100 великих россиян - Константин Рыжов

«Движение твердого тела с полостями, наполненными жидкостью» (1885) и «Видоизменение метода Киргофа» (1890). Первая из них имеет большое значение при расчете движения любого тела, наполненного жидкостью (например, при расчете траектории полета современных жидкостных ракет), а вторая внесла важный вклад в такой сложнейший раздел гидромеханики как теория струй.

Жуковский никогда не был чистым теоретиком. Он не только писал сложные математические работы, но и очень живо интересовался насущными техническими проблемами. Им было разрешено также несколько сложных инженерных задач. В этой связи прежде всего следует отметить его исследования о гидравлическом ударе в водопроводных трубах. Проблема эта в свое время наделала много неприятностей инженерам-гидравликам, и удачное разрешение ее принесло Жуковскому громкую славу. Во второй половине 90-х гг. для снабжения Москвы водой был построен Рублевский водопровод. Но сразу после его пуска начались аварии магистральных труб. Причина прорывов оставалась непонятной. Инженерам пришлось обратиться за помощью к ученым. Внимательно изучив систему нового водопровода, Жуковский определил, что аварии вызываются неизвестным еще тогда в гидравлике явлением, которое было названо гидравлическим ударом. В 1898 г. он выпустил работу «О гидравлическом ударе в водопроводных трубах», которая вскоре была переведена на основные европейские языки. Выведенные в ней формулы с тех пор неизменно используются при расчете любого водопровода.

Несмотря на огромный вклад Жуковского в гидромеханику имя его, как уже говорилось, связывают в первую очередь с аэродинамикой. И это не случайно. Можно сказать, что до Жуковского теоретической аэродинамики как самостоятельной науки вообще не существовало. К изучению движения тел в воздушной среде Жуковский приступил еще в 1889 г., когда устроил при своем кабинете прикладной механики в Московском университете небольшую аэродинамическую лабораторию. В 1902 г. он построил аэродинамическую трубу закрытого типа, в которой провел множество интересных экспериментов. В 1905 г. аэродинамическая труба диаметром 1,2 м со скоростью обдува до 30 м/с была построена и в Техническом училище. Проделав множество разнообразных опытов, Жуковский смог перейти к созданию общей аэродинамической теории. Потребность в ней очень остро ощущалась Тогда во всем мире. Первые летательные аппараты тяжелее воздуха, появившиеся в конце XIX века, строились инженерами и механиками, что называется, «на глазок», без всякой оглядки на теорию. О силах, оказывающих влияние на летательный аппарат, делали заключения не из уравнений и математических формул, а исключительно из опыта. Сплошь и рядом это приводило к ошибкам и авариям, ведь любой летательный аппарат тяжелее воздуха находится под воздействием сложного комплекса сил, каждая из которых должна быть обязательно учтена при его проектировании. Если рассматривать самый простой случай — равномерный прямолинейный полет аэроплана, — то на него будут действовать четыре основные силы: подъемная сила крыльев, сила лобового сопротивления воздуха, сила тяги воздушного винта и сила тяжести. В то время когда Жуковский заинтересовался проблемами авиации, из этих сил в достаточной мере изученной была только одна — сила тяжести. В отношении трех остальных, источником которых была воздушная среда, царил полнейший разнобой мнений. И именно Жуковскому Мировая наука обязана тем, что в первое десятилетие XX века авиаконструкторы получили в свое распоряжение точную и строгую аэродинамическую теорию.

В 1891 г. Жуковский выпустил первую работу по аэродинамике «О парении птиц», где был описан механизм парения с набором высоты. Затем в статье «О крылатых пропеллерах» (1898) он рассмотрел общие вопросы тяги винта. Но самые важные открытия были сделаны Жуковским в начале XX века. В 1906 г. появился его фундаментальный труд «О присоединенных вихрях». Здесь был объяснен принцип образования подъемной силы крыла, то есть той силы, которая удерживает аэроплан в воздухе. Только после этого у авиаконструкторов появилась возможность на строго научной, математической основе рассчитывать форму и профиль крыла. В этой же книге была выведена теорема, позволяющая определить величину этой силы (во всех странах она теперь называется теоремой Жуковского). В 1911 г. Жуковский нашел простой способ определения центра давления равнодействующей всех сил на крыло. Это позволило ему предложить наиболее выгодные формы профиля крыла. В 1910–1912 гг. Жуковский прочел в МВТУ курс лекций «Теоретические основы воздухоплавания». В 1911 г. на основе этих лекций он выпустил одноименный учебник — первый учебник по аэродинамике. Книга эта была переведена на основные иностранные языки и получила мировое признание. В 1912–1918 гг. Жуковский опубликовал четыре статьи под общим названием «Вихревая теория гребного винта», в которых подробно разобрал способы расчета подъемной силы винта данного профиля и лобовое сопротивление, испытываемое каждым элементом лопастей. После этого он смог рассчитать форму винта, обладающего наивысшей тягой. Все эти расчеты в дальнейшем использовались авиаконструкторами при проектировании пропеллеров. Таким образом, Жуковским были изучены все три основные аэродинамические силы, действующие на летательный аппарат, и заложены надежные основы аэродинамического расчета самолета. Свои выводы Жуковский обобщил в работах «Аэродинамический расчет аэропланов» (1917) и «Исследование устойчивости конструкции аэропланов» (1918).

В аэродинамике, так же как и в гидромеханике, Жуковский был не только теоретиком. Его с полным основанием можно назвать основоположником русской авиации. Жуковский сумел разрешить немало конкретных технических и организационных проблем. Так, в годы Первой мировой войны он провел первое в России аэродинамическое исследование авиационных бомб. Результатом исследования стала статья «Бомбометание с аэропланов». Много сил отдал Жуковский подготовке инженеров-авиаконструкторов и летчиков.

В 1918 г. решением советского правительства был образован Центральный авиационный гидродинамический институт — ЦАГИ. Костяк его составили ученики Жуковского, а сам он стал первым председателем научной коллегии этого института. Основанные в годы Первой мировой войны при МВТУ курсы для военных летчиков были преобразованы в 1920 г. в Институт инженеров Красного Воздушного флота, первым ректором которого тоже стал Жуковский. (В 1922 г. институт был преобразован в Академию воздушного флота им.

Жуковского.) Умер Жуковский в марте 1921 г.

АНДРЕЙ ТУПОЛЕВ

Андрей Николаевич Туполев родился в ноябре 1888 г. на хуторе Пустомазово Тверской губернии в семье небогатого нотариуса. Закончив Тверскую гимназию, он в 1908 г. поступил на механический факультет Московского высшего технического училища. Здесь произошло его знакомство с Жуковским, во многом определившее его дальнейшую судьбу. Случилось это до некоторой степени случайно. Позже Туполев так описал свою первую встречу с основоположником русской авиации: «Попал я впервые в поле зрения Николая Егоровича довольно любопытным образом. Я учился тогда на первом курсе. Особо глубокого интереса к воздухоплаванию не имел, хотя оно и привлекало меня своей новизной. Как-то при Московском университете организовали выставку воздухоплавания. Я туда однажды пришел. Вижу, подтягивают тросом какой-то планер. Я стал помогать и оказался рядом с человеком, который тогда был учеником Жуковского… Он тут же познакомил меня с Николаем Егоровичем. Так, взявшись за трос, я и прирос к этому делу…»

Авиация в ту пору делала лишь первые шаги. Аэропланы были примитивными и несовершенными. Точная аэродинамическая наука едва зарождалась. Но ученики Жуковского были полны оптимизма и веры в великое будущее крылатых машин. Благодаря тесному общению с великим ученым им посчастливилось не просто наблюдать за успехами авиации, но и с самого начала стать активными соучастниками этого захватывающего процесса. Уже в 1910 г., когда Туполев учился на втором курсе, Жуковский поручил ему сложное и ответственное дело — разработать и построить аэродинамическую трубу для лаборатории училища. Позже студенты провели на этой трубе множество важных экспериментов. Кроме аэродинамической лаборатории Жуковский организовал при училище воздухоплавательный кружок. Под его наблюдением кружковцы собрали планер-биплан, на котором, взяв старт с высокого берега Яузы, Туполев совершил первый в своей жизни полет.

В 1911 г. Туполева в числе 39 студентов, обвиненных в политической неблагонадежности, отчислили из МВТУ. Он вернулся в училище только через три года. С тех пор его связь с авиацией больше не прерывалась. У Туполева еще не было диплома, когда его пригласили заведовать гидропланным отделом Московского самолетостроительного завода «Дукс». В 1917 г. он уже возглавлял расчетный отдел в авиационном расчетно-испытательном бюро Управления Воздушного Флота. МВТУ он закончил только в 1918 г., представив в качестве дипломного проекта свою первую конструкторскую работу «Расчет гидроплана». Когда решением Советского правительства осенью 1918 г. был организован Центральный аэродинамический институт, Туполев занял в нем должность товарища председателя. Он пришел в ЦАГИ уже сложившимся инженером-конструктором со своими идеями и установками. Вскоре вокруг него образовался кружок единомышленников-энтузиастов, ставший прообразом его будущего знаменитого КБ. Но начинать Туполеву пришлось не с самолетов.