понимаю.

— Вот смотрите, что Вы пытаетесь сделать. Вы опять пытаетесь повторить существующую конструкцию. А зачем? Она же сейчас что содержит? Во-первых — замкнутая планка, повторяющая профиль крыла в разрезе. Во-вторых — раскосы внутри этой планки, которые придают ей жесткость. А в-третьих— крепеж всех этих раскосов к планке!!! И на каждую точку крепления — пара пластин с каждой стороны и… сколько там?… девять клепок на одну планку? Это получается на одно крепление — восемнадцать заклепок, по девять на каждую сторону… а всего сколько креплений?

— По семь на каждую…

— То есть — семь нервюр, на каждую семь креплений, на каждое — две планки и восемнадцать заклепок… сколько же это будет… сорок девять на восемнадцать… Получается восемьсот… восемьдесят… две заклепки на крыло, два крыла — тысяча семьсот. Ну и планок там сколько-то сотню что-ли… Ну?

— Ну да. А как же тогда? Это же нервюра… плоский элемент с раскосами ее не намотаешь как лонжерон…

— А надо думать. Ведь можно сделать форму, в которой выложить полку, на которой будет лежать обшивка, и раскосы. Все ленты будут в форме торцами, и ширина ленты определит ширину нервюры… как-то так…

— Так это потребуется сдавливать все с боков… больно сложная пресс-форма, там части должны двигаться и вертикально — для полок, и горизонтально — для раскосов, причем в разные стороны.

— Да, сложновато. А что делать? Зато за один проход получим нервюру безо всякой клепки, одной деталью…

— Надо думать.

— Да, успехов.

Через три дня он пришел весь какой-то окрыленный.

— Я тут что подумал! Ведь материал у нас легче и прочнее дюраля, нервюр меньше, так зачем нам эти раскосы?!? Сделаем плоскую пластину, они и будет поддерживать полки нервюры…

— Оп-па!!! А ведь это мысль!!! И насколько нервюра будет тяжелее?

— На двести грамм.

— Делаем!!! Хотя… если получится сделать еще и ребра жесткости по пластине — будет совсем отлично — сделать там при укладке вертикальные или еще лучше косые защипы сверху донизу… или еще как — смять ткань и потом чем-то ее придавить не только сверху, но и вбок — чтобы сжать эти защипы. Ребра жесткости, думаю, никогда не помешают.

Еще через три дня я держал в руках коробку с изогнутыми краями, и меня переполняла радость от того, что народ наконец перестроил мозги и начал мыслить, отталкиваясь от того, что им надо сделать, а не от того, как делают сейчас. То, что это нервюра, я понял сразу, по характерным изгибам верхней и нижней граней. Но радовало меня не то, что я догадался о назначении предмета, а краткий рассказ, каким образом вообще пришли к этой конструкции:

— Ну Вы сказали, что хорошо бы сделать ребра жесткости, а я еще подумал — это же сколько мороки — прокладывать ленту, вести защип через всю боковую плоскость, промазывать смолой, прокатывать плоскость и сжимать защип… и так слоя три наверное… Иду значит, и вижу, как наматывают лонжерон. Вспомнил я, как Вы лихо расправились со всеми его деталями, и тут думаю: "Эге… а если и мне так же?".

— И? — мне даже не надо было играть радость.

— Ну и вот — полки для обшивки есть, коробчатая конструкция заменяет ребра и даже более того… — он принял загадочный вид.

— Что?

— Теперь потребуется только пять нервюр!!!

— Да ну?!?

— ДА!!! Эту коробчатую штуку и танк не раздавит! Так что ее жесткости хватит как раз на три-четыре старых нервюры, ну мы взяли с запасом — мало ли… да и мало получается точек поддержки.

— Не, это правильно. Ну… что сказать… от лица всего и всех объявляю благодарность, и подготовьте списки отличившихся… пока не знаю как будем награждать, но что-нибудь придумаем.

Придумывать-то было особо нечего — сделали пока наградные грамоты да ордена и медали для награждения ударников трудового фронта. Потом как-то надо будет выбивать для них нормальные медали или еще как-то донаграждать, если не получится. Дело-то сделали большое, да нет — просто огромное!!! По трудоемкости крыло сравнимо со всем остальным самолетом, а тут мы общими усилиями снизили количество деталей для сборки более чем вдвое, не говоря уже о том, что и сами детали были сборными и проще в изготовлении даже не на порядок, а больше — мы убрали более трех тысяч точек клепки, причем само крыло получилось и крепче, и легче. При этом технология позволяла распараллелить работы — если в старом крыле после сборки его еще обтягивали тканью, то в нашем этого не требовалось — листы обшивки крепились целиком.

И вот сейчас мы стояли в ангаре, смотрели на крыло, и я замечал на себе мимолетные взгляды… даже не знаю как на кого… на Бога что-ли… Хотя это мне казалось странным — я им и говорил, что этот материал очень легкий и прочный, да и делали крыло уже всем миром. Поэтому чего они удивлялись — мне было непонятно. А вот поди ж ты — видимо, только сейчас они прочувствовали ту задумку, в которую изначально скорее всего не верили, да и поверили наверняка только сейчас, пройдя весь тот путь, по которому я вел их почти три месяца, да и то скорее всего не до конца — слишком отличалась эта технология от всего того, к чему они привыкли. Ничего, то ли еще будет.

И я ковал железо, пока горячо, пока люди, ошарашенные своими достижениями, легко воспринимали и мои новые идеи, настолько легко, что считали их естественным развитием всех предыдущих работ в области авиации.

— Вот смотрите. У нас есть легкое и прочное крыло. С ним ведь наверняка увеличилась скорость полета? самолет-то ведь стал легче более чем на сотню килограммов…

— Да, скорость увеличилась где-то на двадцать километров.

— А что если нам сделать и облегченный корпус? Килограммов пятьдесят наверняка выгадаем… А это снова — увеличение скорости.

— Да, пятьдесят — это минимум.

— Но это еще не все. — я продолжал, как заправский фокусник, доставать голубей из рукавов. — Крыло ведь рассчитано на самолет определенной массы, к которому предъявлялись определенные требования. Так?

— Да, маневренность ставилась во главу угла.

— Но мы видим, что немцы воюют вовсе не на маневренности, их конек — скорость. Наскочить, ударить, убежать — вот и вся их тактика. Ну, конечно, она дополняется и групповой работой. Но базис всего, помимо раций — это скорость. Видели ведь, какие у них тощие самолеты, какие тонкие крылья…

— Так и нагрузка на крыло у них — под двести килограммов на метр, не сравнить с нашими сто десять-сто двадцать — никакого маневра!

— О чем и речь. Маневр уходит в прошлое, во главу угла ставится скорость. Ну и групповые действия, в основе которых стоит именно скорость. Вот я и думаю…

— …?

— А что если и нам, ну скажем, уменьшить толщину и площадь крыла, сделать его более узким и менее толстым? Повысить скажем нагрузку килограммов до ста пятидесяти… и корпус заузить и возможно удлинить…

— Так самолет станет совсем неповоротливым — центр давления сместится еще дальше назад, уже и сейчас, с более легким крылом, центр масс вылез вперед, к мотору…

— И что?

— Сложнее стало вертеться.

— То есть сам самолет стал устойчивее?

— Это да, это так… И стрелять стало удобнее, но это если подберешься… а без маневрирования подобраться сложно… хотя… с возросшей скоростью…

— О чем и речь!!! Мы будем бить фрицев их же приемами!!! Когда сможете дать прикидки по изменению планера?

— Дня через три… А старые крылья нам делать?

— Так… новый планер и крылья ведь всяко надо будет месяц отлаживать, да? Если не два…

— Да уж месяц минимум…

— Делайте. Даже существующий вариант крыльев даст нам некоторый выигрыш, и по качеству самолетов, и по их количеству. Так что делайте.

И самолетчики пошли и делать, и прикидывать. Но и стекольщики с химиками не сидели сложа руки. На следующий день ко мне пришли Ваня с Маней — стекольщик отлично спелся с этой кнопкой, которая изначально и занималась смолами, и, чувствую, дело идет к свадьбе. Но пришли они по другому поводу.

— А нам продолжать работы?

— Ну да… а что там у вас?

— Есть некоторые улучшения, только нужна Ваша виза на продолжение работ, а то склад не выдает материалы, да и рабочие с лаборантами тоже отвлекаются на другие работы…

И они по-рассказали мне много интересного и поучительного. Я-то по простоте душевной думал, что стеклопластик — он стеклопластик и есть, и ничего в нем особо такого нет, мы его сделали и дальше остается только совершенствовать технологию сборки. И в очередной раз понял, что все не так просто и нет предела совершенству.

Ну… даже не знаю с чего начать. Совершенствовать можно было буквально все, что только относилось к стеклопластикам — и смолы, и нити, состав их стекла, режим вытяжки, и изготовление самого стеклопластика.

— Знаете, сатиновое или саржевое переплетение будут лучше гарнитуровым.

— Чего…? Гарнитурным?

— Гар-ни-ту-рО-вым. Ну, сейчас у нас стеклоткань плетется гарнитуровым переплетением.

— Э…

— Ну, сплетается каждая нитка.

— Тааааккк… ииии…?

— А в сатиновом нитки основы сплетаются через три, через четыре.

— ииии…?

— Так нитки реже изгибаются, а ведь каждый изгиб — это потенциальное место излома.

— Аааа! Понятно. Что от меня требуется?

— Санкция на изменение плетения.

— Сначала даю санкцию на исследования, чтобы были количественные результаты, ну там насколько повысилась прочность, или технологичность…

— Да, это сделаем. Далее.

— Далее?

— Ха-ха-ха у нас много всего. У нас сейчас стекло обычное, натриевое, так вот… Вань, расскажи лучше ты.

— Да, мы сейчас делаем нити из натриевого стекла. Но оно растворяется, даже водой, не говоря уж о щелочах — при пропитке водой оно само начинает выделять щелочь — там ведь натрий — и она растворяет кремнезем.

— Как это? Вроде стекла все целые…

— Это оконные стекла целые, да и то… Ну так вот, оконное стекло имеет небольшую относительную поверхность, а у нитей поверхность просто огромная, и этой поверхностью она впитывает воду, отчего разрушается гораздо быстрее.

— Насколько быстрее?

— В сотни раз.

— То есть стеклопластик может просто развалиться в воздухе?

— Ну… теоретически да, хотя это скорее заметят еще на земле — пластик-то начнет рваться, пучиться.

— Блин… и что делать?

— Надо переходить на бесщелочные стекла.

— На какие? Бесщелочные?

— Ну — без натрия и калия. На алюмоборосиликатные. Там алюминий препятствует образованию щелочи и защищает кремний… вроде.

— Так вроде или защищает?

— Защищает. Растворимость таких нитей в горячих растворах щелочей гораздо меньше.

— Ну хорошо… что от меня требуется?

— Надо откуда-то достать буру или еще что-то, содержащее бор. Оксид алюминия у нас есть.

— Без бора никак?

— Пока без него и работаем, но с ним лучше.

— Хорошо. Озаботимся, но быстро не обещаем. Вот блин, еще надо будет техникам в инструкции вписать проверку стеклопластика. Тут тоже подумайте — по каким признакам можно определить рубеж целостности.

— Хорошо.

— Хорошо.

— Что еще?

— Тут уже больше достижения.

— Хвастайтесь. Достижения я люблю.

— Опытным путем установлено, что при диаметре волокна до трех микрон его прочность довольно высока, а потом довольно резко падает. Поэтому надо переходить на как можно более тонкое волокно — пять, шесть, ну край девять микрометров. Опыты уже ставили.

— Ну так и переходите.

— Нужна санкция. Там ведь потребуются новые фильеры.

— А чем не подходят старые?

— Опытным путем мы установили, что для каждого диаметра волокна оптимален свой диаметр фильеры — при других возрастает обрывность волокон.

— А. Это важно. Да, готовьте постановление и переходите.

— Потребуется платина для новых фильер.

— А другие металлы не подойдут? Сталь там…

— Нет, она прогорит.

— Ну хорошо, платина будет. — наши бригады по сбору ресурсов насобирали много ценных вещей, в том числе и из платины, поэтому запас в несколько десятков килограммов у нас был.

— И еще. Ведь снизится выделка волокна.

— В смысле?

— Для каждого размера фильер оптимальна своя скорость вытяжки, плюс — чем тоньше волокно, тем меньше расход стекломассы и соответственно меньше вес получающегося стекловолокна, а Вы говорили что не менее ста килограмм… правда, мы сейчас пытаемся перейти с сорока- на стафильерные аппараты…

— Ну и переходите заодно. Только согласуйте с авиаторами выход и свойства материала. Как кстати они изменятся?

— Про вид ткани мы еще выясним, по типу стекла — прочность повысится где-то процентов на двадцать…

— Даже так? Ничего себе…

— Да, волокна из щелочных стекол ниже по прочности, чем бесщелочные. Ну и за счет более тонкого волокна — процентов на сто, сто двадцать.

— Ого! Переходите немедленно!!!

— Ну, так сразу не получится, нужен еще месяц… режимы там подобрать…

— Хорошо. Докладывайте не стандартно, а раз в три дня. — я ввел правило делать доклады о ведущихся проектах минимум раз в неделю, и чтобы народ сам за этим следил — я иногда вспоминаю про какой-то проект только когда мне принесут очередной доклад или сам куратор придет со своими проблемами и достижениями. А по таким срочным проектам я устанавливал меньший срок — и народ зря не дергать, и руку держать на пульсе. О чем докладывать, народ уже знал — исполнение планов предыдущего периода, что помешало, что появилось нового, и планы на предстоящий.

— Да, хорошо.

— А кстати, а если изгиб нити влияет на прочность, то может мы зря ее и скручиваем в нить? может так и надо плести пучком, а то и вообще — не плести, а укладывать как-то…

— Да, мы этим тоже занимаемся, но пока, как и по типу плетения, точных цифр дать не можем.

— Хорошо, ждем. На этом все?

— Да, все.

— Спасибо.

Ребята и в самом деле отлично поработали. Ну и раскрыли мне глаза на многие тонкости и нюансы этого материала. У них уже сложились команды лаборантов и техников, которые в течение месяца провели ряд важных работ. Прежде всего, они выяснили, что любой изгиб нити действительно снижал ее прочность — по сравнению с волокном до тридцати процентов. Поэтому, только уменьшив закрутку нити со ста пятидесяти до пятидесяти оборотов на метр и перейдя на сатиновое плетение, мы увеличили прочность стеклоткани на двадцать процентов. Плюс — разработали новый вид стеклоткани — с направленным покрытием, где пучки просто укладывались безо всякого плетения в нить и с редким переплетением нитями утка — только чтобы пучки не разъезжались. Такая ткань отлично работала в одном направлении, и народ активно пользовался этим свойством — к тому времени у нас уже было достаточно специалистов, которые вполне могли выжимать из нового материала по максимуму. К тому же, уменьшение закрутки или ее полное отсутствие улучшили пропитываемость тканей смолами, что уменьшило количество воздуха в стеклопластике и увеличило его прочность за счет лучшей пропитки и соответственно меньшего смещения нитей. Все эти меры увеличили прочность тканей на разрыв с первоначальных двадцати килограмм-сил до более чем тридцати. Еще пятнашку прибавил переход на алюмоборосиликатные стекла и, самое главное — на более тонкие волокна. То есть уже к новому году прочность стеклотканей выросла до сорока пяти килограмм-сил на квадратный миллиметр, увеличившись почти в два с половиной раза по сравнению с первоначальными. При этом наши материалы вплотную подобрались и даже превысили по прочности дюралюминий. Направленные же ткани увеличили прочность вдоль волокон более чем в четыре раза, превзойдя дюралюминий более чем вдвое. Правда, стекольщикам пришлось повозиться — и зависимость вязкости от температуры другая, и зависимости протекания стекла через фильеры изменились. Но справились. Потом они еще поэкспериментировали с атмосферой в камере вытяжки — атмосфера азота в районе фильер прибавила еще почти десять килограмм-сил. Но это было уже делом следующего года, когда стеклопластик прочно вошел в использование. Само собой, Ваня и Маня поженились, и мы долгое время дружили семьями. И за посиделками они еще долгие годы рассказывали в том числе и о достижениях, интересных случаях и курьезах материала, которому я дал жизнь. А интересного там было много — и активация поверхности волокон для лучшей адгезии с пропиткой, и термическая и прочие виды постобработки, после которой прочность изделий повышалась более чем в два раза. Много интересного. И Ваня все вспоминал, как он на меня злился, что их свадьба отодвинулась на три месяца. А все из-за того, что я как-то вскользь упомянул про пластики на полиэфирных смолах — вспомнилось что-то такое название, а Маня его сразу подхватила и пропала в лабораториях на три месяца. Тогда она даже не думала, что зарабатывает себе Нобелевскую премию по химии — она просто работала над новой темой. И выдала нам к новому году новый класс связующих и технологию их получения.