Явление «флаттер»

Первые аэропланы, поднявшиеся в небо, строились больше по наитию конструкторов-энтузиастов, чем по науке. Ведь полагаться приходилось только на свои идеи и небольшой опыт. По сути, это был путь проб и ошибок, позволивший со временем вывести свои законы в авиастроении.

Ближе к 30-м годам двадцатого века самолёты существенно прибавили в скорости полёта. Казалось, что путь к новым достижениям открыт. Но триумф от роста скорости омрачила серия катастроф. Причём по своему характеру она была идентична практически для всех стран, располагавших собственными авиационными конструкторскими бюро. Первое время их причина казалась просто необъяснимой. 

Проанализировав все накопленные данные, выяснили, что разрушение происходило не мгновенно, как поначалу казалось наблюдателям с земли. До него некоторое, хотя и чрезвычайно короткое время происходили вибрации, чаще всего крыльев, а иногда оперения самолёта. Этому явлению дали имя «флаттер», от английского flutter — дрожание, вибрация. Итак, «флаттер» — это сочетание самовозбуждающихся незатухающих изгибающих и крутящих автоколебаний крыла или хвостового оперения самолёта (впоследствии проявлялся и у несущего винта вертолётов). Возникает при достижении критической скорости соответствующей конструкции конкретного летательного аппарата, а появляющийся резонанс приводит к разрушению планера.

В Советском Союзе изучение «флаттера» было начато в Экспериментальном аэродинамическом отделе ЦАГИ. К работе над проблемой подключили молодого, но уже проявившего свои незаурядные способности инженера Мстислава Келдыша. Мстислав Всеволодович для подавления «флаттера» органов управления самолёта использовал нелинейный анализ математических моделей и метод гармонического баланса. После проведения ряда лётных экспериментов и опытов в аэродинамической трубе в 1939 году Народный комиссариат авиационной промышленности СССР обязал всех авиаконструкторов согласовывать через отдел ЦАГИ, в котором работал Келдыш, расчёт на «флаттер» всех самолётов новых конструкций. Задача была решена. 

Во время войны — в 1941 году — Мстислав Келдыш стал начальником отдела динамической прочности ЦАГИ и курировал проблему вибраций в самолетостроении. В апреле 1942 года был награждён Сталинской премией 2-й степени за научные работы по предупреждению разрушения самолётов вследствие флаттера крыльев и хвостового оперения.

Наряду с научно-экспериментальными исследованиями в ЦАГИ занимался внедрением разработанных рекомендаций в самолетные конструкторские бюро и на авиационные заводы. За что был награжден орденом Трудового Красного Знамени (1943 г.) и орденом Ленина (1945 г.).

С развитием технологий проблема явления «флаттер» сама собой не пропала. Как и прежде, неверные расчёты при конструировании машины могут иметь фатальные последствия.