1. Одна шпилька из восьми

1. Одна шпилька из восьми

Самолет «Аэрокобра» или «Кингкобра» — мы их получали по лендлизу с 1942 или 43 года. Одноместный истребитель, трехколесное шасси, переднее колесо одно, сзади два. Вот чертеж, вот место летчика, колеса, гидроцилиндры, которые в полете убирают стойки. Гидросистема заполнена смесью спирта с глицерином, рабочее название которого «ликер шасси» и, естественно, эта смесь применялась не только для заполнения гидросистемы. Двигатель V-1710 Е4 стоит сзади летчика, а редуктор впереди. Пушка стреляет через пустотелый вал редуктора и ось винта, синхронизатор в током случае не нужен. Вал, который передает момент от двигателя на винт, проходит под летчиком. По дороге — одна подшипниковая стойка; впереди — рама, на которой укреплен редуктор. С другой стороны рамы, на тех же восьми шпильках в два ряда, что крепят редуктор, укреплена пластина, к которой крепится стойка переднего колеса шасси. Редуктор впереди, а не на моторе, чтобы передавать момент при большем числе оборотов — тогда вал получается тоньше. Формулы показаны на поле чертежа — момент зависит от мощности и частоты вращения; чем больше частота вращения, тем меньше момент при той же мощности. А с уменьшением момента, при сохранении тех же напряжений в материале, можно уменьшить массу вала. Когда еще «Кобры» не поступили к нам в часть, был спор — где у них стоит редуктор. Мне даже предлагали пари, но я сказал, что из двух спорящих один жулик, а другой дурак, так что спорить не будем.

Момент кручения, передаваемый валом от двигателя V1710E4 на редуктор M = 71620 N / n, где M — момент, кг·см, N — мощность, лс (hp), n — частота вращения вала, об/мин. Диаметр вала должен быть не менее такого, который удовлетворяет условию d 3 = 10M / ?доп , где d — диаметр вала, см; ?доп — внутр. напряжение.

Шпильки, крепящие к раме редуктор и пластину, на которой крепится стойка колеса, имеют следующий вид — крупная рельса, которая ввинчивается в корпус редуктора, потом гладкая часть, находящаяся в раме фюзеляжа и мелкая резьба, а на ней — корончатая гайка, зажимающая весь пакет. И через гайку контрящая проволочка. Шпилек было восемь.

«Кобры» летят по Соединенным Штатам до Аляски, до аэродрома Фэрбенкс. Оттуда в Сибирь, садятся в Якутске, потом в Красноярске, в итоге — в нашу часть. По прибытии в часть самолеты внимательно осматриваются, и мы обнаруживаем, что 60…80 % случаях они имеют дефект — обрыв одной и той же шпильки. Правой (если смотреть от винта) нижней шпильки.

Чему нас учит сопромат? Если пластина привинчена к плите рядом болтов и на конце пластины приложена сила, то напряжения в болтах тем больше, чем болт ближе к точке приложения силы. При посадке колесо ударяется о посадочную полосу, удар передается на стойку, и на ближайшей шпильке — наибольшее напряжение. А почему рвалась именно одна и всегда одна и та же шпилька? Потому что винт вращается всегда в одну сторону, и добавлялось небольшое напряжение среза при ударе о полосу.

Что я сделал? Во-первых, пришлось делать специальную оснастку для извлечения отломанной части шпильки, называется это устройство «гитара». Мы сверлили отверстие в остатке шпильки, вбивали туда квадратный штифт и за него вывинчивали остаток шпильки. Новую шпильку я делал из стали 20ХН3 А, нормализованной, причем среднюю часть тоньше, чем в прототипе, по внутреннему диаметру крупной резьбы. Исчез концентратор напряжений, и энергия удара стала поглощаться в большем объеме материала. Мы сделали и шпильки точно по их фирменному образцу, и оказалось, что наши при проверке в лаборатории на копре выдерживали существенно большие ударные нагрузки. Испытания в самолете также показали, что наши шпильки не рвутся.

Возможно, еще сказывалось то, что самолеты перегонялись через места с холодным климатом, в Якутске бывало -55 °C, а при низкой температуре сталь делается хрупкой.