Невозможно было взять за образец самолетный винт, так как геликоптерный винт существенно отличается от него диаметром, числом оборотов и, главное, режимом работы.

В вопросах конструкции и прочности Юрьев опирался на помощь всех членов воздухоплавательного кружка. Разработку вопроса о рациональной теории гребного винта взял на себя Григорий Харлампиевич Сабинин.

В творческой истории Григория Харлампиевича Сабинина есть нечто достойное не только внимания, но и исследования. Редко приходится встречать человека, в ком бы так естественно сочетались теоретик и практик, мыслитель и художник, в ком так последовательно и естественно развивалось бы инженерное дарование.

Это как раз типичный представитель тех не часто встречающихся людей, конструкторскому искусству которых так удивлялся Чаплыгин.

Мальчика отдали в Белевскую прогимназию. Летом он жил у бабушки в деревне и строил модель молотилки с помощью перочинного ножа. Модель выглядела не слишком изящно, но она действовала, как действовали потом звонки, лейденские банки, динамо-машины, которые он сооружал в Москве, перейдя в Московскую классическую гимназию.

«Метаморфозы» Овидия и «Речи» Цицерона, изучаемые в подлиннике, плохо ложились в голову юноши, но в математике и физике он был полным хозяином, и его товарищи считали неопровержимым доводом в свою защиту, когда говорили: «Этого даже Сабинин не знает!»

На самодельном токарном станке, располагая совершенно примитивным инструментом, наспех приготовив уроки, до поздней ночи точил он детали, собирал, пробовал самые разнообразные электрические приборы, и все это с таким искусством, точностью и изяществом, что и полвека спустя, глядя на оставшийся от тех времен какой-нибудь амперметр, он переводит глаза на свои руки, как на отдельные от него, самостоятельно действующие существа, и говорит:

— Руки у меня всегда жаждали дела!

Прибор радовал сердце юноши сам по себе. Так радует нас лес, поле, река без всякой связи с тем, что они нас обогревают, поят, кормят.

С этой страстной приверженностью к механизму, к машине, к конструкции Сабинин в 1904 году, окончив гимназию, поступил в Московское высшее техническое училище на механическое отделение. Революционные события 1905 года отвлекли студенчество от занятий, высшие учебные заведения пустовали. Сабинин читал, работал на заводе, проходя практику, и только в 1908 году возвратился к занятиям в училище.

Когда возник воздухоплавательный кружок, Сабинин немедленно вошел в него деятельным членом и быстро сошелся с товарищами.

Юрьев, собственно говоря, просил Сабинина только рассчитать винт для геликоптера. Но, не видя возможности сделать это, опираясь на существовавшие теории, Сабинин стал думать, какая из них ближе к действительному положению вещей.

Без опыта, без непосредственных наблюдений решить вопрос Сабинин не мог. Он построил маленький электромотор с винтом, взял у отца пачку папирос, хотя сам никогда не курил, и начал производить опыты.

Он пускал струю дыма на работающий винт и внимательно следил, что происходит в подкрашенном дымом воздухе перед винтом и сзади него. И вот молодому исследователю таким образом удалось обнаружить очень интересный факт — сжимание струй за винтом, несмотря на действие центробежных сил, стремящихся расширить струю. Между тем в то время считалось общепризнанным, что струя за винтом расширяется. Установив этот факт, Сабинин разработал свою теорию, которую Жуковский назвал теорией Сабинина — Юрьева и включил отдельной главой в свой курс лекций.

В 1912 году Сабинин доложил II воздухоплавательному съезду о дальнейшем развитии этой теории, учтя вращение струи воздуха после прохождения его через работающий винт, а осенью того же года В. П. Ветчинкин доложил в Политехническом обществе о ее распространении на винты любой формы; первые винты Сабинина имели специальную форму, создающую за винтом равномерный поток. Одновременно Ветчинкин предложил на основе той же теории и метод поверочного расчета винта на любом режиме его работы.

Эта первая теоретическая работа Сабинина положила начало его дальнейшим научно-исследовательским работам, среди которых особенное значение имеют расчет и теория «Идеального ветряного двигателя».

Теория Сабинина далеко опередила европейскую науку. Лишь в 1921 году аналогичная теория была разработана англичанином Гляуертом. Так что, несмотря на молодость его членов, воздухоплавательный кружок, как можно судить по одному этому случаю, представлял собой не просто студенческий кружок, а серьезное научно-исследовательское учреждение.

Одной из первых работ аэродинамической лаборатории было также исследование «теоретических крыльев», получивших теперь широкую известность в аэродинамической литературе. Теория крыльев впервые была разработана в России московскими аэродинамиками, и естественно, что кружок принимал участие в изучении этого вопроса.

До 1910 года были теоретически изучены только потоки, обтекающие тонкую пластинку, цилиндр и дугу окружности. Жуковский и Чаплыгин, создав циркуляционную теорию, позволили находить потоки около толстого крыла при условии его вполне определенной формы. Эти формы профилей крыла и получили название «теоретических крыльев», очень близких по форме к наилучшим, выработанным практикой летного дела.

Первая опытная проверка теории, проделанная в плоской аэродинамической трубе, показала совпадение теоретических расчетов с данными опыта. После этого и были опубликованы работы Жуковского и Чаплыгина, излагавшие теорию.

«Теоретические крылья», названные в иностранной литературе «крыльями Жуковского», вызвали огромный интерес. Изучение их в лабораториях всего мира повлекло за собой и установку «теоретических крыльев» на самолеты.

Чаплыгин и Жуковский получили «теоретические крылья» разными путями почти одновременно, и сначала считалось, что это разные крылья. Однако при изучении их оказалось, что и те и другие полностью совпадают, почему теперь их и называют крыльями Жуковского и Чаплыгина.

В то время скорости самолетов были еще невелики, они не достигали даже двадцати процентов скорости звука в воздухе. При таких небольших скоростях можно было пренебрегать сжимаемостью воздуха. Поэтому в своих исследованиях по теоретической аэродинамике, посвященных главным образом теории профиля крыла самолета, Чаплыгин изучает обтечения профилей потоком несжимаемой жидкости и определяет силы, действующие на обтекаемые профили. Крылом конечного размаха Чаплыгин еще не занимался и в своих исследованиях оставался в области теории двухразмерного потока несжимаемой жидкости, где полновластно царит теория функций комплексного переменного, которою он владел в совершенстве.

Решив полностью задачу о крыле бесконечного размаха, Сергей Алексеевич перешел к работе над теорией крыла конечного размаха в трехмерном пространстве.

Трагическая судьба этой работы совпала с историческим «погромом Московского университета», по меткому выражению Тимирязева.