Началось с малого. Управление Военно-Воздушного Флота попросило Жуковского выполнить проверочный расчет на прочность аэроплана «Фарман-27». «Фарман» проверили, а затем последовала новая просьба — организовать в аэродинамической лаборатории Технического училища систематические аэродинамические испытания военных самолетов. Отсутствие исследовательского центра, не очень заметное в мирное время, стало остро ощутимым в годы войны. По существу, Жуковскому предлагали такой центр создать.

Николай Егорович не заставил себя упрашивать. В течение недели удалось составить обстоятельную программу работ, необходимых для развития военной авиации. Суть этой программы короче всего выражает ее первый пункт: «Выяснение недостатков в принятых системах военных аэропланов и указания способов их исправления».

Для осуществления поставленной задачи замышлялось многое: анализ весовых и аэродинамических характеристик при заданной прочности, дальнейшая исследовательская работа в области воздушных винтов, борьба за аэродинамическое качество конструкции, за снижение сопротивления, изучение управляемости и устойчивости самолетов в полете.

Это была большая работа, и естественно, что Николай Егорович тотчас же призвал на помощь своих учеников. В составе нового учреждения — его назвали Расчетно-испытательным бюро — мы встречаем многих людей, имена которых ныне широко известны. Расчетно-вычислительной частью заведовал В. П. Ветчинкин, лабораторными установками — А. Н. Туполев. Среди сотрудников тогда еще совсем молодые люди — ныне известный конструктор А. А. Архангельский и заслуженные деятели науки и техники профессора К. А. Ушаков и Г. М. Мусинянц.

Начальник Технического управления воздушного флота без промедлений распорядился: заводу «Дуке» оказывать Жуковскому всемерное содействие. Получив в свое распоряжение серьезную техническую базу, Николай Егорович доложил военному ведомству: «Занятия в Расчетно-испытательном бюро при аэродинамической лаборатории ИМТУ начались».

В аэродинамической лаборатории Технического училища были проведены глубокие исследования первых авиационных бомб разного калибра. Жуковский анализирует траектории их падения с учетом скорости самолета-бомбардировщика, воздушных течений в атмосфере, высоты. Одновременно он знакомится с различными приборами для прицеливания при бомбометании, сконструированными Стечкиным, Журавченко и другими изобретателями, пишет работу «Бомбометание с аэропланов», чтобы вооружить военных летчиков точными формулами бомбардировочных расчетов.

Работа большая и серьезная. Тяжелые самолеты-бомбардировщики «Илья Муромец», которыми располагала русская авиация, не имеют равных ни в одной из воюющих стран. Это превосходство над противником надо было закрепить во что бы то ни стало.

Да, много нового принесло авиационной науке Расчетно-испытательное бюро! И, пожалуй, наиболее интересным из числа выполненных им исследований следует считать изучение неустановившихся движений самолета. Эти исследования Жуковского и его учеников вылились впоследствии в самостоятельную ветвь аэродинамики — динамику полета.

В отличие от равномерного и прямолинейного движения, где скорость неизменна по величине и направлению, движения криволинейные неразрывно связаны с существованием ускорений.

При различных маневрах самолета в воздухе, связанных с изменениями скорости как по величине, так и по направлению, возникают дополнительные силы. Эти силы перегружают и человеческий организм и машину, и необходимость повышения прочности конструкции была прямым следствием перегрузок.

Именно ускорения — источник явлений, в равной мере неприятных и для летчика и для машины, — стали объектом исследования. Простое, широко известное положение о том, что произведение массы на ускорение есть сила, из аксиомы механики вырастало для авиации в большую и трудноразрешимую проблему. Легко понять интерес Жуковского к проблеме ускорений.

Разнообразие ускорений, присущих разным случаям полета, открывало исследователям широкое поле деятельности. Предстояло определить перегрузки, возникающие в разных случаях неустановившегося движения самолета, прежде всего при посадке и выполнении разного рода фигур пилотажа.

Один из законов инженерной практики заключается в том, что любую новую конструкцию — будь это самолет, мост через реку, либо свод, перекрывающий пролет большого здания, — испытывают на так называемый невыгоднейший случай загрузки. Создавая самые тяжелые условия работы конструкции, испытатели рассуждают весьма логично: после такой проверки ей уже можно больше ничего не бояться.

В зависимости от особенностей полета разные части конструкции самолета могут попасть в неодинаковые условия. Поэтому, для того чтобы быть уверенным в полной надежности испытаний, надо хорошо изучить силы, действующие на машину, выявить наиболее опасные для разных частей самолета случаи полета. Этим и занялось Расчетно-испытательное бюро, накапливая факты для создания того свода законов прочностных испытаний, без которых просто немыслима работа современного авиационного конструктора, — так называемых норм прочности.

Эта работа проводилась весьма- обстоятельно. В записке о положении дел в Расчетно-испытательном бюро от 8 декабря 1916 года, адресованной Техническому комитету Управления Военно-Воздушного Флота, можно прочитать: «Согласно предложения Расчетно-испытательного бюро, одобренного Комиссией по выработке норм для расчета аэропланов (заседания 16 и 18 ноября 1916), производятся исследования неустановившегося полета аэроплана в воздухе при переходе с пикирующего спуска на горизонтальный полет с выяснением наибольших нагрузок от воздуха на крылья и рули».

Но даже такая интересная работа не приносила Николаю Егоровичу полного удовлетворения. Хотелось большего — не оставляла мысль о русском самолете, в который вложили бы свои усилия разные изобретатели, высказанная еще перед войной. Как свидетельствует Владимир Петрович Ветчинкин: «В 1916 году бюро подало в Управление Воздушного Флота записку с ходатайством об отпуске средств для организации конструкторского бюро и опытного завода, но в этом было отказано. Мы учились, как надо строить самолеты, но строить их не могли, хотя и проделали огромную по объему и размаху работу».

Единственное, чего смог добиться молодой коллектив, — письма из Управления Воздушного Флота акционерному обществу «Дуке» с просьбой «оказывать вышеназванному, бюро возможно полное содействие по выполнению его задачи и предоставлять нужные для его работы чертежи, образцы материалов и другие могущие потребоваться данные и сведения».

Официальный мотив отказа — перегрузка промышленности. Фактическая причина — разруха. К 1916 году она охватила все государство. Разруха — главная примета военных лет. Она приняла убийственный для страны характер. Военная промышленность не имела даже стали для снарядов. Артиллерийские заводы пытались заменить сталь чугуном. И Жуковский исследовал баллистические качества чугунных артиллерийских гранат. Вопрос серьезен и сложен, но Жуковский отчетливо видит предстоящие трудности. Он пишет Николаю Александровичу Забудскому[25]: «Что касается до изменения баллистических свойств чугунных гранат по сравнению с ныне существующими, которые произойдут вследствие некоторого изменения плотности материала и формы внутренней полости гранаты (при сохранении наружных очертаний ее), то разрешение этого вопроса взял на себя я совместно с моими сотрудниками по аэродинамической лаборатории, причем мы стремимся расположить динамические элементы гранат так, чтобы для прицельной стрельбы по возможности сохранить имеющиеся формулы и таблицы…

Ввиду важности этого вопроса для военного дела в настоящий момент было бы желательно по возможности ускорить испытания, в чем покорнейше прошу оказать нам содействие».

Как всегда, Николай Егорович занялся новым делом глубоко и серьезно. В Расчетно-испытательном бюро был построен ротативный прибор, на котором производились исследования пуль, точнее, их моделей, движущихся при скорости порядка двухсот метров в секунду. Задачей этих опытов было отыскание наилучшей формы пули.