Текст книги "Жуковский"

Автор книги: Михаил Арлазоров

сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 19 страниц)

Впрочем, не только значок доставил профессору искреннее удовлетворение. На следующий день после чествования он купил большой книжный шкаф. В этот шкаф сложил он все приветствия – мнения, высказанные о его работах товарищами по науке. Жуковский знал их взыскательность, и потому ему были особенно дороги теплые слова друзей. Они, а не официальная награда являли собой подлинное признание того полезного, что дал Жуковский науке и технике.

О многом могут рассказать старые письма. Извлеченные из тиши архивов, они новым светом озаряют давно ушедшие годы. Читая их, чувствуешь дыхание минувшего, понимаешь ощущение Жуковского, вскрывавшего конверты в эти приятные для него дни юбилея.

«Сначала я хотел Вас поздравить по телеграфу, как это сделали мои товарищи по обсерватории – писал ставший к тому времени весьма известным астрономом Белопольский, – но потом раздумал Моя телеграмма среди сотен других не сказала бы Вам ровно ничего.

Между тем чествование Вашей сорокалетней научной деятельности напомнило мне давно прошедшие времена моей молодости, когда я впервые начал прислушиваться к науке в симпатичном кружке молодых ученых в отделе Общества любителей естествознания на Лубянке, собиравшемся там под Вашим председательством. Не знаю и не могу объяснить причину того, что я после нигде не чувствовал такой простоты и искренности отношения членов этого кружка друг к другу, как в то блаженное время. Вернее всего, что причиной был сам председатель…

Хотелось бы лично пожать Вам руку в торжественный для Вас день и пожелать Вам здоровья и сил на будущее время, но боюсь, что Москва стала для меня слишком чужою и что встреча с Вами в новой обстановке повлияет на меня тяжело – пусть представляется все та же жизнь и деятельность, как это было в то старое доброе время в рамке университета и обсерватории его».

«Я знаю Вас с университетской скамьи, – читал Жуковский в письме профессора Цераского, – и сорок лет Вашей деятельности прошли на моих глазах.

За этот длинный ряд лет я не слышал ни одного разу, чтобы кто-нибудь сказал про Вас хотя бы одно дурное слово…

…Если бы Вы были схимник, сидящий под землей, или отвлеченный мыслитель, за тремя замками, отрицающий существование внешнего мира, это было бы до некоторой степени понятно. Но Вы, Николай Егорович, не затворник, Вы – Машинист, Водопроводчик и Воздухоплаватель, Вы действуете в самой толчее нашего нервного века, беспрестанно сталкиваетесь со старшими и младшими, Вы заседали в бесчисленных комиссиях, пропустили через экзаменационный пресс сотни техников, студентов и магистрантов, составили множество отчетов и разборов чужих трудов и никого никогда не задели, никому не причинили ни малейшей неприятности.

За эту черту Вашего характера, за это благодатное свойство Вашей души, озаряющее кротким светом обширнейший горизонт Вашей ученой деятельности, позвольте принести Вам, Николай Егорович, дань глубочайшего почтения и сердечной преданности».

Небольшие листочки бумаги, но как много говорили они юбиляру! Он вспомнил защиту магистерской диссертации Белопольского о пятнах на Солнце. Тогда Аристарх Аполлонович был скромным юношей, а сегодня это астроном с мировым именем.

В памяти отчетливо вставали встречи с Цераским. Ох, какой это был забияка! «По своему живому характеру он сильно надосадил естествоиспытателям, за что они недавно прокатили его на черных при выборе в члены Общества московских натуралистов», – так писал в декабре 1886 года Жуковский в письме к сестре Марии Егоровне.

Николай Егорович припомнил и то, что последовало за этим, – 18 декабря 1886 года двадцать три члена общества, среди которых были Бредихин, Слудский, Тимирязев, Столетов, да и он сам выступили с публичным заявлением, выражавшим соболезнование Цераскому.

О том, что было забыто

А вот письмо из Киева, письмо, совершенно неожиданное, от профессора физиологии Евгения Филипповича Вотчала – одного из учеников К. А. Тимирязева [20]20
  Письма Белопольского, Цераского, Вотчала цитируются по сборнику «Из неопубликованной переписки Н. Е. Жуковского», подготовленному к печати под руководством Н. М. Семеновой научными сотрудниками Н. Ю. Кишкиной и Н. М. Коптеловой. М., 1957 г.


[Закрыть].

«Позвольте приветствовать Вас и мне, физиологу, с глубочайшей признательностью вспоминающего и словом и делом Ваши советы, беседы и Ваше высоко почетное участие, проявленное к моей работе… В газетах проскользнуло известие об издании Ваших трудов. Позвольте обратить к Вам одну просьбу: сделайте честь ботаникам, опубликуйте хотя бы самое краткое резюме сообщения, сделанного Вами 17 декабря 1897 года… До сих пор сообщение это полно самого живого интереса. С 1902 года я работаю непрерывно над этим вопросом, экспериментирую над деревьями в лесу (изучая распределение давления и проч.). Я нахожу подтверждение своих лабораторных и Ваших теоретических взглядов… Каким бы украшением была и Ваша статья…»

Но призыв Вотчала не нашел отклика, и потому эта сторона деятельности Жуковского ныне почти неизвестна. Из фактов, выявленных научными сотрудниками ЦАГИ, мы попытаемся построить рассказ о странице жизни, забытой почти всеми, рассказать о которой сам Жуковский то ли не успел, то ли просто не пожелал.

«Назови мне своих друзей, и я скажу тебе, кто ты», – так гласит народная мудрость, и справедливость этой поговорки лишний раз подтверждается жизнью Жуковского. Столетов и Бредихин, Орлов и Тимирязев, Лебедев и Ляпунов – вот некоторые из его друзей. И, если перефразировать поговорку, то это значит, что Жуковский физик и астроном, математик и механик, инженер и естествоиспытатель.

Друг Тимирязева, Жуковский не мог не интересоваться тем, что вносил в науку Климент Аркадьевич. Сегодня для такого утверждения уже есть достаточно веские доказательства.

Среди книг Жуковского сохранилась магистерская диссертация В. Д. Мешаева «О винтовых механизмах некоторых плодов». Причину появления ее в библиотеке профессора с достаточной полнотой объясняет репортерский отчет, напечатанный 11 мая 1888 года «Московскими ведомостями».

На магистерском диспуте, состоявшемся за день до этого в два часа дня в новом здании университета, произошло то, что доставило репортерам особое удовольствие, – разыгрался скандал, а до скандалов читатели «Московских ведомостей» были изрядные любители. Поначалу все шло чинно и привычно строго. Было доложено, что магистрант получил среднее образование в З-й Московской гимназии, затем со степенью кандидата закончил Московский университет и преподает по кафедре ботаники и минералогии Технического училища.

Диссертант чувствовал себя уверенно. Любуясь собственным красноречием, он с откровенной насмешливостью докладывал о своих предшественниках, беспощадно высмеивая их работы. И едва Мешаев умолк, как разыгралась буря. Единственный из официальных оппонентов (второй почему-то на защите не присутствовал) Климент Аркадьевич Тимирязев обрушился на него с такой силой, что наигранная самоуверенность быстро слетела с лица, уступив место тревожной бледности. Мешаев явно волновался, короткими глотками прихлебывал воду из стакана, поставленного перед ним университетским служителем. А как только кончил свое выступление Тимирязев, диссертант даже не успел перевести дух: один за другим начали подниматься на кафедру неофициальные оппоненты – Н. Е. Жуковский, В. Я. Цингер, А. П. Соколов.

«Все оппоненты, в особенности же профессор Тимирязев, – сообщали «Московские ведомости», – указали массу отрицательных сторон диссертации и, между прочим, высказали диссертанту упрек в том, что он слишком резко отзывается о своих ученых предшественниках и очень бесцеремонно глумится над их исследованиями и положениями, причем напрасно приписывает себе открытия таких явлений, которые уже давно были известны до него. Диспут велся очень оживленно и продолжался до 6 часов вечера».

Так, благодаря безвестному репортеру «Московских ведомостей» удалось узнать о первом (так полагаем мы сегодня) выступлении Жуковского на диссертации, связанной одновременно с биологией и механикой. Вторично он выступал уже совершенно официально, когда 8 декабря 1897 года защищал на степень магистра свою работу «Движение пасоки (воды) в растениях» уже известный нам Евгений Филиппович Вотчал.

Диссертация Вотчала представляла собой серьезную и весьма обстоятельную работу. Его официальными оппонентами были К. А. Тимирязев и Н. Е. Жуковский, и, быть может, тот же самый репортер писал в «Московских ведомостях»; «Оппоненты в самых лестных выражениях отозвались об исследовании г. Вотчала. Профессор Н. Е. Жуковский отметил между прочим, что автором диссертации было придумано много остроумных аппаратов, при помощи которых удалось достигнуть весьма интересных результатов для механики».

В своих рассуждениях диссертант оттолкнулся от работы Жуковского, посвященной движению подпочвенных вод в песках. Благодаря оригинальным экспериментам Вотчалу удалось накопить множество интересных, ранее неизвестных фактов. Эти факты и заинтересовали Жуковского. Через неделю после защиты диссертации, 17 декабря 1897 года, Николай Егорович сделал в объединенном заседании Отделения ботаники и физики Общества любителей естествознания доклад «О математической теории движения соков в растениях». Председательствовавший на этом заседании Тимирязев с огромным вниманием и интересом слушал сообщение своего друга, следил за его математическими выкладками.

Именно об этом докладе, о публикации его текста для всех интересующихся взаимосвязями математики и биологии и просил своим письмом к Николаю Егоровичу профессор Вотчал. Увы, единственный документ, которым мы располагаем сегодня, – маленькая заметка в реферативном журнале немецких ботаников. Чтобы узнать об этой, ранее неизвестной работе Жуковского, пришлось перевести с немецкого языка на русский следующий текст, весьма краткий, как это и положено в реферативном журнале;

«Докладчик открыл новый закон движения жидкости в среде, которая состоит попеременно из твердых частиц и воздушных пузырей. Докладчик использовал некоторые известные величины из диссертации проф. Е. Вотчала, обработал этот вопрос математически и обнаружил, что закон движения соков в растении аналогичен закону распространения тепла в бесконечной стенке. Это открытие объясняет движение соков в растениях действием физических сил».

Большое открытие! И пока это краткое сообщение исчерпывает все, что нам о нем известно. Остается лишь надеяться, что, быть может, в один прекрасный день, к великой радости натуралистов всего мира, историкам науки удастся обнаружить среди архивных бумаг текст доклада, считающийся ныне утерянным.

Знакомясь с работами Николая Егоровича в области ботаники, невольно задаешь себе вопрос: неужто это были случайные эпизоды? Думается, что нет. С ним не раз делился своими мыслями Тимирязев, а ведь именно о Тимирязеве сказал Жуковский, поздравляя его от имени Общества любителей естествознания с тридцатилетием научной и педагогической деятельности: «Замечательные работы К. А. Тимирязева являются звеном, соединяющим биологические знания с физическими». Климент Аркадьевич подробно рассказывал о своих планах Жуковскому. А о том, какую роль играла в этих исследованиях физика, мы без труда можем узнать сегодня. Достаточно, к примеру, раскрыть его речь «Факторы органической эволюции». В этой речи великий ботаник говорил:

– Роль стебля, как известно, главным образом архитектурная: это – твердый остов всей постройки, несущий шатер листьев, и в толще которого, подобно водопроводным трубам, заложены сосуды, проводящие соки… Именно на стеблях узнали мы целый ряд поразительных фактов, доказывающих, что они построены по всем правилам строительного искусства.

Об этом и многом другом не раз толковали Тимирязев с Жуковским. Мы не располагаем документальными записями их бесед, но зато имеем весьма ясные косвенные подтверждения того, что это было именно так.

Раскроем толстую книгу в переплете цвета зеленого листа, выпущенную в 1955 году издательством «Советская наука». На ее обложке надпись: «В. Ф. Раздорский «Архитектоника растений». Автор этого труда спешит сообщить читателю, что «выбор темы и трактовка ее объясняются школой, которую ему довелось пройти. В Московском высшем техническом училище, где автор учился, механику теоретическую и аналитическую читал не кто иной, как Николай Егорович Жуковский…

С основными положениями эволюционного учения и учения о строении растений автор познакомился еще в средней школе по книгам «Жизнь растений» и «Чарльз Дарвин и его учение» Климента Аркадьевича Тимирязева, произведениями которого автор, как и многие из его сверстников, сильно увлекался.

Студенческие годы автора в Московском университете протекали под сильным влиянием Тимирязева…»

В 1907 году Раздорский получил диплом об окончании Технического училища со званием инженера-механика, а в 1911 году, когда отмечался юбилей Жуковского, молодой инженер уже заканчивал университет, специализируясь на ботанике. И если Николаю Егоровичу Жуковскому глубокое знание математики и механики распахнуло дверь в мир техники, то Раздорскому инженерные знания, вынесенные из Технического училища, позволили создать новую теорию в ботанике. Вдумчивые наблюдения и оригинальные эксперименты натуралиста опирались в этой теории на прочнейший фундамент математики и механики.

Можно было бы подробно и обстоятельно рассказать о том, как были развиты Раздорским принципы, на которых стояли Жуковский и Тимирязев, но это иная тема, и тот, кто заинтересуется ею, может прочитать интересную книгу Раздорского. Для нас же важно другое – вместе с другими материалами эта книга помогла восстановить забытую страницу жизни Жуковского, свидетельствующую о необъятной широте его научных интересов, о желании использовать законы механики повсюду, где они могут помочь людям раскрыть новое, дотоле неизвестное.

Теория воздушного винта

Когда погас фейерверк юбилея, снова возвратились будни. Как и прежде, Жуковский ездит на занятия, читает лекции в Техническом училище и университете, отдает много сил своему любимому детищу – воздухоплавательному кружку.

Еще не получив диплома об окончании училища, удостоверяющего их право на самостоятельность, лучшие из кружковцев напористо входили в науку. С большим удовольствием прочитал Жуковский работу студентов Сабинина и Юрьева. На суд профессору представлено глубокое исследование, новая теория воздушного винта, преобразующего мощность двигателя в тягу винта и скорость самолета.

Уже Леонардо да Винчи увидел в воздушном винте источник подъемной силы, а наш великий соотечественник Михаил Васильевич Ломоносов пытался практически эту силу использовать. Винты приводили в действие первые дирижабли и первые аэропланы. Однако создать законченную теорию винтов долгие годы не удавалось.

Неизученность воздушных винтов тормозила развитие авиации. Отсюда и интерес Жуковского к этой проблеме.

Первое исследование Николая Егоровича в области винтов относится к 1898 году. Он назвал его «О крылатых пропеллерах». Спустя девять лет, в 1907 году, увидела свет «Теория гребного винта с большим числом лопастей», где Жуковский рассматривал возможности винта как источника подъемной силы вертолета и источника тяги для аэроплана.

Новая работа – новый шаг вперед. Ее выводы отнюдь не плод кабинетных размышлений. Верный своему обыкновению искать в опыте почву для выводов, Жуковский не только руководитель, но и непосредственный участник экспериментов, проводившихся в Кучинском аэродинамическом институте. С шумом раскручивается винт, вращаемый электромотором. Гудит отбрасываемый им воздух, ползет вперед стрелка тахометра, отсчитывая нарастающее число оборотов, ползет и стрелка динамометра, измеряющего силу тяги.

В работе исследователя мелочь, незамеченная верхоглядом, может оказаться самородком, подсказывающим путь к золотоносному массиву. Вот почему так старательно вникает во все детали опытов Жуковский, и эта любознательность едва не стоит ему жизни: кусок лопасти, оторвавшийся при испытании, просвистел совсем рядом с головой.

Но разве опасность может отпугнуть настоящего исследователя? Опыты продолжаются. Их результаты подсказывают Жуковскому новые конструкции винтов. Винты совсем не похожи друг на друга ни формой, ни материалами. Но ведь тем и интереснее, тем шире выводы, которые можно сделать из проведенных экспериментов. Уровень исследования 1907 года неизмеримо выше прежних работ по винтам. Однако и новый труд не принес полного удовлетворения. Его результаты еще нельзя использовать для практических инженерных расчетов, а работу, которая не в состоянии служить практике, Жуковскому трудно считать завершенной.

Да и винты продолжали оставаться «белым пятном» на карте авиационных знаний. И тем, кому нужно было их точно рассчитывать, это «белое пятно» приносило много хлопот.

Среди таких людей вскоре оказался один из учеников Жуковского, студент Юрьев, начавший работу над проектом геликоптера.

Существовавшие в ту пору теории привели Юрьева к странному выводу; мощность несущего винта, подсчитанная двумя способами, расходилась ровно вдвое. Который же из полученных ответов правилен? Быть может, оба они в равной степени далеки от истины? Молодой конструктор растерялся и обратился за помощью к своему товарищу по воздухоплавательному кружку – Сабинину.

Сабинин живо откликнулся на просьбу Юрьева. Но не так-то просто оказалось расколоть твердый орешек. Юноши вели долгие и, увы, бесплодные теоретические дискуссии. Не раз в этих спорах принимал участие и Жуковский. Зайдя в лабораторию, он увлекался, забывая обо всем, порой даже о лекции, которую предстояло прочитать.

Но сколь ни горячи споры, чтобы отыскать истину, нужны были новые, дополнительные опыты. С этой целью Сабинин создал простую, но весьма оригинальную установку. Модель винта он посадил на вал маленького электромоторчика. Дым от папиросы, вдуваемый в воздушный поток, проявил движение воздушных струй, сделал их зримыми.

Часами просиживал Сабинин подле своей установки. И его добросовестность принесла плоды. Молодой исследователь обнаружил, что струя воздуха за плоскостью винта сжимается и коэффициент сжатия ее равен двум.

Таким образом, после обработки результатов наблюдений удалось раскрыть причину расхождений, выявленных Юрьевым.

Но правы ли молодые исследователи? Жуковский внимательно просматривал их выкладки:

– Да, результат бесспорен.

Николай Егорович тщательно проверяет расчеты. Он делает обстоятельные пометки и поправки, заменяет некоторые формулы. Теория приобретает все более и более законченный вид.

«Для большей убедительности, – вспоминал потом профессор Г. X. Сабинин, – я снял аэродинамический спектр винта, сделав микроскопический флюгерок. По многу времени мы с Б. Н. Юрьевым наблюдали течение струй за винтом, перенося флюгерок в различные части струи. Иногда к нам присоединялся и Николай Егорович. Мой флюгерок ему очень понравился, и позднее на своих лекциях он рассказывал о моем способе снимать спектр винта, назвав его «манерой Сабинина», чем я очень гордился. Нашей теории гребного винта Николай Егорович посвятил целую главу в своем курсе «Теоретические основы воздухоплавания». В этот курс он включил доклады и других студентов».

Молодые ученые действительно добились успеха. Они блестяще развили мысль, высказанную еще в 1892 году Джевецким, о сходстве лопасти винта с крылом, но даже после этого Жуковский еще не счел работу завершенной.

Причины неудовлетворенности профессора понять не трудно. Ведь если согласиться с тем, что на лопасти винта и крыле возникают сходные аэродинамические силы, то это означает, что к винту можно применить теорию подъемной силы, разработанную для крыла им совместно с Чаплыгиным.

Однако пока этого сделать не удалось не только Сабинину и Юрьеву, но даже самому Николаю Егоровичу Жуковскому.

Сейчас, когда мы оглядываемся назад, многое кажется совершенно простым и ясным. Но не следует забывать, что в те дни, когда Сабинин и Юрьев разработали новую точку зрения на винты, теория подъемной силы крыла Жуковского – Чаплыгина еще не успела выйти из первой фазы своего развития. Она была справедлива лишь для крыльев бесконечного размаха. Неумение рассчитать крыло вполне определенных размеров и было барьером, отделявшим Жуковского от теории гребных винтов, способной полностью удовлетворить запросы практики.

И все же этот трудный барьер был взят. Его помогла преодолеть мелочь, найденная, но незамеченная немецким исследователем О. Фламмом. Фламм проводил опыты с гребными винтами, работавшими в воде. На фотографиях его экспериментов отчетливо выделялись светлые линии, сбегавшие с концов лопастей. Сам Фламм не придал им никакого значения. Для Жуковского же эти линии стали отправным пунктом в новой точке зрения на гребной винт. Разглядывая фотографии, Николай Егорович пришел к твердому убеждению, что светлые линии представляют собой не что иное, как следы вихрей, соскользнувших с концов лопасти.

Так, опираясь на факт, ускользнувший от менее пристального исследователя, Жуковский сумел нарисовать четкую физическую картину явлений, связанных с работой воздушного винта, и затем перейти от нее к точным математическим расчетам. Именно в этом и таился успех винтов НЕЖ[21]21
  НЕЖ – инициалы Жуковского, которыми были отмечены некоторые типы разработанных им профилей крыльев и винтов.


[Закрыть], сконструированных Жуковским. Подобно крыльевым профилям НЕЖ, винты Жуковского долгое время не имели себе равных.

Работа Николая Егоровича по винтам, которую он вел несколько лет, представляла собой огромный вклад в науку о полете. Хотелось продолжить ее, сделать успехи новой теории достоянием практиков. Этим занялся один из учеников Жуковского по Техническому училищу – Владимир Петрович Ветчинкин. На долгие годы стал он неутомимым помощником Николая Егоровича.

Жуковский с большим уважением относился к своему юному другу, высоко ценил его работы в области вихревой теории гребного винта. Ветчинкин значительно продвинул эту работу вперед, экспериментально проверил правильность теоретических предположений Жуковского, разработал теорию прочности винта и (это было весьма существенным) сумел обосновать ее приложение для вентиляторов и ветродвигателей.

Несколько забегая вперед, скажем, что исследованием винтов Николай Егорович занимался не один год. Известно, что в апреле 1915 года он просил у Леденцовского общества денежной помощи на проведение опытов с судовыми винтами на Москве-реке. Не удовлетворившись этим, Жуковский писал Алексею Николаевичу Крылову:

«Так как моя теория позволяет производить подсчет винтов гидродинамический и на прочность для каждого задания относительно судна и через это, по всей вероятности, увеличить их коэффициент полезного действия и скорость судна, то, ввиду спешности военного времени, я предложил бы, не дожидаясь окончания опытов на Москве-реке, выполнить по моей теории винты сначала для небольшого корабля (миноносца) и, в случае успеха, для больших судов.

С чертежами таких винтов мог бы приехать к Вам мой ученик инженер-механик Владимир Петрович Ветчинкин для исполнения их на судостроительном заводе и затем испытания на судне параллельно с испытаниями прежних винтов судна».

В другом письме к Крылову, написанном два года спустя, мы читаем:

«Владимир Петрович Ветчинкин заедет к Вам и расскажет о «вариационном» винте, который получился, как результат развития моей вихревой теории гребного винта. Надо надеяться, что этот новый тип винта поднимет на несколько процентов коэффициент полезного действия винтов для морских судов».

Но винты были лишь малой толикой той грандиозной работы, которую вел Николай Егорович, стремясь помочь молодой авиации.