Неизвестные подробности о самом известном в Крыму самолёте

ИЗ КИНОЗАЛА В САМОЛЁТ

Летающие лаборатории появились ещё в СССР, а точнее, сразу после войны. Они должны были решить очень серьёзную проблему, с которой столкнулась авиация тех времён, - обледенение самолётов. Тогда же в стране получила развитие такая наука, как физика облаков. Росгидромет проводил исследования на переоборудованных двухмоторных самолётах, оставшихся с войны.

Кстати, известный фильм «Иду на грозу» по Даниилу Гранину снимали в Крыму, и там показан один из первых метеосамолётов с датчиками облачности и грозового электричества. Это Ил-14, переделка американского «дугласа». Такие летательные аппараты были в Главной
геофизической обсерватории в Ленинграде и в Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) под Москвой, в Долгопрудном.

В 1978 году начала реализовываться очередная программа партии и правительства, по которой ЦАО переоборудовала в лаборатории четыре самолёта: два Ан-12 и два Ил-18. На одном из Илов выпускник Московского физико-технического института Аркадий Колдаев пролетал две с половиной тысячи исследовательских испытательных часов. Все научные сотрудники зачислялись в состав экипажа, но перед этим проходили врачебную лётную комиссию, соответствующее обучение и получали квалификацию борт-наблюдателя или борт-оператора. Фильм «Иду на грозу» о первых физиках, исследующих электрические разряды-молнии в атмосфере, Аркадий посмотрел ещё в студенческие годы. Романтика, драматизм полётов во многом предопределили его дальнейший путь в науку. А первое чувство страха пришло позже, после встречи с Эмили.

ИДЁМ В УРАГАН

Это произошло во время международной экспедиции на Кубу. Для чистоты эксперимента необходимо было войти в самое нутро тропического урагана Эмили, что экипаж Ил-18 «Циклон» и сделал.

- Я отвечал за средства дистанционного зондирования, - вспоминает Колдаев. - Крупным градом нам пробило обтекатель переднего радиолокатора - это в носу самолёта. У меня под брюхом фюзеляжа был ещё один радиолокатор кругового обзора, который осадки смотрел. У него тоже оказался пробит прозрачный обтекатель. Было ощущение, что по нам стреляют шрапнелью, такие сухие, жёсткие удары. Дыр, дыр, дыр. Всё трещит. Чудом спаслись. Командиром корабля был лётчик-испытатель, он нас из облаков и вывел. Идём на базу, обсуждаем, как завтра полетим в этот ураган. Садимся и смотрим на лица техников из нашего же отряда, которые трап подкатывают, а глаза у них сильно расширенные. Мы спускаемся: «Что такое?» Они спрашивают: «Вы где летали»? А у нас все винты в зазубринах, будто по ним рашпилем прошлись. А с обтекателем какая штука - если он пробит, то набегающим потоком его разрывает, поскольку он по структуре как соты, сделан из пластика. Так у нас первый слой был разбит, а во втором из 8 сотов остались два. Практически без носа садились. В общем, нас бог миловал. Потом приезжала бригада из Москвы, так как это считалось предпосылкой авиапроисшествия. Нам запретили летать в облака. Нос техники потом заклеили, а на обратном пути домой дали указание лететь низенько, тучки обходить. Хоть мы и молодые были, но тогда осознали всю опасность.

УНИКАЛЬНАЯ НАЧИНКА

Летающая метеонаука неоднократно переживала нелёгкие времена. Последний раз до распада Союза такие самолёты активно использовались при ликвидации последствий чернобыльской катастрофы. В 1990-е много аппаратов было продано в другие страны, поскольку они оказались не востребованы в тяжёлых экономических условиях. Содержать их было не на что. Ведь только стоянка в аэропорту одного самолёта обходилась в 140 тысяч рублей в месяц. Это без дорогого регламентного обслуживания.

Счастливый для науки случай выпал в конце нулевых. В 2008 на уровне правительства была принята специальная целевая программа, которая позволила создать новый самолёт-лабораторию на базе Як-42. Эта машина и сегодня уникальная в России. Других гражданских самолётов с таким набором оборудования больше нет. Только у военных.

Первое отличие Як-42Д Росгидромета от его пассажирских собратьев - внешний вид. Фюзеляж и крылья борта напичканы разнообразными датчиками и блоками с исследовательской аппаратурой. Часть узлов вынесена на отдельные пилоны, располагающиеся под крылом. Кстати, именно от расположения этих узлов во многом зависел выбор модели самолёта для превращения его в летающую лабораторию. У большинства современных машин двигатели вешаются под крыло, что существенно уменьшает его свободную площадь, на которой можно разместить аппаратуру. А создаваемые двигателем возмущения отрицательно сказываются на точности получаемых данных.

У Як-42Д все три силовые установки находятся в хвостовой части фюзеляжа, что позволило разом решить обе проблемы. В салоне три четверти места занимают компьютеры для обработки данных, поступающих с внешних датчиков. Чтобы разместить семь тонн научного оборудования, пришлось полностью переделать «внутренности» самолёта, установив, помимо прочего, несколько операторских постов.

Часть информации записывается для обработки после выполнения полёта, а часть необходимо анализировать в режиме реального времени. Для этого на борту помимо лётного экипажа находится научный в составе от 8 до 14 человек. В основном это физтехи из МГУ и МФТИ. Главное требование к ним - отлично разбираться в навороченной аппаратуре. Кроме того, здоровье должно быть как у лётчика. Все «воздушные» учёные каждый год проходят ВЛЭК - врачебно-лётную экспертную комиссию, в которой десяток докторов. Только после её заключения о годности к полётам сотрудник получает или продлевает своё лётное удостоверение. Очереди на работу в такой крылатой лаборатории и раньше не было, и сейчас не наблюдается. Труд рискованный, с тяжёлыми нагрузками и требованиями, а зарплата не самая большая.

НЕ ВОЛШЕБСТВО, А ФИЗИКА

- Чтобы вызвать дождь, не нужно быть колдуном или шаманом. Для этого есть наука - физика облаков, - рассказывает Аркадий Колдаев. - Благодаря ей установили, что в облаке присутствует переохлаждённая капельная вода. На земле жидкость замерзает при температуре 0°С или чуть ниже, а в облаках эти капли могут сохраняться до минус 35°С. Всё дело в силе поверхностного натяжения. Она-то и препятствует замерзанию. Дождь образуется из-за испарения капелек воды, а получившийся водяной пар накапливается на кристаллах. Это физический эффект перекачки капель в кристаллы. Когда они становятся большими, не могут удержаться в воздухе, оседают на уровне высоты, где температура переходит через ноль от минуса к плюсу. В Крыму сейчас наш самолёт зафиксировал ноль на высоте примерно 3 км. Вот здесь этот кристаллик тает и превращается в каплю осадков. Они дождём и выпадают на землю. Если в нужное место в облаках внести искусственные ядра кристаллизации, то там начнётся быстрый процесс перекачки капельной воды в кристаллы и они начнут выпадать. В этом и весь фокус. Мы воздействуем на неустойчивость, когда небольшое количество реагентов приводит к очень большим последствиям, то есть осадкам. Этот эффект по энергетике можно сравнить, извините, с сантехническим бачком. Вы нажали на кнопочку, тратите мизер сил, а вытекающая вода проводит работу, которая в сотни раз превосходит ваши усилия при давлении на кнопку. Вот такое популярное объяснение.

Для воздействия на облако есть несколько способов. В Крыму применяются два: пиропатроны с йодистым серебром и генератор с жидким азотом. Оба совершенно экологичные. Пролетая над зоной с переохлаждённой водой, самолёт отстреливает патроны, которые распыляют реагент, превращающий капли в кристаллы. Дождь гарантирован. Но есть одно условие - в небе должны быть облака или тучи. Именно поэтому лаборатория в антициклон, при ясном солнышке не работает. Собственно, из-за этого она на время улетела из Крыма. И ещё любопытный нюанс. Учёные установили, что, увеличивая осадки в одном конкретном месте, они обезвоживают соседние территории. То есть напрямую влияют на перераспределение дождей. Не случайно, работая за рубежом, в контракт вносят пункт о возможных спорах, ответственность за которые ложится на заказчика.

ПОЧЁМ ДОЖДИК?

Экономически эффективнее для обеих сторон работать самолёту по большим скоплениям облаков. Простой подсчёт: если выпадает 30 мм и лаборатория увеличивает количество на 30 процентов, то земля дополнительно получит ещё 10 мм осадков. Это существенный показатель. Поэтому чем хуже прогноз погоды в Крыму, тем интенсивнее будут трудиться «воздушные» учёные. Пока крымские власти изыскали 25 млн рублей на эту работу, что подразумевает 35 лётных часов. Кому-то эти миллионы могут показаться пугающими, но расчёты говорят о другом. С учётом абсолютно всех расходов на экспедицию стоимость искусственных осадков составит 7 рублей 80 копеек за кубометр. Дорого это или дёшево в условиях засушливого сезона и ограничений подачи воды - делайте вывод сами.