РАССКАЗ О ЛЮДЯХ, КОТОРЫЕ ПОДАРИЛИ МИРУ КРЫЛЬЯ 2


С 1887 года Циолковский начал систематические исследования моделей своего дирижабля в воздушной струе. В начале использовался ветер. Однако сила его и направление были слишком изменчивы, а скорость недостаточна. Тогда Циолковский задумал создать искусственный ветер — «воздуходувку», — это и был прообраз современной аэродинамической трубы по испытанию моделей.

Многолопастный вентилятор был установлен в направляющей трубе. Действовавший наподобие веялки, он приводился в движение падением тяжелого груза с помощью веревки, которая наматывалась предварительно на ось вентилятора. У горловины вентилятора за специальной решеткой, выпрямлявшей воздушные струи, устанавливалась продуваемая модель. Она свободно плавала на поплавке в вагончике с водой и была связана с маятником, показывающим усилия, возникающие на модели при ее продувке.

Эта аэродинамическая труба позволила ученому провести целый ряд интереснейших исследований. Они были обобщены в научной статье «Давление воздуха на поверхности, введенные в искусственный воздушный поток», впервые напечатанной в «Вестнике опытной физики». Работа была высоко оценена Академией наук.

Многолетние аэродинамические исследования помогли Циолковскому еще в 1895 году создать совершенный проект аэроплана.

По рисункам из сочинения «Аэроплан, или птицеподобная машина» мы видим, как удивительно точно предугадал форму будущего самолета выдающийся ученый. Обтекаемый фюзеляж с мотором и винтом, расположенным спереди, и хвостовым оперением поддерживается крылом также весьма совершенной формы. Влияние аэродинамических исследований Циолковского на конструкцию этого самолета не подлежит никакому сомнению.

Как видим, с давних пор теория и практика аэродинамики в нашей стране шла рука об руку. Наиболее яркий пример тому — плодотворнейшая деятельность Николая Егоровича Жуковского.

Начав свои научные работы с гидродинамики — науки, изучающей движение жидкостей, Жуковский вскоре переключил свое внимание на вопросы движения воздушных струй. Первая его работа «К теории летания», опубликованная в 1890 году, была посвящена теории создания подъемной силы крыла.

Появившаяся в следующем году работа «О парении птиц» также имела важное значение, хотя внешне касалась как будто частной проблемы.

Оценивая эту работу сейчас, более чем через шестьдесят лет после ее опубликования, выдающийся специалист в области самолетостроения, заслуженный деятель науки и техники В. С. Пышнов говорит: «В работе Жуковского «О парении птиц» птица, собственно, является наименованием летящего объекта, и если слово «птица» заменить словом «планер» или «самолет», ничего в сущности вопроса не изменится».

Анализируя способность птиц держаться в воздухе с распростертыми крыльями, ученый предопределил возможность создания планера, воз

можность выполнения им «мертвой петли». И когда через двадцать с лишним лет русский военный летчик Нестеров впервые в мире сделал на своем самолете «петлю Нестерова», он реально доказал правильность научных предвидений великого ученого.

Однако едва ли не самым значительным для авиационной науки открытием Н. Е. Жуковского явилась его работа о крыле, названная им «О присоединенных вихрях» и опубликованная в 1906 году.

Ученый открыл «тайну крыла» — объяснил и дал метод расчета подъемной силы крыла, той силы, которая держит самолет в воздухе.

Жуковский пересмотрел господствовавшее мнение Ньютона, который считал, что подъемная сила в воздухе создается якобы ударами движущихся частиц о преграду на их пути и зависит, таким образом, лишь от наклона крыла. Это мнение было ошибочно, так как давало совершенно неверное представление о механике полета. Жуковский, опираясь на работы петербургского академика Даниила Бернулли о движении жидкости, проведенные еще в XVIII веке, развив и углубив это учение, применил законы гидродинамики к движению крыла в воздушной струе. Он установил, что подъемная сила крыла возникает не в результате удара воздушной струи о наклонное крыло, а является результатом разницы в скорости движения воздуха над крылом и под крылом. Скорость воздуха над верхней, выпуклой, поверхностью крыла больше, чем под нижней, плоской, поэтому давление воздуха снизу на крыло получается больше, чем сверху. Разность давлений снизу и сверху крыла и создает подъемную силу, которая удерживает самолет в воздухе.

В чем же состояла сущность знаменитой теории Жуковского «О присоединенных вихрях»?

Ученый обратил внимание на то, что узкая пластинка при своем падении обязательно вращается и падает не отвесно, а планируя, по наклону. Для всякого планирования, как известно, необходимо наличие подъемной силы. Поскольку пластинка вращается, думал Жуковский, значит в воздушном потоке создается вихрь. Таким образом, подъемная сила связана с образованием вихря, а воздействие на воздушный поток крыла, обладающего подъемной силой, видимо, соответствует воздействию вихря. Из этого ученый сделал исключительно важный вывод: при теоретических расчетах крыло может быть заменено так называемым присоединенным вихрем, значение которого легко может быть выражено языком математики. Таким образом, при всех расчетах подъемная сила крыла, замененная соответствующим вихрем, представлялась теперь весьма простой в математическом отношении.

Эта замечательная теория, широко используемая и в наши дни, позволила Жуковскому с помощью математики создать теоретическую форму профиля крыла.

Жуковский не замедлил приложить свою теорию к практике. Нет в мире человека, который, зная хоть немного авиацию, не слышал бы о крыле «профиля Жуковского».

Но крыло лишь держит самолет в воздухе, а несет его вперед воздушный винт. После ряда исследований Жуковский создал свою знаменитую «вихревую теорию воздушного винта». Эта теория, дающая анализ условий работы винта самолета, позволила создать отечественные винты более выгодные, чем винты иностранных фирм. Русские

винты «НЕЖ», названные так по инициалам их создателя — Николая Егоровича Жуковского, намного превзошли существовавшие винты иностранных образцов.

Замечательный путь прошел великий русский ученый, исследователь и теоретик. Необозрим круг вопросов, которыми он занимался, которые он талантливо популяризировал в литературе, в докладах, лекциях.

В 1902 году Н. Е. Жуковским была построена аэродинамическая труба для исследования моделей самолетов в воздушном потоке. Аэродинамические лаборатории, организованные им при Московском университете и при Московском высшем техническом училище, отличались высоким совершенством.

Жуковский явился также инициатором создания кружков любителей воздухоплавания. Из состава этих кружков вышли впоследствии ведущие советские самолетостроители.

«Отцом русской авиации» назвал Жуковского Владимир Ильич Ленин, ценивший высоко его научную деятельность.

Из плеяды талантливых учеников Жуковского самым выдающимся продолжателем его дела был Сергей Алексеевич Чаплыгин (1869—1942).

Талантливый исследователь, Чаплыгин в своих теоретических работах по различным вопросам авиации смотрел далеко вперед. Только сейчас, когда авиация вплотную подошла к осуществлению полета со сверхзвуковой скоростью, полностью раскрылось все великое практическое значение его ранних исследований.

В самом начале нашего века, когда скорости самолета были еще так незначительны, что всерьез устраивались даже соревнования между аэропланом и паровозом, молодой ученый предвидел пору сверхскоростных самолетов. Чаплыгин установил, что в основе движения таких самолетов будут лежать уже совсем иные законы, чем те, с которыми встречались исследователи на заре авиации.

Так, при небольших и средних скоростях полет самолета подчинен законам гидродинамики; воздух при расчетах можно считать несжимаемым, подобно жидкости. С дальнейшим же увеличением скорости полета, доказывал Чаплыгин, необходимо будет учитывать сжимаемость воздуха, и строители самолетов должны будут отказаться от гидродинамической теории полета и руководствоваться другими законами. Эти новые законы теоретически и вывел Чаплыгин.

Летом 1901 года он писал свою докторскую диссертацию «О газовых струях». Вопросы, которые разрешал ученый, касались так называемых критических скоростей движения тела в воздушной среде — скоростей, близких к скорости звука, то есть 1 200 километров в час.

20 Рассказы

Известно, что знаменитый биолог К. А. Тимирязев подошел после защиты диссертации к Чаплыгину и, поздравляя его, сказал:

— 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!

Эти слова оказались пророческими. Значение талантливой теоретической работы Чаплыгина с исключительным блеском раскрылось всему миру значительно позднее, когда авиация подступила к высоким скоростям. С годами значение работ Чаплыгина все более росло.

Даже в 1936 году международная конференция по скоростной авиации лучшим теоретическим трудом признала работу Чаплыгина, опубликованную им в 1903 году.

Работая вместе с Жуковским, Чаплыгин дополнял и развивал его теорию крыла. Об этом говорят опубликованная в 1914 году «Теория решетчатого крыла» и напечатанная в 1921 году «Схематическая теория разрезного крыла».

Когда-то бывшее лишь грубым подобием птичьего крыла, крыло современного самолета приобрело исключительную управляемость, — оно обросло теперь системой подкрылков, закрылков и щитков, необходимых для взлета и посадки скоростных машин.

В основу конструкции современного сложного крыла самолета легли теоретические изыскания отца русской авиации Жуковского и продолжателя его дела Чаплыгина.

* * ❖

Дальнейшее развитие отечественной авиационной науки шло в творческом союзе теории и практики.

Чисто теоретические вопросы, решенные учеными, немедленно находили воплощение в конструкциях самолетов.

Новые типы самолетов, аэропланных винтов, двигателей, тех или иных деталей воздушного корабля, созданные в русских лабораториях и мастерских, впоследствии прочно входили в конструкции самолетов и других стран мира.

В годы, когда все самолетостроительные фирмы производили только легкие одномоторные аэропланы, в России был создан воздушный гигант — четырехмоторный самолет. Машины этого типа изготовлялись тогда даже серийно — настолько удачно была разработана их конструкция.

В последующем своем развитии тяжелая авиация заимствовала русский опыт.

Четырехмоторный самолет «Русский витязь», построенный Русско-Балтийским заводом весной 1913 года, показал хорошие летные качества. При размахе крыльев в 27 метров и общей мощности моторов в 400 лошадиных сил он мог поднимать до полутора тоны полезного груза — нагрузка для того времени невиданная.

Выпущенный в том же году воздушный гигант «Илья Муромец» был еще более удачной конструкции. Его уже отмечали черты комфорта современных пассажирских самолетов. Каюты отоплялись отходящими газами, в самолете имелось электрическое освещение.

При первых же испытаниях воздушный гигант побил все существовавшие мировые рекорды. Самолет поднимал шестнадцать пассажиров, кроме экипажа в несколько человек. Длительность пребывания его в воздухе достигла шести с половиной часов. В заключение испытаний он совершил блестящий перелет из Петербурга в Киев (1 200 километров). Отметим, что в это время наиболее опытные зарубежные кон- Первый многомоторный самолет

структоры — Блерио, Кертисс, Соп- «Илья Муромец».

вич — работали над двухмоторными

самолетами. При конструировании самолетов даже в 20-х годах во многом копировали «Илью Муромца», настолько он был совершенен по своим техническим качествам.

Еще более удачно был сконструирован инженером Слесаревым построенный в 1916 году воздушный гигант «Святогор», самый крупный по тому времени самолет. Модель самолета была предварительно испытана Жуковским в аэродинамической трубе, что, кстати говоря, было первым испытанием подобного рода. В начале 1911 года над проектом летающей лодки успешно работал И. С. Костович, выдающийся изобретатель, уже известный читателю по главе «Создатели двигателей».

Дмитрий Павлович Григорович, известный русский конструктор, построил целое семейство летающих лодок-самолетов, садящихся непосредственно на воду.

Зимой 1909 года студент Московского высшего технического училища Юрий Кремп уже совершал взлеты на самолете, оборудованнохМ лыжами. Опыты с самолетными лыжами в следующем году проводились в Севастопольской авиационной школе. Наиболее совершенными оказались лыжи, созданные несколько позже Н. Р. Лобановым. В 1913 году он сконструировал самолетные лыжи обтекаемой формы, названные им «снеголетами». Они получили высокую оценку Н. Е. Жуковского.

Воздушный гигант «Святогор».

Творчество русских создателей авиационной науки прочно легло в основу мирового самолетостроения. Прекрасно об этом сказал наш крупнейший ученый А. Н. Крылов:

«Теория и способ расчета этого механизма, который человечество искало с легендарных времен Икара, в значительной мере принадлежит Н. Е. Жуковскому и С. А. Чаплыгину. Имена Чаплыгина и Жуковского не замалчивают, да и трудно замолчать, когда все 191 тысяча аэропланов, действовавших в (первую) мировую войну, летали на крыльях, форма, профиль, теория и расчет которых были даны Чаплыгиным».

Великая Октябрьская социалистическая революция раскрыла перед учеными широчайшие перспективы. Жуковский и Чаплыгин были поставлены во главе известного всему миру Центрального аэрогидро-динамического института — ЦАГИ. Организованный по указанию В. И. Ленина в 1918 году, этот институт стал колыбелью советской авиационной науки, школой воспитания научных кадров аэродинамиков.

После смерти Жуковского в марте 1921 года работу по расширению института продолжал С. А. Чаплыгин. Он сделал очень много для строительства воздушного флота. Советское правительство высоко оценило его заслуги, присвоив ученому звание Героя Социалистического Труда. Чаплыгин ум>ер в 1942 году, оставив после себя целую плеяду талантливейших учеников.

С первых дней организации ЦАГИ в этом институте работал выдающийся советский ученый В. П. Ветчинкин, продолжатель дела Жуковского и товарищ Чаплыгина.

Занимаясь проблемами воздушных винтов, прочности самолета, динамики полета, Ветчинкин разработал важные вопросы современной авиации.

Интересны и плодотворны работы Ветчинкина также и в области создания практически применимых в народном хозяйстве ветродвигателей. В нашей стране и за рубежом хорошо известны имена советских ученых-аэродинамиков: академиков Христиановича, Келдыша, Некрасова и других.

Огромный вклад внесли в развитие авиации и замечательные советские конструкторы и моторостроители: Туполев, Петляков, Яковлев, Ильюшин, Микоян, Лавочкин, Мясищев, Климов, Швецов и другие.

Мощность современной авиации необычайно возросла. Если когда-то самолеты летали с моторчиком в два десятка лошадиных сил, который «сидел» у летчика за спиной, то для современного самолета двигатель мощностью в тысячи лошадиных сил является обычным.

Советские самолеты, оборудованные тысячесильными моторами, служат быстрым и надежным средством перевозки пассажиров и грузов.

Тысячи километров пролетают без посадки советские серийные машины, — это свидетельствует о высоком качестве их двигателей, о конструктивных достоинствах советских самолетов.

Видное место в советской авиационной технике занимает реактивная авиация. Впервые совершил полеты на реактивном самолете советский летчик Бахчиванджи. Наши летчики первыми освоили и высший групповой пилотаж на реактивных самолетах.

Гордость советского реактивного самолетостроения — пассажирский самолет ТУ-104 по праву завоевал всемирное признание. Уже много столиц мира рукоплескали быстроходному самолету-красавцу. Его новый вариант — еще более поместительная машина для дальних перелетов.

Работая рука об руку с теоретиками авиации, советские конструкторы создают самолеты, которые отвечают генеральному направлению развития советской авиации.



Истории, рассказы о русской науке и технике, Болховитинов В. 1957