5. Н. Е. Жуковский и его современники

С семидесятых годов XIX в. русские новаторы развертывают чрезвычайно энергичную работу, охватывая все стороны развития воздухоплавания и авиации. Русская научная мысль все настойчивее и успешнее овладевает новыми и новыми теоретическими высотами Все заметнее складывается русская научная школа аэродинамики, занявшая, после работ Н. Е. Жуковского, одно из самых передовых мест. Несмотря на отсутствие должной поддержки со стороны правящих классов, все большее число деятелей становится в ряды борцов за новое.

В 60-х и 70-х годах XIX в. много и успешно потрудился Михаил Александрович Рыкачев, совершавший подъемы на воздушных шарах для изучения верхних слоев атмосферы и занимавшийся изучением подъемной силы геликоптерного зинта. В 1871 г. он опубликовал в "Морском сборнике? работу: "Первые опыты над подъемною силою винта, вращаемого в воздухе". Рыкачев предварил на сорок лет исследования по этому же вопросу, выполненные французом Эйфелем только в 1910 г.

Рис. 157. Николай Егорович Жуковский (1847-1921)

В восьмидесятых годах XIX в. успешно занимался теоретическими вопросами С. К. Джевецкий, автор работ: "О сопротивлении воздуха в применении к полету птиц и аэропланов"; "О новой теории для объяснения полета птиц и аэропланов"; "Теоретическое решение вопроса о парении птиц"; "Теория расчета винтового движения". Он также был строителем одного из первых опытных самолетов.

Одну из основных заслуг Джевецкого составляет то, что он положил начало общепринятому в дальнейшем расчету лопастей винта по элементам.

Автором выдающейся теоретической работы по авиации был знаменитый русский ученый, основоположник металлографии и учения о сталях Дмитрий Константинович Чернов, напечатавший в 1894 г. работу: "О наступлении возможности механического воздухоплавания без баллонов". Правильно поставив вопрос о необходимости создания опытным путем средств для механического полета, Чернов выдвинул новые предложения, оправданные последующей практикой. В частности, он доказал выгодность применять крыло изогнутого профиля. Он обратил внимание на целесообразность расчленять крыло на элементы, чем предварил создание разрезного крыла, получившего признание в наши годы.

Замечательные работы выполнил К. Э. Циолковский, создавший первую в России аэродинамическую трубу и осуществивший выдающиеся исследования, расчеты, изобретения.

Вопросами аэродинамики занимались в последней четверти XIX в. также Е. С. Федоров, И. О. Ярковский и другие русские исследователи.

Решающее значение, однако, имели работы Николая Егоровича Жуковского. В 1876 г. он опубликовал свой первый труд - магистерскую диссертацию "Кинематика жидкого тела".

Жуковский сразу проявил свои блестящие качества как исследователь. Опираясь на аналитический и геометрический способ, он внес ясность в очень сложный вопрос о движении жидкой частицы, положив начало новой отрасли науки - тензорному анализу, оказавшемуся посильным для других исследователей только через много лет.

Вслед за первой печатной работой Н. Е. Жуковского появились следующие, всегда оригинальные и глубокие по своему содержанию. Обширен перечень областей науки и техники, обогащенных классическими работами Н. Е. Жуковского. Предметом его труда были: теоретическая, аналитическая и прикладная механика. Он занимался в следующих областях: теоретические и практические вопросы движения твердых и жидких тел, разработка способов определения планетных орбит, движение подпочвенных вод, теоретические и практические вопросы водоснабжения, теория и практика артиллерии, теория гироскопов, теория и практика судостроения, приборостроение, теория электротехники, машиностроение, теория и практика гидротехники и многие другие. Он изучал разнообразнейшие и притом самые сложные вопросы от движения небесных тел до фильтрации воды в плотинах и снеговых заносов на железных дорогах.

Как Ломоносов и Менделеев, он принадлежал к тем исключительным русским людям науки, которые буквально потрясают силой мысли, страстностью, многосторонностью, ученостью.

При всей важности работ Н. Е. Жуковского в разнообразнейших областях особо выделяются его труды, легшие в основу последующего развития авиации.

Н. Е. Жуковский сразу пошел по решающему пути. В годы, когда полеты были возможны только на аэростатах, он направил все свое внимание на механический полет. Он лично производил опыты, сооружал для испытаний крылья. Из-за полного отсутствия материальной базы он вынужден был испытывать первые свои крылья, привязывая их к самому себе и затем набирая скорость на примитивном велосипеде-"пауке", как называли велосипеды с одним большим и с одним малым колесом.

Во время заграничных поездок он тщательно знакомился с зарубежным опытом. Его внимание особенно привлекли опыты Лилиенталя, работавшего с планерами. Приступив к своим опытам с планерами, Н. Е. Жуковский вынужден был делать все издержки из своих ограниченных средств, вплоть до покупки токарного станка. Вскоре он выработал свою особую технику изготовления летательных приборов, выполненных в основном из шелка и камыша.

В 1890 г. Н. Е. Жуковский опубликовал первый труд, посвященный новому делу: "К теории летания". В октябре 1891 г. на заседании Московского математического общества он прочитал доклад "О парении птиц", напечатанный в 1892 г. Обобщив в этом труде весь свой опыт и критическое изучение всех предшествующих работ, он пошел чрезвычайно далеко вперед. Здесь впервые даны траектории полета птиц и аэропланов, выведенные на основе математических расчетов. Если бы у Н. Е. Жуковского была только эта работа, то она одна навсегда сохранила бы его имя в летописях истории авиации. Однако это было только начало.

Особенно важно то, что в этой работе Н. Е. Жуковский на основании теоретических выкладок показал возможность осуществления самых сложных движений в воздухе. Разбирая скольжение парящей птицы, он доказал возможность осуществления в воздухе мертвой петли. Эта работа, выполненная еще до создания аэропланов, способных летать, дала теоретические основы будущего высшего пилотажа. Предсказанная в 1891 г. Н. Е. Жуковским мертвая петля была впервые осуществлена з 1913 г. русским же исследователем-летчиком П. Н. Нестеровым, родоначальником высшего пилотажа.

Вслед за первыми исследованиями Н. Е. Жуковского в деле механического полета стали появляться все новые его труды, в том числе: "О наивыгоднейшем угле наклона аэропланов" - 1897 г.; "О крылатых пропеллерах" - 1898 г.; "О воздухоплавании" - 1898 г.

Рис. 158. Графики Н. Е. Жуковского, доказавшие возможность осуществления мертвой петли, 1891 год

Одновременно он продолжал проводить исследования во многих других областях. Многие из этих работ создали эпоху. Именно такой была работа "О гидравлическом ударе в водопроводных трубах", напечатанная в 1899 г. и переведенная на западноевропейские языки.

В конце XIX в. участились аварийные разрывы водопроводных труб во многих городах. Для борьбы с этим необходимо было установить причины и характер самого явления. Это сделал Жуковский, давший законченную теорию, учитывающую упругость воды, материал труб, четко вскрывшую возникающие в трубах волны давления. Его исследования впервые позволили, не выходя из водокачки, определять место аварии.

Еще важнее то, что он дал инженерам возможность своевременно принимать меры, чтобы избежать аварий.

Н. Е. Жуковский еще в эти годы начал создавать свою школу, лучшим представителем которой был тогда еще молодой Сергей Алексеевич Чаплыгин, блестяще продолжавший в дальнейшем дело Жуковского.

С 1889 г, в Московском университете производились под руководством Чуковского исследования по разнообразным вопросам воздухоплавания и авиации, изучались и опробовались модели летательных машин и элементы таких машин. Оборудования не было, средства отсутствовали, но это не могло остановить исследователя. Он привлекал молодежь, работал вместе со студентами, выступал как организатор общественных начинаний в авиации и воздухоплавании, делал доклады в научных обществах и на съездах.

В 1902 г. ему удалось осуществить свою давнишнюю мечту, построив аэродинамическую трубу в Московском университете, одну из первых в Европе. Он создал также другие оригинальные установки.

Много труда положил Н. Е. Жуковский на организацию в 1904-1906 гг. Кучинского аэродинамического института. Здесь были выполнены под его руководством интересные работы, но развернуть их должным образом не удалось из-за ограниченности московского купца и предпринимателя Д. П. Рябушинского, давшего средства, но не понимавшего, что наука выше всяких коммерческих интересов, Жуковскому из-за этого пришлось прервать работы в Кучино.

В декабре 1903 г. братья Райт в США осуществили свой первый полет на аэроплане. Узнав о практическом успехе американцев, Жуковский начал работать еще напряженнее и плодотворнее. Американская практика и теоретические изыскания Жуковского дополняли друг друга.

В 1906 г. вышла из печати работа Н. Е. Жуковского: "О присоединенных вихрях". Эта работа открыла новую эпоху в развитии авиационной науки. Н. Е. Жуковский открыл причины возникновения подъемной силы у крыла и дал точную формулу для вычисления этой силы. Развитие авиации с этого времени опирается на открытие Жуковского.

Он дал еще много других классических работ: "Теория гребного винта с большим числом лопастей" - 1907 г.; "Теоретические основы воздухоплавания" - 1910-1912 гг.; "Вихревая теория гребного винта" - 1912-1915 гг.; "Динамика аэропланов" - 1913-1917 гг.; "Бомбометание с аэропланов" - 1916 г.; "Аэродинамический расчет аэропланов" - 1917 г. и другие.

Педагог, исследователь, экспериментатор, общественник - он шел упорно вперед, разрабатывая вместе со своими учениками теорию авиации, воспитывая новые кадры, организовывая съезды и выставки, выступая с докладами. В 1909 г. он организовал при Московском высшем техническом училище воздухоплавательный кружок, из которого вышло много выдающихся русских деятелей в области теории и практики авиации и воздухоплавания. С 1909 г. в этой высшей школе Н. Е. Жуковский начал читать курс, посвященный теории воздухоплавания, изданный затем не только в России, но и во Франции.

Заботясь о создании базы для опытов, он соорудил в 1909 г. новую аэродинамическую трубу в Московском университете. В 1910 г. ему удалось организовать аэродинамическую лабораторию при Московском высшем техническом училище.

Труды Н. Е. Жуковского сочетались с трудами других русских новаторов. В 1908 г. возник воздухоплавательный кружок при Институте инженеров путей сообщения в Петербурге, опубликовавший около 45 статей по авиации и воздухоплаванию. В 1908-1910 гг. К. П. Боклевский организовал аэродинамическую лабораторию при Политехническом институте в Петербурге. В те же годы начал работать воздухоплавательный кружок при Киевском Политехническом институте. Общепризнанным идейным вождем всех этих начинаний был Н. Е. Жуковский, не встречавший Должного признания только со стороны правящих кругов царской России.

Дело, начатое Н. Е. Жуковским, получило должный размах только после победы Великой Октябрьской социалистической революции. В 1918 г., объединив вокруг себя передовых деятелей авиационной техники, он предложил организовать мощный государственный аэродинамический институт. Эту идею горячо поддержал В. И. Ленин. 15 декабря 1918 г. началась история Центрального аэрогидродинамичеокого института, заслужившего мировую известность. Н. Е. Жуковский был также основателем старейшего высшего авиационного учебного заведения страны, носящего теперь название Военно-Воздушной академии имени Н. Е. Жуковского.

3 декабря 1920 г. В. И. Ленин подписал декрет, посвященный пятидесятой годовщине научной деятельности Н. Е. Жуковского. "Отец русской авиации", - так называл Владимир Ильич великого русского ученого.

Н. Е. Жуковский умер в 1921 г. Успехи советской и мировой авиации в значительной мере покоятся на основе, заложенной его трудом. Теория крыльев Н. Е. Жуковского вошла в аэродинамику как одно из самых ценных достижений мировой науки. Вихревая теория винта, данная Н. Е. Жуковским и охватывающая все типы практически известных гребных винтов, также выдержала проверку временем. На основе вихревой теории Жуковского и ее последующих видоизменений рассчитываются гребные вияты во всем мире.