Н. Е. Жуковский и его современники

С 70-х годов XIX века русские исследователи 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 больше деятелей становится в ряды борцов за новое.

В 60—70-х годах XIX века много и успешно потрудился Михаил Александрович Рыкачев, совершавший подъемы на воздушных шарах для изучения верхних слоев атмосферы и занимавшийся изучением подъемной силы геликоптерного винта. В 1871 году он опубликовал в «Морском сборнике» работу «Первые опыты над подъемною силою винта, вращаемого в воздухе». Рыкачев предварил на 40 лет исследования по этому же вопросу, выполненные французом Эйфелем только в 1910 году.

В 80-х годах XIX века 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. Джевецкий 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 году 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 затем признание.

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 века также Е. С. Федоров, И. О. Ярковский и другие русские исследователи.

Решающее значение, однако, имели работы Николая Егоровича Жуковского. В 1876 году он опубликовал свой первый труд — магистерскую диссертацию «Кинематика жидкого тела».

Николай Егорович Жуковский (1847—1921)

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 ученым, 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 велоси-педе-«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 году Н. Е. Жуковский опубликовал первый труд, посвященный новому делу, — «К теории летания». В октябре 1891-го на заседании Московского математического общества он прочитал доклад «О парении птиц», напечатанный в 1892 году. 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

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

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 году Н. Е. Жуковским мертвая петля была впервые осуществлена в 1913-м русским 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), «О крылатых пропеллерах» (1898), «О воздухоплавании» (1898).

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 году и переведенная на западноевропейские языки.

В конце XIX века 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 создал свою школу, лучшим представителем которой был Сергей Алексеевич Чаплыгин, блестяще продолживший в дальнейшем дело Жуковского.

С 1889 года в Московском университете производились под руководством Жуковского 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 ученого. Он привлекал молодежь, работал вместе со студентами, выступал как организатор общественных начинаний в авиации и воздухоплавании, делал доклады в научных обществах и на съездах.