Текст книги "Крылья Родины"

Автор книги: Лев Гумилевский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 24 страниц)

В окончательном выяснении всего вопроса о подъемной силе сыграли большую роль исследования Сергея Алексеевича Чаплыгина. Благодаря этим исследованиям был найден ответ на оба вопроса, и теорема Жуковского получила огромное, решающее значение для авиации.

Стоит рассказать подробнее, как это произошло.

В феврале 1910 года Жуковский делал доклад «О причинах образования подъемной силы крыла самолета» в Московском математическом обществе. На этом докладе присутствовал и Чаплыгин.

Жуковский объяснил, как возникает подъемная сила крыла, и вывел свою формулу, позволяющую рассчитывать силы, действующие на крыло. Но в эту формулу входила «циркуляция скорости» – величина, определить которую, по мнению докладчика, можно было только путем сложных и громоздких экспериментов.

Слушая своего учителя с полузакрытыми, по обыкновению, глазами, Чаплыгин неожиданно пришел к мысли, что эту величину можно вычислить и без экспериментов, не вставая из-за стола, чисто аналитическим путем. Жуковский заинтересовался предложением. Чаплыгин изложил ему ход своей мысли.

Рассуждения его сводились к следующему.

При изучении потока, обтекающего крыло при его движении, было замечено, что скорости частиц воздуха на верхней поверхности крыла больше, а на нижней поверхности крыла соответственно меньше скорости движения самого крыла в потоке. Это является причиной того, что давление воздуха на нижнюю поверхность крыла больше, чем соответственное давление по его верхней поверхности.

Сопротивление при симметрическом обтекании.

Сопротивление при несимметрическом обтекании.

При таких условиях Чаплыгину уже не стоило труда вывести правило подсчета циркуляции воздуха математическим путем. Подставляя вычисленную величину в формулу Жуковского, он получил возможность вычислить подъемную силу крыла, не прибегая к длительным, сложным и громоздким опытам.

Таким образом, благодаря аналитическому уму Чаплыгина вместе с теоремой Жуковского о величине подъемной силы явился и законченный метод определения подъемной силы крыла заданного профиля.

Этот метод вошел в мировую практику, и им пользуется самолетостроение до сегодняшнего дня.

Чаплыгин доложил о своем исследовании вопроса в том же Математическом обществе, а затем опубликовал работу в мемуаре «О давлении плоско-параллельного потока на преграждающие тела».

Идея, положенная Чаплыгиным в решение задачи об определении величины циркуляции, восходит к некоторым соображениям, приведенным в его докторской диссертации «О газовых струях», где он высказал положение, что при реальном течении ни в какой точке скорости не могут быть бесконечно большими, в то время как теоретическая наука считала, что скорость потока, обтекающего острые углы контуров, бесконечно велика.

Умозрительные заключения Чаплыгина тем и замечательны, что они неизменно совпадали с реальной действительностью и потому указывали путь к практическим приложениям.

Так Жуковский и Чаплыгин ответили с предельной ясностью на весь вопрос. Известный под названием «основной гипотезы Жуковского», ответ этот практически сводится к тому, что циркуляция образуется при наличии у обтекаемого тела острых кромок. Так как при плавном обтекании, согласно открытому Жуковским закону, подъемная сила возникает только от наличия добавочного, циркуляционного потока, то для крыла необходима острая кромка. Таким образом, теоретически удалось выяснить, что наивыгоднейшей формой крыльев в авиации будут крылья с острой задней и закругленной передней кромкой.

Профили теоретических крыльев Жуковского – Чаплыгина.

Такие крылья и стали применяться конструкторами.

После всех этих теоретических находок оказалось возможным не только создать полную циркуляционную теорию крыла, но чисто теоретически строить поток.

Благодаря великому открытию Жуковского стали понятными явления, происходящие в воздухе в области летающего тела, была создана полная теория крыла моноплана, началось строительство современных самолетов, имеющих толстое крыло с острой задней кромкой.

А. А. Микулин, вспоминая о Жуковском в двадцатую годовщину его смерти, писал:

«Имя Н. Е. Жуковского известно во всем мире. Помню, однажды в 1935 году мы приехали с комиссией осматривать лабораторию Кембриджского университета в Англии. В большой аэродинамической трубе гудел ветер, английские инженеры и профессора вели наблюдения за приборами и вели записи в протоколах. По окончании эксперимента мы спросили, что они изучают. С уважением к великому имени нам ответили: „Дужку Жуковского!“»

Как ни полно использовали авиационная техника и аэродинамическая наука учение Жуковского о присоединенных вихрях, оказалось, что инженерные возможности теории не исчерпываются все же одной областью. В 1924 году инженер Флетнер применил «силу Жуковского» для оригинального «роторного судна». Флетнер, исходя из того, что можно создать циркуляционное движение воздуха искусственно, вращая, например, круглый цилиндр, построил оригинальные «роторы» и поставил их на судно взамен парусов. Роторы Флетнера представляют собой легкие, полые гладкие цилиндры, приводимые в движение электромоторами.

Благодаря действию вязкости воздуха вокруг таких вращающихся роторов появляется циркуляционный поток и при наличии хотя бы легкого ветра образуется, согласно теории Жуковского, некоторая действующая на цилиндр сила. Эта сила и движет судно.

Хотя при замене обычных парусов роторами Флетнера судно и выигрывает во многих отношениях, будучи хорошо управляемым и легко перенося бури и шторм, оно, конечно, не могло конкурировать с паровыми судами и широкого распространения не получило.

Однако с научно-технической точки зрения роторное судно представляет большой интерес. Оно, во всяком случае, показало всю сложность и все своеобразие аэродинамических явлений и всю широту инженерных возможностей на их основе.

Предоставив своим русским ученикам и иностранным последователям дальнейшую разработку теории крыла, Жуковский обратился к более сложному случаю – к винтовому пропеллеру. Надо заметить, что лопасть винта представляет собой также крыло, с той разницей, что крыло при движении самолета движется поступательно, в то время как лопасть винта совершает гораздо более сложное движение, одновременно вращаясь около оси винта и перемещаясь вместе с самолетом.

Новым вопросом Николая Егоровича заставили заняться фотографии одного исследователя, работавшего над корабельными гребными винтами. Жуковский обратил внимание, что на фотографиях работающих винтов видны пузырьки воздуха, имеющие вид винтовых линий, сбегающих с концов лопастей. По мнению Жуковского, эти пузырьки указывали направление осей вихрей, сбегающих с лопастей винта. Имея в своих руках наблюдение и догадку, он обратился к проверке их и в результате в 1912 году дал свою знаменитую вихревую теорию гребного винта.

Фотографии гребных винтов, послужившие Жуковскому отправной точкой для создания вихревой теории гребного винта.

Вихревая теория позволила вывести формулы для расчета силы тяги винта и мощности двигателя, который необходим для его вращения. Оказалось возможным найти особую форму винта. Такие винты получили в честь Н. Е. Жуковского название «НЕЖ».

Первые винты «НЕЖ», теоретически найденные Жуковским и применявшиеся на практике в 1915 году.

Вихревая теория гребного винта, конечно, может быть распространена и на крыло. Она рассматривает различные схемы вихрей, образующихся за лопастью, и находит влияние этих вихрей на распределение скоростей в потоке, а также и те силы лобового сопротивления, которые получаются за счет образования определенного вида вихрей. Это последнее сопротивление, так называемое индуктивное сопротивление, сложенное с сопротивлением от трения и различных побочных вихреобразований, и дает то общее лобовое сопротивление, которое наблюдается у движущегося в воздухе крыла.

Как истинный гений, Жуковский рассыпал вокруг себя идеи, не заботясь о том, кому они будут приписаны. За всю свою жизнь он не запатентовал ни одного своего изобретения, а когда однажды, по настоянию своих учеников, согласился было это сделать, то сам же и лишил себя права на патент, не отменив опубликования изобретения до выдачи привилегии.

«Не отвлекаясь ничем преходящим, лишь в меру неизбежной необходимости отдавая дань потребностям жизни, он все свои гигантские силы посвящал научной работе. Его цельная натура была беззаветно посвящена этому труду», – говорит о нем его первый ученик С. А. Чаплыгин.

С. А. Чаплыгин

Если Жуковский был учителем во всей благородной полноте этого слова, то Чаплыгина надо назвать его истинным учеником и товарищем.

В своей речи «Механика в Московском университете за 50 лет», произнесенной Н. Е. Жуковским на торжественном заседании, посвященном сорокалетнему юбилею его научной деятельности, Николай Егорович говорил, переходя к задаче о движении по инерции твердого тела внутри несжимаемой жидкости:

«Эта задача ввиду богатства форм допускаемых движений живо заинтересовала меня, когда в качестве приват-доцента я начал свои лекции в Московском университете чтением специального курса гидродинамики. При напечатании этого курса я высказал некоторые соображения о постановке этой задачи с геометрической точки зрения. За разрешение этой задачи взялся тогда еще начинающий свою ученую деятельность С. А. Чаплыгин и в двух своих прекрасных работах показал, какой силой могут обладать остроумно поставленные геометрические методы исследования. Мой дорогой товарищ С. А. Чаплыгин пополнил исследования своего учителя еще другой работой. Ему удалось метод исследования струй распространить на газовые струи. При современных условиях воздухоплавания исследования С. А. Чаплыгина получают выдающееся значение».

Еще в конце 80-х годов прошлого века Жуковский выделил студента физико-математического факультета Московского университета Сергея Чаплыгина в число лиц, подготовляющихся к профессуре. Учитель привил своему ученику любовь к науке, заинтересовал его вопросами аэродинамики и гидродинамики, поставил перед ним проблемы авиации.

В истории науки не много найдется примеров такой духовной преемственности и связанности, пронесенных обоими через всю их долгую жизнь, какой являют собой Жуковский и Чаплыгин.

С. А. Чаплыгин.

Сергей Алексеевич Чаплыгин родился в 1869 году в Раненбурге, в той же Рязанской губернии, где так много было сделано русскими людьми попыток воздушного летания. Он учился в воронежской гимназии, а в 1890 году окончил Московский университет. Через четыре года он занял здесь кафедру прикладной математики.

Так же как жизнь Жуковского, история жизни Чаплыгина есть история его научных работ, дальнейшая история русской аэродинамической школы.

Одна за другой научные работы Чаплыгина приносили ему ученые степени, премии, медали, известность. Работы Чаплыгина по общим вопросам динамики системы и динамики твердого тела относятся к области чистой математики, и изложение их в доступной форме весьма затруднительно. Работы второй группы, представляющие ценнейший вклад в аэродинамику, лежат на пути от научной авиации к практической и в большей или меньшей степени доступны общему пониманию.

Явления, происходящие при обтекании газовым потоком – а воздушный поток ведь есть, вообще говоря, газовый поток, – какого-нибудь тела – скажем, крыла самолета, носят различный характер в зависимости от скорости набегающего потока на движущееся тело. Если скорости тут значительно меньше скоростей распространения звука в газе, то-есть примерно 600–700 километров в час, то обтекание идет совершенно так, как оно шло бы, если бы тело двигалось в какой-нибудь несжимаемой жидкости – скажем, в воде.

Задачи, относящиеся к такому движению тела, в большинстве случаев были решены Жуковским.

Совершенно иной характер носят явления, происходящие в газовом потоке, если движущееся в нем тело имеет скорость, приближающуюся к звуковой, так называемую критическую скорость. В этом случае возникает критический режим, когда часть газа движется со сверхзвуковой скоростью, а часть – со значительно меньшей. А когда скорость движущегося тела превышает звуковую, все явления, происходящие в газе, резко изменяются и подчиняются совсем иным законам.

Чаплыгин писал свою диссертацию «О газовых струях» летом 1901 года и ставил целью разработать метод для решения задач на обтекание тел газовым потоком с образованием срыва струй. В решении такого рода задач в те времена техника почти не нуждалась. Вопросы сопротивления воздуха, представляющего частный случай газового потока, практиков не интересовали. Их скорее могли бы интересовать вопросы сопротивления жидкостей, но и в этой области сделано было очень мало.

Как известно, многие физические законы общи для газов и жидкостей, но всякий газ, в том числе и воздух, можно сжать, например, движением поршня в цилиндре, как это и делается в двигателях Дизеля. Вода же несжимаема, и на этом свойстве ее строится целый ряд гидравлических машин. Д. И. Менделеев первый пришел к выводу, что данные для сопротивления жидкостей можно применять и к воздушной среде, что «опыты с водою дополняют и дополняются опытами с воздухом». Но он предвидел, как мы читали уже, и то, что с достижением некоторой «критической скорости» движения тела в жидкой среде «сопротивление всякой жидкости будет возрастать быстрее, чем до этого», то-есть законы сопротивления за пределами этой «критической скорости» окажутся иными.

Еще до своей диссертации Чаплыгин показал в статье «О некоторых случаях движения твердого тела в жидкости», что воздух можно рассматривать несжимаемым как жидкость лишь до тех пор, пока скорость движущегося тела будет значительно меньше скорости распространения звука. При скоростях, близких к звуковым, законы сопротивления в газовой среде будут резко отличаться от законов сопротивления в жидкой среде, и сжимаемость воздуха скажется на срыве струй.

Намного раньше других ученых Чаплыгин обратился к исследованию газовых струй и разработал метод решения задач на сопротивление тела в случае потока сжимаемого газа. В своей диссертации он дал гениальное по простоте решение. Оно состоит в том, что если известно решение задачи теории струй для случая несжимаемой жидкости, то решение аналогичной задачи для газа получится в виде такого же ряда, все члены которого получат некоторые дополнительные множители.

До Чаплыгина ученые, занимаясь вопросом обтекания газом тел с большими скоростями, прибегали к большому упрощению явления. Они пренебрегали толщиной изучаемого тела – скажем, крыла или лопасти.

Чаплыгин создал теорию газовых струй для дозвуковых скоростей и начал изучать явление без грубых упрощений в те времена, когда аэропланы имели ничтожную, в сущности, скорость – не более 60 километров в час. Теоретическая авиация, таким образом, шла впереди практической лет на сорок, потому что только теперь, когда скорости стали приближаться к звуковым, практическая авиация столкнулась с вопросами, изучение которых русская аэродинамическая школа начала сорок лет назад!

Плоская аэродинамическая труба в лаборатории Московского университета.

«Научный труд – это не мертвая схема, а луч света для практиков!» – говаривал Чаплыгин.

Так смотрел на науку Жуковский, так смотрел на науку и его первый ученик, хотя, в противоположность своему учителю, Чаплыгин был чистым математиком по складу своего ума.

Работа «О газовых струях» является одной из первых работ, знаменующих переход к новой эпохе в механике. В этой работе Чаплыгин дает решение ряда задач о струйных движениях сжимаемого газа. Основное значение этой работы заключается в том, что в ней даны методы изучения газовых течений со скоростями, близкими к звуковым.

Сейчас, когда в авиации достигнуты скорости, близкие к звуковым, а обтекание происходит при «критическом режиме» и часть воздуха движется со сверхзвуковой скоростью, нет надобности объяснять колоссальное значение работы Чаплыгина. Но кто мог, кроме Жуковского, оценить эту работу сорок лет назад, когда не было ни одной области техники, которая могла бы воспользоваться гениальным решением молодого ученого!

Докторскую степень Чаплыгину присудили, но из лиц, присутствовавших на защите диссертации, кажется еще только К. А. Тимирязев почувствовал всю глубину мысли докторанта. Человек, одаренный необыкновенной чуткостью в делах науки, первым назвавший И. П. Павлова «великим русским физиологом», Тимирязев, поздравляя Чаплыгина, сказал ему:

– Я не понимаю всех деталей вашего исследования, которое лежит далеко от моей специальности, но я вижу, что оно представляет вклад в науку исключительной глубины и ценности.

Чутье не обмануло Тимирязева. Через сорок лет столь отвлеченная для своего времени работа становится основной при разрешении задач скоростного полета.

Жуковский, если можно так выразиться, был организатором пассивным; собственно говоря, его главным организующим средством было личное обаяние, привлекавшее к нему, да еще уменье угадывать талантливого человека, хотя бы еще и ни в чем себя не выразившего. Чаплыгин являл собой тип организатора активного, администратора и хозяйственника. Он был первым директором Московских высших женских курсов, и исключительно его энергии они были обязаны открытием двух новых факультетов, прекрасным оборудованием, высокой постановкой преподавания.

Преобразование курсов во Второй московский университет было также проведено Чаплыгиным. Он был и первым ректором этого университета.

Н. Е. Жуковский с дочерью и ассистентом в лаборатории Московского университета.

Огромная память и не меньшая зоркость, при исключительной способности широко мыслить и угадывать любые отношения, как это присуще аналитическому уму математика, были использованы Чаплыгиным не только в сфере научной деятельности.

Хозяйственный, административный, организаторский практицизм Сергея Алексеевича носит прямо-таки анекдотический характер.

В качестве председателя коллегии ЦАГИ он завел такой порядок, что на заседаниях коллегии рассматривались мельчайшие хозяйственные дела, вплоть до утверждения к оплате всяких счетов.

На одном таком заседании коллегии фигурировал счет за аэродинамический обмер, или, как говорилось обычно, за «продувку» в аэродинамической трубе петуха. Сергей Алексеевич сказал:

– Платить не станем!

Так как незадолго до того без всяких возражений был оплачен совершенно аналогичный счет за продувку вороны, то естественно, что один из членов коллегии заметил:

– Если мы платили за ворону, Сергей Алексеевич, то почему же за петуха не платить?!

– Петух не летает! – ответил Чаплыгин.

Петух действительно – самый плохой летун в природе, но кто, кроме Чаплыгина, в состоянии заметить это соотношение между бухгалтерией и аэродинамикой?

Продувка чучела вороны в аэродинамической трубе.

Для Чаплыгина математика была средством познания более совершенным, чем все другие, которыми мы для этой цели пользуемся. Практикам он удивлялся, но не завидовал. Он жил в своем мире замкнуто и не слишком добивался признания.

Мир отвлеченных идей, какими оперирует математик, полностью поглощал ум Чаплыгина, и надо сказать, что математик он был классический, с огромной памятью и интуицией. Конкретные величины его трогали очень мало. Давая к каким-нибудь математическим построениям высокой точности примеры, он спокойно приводил такой пример, где точность практически оказывается ненужной, даже смешной.

В его присутствии никто не мог сделать ни одной ошибки.

С. А. Чаплыгин в своем кабинете.

Характерный случай произошел однажды в Московском математическом обществе на докладе Жуковского.

Жуковский, чтобы не тратить время на писание чисел и формул, имел обыкновение показывать на экране вместо доски заранее заготовленные стеклышки с формулами и вычислениями. Так было и на этот раз.

Когда на экране появился какой-то новый расчет, Чаплыгин заметил угрюмо:

– Николай Егорович, у вас коэффициент не тот!

– Как не тот? – всполошился Николай Егорович, подбегая к экрану. – Разве не тот… Да, действительно не тот, – согласился он, заметив ошибку. Забыв, что перед ним не доска, а экран, он послюнил пальцы и стал стирать световую формулу.

Чаплыгин являл собой по типу мышления тип чистого аналитика, в противоположность Жуковскому, который был чистым геометром. Математика для Чаплыгина была искусством построения для построения. Оставаясь полным хозяином в своей области, он не мешался в чужие. Делать практические выводы, производить опыты он предоставлял другим.

Жуковского нередко можно было увидеть в лаборатории, следящего с глубоким вниманием за каким-нибудь опытом. Чаплыгин, будучи студентом, пытался раз провести какой-то физический опыт, но сделал все так плохо, что потом уже никогда не брался экспериментировать.

Тут нет ничего порочащего гениального ученого. «Людям, нередко слабо владеющим математическим анализом, кажется он способным охватить всю сложность неизученного природного явления и думается, что после него дело и весь интерес опыта состоит только в опровержении или проверке теории. Лица же, владеющие анализом, редко имеют способность и склонность сочинить и выполнить опыт, могущий дать дельный ответ на вопрос, заданный природе», – говорит о людях, подобных Чаплыгину, Д. И. Менделеев.

Жуковский бесконечно любил живую природу. Чаплыгин был к ней равнодушен. Если он приезжал в дом отдыха, то целыми днями просиживал за шахматами и часто один, если не было партнера.

Жуковский знал название всех птиц, всех растений, которые попадались ему в деревне. Чаплыгин о реальной природе имел самые общие и весьма смутные представления. Он умственно жил в природе, им самим созданной, где все связи и отношения ему были ясны.

Подобно Чебышеву и Лобачевскому, Чаплыгин был более всего удивителен для окружающих тем, что совмещал в своей личности философа и хозяйственника, мыслителя и администратора. С равной глубиной и зоркостью он постигал и космическую организованность вселенной и организацию экспериментальных работ в аэродинамической лаборатории его имени.

Н. Е. Жуковский на охоте со своим племянником А. А. Микулиным.

Но если люди такого совмещения двух как будто несовместимых начал и встречаются редко в жизни, то совсем не потому, что эти начала противоречивы по своим основаниям. И там и тут в основании лежит установление функциональной зависимости в результате анализа. Но лишь Чаплыгин был способен оставаться совершенно равнодушным к конкретным величинам в процессе анализа, в установлении функциональной зависимости и связей.

Математик прежде всего выделяет общую форму изучаемых явлений, а затем производит логический анализ, тщательное и глубокое исследование этой формы. Скажем, исследуя движение планет, математик пренебрегает размерами небесных тел, заменяя их «материальными точками».

Выделив такую общую форму изучаемого явления, математик затем переходит к установлению функциональных связей между переменными величинами – например, связи между колебаниями массивной системы железнодорожного моста и весом движущегося по нему с некоторой скоростью поезда.

Вот в установлении всякого рода функциональных связей, так же как и Жуковский, Чаплыгин был величайшим мастером. Он умел устанавливать эти связи между любыми величинами с вдохновенным проникновением гения, кажется никогда не ошибаясь. Этот дар был настолько ему присущ, что он пользовался им с равным успехом и в науке и в деловой, практической жизни.

Подобно своему учителю, великим мастером он был и в истолковании полученных математическим путем результатов.

Принципиально область применения математического метода не ограничена: все формы движения материи могут изучаться математически. Для этого исследователь, однако, принужден строить схематическую, упрощенную «модель явления». Он дает лишь приблизительную картину действительного явления. Теоретическая аэродинамика, например, решая математическим методом свои задачи, исходит из модели «идеальной жидкости», или модели Эйлера. Жидкость предполагается в виде однородного, сплошного тела, она не имеет вязкости, и трения в ней не существует. В такой идеальной жидкости, конечно, движущееся тело не должно испытывать никакого сопротивления. На самом же деле в реальной жидкости, как и в воздухе, всякое тело при движении испытывает сопротивление. Таким образом, «модель явления», с которой оперирует аналитик, еще не является копией действительности и не все вопросы естествознания может решать только математика.

Но Чаплыгину казалось, что истинная природа могла быть описана только при помощи математического аппарата, математических построений. Если реальная природа очень близко подходила к природе, как ее понимал Чаплыгин, его открытия и заключения приобретали огромное значение.

Если реальная природа отступала в своем поведении от законов, устанавливаемых Чаплыгиным математически, он все же оставался в уверенности, что мир постигать может только математика.

Н. Е. Жуковский читает лекцию из курса «Теоретические основы воздухоплавания».

– Природа любит простоту, – говорил он. – Если у нее верно спрашиваешь, она ответит просто.

И если в результате его построения получалась громоздкая, сложная формула, он браковал работу и начинал ее заново.

Сергей Алексеевич мог «полностью понимать любое, выраженное в символической форме сложное соотношение или закон, как соотношение между абстрактными величинами». Когда он, переходя от одного математического соотношения к другому, писал, как обычно: «Отсюда ясно, что…», далее изощренные математики не всегда могли восстановить тот логический путь, который ему представлялся совершенно ясным, не требующим пояснений.

Чаплыгин сиживал на научных докладах, как бы дремля, с полузакрытыми глазами, но когда вы могли бы поклясться, что он давно уже потерял нить рассуждений докладчика, думая о чем-то другом, ученый вдруг приоткрывал глаза и говорил:

– Иван Николаевич, а почему у вас тут плюс?

– Как почему? – отвечал докладчик, готовый пуститься в длинные рассуждения чуть не сначала. – Изволите видеть, я взял…

– Да нет, вы проверьте, Иван Николаевич, – прерывал его Чаплыгин. – Тут не плюс!

И неизменно оказывалось, что математический ум Чаплыгина, контролировавший речь докладчика почти механически, замечал малейшую ошибку в сложнейшем выражении, для написания которого едва хватало большой доски аудитории.

Реальные конструкции, создаваемые практиками, неизменно восхищали и удивляли Чаплыгина.

– Удивляюсь, как это люди могут выдумывать такие вещи! – сказал он однажды, осматривая остроумный прибор, показывающий не только непосредственные данные испытаний в аэродинамической трубе, но и готовый коэффициент сопротивления.

Удивляясь искусству практиков механики, Чаплыгин в то же время почти каждой своей работой освещал темные и неясные стороны загадочных явлений, с которыми они сталкивались. Он не только совместно с Жуковским создавал циркуляционную теорию и вывел формулы для подъемной силы, но и указал многочисленные типы крыльев, для которых задача вычисления подъемной силы решается до конца.

В 1914 году Чаплыгин опубликовал «Теорию решетчатого крыла». В 1921 году он выступил с теорией разрезного крыла. В этой работе Чаплыгин показывает, в частности, что если мы имеем крыло в форме разрезанной на части дуги крыла, то подъемная сила крыла при раздвинутых перьях больше, чем при сдвинутых, а крыло еще и выигрывает в своей устойчивости.

Этой работой Чаплыгин положил начало исследованиям действия предкрылков, закрылков и щитков, имеющих сейчас в авиации огромное значение, так как благодаря им скоростной самолет может уменьшить посадочную скорость, увеличивая подъемную силу «раздвиганием перьев».

Дело в том, что с увеличением скорости полета самолета неизбежно увеличивается и его посадочная скорость. Посадка самолета, как известно, вообще самое трудное в полете дело. При большой скорости, особенно в боевых условиях, ни один современный истребитель не смог бы приземлиться без аварии, если бы у него не было щитков или закрылков.

Характеризуя значение работ С. А. Чаплыгина для мировой науки, надо иметь в виду, что все они публиковались в русской печати или докладывались в том или ином научном обществе и, во всяком случае, были известны специалистам.

В докладе на Третьем воздухоплавательном съезде в Москве в 1914 году, например, Чаплыгин дает формулу лобового сопротивления, исходя из рассмотрения движения «вихревых усов», сбегающих с крыльев самолета. Между тем эта теория получила название «индуктивной теории» Прандтля, опубликовавшего ее в 1918 году.

Работа Чаплыгина относится к гораздо более раннему времени. Идя в своих теоретических построениях на много лет впереди современников. Сергей Алексеевич не спешил с широкой публикацией своих работ, оставляя себе время для дальнейшего развития теории и углубления формулировок.

Академик Борис Николаевич Юрьев рассказывает, между прочим, такой характерный эпизод в связи с этим случаем.

Когда в Москве была получена книга с изложением индуктивной теории Прандтля, произведшей сильное впечатление на всех аэродинамиков, Борис Николаевич зашел к Чаплыгину и указал ему на работу немецкого ученого. Сергей Алексеевич выслушал гостя и спокойно заметил:

– Да это у меня уже давно сделано.

Сергей Алексеевич так же спокойно и неторопливо открыл нижние дверцы буфета, где на полках хранились рукописи, аккуратно завернутые в салфетки вместо папок, достал один сверток и вынул оттуда тетрадь.

– Вот она, эта самая теория, – сказал он, перелистывая рукопись. – Можете убедиться!

Юрьев посмотрел на тетрадь и затем, до конца своего визита, не мог оторвать взгляда от полок буфета: кто знает, какие еще откровения теоретической мысли хранились здесь так скромно и просто!

Впрочем, и знаменитая докторская диссертация Чаплыгина «О газовых струях», написанная в 1894 году, была по-настоящему оценена только в 1936 году. На Международной конференции по газовой динамике в Риме идеи русского ученого слушались, как новость. Они легли в основу дальнейшей разработки проблем скоростного полета.

Чаплыгин представляет в нашей науке аэродинамику теоретическую, Жуковский – аэродинамику экспериментальную в сочетании с теоретической.

Экспериментальная аэродинамика

В те годы, когда создавалась русская аэродинамическая школа во главе с Н. Е. Жуковским, вся теоретическая механика была не чем иным, как прикладным отделом математики. Жуковский один из первых показал, что в современной теоретической механике опираться лишь на математический метод невозможно, что для познания мира, с точки зрения механики, так же нужен научно поставленный эксперимент, как и во всех иных областях естествознания.