Управляемая нестабильность



Управляемая нестабильность

Анатолий Вассерман

Самолёт У‑1 — учебный первый — адаптированная в 1919‑м Николаем Николаевичем Поликарповым (1892.06.09–1944.07.30) к тогдашним нашим условиям производства (модификация К английского Avro 504), изначально — в 1913‑м — разработанного в качестве разведчика (а впоследствии — ещё и бомбардировщика, и истребителя), а потому достаточно (по тому времени) сложного в управлении. Создавая в 1927‑м новую летающую парту, Поликарпов учёл опыт использования предыдущего изделия. У‑2 стал поистине учебным: прощает почти любую ошибку пилотирования. Например, он ни при каких обстоятельствах не срывается самопроизвольно в штопор — вызванный избыточным углом атаки (между плоскостью крыла и набегающим воздушным потоком) самоподдерживающийся несимметричный срыв потока с крыльев, порождающий падение вращающегося самолёта с катастрофической скоростью; если же загнать его в штопор принудительно, он выходит из вращения, как только пилот отпустит органы управления.

Увы, продолжением достоинств чаще всего становятся недостатки. У‑2 имеет примерно те же, что и У‑1, технические характеристики, хотя появился через 14 лет после прототипа — Avro 504. В тогдашней почти новорождённой (1903.12.17 самолёт братьев Уилбура (1867.04.17–1912.05.30) и Орвилла (1871.08.19–1948.01.30) Милтоновичей Райтов совершил первый в мировой истории устойчивый самостоятельный полёт) авиации это целая эпоха. Да ещё включившая Первую Мировую войну, когда едва ли не каждый день приносил усовершенствования военной техники. Более того, почти одновременно с У‑2 и с тем же, что на нём, двигателем М‑11, созданным под руководством Аркадия Дмитриевича Швецова (1892.01.24–1953.03.19), появился добрый десяток самолётов с заметно лучшими возможностями: некоторые оказались грузоподъёмнее, многие летают выше и почти все — быстрее. Правда, они требуют от лётчиков куда большего, чем У‑2, мастерства: даже комфортнейшие из них квалифицированы не как У, а как УТ — учебно-тренировочные, то есть предназначенные уже не для начальной подготовки, а для совершенствования пилота.
Причина очевидна: устойчивость не бесплатна. Её рост требует большей площади органов управления и стабилизации, большего поперечного V — угла подъёма концов плоскостей относительно точек их крепления к фюзеляжу, иной раз даже придания стабилизатору несущих свойств… И всё это повышает отношение лобового сопротивления к подъёмной силе. Что в свою очередь ухудшает едва ли не все лётные возможности.

Поликарпов прекрасно понимал такие тонкости аэродинамики. Последние спроектированные под его руководством крупносерийные истребители — биплан И‑15, впервые взлетевший 1933.10.23, и моноплан И‑16, вставший на крыло 1933.12.30 — во всех модификациях отличались крайне малой устойчивостью. Особенно прославился строгостью И‑16: многие лётчики с немалым опытом работы на других машинах откровенно боялись поднимать его в воздух, и все дружно признавали, что после него можно без проблем управлять чем угодно. Зато в умелых руках он на равных боролся в «собачьей схватке» (так англичане называют бой на малых расстояниях, с непрерывным резким маневрированием, когда попытку двигаться (в частности, уйти) по прямой скорее всего пресекает точный огонь в хвост) с созданным на заводе Bayerische Flugzeugwerke — баварское самолётостроение — под руководством Вильхельма Эмиля Батист-Фердинандовича Мессершмитта (1898.06.26–1978.09.15) Bf‑109, пока тот по скорости превышал И‑16 не более чем на 1/5 (по авиационным меркам — громадная разница) — примерно 100 км/час. Да и после появления ещё более скоростных модификаций немецких истребителей И‑16 работали до исчерпания ресурса мотора и крыла: пока новейшие наши машины связывали немцев боем, почтенные старички, искусно проскакивая между сражающимися, атаковали бомбардировщики или наземные цели.

В последние десятилетия вошли в моду самолёты столь неустойчивые, что вручную их вовсе невозможно удерживать в состоянии стабильного полёта: чувствительность и скорость реакции пилота недостаточны, чтобы вовремя заметить отклонение и парировать его до того, как оно станет опасным. Такой конструкцией управляет электронная система, да ещё с резервированием: стрясётся с нею что — и машина превратится в булыжник. Зато лётные свойства заметно растут, ибо аэродинамическое сопротивление уменьшается. И лётчику проще: он задаёт направление движения, не тратя сил на непрерывное удержание равновесия. Зато система реагирует на все его действия практически мгновенно, так что в «собачьей схватке» столь неустойчивая машина обретает явное превосходство над техникой попроще.

Электронная система управляет сразу всеми рулями: курса, крена, тангажа — подъёма или спуска. В новейших самолётах даже направление тяги двигателей меняется согласованно со всеми прочими рулевыми органами. Собственно, и лётчиков учат работать ручкой (или штурвалом) и педалями одновременно, разворачивая машину вокруг всех трёх осей. Но автоматическая система согласует управляющие воздействия куда точнее человека, что дополнительно улучшает возможности полёта.

При всей сложности самолёта ему не сравниться с магазином или заводским цехом — не говоря уж о государстве. Понятно, им нужны управленцы не хуже опытных лётчиков и системы координации посложнее бортовых ЭВМ (так — электронная вычислительная машина — официально именуется то, для чего в быту используется английское произношение латинского слова, означающего вычислитель). Но нынче в моде старинная концепция Невидимой Руки Рынка (НРР) — вера в то, что за пределами одного предприятия не требуются никакие сознательные согласующие усилия.

Ещё Адам Адамович Смит (1723.06.16–1790.07.17) удивлённо отмечал в главе II «Об ограничении ввоза из-за границы таких продуктов, которые могут быть производимы внутри страны» книги IV опубликованной 1776.03.09 работы «Исследование о природе и причинах богатства народов»: «Предпочитая оказывать поддержку отечественному производству, а не иностранному, он имеет в виду лишь свой собственный интерес, и осуществляя это производство таким образом, чтобы его продукт обладал максимальной стоимостью, он преследует лишь свою собственную выгоду, причём в этом случае, как и во многих других, он невидимой рукой направляется к цели, которая совсем и не входила в его намерения; при этом общество не всегда страдает от того, что эта цель не входила в его намерения. Преследуя свои собственные интересы, он часто более действительным образом служит интересам общества, чем тогда, когда сознательно стремится делать это». Да и сами руководители стран и ведомств то и дело извиняются за ручное управление. Хотя, конечно, согласованием деятельности звеньев хозяйственного механизма занимаются не одиночки, а большие многоуровневые системы. Так что управление на самом деле не ручное в обычном смысле слова, но скорее автоматизированное в духе новейших авиачудес. Но адепты НРР считают наилучшим общество, стабильное само по себе, без сознательного воздействия.

Стабильность и устойчивость несомненно полезна. Но не безгранична. Подвеску автомобилей и поверхность дорог по возможности создают так, чтобы, как правило, не приходилось прилагать заметные усилия для предотвращения вылета на обочину или — ещё хуже — на встречку. Но даже совершеннейший автомобиль на лучшей магистрали не впишется в поворот сам по себе, без ручного управления (или новомодного автоматического водителя, по сложности превосходящего лучшие авиационные достижения).

Общество тоже нуждается в тех, кто ставит большие цели, кто сознательно управляет манёврами, нужными для их достижения. Но не менее важно, что хозяйство, достаточно устойчивое, чтобы полагаться на НРР, заведомо менее эффективно, нежели управляемое осознанно.

Правда, возможностей управленческих технологий ещё лет десять не хватит для полного и точного планирования всего мирового производства как единого целого. Но уже достаточно для согласования, например, всей российской оборонной промышленности. А главное — пока мы не поймём неэффективность НРР, мы и не озаботимся развитием систем осознанного управления.