С разнотолщинностью боролись долго. Сначала толщина гуляла почти на тридцать процентов, часто приводя к обрывам — на переходах между разными толщинами возникали внутренние напряжения, которые и ломали волокно. Потом, когда приноровились сохранять постоянство температурных параметров на выходе из фильер и варить однородное стекло, и обрывы, и разнотолщиность уменьшились — до 3-5 обрывов на килограмм и на 15% по толщине соответственно.
Вообще — фильеры располагались сначала два ряда — по двадцать штук, всего — сорок волокон в нити. Это позволяло сохранять однообразие условий охлаждения для фильер, и соответственно снижало трудоемкость поддержки техпроцесса. Но потом попробовали ставить два таких набора на один сосуд. Поначалу дело не шло — внутренние ряды обоих наборов нагревались сильнее, нарушалось единообразие температурных режимов и повышалось количество обрывов — или на внутренних, или же на наружных рядах, если понижали температуру фильер. Потом подумали и поставили междурядный охладитель — медные пластины, между которыми протекала проточная вода. Во внутренних рядах стали проскакивать утолщения — явно ускоренное охлаждение подфильерной стекломассы слишком быстро повышало ее вязкость и волокно не успевало вытянуться. Тогда увеличили подогрев стекломассы в самом сосуде, но люди были уже опытные, съели не одну собаку, поэтому соответствующим образом стали охлаждать и внешние фильеры, хотя и меньше, чем внутренние, но так, чтобы результирующая температура была одинакова. И тут всех ждал сюрприз. Повышенная температура в сосуде уменьшала вязкость, стекло вытекало интенсивнее, а ускоренное охлаждение в районе фильер резко повышало вязкость внешнего слоя подфильерной массы, что приводило к меньшим напряжениям в вытягиваемом волокне и соответственно уменьшало и обрывность. Вот так, одним махом, получили увеличение производительности с одного сосуда — и за счет увеличения количества фильер, и за счет увеличения прохождения стекла через каждую фильеру, и за счет уменьшения количества обрывов. Добавление еще двух стафильерных пластин с охладителями надолго сняло проблемы повышения производительности. Естественно, добавилось и количество регулировочных параметров — приходилось следить за подфильерной температурой и регулировать ее изменением подачи охлаждающего воздуха и воды. Но — двести килограммов нити в сутки с одного аппарата — ради этого стоило трудиться.
Еще более равномерным волокно пошло, когда стали следить за постоянством и в пространстве над фильерами. Стекло вытекает в фильеры под давлением, которое оказывает стекломасса в емкости. И тут выявилась очередная проблема — с понижением уровня стекломассы она все меньше и меньше давит на нижние слои, соответственно падает скорость истекания стекла через фильеры. Пришлось перейти к непрерывной подпитке, когда стекломасса постоянно подливалась в горшки малыми дозами, чтобы не вызвать резких скачков уровня стекла и соответственно давления на нижние слои. Так что теперь надо было термостабилизировать как фильерную, так и пополняющие емкости. Но это снизило обрывность еще где-то на 0,6 на один килограмм стекломассы.
Обрывам способствует и термическая неоднородность стекломассы. От нее избавились просто — обложили горшок с расплавом изоляцией из стекловаты, и за время, пока горшок протекал через фильеры, температура оставалась более-менее постоянной. К тому же, одинаковая температура рабочей и пополняющей стекломасс обеспечила равномерность температурного поля — отсутствие скачков температуры не создавало переходов во внутренней структуре стекла. Как уж они справились с еще одной напастью — затеканием стекломассы снаружи вверх по фильерам — я не интересовался — затребовал отработанную на тот момент технологию получения ста килограммов стекловолокна в сутки и побежал — "А! И фильтры ! С вас фильтры из стекловаты для техники !!!" — решать другие проблемы.
ГЛАВА 34.
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 до войны свои собственные самолеты или как минимум планеры, 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 ярковыраженная 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 скорее всего была наиболее подходящей. 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 при прессовке части должны будут одновременно 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 внутри одну плоскую пластину, она 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 вертикальные защипы 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 !
