Текст книги "Чаплыгин"

Автор книги: Лев Гумилевский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 14 (всего у книги 19 страниц)

Вопросы флаттера непосредственно возникли у нас в связи с проектированием знаменитого самолета РД – рекордного, дальнего, – на котором были совершены исторические перелеты экипажей В. П. Чкалова и затем М. М. Громова через Северный полюс в Соединенные Штаты Америки.

Самолет РД, или, по инициалам конструктора, АНТ-25, проектировался в отделе опытного самолетостроения ЦАГИ под общим руководством А. Н. Туполева бригадой П. О. Сухого. Отличительной чертой самолета являлась особенная приспособленность его для дальнего, беспосадочного перелета, выразившаяся в необычном удлинении крыла.

Строители самолета РД, естественно, опасались, что вследствие большого удлинения крыла критическая скорость РД будет очень небольшой – может быть, даже меньшей, чем его нормальная максимальная скорость. Если бы это было так, то каким образом можно ее увеличить до такой степени, чтобы данный самолет никогда не мог ее достигнуть?

Для решения поставленной задачи С. А. Чаплыгин предложил создать в экспериментально-аэродинамическом отделе ЦАГИ специальную группу флаттера.

Положение было трудным. Метода расчета, позволяющего определить критическую скорость, не существовало. Способа определить ее опытным путем также не знали. Не был даже установлен закон подобия для моделирования этого явления.

Никто не знал, в какой именно зависимости от свойств самолета находится критическая скорость, без чего трудно придумать средства для ее увеличения. Более того, даже понятий «флаттер» и «критическая скорость» в то время не существовало: считалось, что между флаттером и другими типами вибраций, происходящих от иных причин, а стало быть, и по-разному устраняемых, нет никакого различия.

К решению очень трудной задачи могли вести два пути. Можно было опытным путем исследовать только частный случай – крыло РД – и указать для него меры к предотвращению флаттера. Но возможно было подойти к решению задачи, проникнув сначала в физическую природу явления, создав общую теорию флаттера и на основании ее расчетный метод, годный для любого частного случая.

М. В. Келдыш и его сотрудники не были бы учениками Чаплыгина, если бы пошли первым путем. Они предпочли более трудный путь – путь создания общей теории, чтобы раз навсегда решить проблему флаттера, которая, очевидно, должна была при возрастающих скоростях становиться все более и более острой для всех новых машин.

Так оно и оказалось в действительности.

Уже в процессе работы над проблемой выяснилось, что критические скорости крыльев тогдашних самолетов не очень велики, и в ближайшем будущем самолетостроению предстояло столкнуться с проблемой флаттера не только для крыльев с большим удлинением, но я вообще для любого крыла.

Между тем авиаконструкторы вопросом вибраций на самолете мало интересовались. Е. П. Гроссман вспоминает, что, когда однажды он стал убеждать одного из крупных работников конструкторского бюро в необходимости произвести расчет на флаттер крыла самолета, проектированием которого бюро занималось, тот ответил:

– Я что-то не верю, что явление флаттера существует в природе. Может быть, теоретически оно и возможно, но ведь теория дает только приблизительную картину действительности. Во всяком случае, мы флаттера никогда еще не наблюдали!

Некоторые самолетостроители в то время считали, что «флаттер выдуман в ЦАГИ», и не думали, что могут столкнуться с этим указываемым теоретической наукой явлением.

Но прошло совсем немного времени, как действительность на жестоком опыте подтвердила теорию. В 1934–1935 годах несколько опытных самолетов погибло от возникновения флаттера. Объясняется это тем, что как раз в эти годы вышли на летные испытания новые машины, скорость которых значительно превосходила скорость прежних самолетов. В частности, потерпел аварию от флаттера опытный самолет СБ, хотя он был по своим летным и боевым качестам одной из лучших в мире машин. Отказаться от СБ – скоростного бомбардировщика – из-за этой аварии никто, разумеется, не думал. Группе флаттера предложено было немедленно засесть за изучение СБ и указать мероприятия, которые устранили бы раз и навсегда возможность флаттера на этой машине.

При расследовании аварии выяснилось, что флаттер СБ вызывался элероном. Но созданная группой флаттера теория в это время еще не охватывала этого специального вида флаттера. Тогда группа решила, ведя расчет СБ на флаттер, одновременно разработать и теорию этого явления.

Задача была решена за пять суток. Правда, в течение этих пяти суток руководитель группы М. В. Келдыш и основные ее работники не выходили из лаборатории. Но к сроку, данному правительством, расчет был закончен, и мероприятия для предотвращения флаттера на СБ были разработаны и указаны.

Когда все рекомендации теоретиков были осуществлены, опасность флаттера для СБ действительно исчезла, и машина пошла в серийное производство.

Явление флаттера настолько изучено в настоящее время, что оно уже практически не составляет никакого бедствия.

Трудно перечислить, да и вряд ли возможно сделать доступными общему пониманию теоретические работы экспериментально-аэродинамического отдела, сделанные в аэродинамической лаборатории учениками Жуковского, первым и старейшим из которых был Чаплыгин.

Он в полной мере использовал созданные Советской властью условия для неограниченного развития науки. Подобно своему великому учителю, с щедростью гения бросал он семена в благоприятную почву, и сеятели были достойны своей земли: мы знаем теперь и мировое значение и мощь русской авиации.

Большую трубу пустили в ход под новый, 1926 год. Через год строительство аэродинамической лаборатории было закончено. К центральному зданию большой трубы примкнули крылья с помещениями малых труб, с мастерскими, чертежными, рабочими кабинетами. На двери появилась эмалированная дощечка. На ней значилось: «Аэродинамическая лаборатория имени С. А. Чаплыгина».

И в течение пятнадцати лет каждое утро в урочный час открывал эту дверь первый ученик Жуковского, будь то лето или зима, дождь или снег, тепло или холод. Зимой он оставлял в вестибюле высокие просторные калоши, каких уже никто не носил, пальто и шапку и проходил в свой кабинет. В самом присутствии этого человека, в самом появлении его крупной, спокойной фигуры заключалась дисциплинирующая властность. Ему было уже много лет; его волосы были белы; пухлые веки, брови, складки лба как бы с трудом выносили тяжесть работы ума, и самая голова уходила в плечи, словно от утомления. Но глубокая мудрость его проникала во все хозяйство лаборатории, в каждый эксперимент, в каждую мысль сотрудника.

Необходимость практического решения проблемы полета, вставшей перед нашим аэродинамическим центром как задача эпохи, была хорошо понята и почувствована советской наукою. Его деятели никогда не уклонялись от разрешения вопросов, возникающих перед самолетостроителями, и среди наших аэродинамиков нет ни одного, кто считал бы свое дело сделанным полностью, если разгадана только физическая сущность явления и создана его теория. Наши аэродинамики не считают свою работу законченной до тех пор, пока конструктор самолета практически не использует научного достижения.

Вот почему так естественно сливается история русской аэродинамической школы с историей русской авиации.

Но, разумеется, совсем не обязательно ждать, чтобы практическое приложение теории исходило от самого исследователя, хотя нет основания и для того, чтобы считать аналитическое мышление несовместимым с геометрическим или художественным, а исследовательский талант – с изобретательским или конструкторским.

В практике специальных отделов и лабораторий института комплексный метод науки и техники осуществлялся сотрудничеством теоретиков, экспериментаторов и конструкторов.

В заседании Научно-технического комитета Высшего Совета Народного Хозяйства, докладывая о работе ЦАГИ 4 июня 1926 года, Сергей Алексеевич говорил:

– Мы не считаем свою задачу законченной и тогда, когда все основные элементы какого-нибудь аппарата совершенно изучены. Мы считаем свою задачу законченной только тогда, когда на основании всех исследований мы можем построить, создать определенный аппарат, который в действительности будет вести себя так, как сделаны предварительные расчеты. Вот два основных отдела – отдел ветряных двигателей и отдел опытного самолетостроения – я разрешают эту последнюю задачу. Разумеется, последняя задача заключается в окончательном освещении возможности применения на деле тех форм и расчетов, которые созданы другими отделами. Когда разрешаются задачи в этих отделах, приходится все время консультироваться с другими отделами, приходится проверять отдельные части аппарата и аппарат в целом с точки зрения устойчивости и т. д. Отсюда вы видите, в какой мере этот институт представляет собой связное целое…

Остановившись на работе гидродинамической и гидравлической лабораторий, докладчик добавил в заключение:

– Институт по своим задачам не ограничивается тем, чтобы внутри у себя разрешить данный вопрос, довести у себя до конца постройку аппаратов. Мы не считаем вопрос на этом оконченным! Мы стремимся к тому, чтобы свои достижения передать промышленности, чтобы эти достижения были восприняты и вошли в жизнь. В этом отношении институту удалось достигнуть довольно значительных успехов. Аппараты ЦАГИ благодаря методу осторожного последовательного развития оказываются всякий раз оправдывающими и даже превосходящими наши расчеты. Институт всеми мерами стремится навстречу промышленности, чтобы всякого рода указания, всякого рода запросы удовлетворять тотчас же…

Представленные в дополнение к общему докладу руководителя института отчеты лабораторий и отделов ЦАГИ свидетельствовали о том, что созданный вместе с институтом комплексный метод в науке и технике в высшей мере оправдал ожидания. Конечно, как все слишком новое, он не сразу был понят, не всеми принят. Но ныне он получил уже не только общее признание, но и развитие в виде создания высших учебных заведений, готовящих кадры инженеров-исследователей.

После того как закончилось строительство экспериментального хозяйства, Сергей Алексеевич отошел от руководства и несколько лет оставался председателем Коллегии, а с переходом от коллективного руководства к единоначалию состоял директором института. В 1931 году он в должности начальника Общетеоретической группы ЦАГИ стал делить труд и время с Академией наук.

20
ПРЕДЕЛЫ МАТЕМАТИКИ

 
Как сердцу высказать себя?
Другому как понять тебя?
Поймет ли он, чем ты живешь?
Мысль изреченная есть ложь.
 

Тютчев

Чаплыгин обладал умом необыкновенным. Но ученикам его и современникам, пораженным необъяснимой мощью этого ума, не удалось ясно и точно выразить, в чем заключалась его необыкновенность, хотя, кажется, весь подходящий для такого случая словарь был ими исчерпан.

Вероятно, дело тут в том, что нужное слово искали в пределах чистой и прикладной математики. Между тем истинный характер проявляется чаще всего не тогда и не там, где действует постоянно, а тогда и там, где он проявляется неожиданно и случайно.

Непревзойденный автор жизнеописаний Плутарх указывал:

«Добродетель и порок раскрываются не только в блестящих подвигах – часто незначительный поступок, слово или шутка лучше обнаруживают характер человека, чем битва, приведшая к десяткам тысяч трупов».

От гимназических лет и до конца жизни Сергея Алексеевича окружающих поражала прежде всего необычайная память этого человека.

Георгий Александрович Озеров свидетельствует:

«Сергей Алексеевич обладал совершенно изумительной памятью. За время нашей совместной работы в ЦАГИ мы долго, в течение многих лет, сидели с ним в одной комнате (в кабинете с камином, в музее Н. Е. Жуковского). Это была комната Коллегии. Лично у меня тоже достаточно хорошая память, но тем не менее держать в голове множество номеров телефонов я, например, не в состоянии, и в особенности у меня слабо запоминание фамилий, имен и отчеств. Он в этом отношении был совершенно изумителен, просто неповторим. Если он замечал, что я начинаю искать, скажем, телефон или что-нибудь, он спрашивал: „Какой телефон вам нужен?“ Я ему говорил, и он моментально называл номер телефона. Я не помню ни одного случая, чтобы он затруднился в названии номера телефона, так что в этом отношении у него память была совершенно феноменальная».

Математик с памятью на числа еще не чудо.

Верный, точный признак необыкновенности и нужное слово удалось найти за пределами механики. Это сделал начальник одного из научных отделов ЦАГИ.

Он сказал так:

– Сергей Алексеевич отличался необычайной прозорливостью, необыкновенно проницательным умом… Однажды, когда мы говорили о его сыне, у него вдруг вырвалось: «Боюсь за Юркину голову!»

За много лет до трагедии с сыном, разыгравшейся к тому же, когда отца уже не было в живых, Сергей Алексеевич с удивительной прозорливостью сделал вывод из наблюдений, недоступных никому другому.

Верное и точное замечание о проницательности, прозорливости Сергея Алексеевича подтверждается множеством фактов.

Однажды ему принесли полученную по почте из Макеевки рукопись никому не известного молодого инженера. На протяжении нескольких страничек автор ее с юношескими апломбом я легкостью решал все вопросы гидравлики, гидродинамики и аэродинамики. К всеобщему удивлению, старый ученый послал автору любезное приглашение работать в институте.

Тот принял это приглашение и приехал в Москву.

Читая между строк незрелого сочинения, С. А. Чаплыгин угадал в его авторе своеобразную возможность внести в изолированную область авиации оплодотворяющий опыт смежных областей. Инженер-механик и энергетик В. И. Поликовский пришел работать в авиацию с несколько иным кругом привычных представлений, с несколько иным ходом мысли, чем специалисты аэродинамической школы. И в этом ином мышлении Поликовского заключалась творческая сила. Иной строй мысли дал ему возможность решить с большим искусством, и притом самым неожиданным образом, ряд задач в области научной и практической авиации.

В. И. Поликовскому, с его иным строем мысли, прежде всего бросилось в глаза, когда он начал работать в авиации, что при все возрастающих скоростях выхлопные трубы начинают действовать как реактивные двигатели.

Углубившись в физическую сущность явления, он дал его теорию и показал, что, используя выхлопные трубы по предложенному им методу, можно повышать мощность мотора на пятнадцать процентов, что и подтвердилось практикой самолетостроения.

В основе прозорливости Чаплыгина лежит, конечно, его способность устанавливать далекие связи между явлениями, родственными по природе их, но живущими в нашем сознании изолированно друг от друга. У людей со средней или неразвитой памятью такие явления при отсутствии ассоциаций между ними часто совсем и навсегда исчезают из памяти. Феноменальная память хранит бездну отражений общеприродной и социальной среды, и деятельный ум легко ассоциирует их, оперирует ими.

С кем бы из людей, знавших Чаплыгина, ни заговорили вы, вам непременно расскажут похожий на анекдот эпизод, происшедший в аэродинамической лаборатории ЦАГИ.

Начальник теоретического отдела профессор В. П. Ветчинкин, занимавшийся исследованием летных качеств различных птиц, после «продувки» в аэродинамической трубе чучела вороны решил таким же порядком исследовать обыкновенного петуха.

Сергей Алексеевич завел в лаборатории правило, чтобы все расходы, производимые сотрудниками лаборатории, оплачивались с визой директора ЦАГИ.

Когда Ветчинкин подал свой счет за продувку петуха, Сергей Алексеевич неожиданно отстранил счет и сказал:

– Платить не стану!

– Почему, Сергей Алексеевич? – удивился Владимир Петрович.

– Петух не летает!

Не трудно понять, почему этот, в сущности, пустячный эпизод получил такую баснословную известность среди аэродинамиков и авиаконструкторов. Все знали, конечно, и до Чаплыгина, что петух действительно самый плохой летун в мире, но ни профессор аэродинамики Ветчинкин, ни его сотрудники, продувавшие петуха, обычное представление о петухе не связали с его летными качествами именно потому, что летные качества птиц и домашний петух живут в нашем сознании совершенно изолированно одно от другого.

Вот это установление столь далекой связи, как петух и полет, сделанное Чаплыгиным мгновенно, и поражает слушателей, когда им рассказывают случай с петухом.

Установление далеких связей проходит бессознательно, так как помнится только вывод, решение задачи; отдельные же этапы сложного процесса забываются, отбрасываются автоматически, как ненужные более леса при окончании постройки здания.

Тогда говорят: интуиция, озарение, чутье.

Имевший возможность много раз за шестнадцать лет совместной работы в Коллегии наблюдать Сергея Алексеевича во время напряженной работы ума Георгий Александрович Озеров рассказывает:

«Не могу забыть удивительную особенность Сергея Алексеевича по восприятию сообщений, которые ему приходилось выслушивать. Так как большинство его окружения составляли инженеры, то обычно они стремились к тому, чтобы свои соображения представить в виде наглядных графиков. Когда такой доклад обсуждался, Сергей Алексеевич почти никогда на эти графики не смотрел.

Казалось, что он вообще не очень внимательно слушает, и можно было подумать, что он даже несколько дремлет. В то время как на самом деле у него происходил совершенно своеобразный, по-видимому, процесс восприятия. Всю информацию сообщения он превращал у себя в голове в чисто математические представления. И вдруг, совершенно неожиданно как будто, произносил: „А вы знаете, вот эта кривая не очень-то логична“, – и доказывал уже чисто математически, что ход кривой, исходя из физических предпосылок, не должен быть таким, как это графически изображено. Что касается лично меня, то я, пожалуй, первый раз в жизни наблюдал именно такую особенность восприятия технических сведений, которая была у Сергея Алексеевича».

Восприятие основано на памяти и воспоминании и обусловлено деятельностью ума, связывающего опредепенным образом извне поступающий материал, так что, собственно, рассказчик наблюдал процесс мышления, раздельные моменты которого мы обыкновенно не сознаем.

Вне пределов математики и механики Сергей Алексеевич чаще всего и не мог объяснить, на чем основан тот или иной его вывод, предвидение, предчувствие. На этот вопрос он не отвечал даже дочери, а между тем в отношении Ольги Сергеевны его прозорливость граничит с ясновидением.

Ольга Сергеевна оставила Высшие женские курсы на четвертом курсе, уступая страстному влечению к театру. Впрочем, она пообещала отцу вернуться на курсы, когда испытает себя на настоящей сцене.

– Артистка балета служит до сорока лет, – сказала она. – Когда мне будет сорок, я брошу сцену и окончу вуз…

В первый год Октябрьской революции московский «Театр оперы Зимина» перешел к Московскому Совету. Он стал именоваться Оперным театром Московского Совета рабочих депутатов, а затем объединился с Государственным академическим Большим театром и стал числиться филиалом ГАБТа.

Ольга Сергеевна по конкурсу была принята в этот театр солисткой балета и оставалась$7

Наивысшее удовлетворение Ольге Сергеевне принесло признание отца. Ему случилось прожить несколько дней в Одессе, где проходили гастроли филиала. После одного из спектаклей он сказал с растроганной улыбкой:

– Да, ты была права, ты выбрала правильно свой путь…

Вспоминая об этом признании, как об исполнении мечты всей жизни, Ольга Сергеевна рассказывает:

– Раньше, когда я училась на курсах, а он был директором, то про меня говорили: «Это его дочь». В Одессе же он услышал наоборот, как про него говорили: «Это ее отец!»

В связи с гастрольными поездками произошел раз такой случай. Дело было в Казани. Ольга Сергеевна с группой молодежи знакомилась с городом, его знаменитой Башней Сююумбеки, с древним кремлем, краеведческим музеем. Когда все шли по Вознесенской улице гурьбой, не помещаясь на узком тротуаре, кто-то поднял голову, что-то рассматривая. За ним все стали смотреть на небо. Подняла голову и Ольга Сергеевна – в тот же момент запряженный в ломовую телегу битюг ударил ее окованной железом оглоблей в плечо, едва не сбив с ног.

Неожиданность удара, сильная боль, испуг ошеломили маленькую, изящную балерину, но рука двигалась, и все происшествие вечером перед выходом на сцену было скрыто толстым слоем пудры на посиневшем плече.

В этот момент артистке подали телеграмму: «Что случилось? Отвечай. Отец».

– Какое совпадение! – воскликнул ее партнер, заглянув в телеграмму.

– Никакого! – отвечала она. – Я строго выполняю наказ отца и аккуратно пишу ему два раза в неделю. Сегодня он как раз должен был получить очередное письмо.

В другой раз Сергей Алексеевич ждал дочь в Кисловодске, где проходил курс лечения. Ольга Сергеевна задержалась в Москве. Зная, как отец не любит людей, не исполняющих обещаний, будь то жена или дочь, она взяла билет на самолет, чтобы быть в Кисловодске в условленный день.

Сергей Алексеевич никогда не пользовался воздушным транспортом. В те годы ответственным работникам и авиаконструкторам запрещалось летать на самолетах. Он предупреждал и дочь не соблазняться быстротой воздушных сообщений.

Накануне вылета из Москвы Ольга Сергеевна получила телеграмму: «Выезжай поездом. Билет брось. Отец».

Ольга Сергеевна, веруя в его непогрешимость, выполнила его желание и только спросила вечером, глядя на синие вершины гор:

– Но как ты все-таки мог узнать, что я и билет взяла на самолет?

– Хорошо знаю твой характер… – ответил Сергей Алексеевич.

«У С. А. Чаплыгина был точный и ясный ум, – справедливо напоминает нам В. В. Голубев. – В его работах почти невозможно найти погрешности в технике вычислений, неточности в выводах, неясности в формулировках. И этот классически ясный ум был резко направлен против всех научных построений, в основе которых лежала некоторая неясность, неточность».

Полный хозяин в области высшей математики и классической механики, Сергей Алексеевич относился равнодушно, если ие отрицательно, ко всем теориям и гипотезам, не доведенным до предельной точности и ясности, даже и лежащим вне пределов его области.