Анализ отказов и лётных происшествий по всем типам учебно-тренировочных самолётов-истребителей дал однозначный ответ на вопрос о надёжности тренировочных самолётов этой серии: УТИ МиГ-15 в то время был самым надёжным из всех подобных летательных аппаратов.
Тогда возникло сомнение: а может быть, данный экземпляр самолёта (с бортовым номером 18) был хуже других? Самые квалифицированные лётчики-инструкторы, летавшие на разных самолётах УТИ МиГ-15, единодушно выделили № 18 как лучшую машину.
Технические характеристики летательного аппарата тоже были в пользу самолёта № 18. Так, например, неизрасходованный ресурс по самолёту и двигателю у него был более 30, а по оборудованию — свыше 60 процентов.
Изучению подвергались состояние и организация эксплуатации авиационной техники в данной части. Вначале это было скрупулёзное, даже придирчивое рассмотрение, как ведётся документация по вопросам эксплуатации. Затем всему инженерно-техническому составу учинили экзамены: достаточно ли они подготовлены и умеют ли правильно эксплуатировать самолёты? И, наконец, был проведён выборочный контроль фактического состояния авиационной техники. При этом не забыли проверить, кондиционны ли топливо и масло, которыми заправляют самолёты.
После этого комиссия сделала вывод: «Подготовка самолёта к полёту 27.3.68 г. произведена в полном объёме, в соответствии с требованиями действующей документации по технической эксплуатации».
Гораздо труднее было определить состояние самолёта, его двигателя, работу оборудования во время полёта, вплоть до удара о землю.
Однако научные методы расследования позволили объективно установить, казалось бы, невозможное. Было доказано не только то, что все системы на летательном аппарате функционировали безотказно до конца, но даже восстановлены все основные количественные показания приборов.
Один из способов, который был тогда применён, — анализ отпечатков стрелок приборов на циферблатах, которые остаются при сильных ударах. Таким образом, удалось установить время падения самолёта (по двум часам — бортовым в кабине Гагарина и его наручным), восстановить показания авиагоризонта, узнать обороты двигателя, углы отклонения рулей высоты и так далее.
Результатом данных работ стали следующие выводы комиссии:
«На самолёте разрушений и отказов агрегатов и оборудования в полёте не имелось. Разрушение самолёта произошло при ударе о землю. Все изломы и деформации характерны для разрушений от однократно приложенной нагрузки. Следы усталостного разрушения деталей и элементов конструкции отсутствуют».
«Пожара и взрыва на самолёте в полёте не было. Противопожарная система в полёте не использовалась».
«Двигатель в момент столкновения с землёй работал».
«Электрическая сеть самолёта находилась под током от генератора ГСН-3000».
«Командная радиостанция РСИУ-3М была включена… Электропитание на станцию подавалось».
«Кислородная система… была исправна».
Особо выделим одно очень важное заключение комиссии:
«Попытка катапультироваться лётчиками не предпринималась».
В качестве примера поясним, каким образом был установлен этот факт, на чём основывается данное заключение комиссии.
Ручки, с помощью которых при катапультировании производится аварийное сбрасывание подвижных частей фонаря, оставались в исходном положении. Штоки цилиндров, подбрасывающих фонарь, также были в исходном положении. Пиропатроны системы аварийного сброса фонаря не срабатывали. И ещё ряд подобных признаков.
Мы уже говорили, что по отпечаткам стрелок на циферблатах приборов были восстановлены их показания в момент удара самолёта о землю. Так было установлено, что двигатель работал, имея 9–10 тысяч оборотов в минуту. Кроме того, стали известны значения скорости полёта и снижения, время удара о землю.
Делалось всё возможное, чтобы использовать несколько независимых источников информации. Вот некоторые характерные примеры.
Сразу после установления места падения самолёта были приняты меры для сохранения обстановки в нетронутом виде. Кроме того, немедленно начались фотографирование, тщательные измерения, аккуратный сбор и учёт всех частей самолёта…
По вершинам срубленных самолётом берёз удалось достаточно точно установить угол наклона его траектории перед ударом о землю.
Размеры ямы, образовавшейся при ударе, позволили независимо от показаний приборов специальными расчётами определить скорость полёта самолёта.
Очень важно было знать время удара о землю. Вот что сказано по данному вопросу в заключении комиссии.
«Время, зафиксированное при разрушении часов, составляет примерно 10 часов 30 минут. Это подтверждается отметками часовой и минутной стрелок наручных часов марки „Super Automatik“, а также минутной стрелки авиационных бортовых часов первой кабины».
Специалисты, оценив погрешность их данных (например, анализом динамики полёта), установили наиболее вероятное время гибели лётчиков: 10 часов 31 минута.
Не менее строго и придирчиво изучалась организация полётов. Было проверено соблюдение порядка подготовки к полётам отдельных экипажей, части в целом и других частей близлежащих районов. Изучались версии о столкновении с другим самолётом, шаром-зондом, запускаемым для получения данных о состоянии атмосферы, с птицами.
Подразделения солдат несколько раз прочёсывали округу в поисках шара или останков птиц, пострадавших при столкновении. Были изучены многие документы, регламентирующие полёты. Сопоставлены проводки радиолокаторами самолётов, летавших в это время в данном районе. Версии о столкновении были отвергнуты.
Тщательно анализировался уровень подготовки Гагарина и Серёгина. Все заключения были однозначны и категоричны: оба лётчика были подготовлены хорошо.
Члены комиссии придирчиво отбирали все достоверные сведения. Сопоставляли показания очевидцев. Например, чтобы уточнить, кто был на предварительной подготовке 26 марта и на предполётной 27-го, попросили участников нарисовать, кто где сидел. В результате было установлено, что Гагарин был на обеих и, как всегда, активно работал за первым столом.
Весьма полная, объективная и важная информация была получена при всесторонних медицинских исследованиях.
Во-первых, медики проанализировали магнитофонную запись речи Гагарина за минуту до гибели, изучив динамику её частного спектра. Во-вторых, они установили, в каких позах находились лётчики при ударе (по отпечаткам обуви и пальцев рук). В-третьих, произвели тщательное и разностороннее обследование останков лётчиков, в том числе анализ крови.
Достоверно установлено, что за минуту до гибели Гагарин пребывал в совершенно нормальном состоянии: речь его была спокойной, размеренной. Экипаж находился в работоспособном состоянии, позы обоих лётчиков до конца были рабочими. Так, Гагарин левой рукой держался за ручку управления двигателем, ноги у того и другого лётчика были на педалях. Никаких следов отравления ядами, газами не было, так же как и признаков характерных повреждений от взрыва или пожара.
Как ни кощунственна сама мысль, что они могли совершить полёт нетрезвыми, но и она не осталась обойдённой.
Был произведён тщательный химический анализ останков и крови лётчиков. После тщательного изучения было установлено отсутствие в останках и крови 8 летучих веществ, 10 тяжёлых металлов, а также барбитуратов, алкалоидов, этилового алкоголя, метилового алкоголя. Выявлено также, что содержание в мышечных тканях углеводов, гликогена и молочной кислоты было в пределах нормы.
Естественно, перед заключением о состоянии лётчиков результаты последних анализов сопоставлялись с нормальными, содержащимися в их медицинских книжках.
Итак, что случилось в полёте? Прежде всего изложим те факты, которые можно считать установленными твёрдо и достоверность которых у нас не вызывает сомнений.
Никаких оснований для подозрений в любом виде диверсии (взрыв, пожар, отравление лётчиков и т.д.) нет. Ни одна часть самолёта до удара о землю не была разрушена, все детали его, вплоть до самых мелких, были найдены на месте падения, в образовавшейся глубокой яме. До конца полёта экипаж был работоспособен, энергично боролся за спасение своих жизней и самолёта.
Версия о недостаточной подготовленности лётчиков, о проявлении ими легкомыслия, недисциплинированности не имеет под собой никаких оснований. Организация полёта, сам полёт, подготовка лётчиков и материальной части проводились в полном соответствии со всеми инструкциями и наставлениями.
Может быть, причиной катастрофы было столкновение двух самолётов? Или их самолёта с чем-нибудь ещё: шаром-зондом, птицей? И эта версия была отвергнута: никаких следов столкновения не найдено, останков птицы или частей разбитого шара-зонда во всей округе не обнаружено.
Естественно, одной из главных проблем было исследование работоспособности авиационной техники в полёте. Не было ли разрушений, отказов, которые могли послужить причиной катастрофы? Нет. Авиационная техника на этот раз не подвела. Даже тогда, когда, борясь за жизнь на последнем участке полёта, Гагарин и Серёгин довели перегрузку до 10–11.
Так что же могло произойти в полёте, что могло стать причиной катастрофы?
До последнего доклада Гагарина руководителю полётов ничего опасного или просто необычного экипаж не наблюдал и не ощущал.
Напомним, что Гагарин и Серёгин летали между двумя слоями облачности в зоне, где совсем не была видна линия горизонта или, во всяком случае, наблюдалась плохо, с перерывами. При рассмотрении последнего этапа полёта важно понимать, в каких погодных условиях он протекал.
Комиссии удалось получить достоверную информацию о положении самолёта перед самым ударом о землю. Прибыв после катастрофы, на месте гибели лётчиков были немедленно произведены замеры угла наклона траектории на данном участке, а также размеры ямы, образовавшейся при ударе. Последнее помогло рассчитать скорость удара о землю. Эти данные дублировались показаниями приборов самолёта, расшифрованными по отпечаткам стрелок на циферблате.
Несложными расчётами были получены все недостающие параметры движения летательного аппарата, характеризующие его положение перед ударом о землю:
Угол атаки самолёта α = 20°, угол наклона траектории с горизонтом φ = –50°, угол тангажа ν = –30°. Скорость полёта самолёта V = 190 м/с, вертикальная составляющая скорости Vy = 145 м/с, перегрузка — около 10.
Таким образом, самолёт находился на запретном (закритическом) режиме, при котором крыло обтекается ненормально (со срывом потока и тряской).
Специалисты по динамике полётов, используя указанные данные, произвели ряд расчётов, дублируя их в двух организациях.
Из 12-минутного полёта нам известно всё мало-мальски существенное о первых 11 минутах.
Практически удалось установить состояние самолёта и действия лётчиков при выходе из нижнего слоя облаков. Здесь полёт совершался при ещё большем угле наклона траектории (угол наклона траектории достигал –70° или даже –90°), т.е. самолёт отвесно (или почти отвесно) пикировал. Видимо, как только лётчики сориентировались по естественному горизонту, они стали максимально энергично выводить машину из пикирования.
Мы не можем, однако, дать однозначный ответ на последний вопрос: как и почему самолёт попал в такую ситуацию?
Получив разрешение от руководителя полётов на возвращение, Гагарин должен был делать разворот с курса 70 на курс 320 со снижением и при отсутствии видимости естественного горизонта. Далее произошло какое-то неожиданное событие, которое привело к тому, что самолёт оказался на закритическом режиме в положении крутого пикирования.
Три наиболее вероятные причины могли быть виной этому.
При подходе к верхней границе нижнего слоя облачности, который был весьма рваный, с языками облаков, лётчики могли принять такой язык за неожиданно возникшее препятствие: летящий самолёт или шар-зонд. Строго говоря, там действительно могло быть какое-то препятствие, например стая птиц. И хотя точно установлено, что столкновения не было, но исключить сближения нельзя. А оно могло привести к резкому манёвру со взятием ручки на себя, выходу на закритические углы атаки и сваливанию самолёта.
Второй из возможных причин могло быть попадание в след пролетавшего самолёта. С концов крыла у каждого самолёта сбегают так называемые свободные вихри (иногда их называют вихревыми жгутами, или концевыми вихрями), и образуется как бы смерч. Лётчики хорошо знают, что при полёте строем, при дозаправке в воздухе одного самолёта другим нельзя попадать в сферу действия концевых вихрей. С мощным воздействием закрученного потока справиться почти невозможно: самолёт кренится и выбрасывается из зоны вихревого движения воздуха.
По мере удаления от самолёта концевые вихри слабеют, рассасываются, действие их ослабевает. Однако на расстояниях до 2–3 км (а для тяжёлых самолётов и раза в полтора больших) вихревое движение сохраняется и попадание в центральную часть жгута остаётся опасным. Таким образом, если здесь пролетал самолёт даже за 15–20 секунд до этого, то его вихревой след мог вызвать резкий крен и сваливание.
Ещё одной причиной выхода самолёта на закритические углы атаки мог оказаться восходящий вертикальный поток воздуха, который при горизонтальном полёте увеличивает углы атаки. Правда, для этого он должен быть довольно интенсивным. Так, при скорости полёта 100 м в секунду возрастание угла атаки на 5–6° получается при восходящем потоке 10 м в секунду. Скорее всего, самолёт шёл со снижением, тогда и горизонтальный порыв ветра мог вызвать рост угла атаки (за счёт составляющей скорости ветра, перпендикулярной направлению полёта).
В условиях приближающегося в тот день холодного фронта исключать рассмотрения подобные явления в атмосфере нельзя.
Могло иметь место сочетание двух каких-либо из указанных событий, а может быть, и всех трёх.
Следует отметить, что, когда не виден естественный горизонт, как и было в этот раз, пилотирование затруднено и пространственная ориентировка ведётся только по приборам.
Однако резкий манёвр, особенно если он сопровождался выходом на большие углы пикирования, мог привести к большим ошибкам в показаниях авиагоризонта АГИ-1. В этом случае правильно оценить своё пространственное положение лётчики смогли бы, только выйдя из облачности, т.е. лишь на высоте около 500–600 м. Для выхода из штопора или отвесного пикирования такого запаса высоты недостаточно.
Подводя итог всему сказанному, можно предположить, что, доложив руководителю полётов о завершении упражнений в зоне и получив разрешение на возвращение, Гагарин после исходящей спирали стал сразу же выполнять разворот. Обычно при таком манёвре происходит постепенное нарастание перегрузки, углов атаки, углов крена.
Вблизи верхней границы нижнего слоя облаков самолёт испытал воздействие, о котором речь шла выше. Скорее всего, это привело к сваливанию на крыло, чему способствовали подвеска дополнительных баков под ним.
Оказавшись в сложнейшей ситуации, оба лётчика не только не растерялись, но и сделали всё возможное для спасения, мгновенно выработав самый верный, оптимальный способ действий.
В течение нескольких секунд Гагарин и Серёгин, сохраняя чёткость согласованных действий, боролись за жизнь, хотя и находились под воздействием огромных перегрузок. Такое посильно только очень мужественным, здоровым людям, отлично тренированным лётчикам, — заканчивают свой рассказ С. Белоцерковский и А. Леонов. — Сделав всё возможное, они погибли. Им не хватило всего 250–300 м высоты, всего лишь 2 секунд полёта. Как это мало, но как это дорого стоит в авиации и космонавтике!