Возникновение и развитие методики лётного обучения в России

Главной проблемой авиации всегда была безопасность полётов, а безопасность в первую очередь зависит от умения пилота управлять воздушным судном и уровня его подготовки. Поэтому выбор подходов к обучению пилота был важен еще “на заре развития авиации”. У пионеров авиации было много проблем.

Во-первых, конструкция первых летательных аппаратов была далека от требований, предъявляемых к учебным самолётам, и не обеспечивала безопасности полёта.

Во-вторых, не было достаточных знаний о теории полета и не было методик обучения пилотированию.

До 1910 года первые авиаторы учились летать самостоятельно. Затем начали возникать авиационные школы (курсы) обучения пилотов. Методика лётного обучения в этих школах, зависела от конструктивных особенностей самолётов того времени. В период 1909-1912 гг. самыми популярными самолётами были двухместный биплан «Фарман-IV» и одноместный моноплан «Блерио-XI». В соответствии с этим утвердились и две методики лётного обучения: «школа Блерио» и «школа Фармана». В России применялась в основном методика Фармана.

Желающим присоединится к первой волне открывателей воздухоплавания и располагающим достаточными средствами на покупку собственного летательного аппарата, не рекомендовалось приобретать машину с двигателями [1]. Первые полёты рекомендовалось начать на планёре. Он легче, мягче в управлении и менее скоростной, а принципы его управления те же, что и на самолётах. Авиация была просто спортом, и в аэроклубах можно было видеть новичков пилотов, которые, впервые оторвавшись от земли, и почувствовав завораживающую силу полёта, забывали о предназначении средств управления самолётом и вместо рычага управления креном хватали распорки крыла. Ощущения от первых полётов, заставляющее пилота вести себя как зритель, и чувство, что машина словно птица, знает о полёте больше чем человек ею управляющий, и сама займет нужное положение, были обманчивы. Двигатель, топливо и другие детали, необходимые для полёта самолёта увеличивали вес, стоимость и размеры конструкции. Потому первые полёты было рекомендовано начинать на маленьком и лёгком планёре. Также существовало много опасений, связанных с ветром, а сталкиваться с ним на планёре гораздо безопаснее, чем на самолёте, потому что планёр, как правило, высоко от земли подняться не может. В то время в мире началось всеобщее увлечение авиацией и пилоты-энтузиасты своими руками строили планёры различных модификаций, полёты на которых продолжались не более десятков секунд.

В 1910 году, когда во Франции был налажен массовый выпуск самолётов «Фарман» и тысячи авиаторов покоряли небесные просторы, в России только открылись первые авиашколы, где пилоты-авиаторы учились летать на французских самолётах. Интересно отметить, что учителя во французских авиашколах не старались передать все тонкости управления самолётом, так как при повреждении летательных аппаратов авиашкола выставляла счета за ремонт, чем больше поломок, тем больше были счета.

Курсанты военных авиационных школ обучались 11 месяцев, и готовились по сложной программе, включающей следующие дисциплины: тактика и применение аэропланов в военном деле, развитие техники авиации, теоретические сведения по авиации, материальная часть аэропланов, двигатели внутреннего сгорания, материаловедение, сопротивление материалов, радиотелеграфия, метеорология и фотография. Практические занятия проводились по схеме: полёты с инструктором, рулежка по аэродрому, самостоятельные полёты. Общий налёт каждого лётчика составлял по 9 часов в месяц. В то же время частные авиашколы и аэроклубы (в Москве, Одессе, Киеве, Риге, Харькове и Гатчине) готовили пилотов-авиаторов за 2 месяца [2].

В первые годы развития авиации основным и, можно сказать, единственным приёмом обучения был примитивный показ [3]. Пилот-инструктор говорил курсанту: «Смотри и делай как я». Инструктор выполнял полёт, курсант старался запомнить порядок действия рычагами управления и затем копировал эти действия. Если курсанту это удавалось, – обучение успешно продолжалось. Однако часто обучение осложнялось тем, что курсант не всегда понимал, почему самолёт делает ту или иную эволюцию; при показе он не успевал уловить действий инструктора, не усваивал в ограниченное время то, что ему преподносилось. В результате такой курсант попадал в разряд “не имеющих лётных способностей”, обычно его отчисляли из школы. Процент отчисленных по отношению к обученным был очень высок. Таким образом, успех обучения в значительной степени зависел от способностей обучаемого подражать пилоту-инструктору.

И показ, и совместное управление – это методы обучения на самолётах прошлого. И пришли эти методы из прошлого, из зарубежного опыта. Не следует забывать, что все первые инструктора обучались во Франции, в основном, у А. Фармана. Вернувшись в Россию, они привнесли в лётное обучение зарубежные взгляды и методы обучения. Эти летчики привезли с собой и такие понятия, как “особое чутье”, “инстинктивное управление”, “рефлекторное пилотирование” и т.д. В обучении господствовало правило: “показываю – повтори”. Если человек не может сразу правильно повторить, значит, отсутствуют врожденные качества лётчика и его отстраняют от обучения. Отрицалось развитие личности в процессе обучения.

Совершенно неслучайно требование сознательности в подго­товке лётчиков высказал именно военный лётчик П.Н. Нестеров, не обучавшийся во Франции, прошедший лётную подготовку в России. Он резко выступал против “рефлекторного” пилотирования, “инстинктивного управления” [4].

«Блерио-XI» [Bleriot-XI] был одним из самых компактных монопланов того времени, а после перелёта через Ла Манш 25 июля 1909 г., приковал к себе всеобщее внимание [5]. С 1906 года, когда месье Блерио забросил строительство “водоплавающих” самолётов, он стал рекордсменом строительства монопланов.

Рис.1 Самолёт «Блерио-XI».

Характерная особенность конструкции этого самолёта – это крылья, которые можно было легко демонтировать для транспортировки. Фюзеляж имел квадратное сечение и представлял собой решётчато-коробчатую балку, сужающуюся в задней части и заканчивающуюся рулём направления. Шасси имело рычажно-пружинную амортизацию с самоориентирующимися колесами. Место пилота находилось между крыльями. Винт деревянный, двухлопастной. Крылья деревянные, состояли из двух лонжеронов, на которые крепились деревянные модули. Крылья обтянуты водонепроницаемой тканью. Поперечное управление осуществлялось “перекашиванием” крыла. В качестве задней опоры шасси использовалось колесо или “костыль”. Ручка управления у пилота имела типичный для Блерио вид – колоколообразную конструкцию, к которой крепились тросы управления.

Одной из основных проблем лётного обучения по методики «Блерио» было отсутствие в полёте пилота-инструктора, на самолёте было только одно место. Ученик начинал самостоятельно рулить на специальном самолёте со снятой обшивкой крыльев, вообще не способном взлететь. Затем он переходил на другой одноместный самолёт, который мог подлётывать, и так постепенно осваивал пилотирование. Как только не пытались обеспечить безопасность полёта: одним из условий обучения первых дней считалось ограничение движений главного органа управления – колокола. Все обучение в первых аэроклубах сводилось к предполётному инструктажу, а если ученик совершал ошибку в полёте, то не было уже никого кто бы мог её устранить.

На первых самолётах не было указателя вертикальной скорости, а из средств навигации был только компас, поэтому обучение пилотированию сводилось к рулению на земле, взлёту, полёту “по прямой” и посадке. А позднее можно было научиться выполнять фигуры пилотажа, но только при отсутствии ветра, так как он считался очень опасным фактором для пилотирования. А конструкции первых летательных аппаратов не могли самостоятельно бороться с креном так как не обладали достаточной поперечной и продольной устойчивостью.

К сожалению, на тот период еще не было отработанных методик обучению пилотирования, тем более изданных на русском языке, и поэтому, пилот-авиатор, преподаватель школы военных авиаторов в Одессе П. Кузнецов, в 1910 году пишет брошюру с названием: «Обучение летанию на аэроплане» [6], где подробно, шаг за шагом излагает приёмы лётного обучения на моноплане «Блерио».

В первую очередь, кандидатам, желающим пройти обучение, необходимо было иметь крепкое здоровье, хорошо знать, как устроен мотор. В частности, на этом типе самолёта устанавливался мотор «Анзани» мощностью 25 л.с., который работал не очень надёжно. Для выполнения полётов рекомендовалось выбирать ровное поле, погода должна быть безветренной, так как даже малый ветер для неопытного авиатора мог быть губительным.

Первую часть программы лётного обучения курсанты должны были провести на земле стараясь делать пробежки по прямой. Руль высоты фиксировался верёвкой, чтобы обучающийся не смог высоко оторваться от земли. Для запуска двигателя в помощь пилоту было необходимо ещё два человека: механик, который вращал винт и рабочий, который держал хвост самолёта.

Методика пробежки самолёта на земле включала 8 пунктов:

• Открыть кран перекрытия масла, проверить, если масло не идет в двигатель, подкачать его при помощи клапана подкачки.
• Перевести ручку управления двигателем вперёд.
• Потянуть колокол управления на себя. Ноги должны быть на педалях, а руки на колоколе управления. Механик, залив бензин в цилиндры мотора, делает 2-3 оборота, затем даёт сигнал.
• Нажать кнопку зажигания. Не делать это раньше подачи сигнала, так как механику может оторвать руки.
• Плавно увеличивать подачу топлива, прислушиваясь шуму мотора, выбрать такое положение ручки управления двигателем, при котором работа двигателя нормализуется. При полётах с виражами необходимо передвинуть ручку управления режимом работы двигателя на взлётный режим.
• Поднять левую руку, чтобы рабочие отпустили самолёт, и он начал движение по земле. При помощи педалей регулировать направление движения. Если самолёт не реагирует на отклонения педалей, то необходимо выключить зажигание, так как на самолёте не установлены тормоза. Выключать зажигание если аппарат оторвался от земли, запрещается.
• Когда самолёт наберёт достаточную скорость, плавно отклонить колокол управления вперед, хвост аппарата оторвётся от земли и самолёт перейдет в горизонтальное положение. Самолёт становится легче в управлении.
• При дальнейшем разгоне самолёта необходимо наклонить колокол управления на себя и затем плавно вернуть его в первоначальное положение.
• Для остановки самолёта необходимо передвинуть рычаг управления двигателем на малый газ и самолёт уменьшит скорость, а потом и вовсе остановится.

После урока необходимо было проследить, чтобы механик перекрыл кран подачи бензина и отсоединил проводку от аккумулятора.

Были выработаны следующие рекомендации по пилотированию:

Все движения надо совершать плавно, без рывков. На первое время пилотирования оставить колокол привязанным. При обучении остерегаться бокового ветра и внимательно следить за положением аппарата. В случае возникновения крена, немедленно устранить его следующим путём: в случае самопроизвольного сваливания аппарата на левое крыло необходимо плавным движением наклонить колокол вправо, как только самолёт начал принимать горизонтальное положение, немедленно вернуть колокол в нейтральное положение. Повороты выполнять при помощи создания крена в сторону поворота.

Альтернативная система обучения, которая впоследствии получила наибольшее распространение, предполагала присутствие на борту инструктора во время учебных полётов. По количеству самолетов «Фарманы» были наиболее многочисленной группой иностранных самолётов в России до 1915 г. На русских заводах их было построено свыше полутора тысяч самолётов разных типов.

Рис.2 Самолёт «Фарман-IV».

«Фарман-IV» представлял собой одномоторный ферменный биплан, с толкающим винтом. У него были крылья тонкого профиля с полотняной обшивкой. На нижнем крыле был установлен толкающий двигатель, обычно использовался двигатель «Гном» в 50 л.с. Элероны поддерживались проводкой управления только снизу и при стоянке самолёта свисали вниз. Конструкция самолёта состояла в основном из сосновых брусков и планок. Шасси было с двумя парами колёс на коротких осях, прикрепленных к полозам на амортизаторы. Пилот сидел на передней кромке крыла, за ним располагался топливный бак, верхом на котором мог сидеть пилот-инструктор, двигатель располагался на задней кромке крыла. Органы управления самолётом напоминали современные: Справа от пилота была ручка управления, соединенная проволокой с элеронами и рулями высоты (передним и задним). Слева – рукоятки управления двигателем. Ноги пилота стояли на деревянной качалке, управляющей рулем направления. Хочется добавить, что в 1910-1916 гг. самолёты типа «Фарман-IV» строились в России во многих вариантах, с различными двигателями, разных размеров и со значительными отклонениями от первоначальной схемы, поэтому дать единое описание самолёта невозможно.

Методика лётного обучения на самолёте «Фарман-IV» существенно отличалась от методики лётного обучения на самолёте «Блерио-XI» [7]. Начиная с 1909 г. на нём прошли обучение тысячи первых авиаторов, в том числе сотни русских. В 1909-1910 гг. системы обучения ещё не было разработано, а принципы обучения были заимствованы во Франции. Преимуществом обучения на «Фармане» было наличие места для пилота-инструктора за обучаемым, а ручка управления была расположена справа так, что за неё ученик держался только правой рукой, а инструктор, сидящий за ним, тоже мог до неё дотянуться. Управление двигателем состояло из выключателя зажигания-“контакта” и крана подачи бензина. Работа двигателя контролировалась “на слух”, и только для контроля работы поршневого масляного насоса имелся “стаканчик”, т.е. стеклянный пузырек, в котором уровень масла колебался 84 раза в минуту при вращении двигателя с угловой скоростью 1200 об/мин. Считая пульсации масла, можно было примерно установить число оборотов двигателя. Для контроля высоты полёта пилот привязывал к ноге высотомер.

Взлёт самолёта происходил следующим образом: 6-8 человек держали самолёт, а техник пролезал в хвостовую ферму и, убедившись, что контакт выключен (спросив об этом пилота), проворачивал винт и ставил его на компрессию. Затем он командовал: «Контакт!» – и рывком проворачивал винт, а пилот в это время включал зажигание. Если двигатель не заработал, все начиналось сначала; если начинались вспышки, техник быстро убегал, а самолёт держали до тех пор, пока двигатель не развивал полную мощность и пилот не махал рукой, чтобы самолёт отпустили, и тогда начинался разбег.

Длина разбега у самолета «Фарман-IV» была около 60 м и разбег занимал 6,5-7 сек. Описанный порядок взлёта применялся на всех самолётах с ротативными двигателями «Гном», так как они не имели “малый газ” и при отсутствии поступательного движения быстро перегревались. Ротативные двигатели «Рон» и «Клерже» могли работать на сравнительно малых оборотах, но всё же быстро перегревались, и потому, как только двигатель начинал устойчиво работать на полной мощности, лётчик давал сигнал отпустить самолёт и начинал разбег.

При обучении на самолёте «Фарман-IV» ученик сначала сидел сзади и держался за ручку управления над рукой инструктора. После усвоения техники управления ручкой ученик делал рулёжки для освоения работы рулём направления, а затем начинал совершать полёты с инструктором, который в этом случае сидел уже сзади и мог только исправлять движения ученика ручкой управления. Обучение начинали с рулений и подлётов по прямой, повороты тоже вначале делали без крена. Через 20-30 полётов ученика выпускали в самостоятельный полёт.

Следует указать, что тяжелые аварии на самолёте «Фарман-IV» были редки, а поломки очень часты. Конструкция самолёта состояла из лонжеронов сплошного прямоугольного сечения, обтекаемых стоек сплошного сечения, проволочных растяжек, ушковых болтиков и алюминиевых стаканчиков, в которые вставлялись концы стоек. Поэтому ремонт самолёта был очень прост, и только регулировка натяжения “паутины” растяжек требовала опыта и времени.

Для получения диплома на звание пилота-авиатора требовалось выполнить два полёта: в одном из них совершить 10 восьмёрок, а в другом – после получасового полёта на высоте 100 м – совершить посадку планирующим с выключенным двигателем.

Анализируя устойчивость самолёта «Фарман-IV» можно отметить, что жалоб на неустойчивость самолёта не было, хотя о полёте с брошенной ручкой в то время и не помышляли. Жаловались на то, что у самолёта происходит “провисание хвоста” при посадке. Это значит, что при увеличении угла атаки хвост имеет стремление опускаться, и это нужно парировать передвижением ручки “от себя”.

К неблагоприятным конструктивным особенностям можно отнести последствия забрызгивания хвостовых поверхностей перегорелым маслом, которое обильно вылетало из ротативного двигателя, и вместе с грязью значительно утяжеляло хвост и усиливало “провисание хвоста”.

Хотя самолёт «Фарман-IV» и служил в качестве учебного почти 7 лет, он мало соответствовал требованиям, предъявляемым к учебному самолёту. При полёте даже в небольшую “болтанку” требовались отклонения рулей, близкие к предельным. Элероны, которые отклонялись только вниз, имели слабую эффективность; крутое планирование при задней центровке затрудняло посадку с большой высоты. Наконец, у самолёта очень сильно проявлялся гироскопический эффект вращения винта и двигателя – при вираже влево самолёт “клевал”, а при вираже вправо – резко кабрировал, что требовало энергичной работы рулём высоты.

В заключении можно отметить, что типичными ошибками у новичков были резкие движения рулём высоты, когда его отклоняли “от себя” и аппарат мчался к земле, потом дёргали его “на себя” и полёт проходил по волнообразной траектории с ударением о землю. Подъём и спуск необходимо выполнять плавными движениями колокола, в противном случае при резком движении колокола вверх произойдёт падение на хвост, а при резком движении колокола вниз высокая скорость не давала возможности посадить самолёт без удара о землю. Обучение можно было считать удачным, если в первые дни авиатор делал несколько взлётов и посадок по прямой линии. Очень важным считалось – умение выбрать удачное место для посадки и мягко посадить самолёт. А для этого необходимо было убавить немного подачу топлива, самолёт начинал снижаться, и находясь в 2-х метрах от земли потянуть на себя колокол, чтобы выровнять самолёт перед посадкой, таким образом можно было приземлиться под наиболее острым углом. Все движения должны были быть осознанными и уверенными.

Главное для пилота – это умение внутренне чувствовать самолёт, его положение, поднимается он или опускается. Такая способность появляется у авиатора лишь после продолжительных тренировок.

Описанные методики лётного обучения, соответствовали состоянию авиационной техники начала XX века. В тот период на самолёте не было почти никаких приборов и оборудования. Даже высотомер, или, как его тогда называли, альтиметр, пилот привязывал ремнём на колено. Из приборов, контролирующих работу мотора, на самолёте имелись счётчик оборотов и пульсатор масла, показывавший, поступает ли в мотор масло. Пилот-инструктор далеко не всегда мог рассказать курсанту, чем он сам руководствуется при выполнении того или иного элемента полёта, так как часто не умел проанализировать свои ощущения, а техника не помогала ему разобраться в них. Теория и практика полёта были разработаны недостаточно, а ощущения при пилотировании настолько тонки и сложны, что наука и до сих пор не дает исчерпывающего объяснения их сущности (например, при посадке).

Единой программы обучения не существовало. Большинство курсантов обучалось в той последовательности, в какой происходит полёт: сначала руление, потом руление с отрывом на короткий момент от земли, затем полёт на высоте нескольких метров от земли; постепенно высота полёта увеличивалась. Когда курсант усваивал полёт по кругу, его выпускали в самостоятельный полёт. Полёты в зону на пилотирование были завершающим этапом обучения.

Организация полётов соответствовала уровню, авиационной техники и методики обучения: на аэродроме знаки не выкладывались, и стартовый наряд не назначался; всякий самолёт взлетал, выполнял заход на посадку и приземлялся там, где лётчику казалось удобнее. Требования к технике пилотирования, в основном, ограничивались простым условием: не допускать аварий, сохранять самолёт.

Это был период, когда каждый полёт был событием, аварийность была очень высокой. Много пилотов, особенно учеников, разбивалось из-за несовершенства самолётов и слабого обучения. Пилотами становились единицы.

В учебных самолётах нет мощи и солидности авиалайнера. Вот только путь ко всем большим самолётам для всякого пилота начинался с маленькой летающей парты – учебного самолёта. Однако, кажущаяся простота такого маленького аппаратика обманчива. За более чем столетнюю историю авиации, претендентов на решение этой задачи было тысячи, а легендарными машинами стали единицы. Легендарный «Фарман-IV» стал одним из известных учебных самолётов своего времени. К тому же отдельные принципы методики лётного обучения применявшиеся при обучении на этот самолёт актуальны и поныне.

© Корнеев Владимир Митрофанович, 2015.

Кандидат технических наук, доцент Ульяновского высшего авационного училища гражданской авиации (института)

© Колмаков Алексей Валерьевич, 2015.

Курсант Ульяновского высшего авационного училища гражданской авиации (института)

Литература:

1. Журнал «Флайт» (Великобритания), 25 сентября 1909 г., /www.flightglobal.com/pdfarchive;
2. Кузнецов П. Обучение летанию на аэроплане / П. Кузнецов, Одесса, 1911;
3. Пышнов В.С. Из истории летательных аппаратов / В.С. Пышнов, Москва, 1968;
4. Гандер Д.В. Профессиональная психопедагогика / Д.В. Гандер, Москва, 2007;
5. Журнал «Флайт» (Великобритания), 31 июля 1909г.;
6. Тимофеев. Ф.Д. Подготовка лётчиков в военно-учебных заведениях России в начале XX века / Ф.Д. Тимофеев, Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена, Выпуск № 40, том 16, 2007;
7. Сычев. В.А. Методическое пособие для первоначального обучения пилотов в полёте по кругу / В.А. Сычев, Москва, 1950.