Мстислав Келдыш. Эффект шимми
В 1930-е гг. конструкторам Центрального аэрогидродинамического института имени удалось усовершенствовать действующие самолеты и создать поистине уникальные машины. Однако серьезной помехой по-прежнему оставался флаттер – резко возникающая и нарастающая вибрация самолета при некоторой критической скорости. Нередко явление флаттера приводило к разрушению крыльев и фюзеляжа самолета, а в целом создавало серьезную помеху развитию реактивной авиации.
За решение этой проблемы и взялся Мстислав Келдыш. Он пришел к выводу, что вибрацию можно ликвидировать путем демпфирования (затормаживания) колебаний. Явление флаттера было преодолено: путем сложных математических расчетов были выработаны практические приемы для исключения вибрации при любой скорости полета. В результате самолетные конструкции сохраняли устойчивость даже при самых сложных условиях.
На основе разработанной теории неустойчивых колебаний было найдено решение еще одной, весьма важной в практическом отношении проблемы, заключавшейся в самопроизвольных поворотах и смещениях переднего колеса шасси самолета при взлете и посадке.
Одним из ярких достижений стала работа «Шимми переднего колеса трехосного шасси», посвященная решению проблемы, которая представлялась ничуть не менее сложной, чем проблема флаттера. Дело в том, что самые первые самолеты с трехколесным шасси во время движения по взлетно-посадочной полосе попадали в неприятную ситуацию: в момент, когда машина достигала определенной скорости, ее переднее колесо, словно по собственной воле, поворачивалось вокруг стойки сначала вправо, затем влево. Самолет мог даже съехать с взлетной полосы или, например, зарыться носом в землю. Если же в результате колебаний передняя стойка шасси разламывалась на большой скорости, погибали и самолет, и пилот.
удалось создать для самолетов надежную систему защиты, предохраняющую от подобных аварий. В результате длительных поисков решения проблемы он получил уравнение, выражающее явление шимми. В своей работе он изложил теоретические тезисы и конкретные инженерные рекомендации, позволявшие устранить явление шимми.
Интересно, что название «шимми» носил в то время популярный на Западе танец — американский фокстрот. Благодаря разработкам отечественные самолеты перестали «танцевать» на взлетной полосе. За время Великой Отечественной войны на взлетно-посадочных полосах фронтовых аэродромов не было зафиксировано ни одной серьезной поломки, связанной с эффектом шимми.
