100 великих россиян
Шрифт:
Николай Жуковский — Андрей Туполев — Валерий Чкалов
Авиация — это та область техники, в которой Россия, а затем Советский Союз изначально занимали одно из ведущих мест в мире. Множество русских людей отдали свои силы и жизнь трудному делу завоевания пятого — воздушного — океана. Среди многих славных фамилий, вписанных в летопись русской авиации, герои очерков этой книги занимают особое место: Жуковскому выпала честь заложить основы аэродинамической науки, его ученик Туполев стал одним из основоположников советской школы авиаконструкторов, а Чкалов продемонстрировал всему миру исключительно высокие летные качества советских, прежде всего туполевских, самолетов. Так, словно принимая друг у друга эстафету, каждый из них по-своему создавал России славу выдающейся авиационной державы.
НИКОЛАЙ ЖУКОВСКИЙ
Николай Егорович Жуковский родился в январе 1847 г. в деревне Орехово Владимирской губернии. Отец его, инженер по образованию, в то время
Это было время, когда во всем мире шло бурное развитие гидромеханики. Жуковский живо заинтересовался этой наукой и стал мечтать о карьере инженера. В 1868 г., окончив университет, он сразу поступил в Петербургский институт инженеров путей сообщения. В те годы это было одно из лучших высших технических учебных заведений России.
Важнейшей дисциплиной здесь считалось черчение. Жуковский, несмотря на все старания, не совладал с этим предметом и в 1869 г., получив несколько неудовлетворительных оценок, должен был уйти из института. Инженером он так и не стал, а вместо этого в 1870 г. устроился учителем физики во 2-ю московскую женскую гимназию. Все свободное время он проводил за чтением трудов по теоретической механике, которая все более и более захватывала его.
В 1871 г. Жуковский сдал при Московском университете магистерские экзамены по прикладной математике. Осенью того же года его избрали преподавателем математики в Московском высшем техническом училище, а в сентябре 1874 г. он был утвержден доцентом кафедры аналитической механики.
С этого времени началась его долгая научно-педагогическая деятельность.
Творческий талант Жуковского, вообще говоря, проявился достаточно поздно. Его первая научная работа («Кинематика жидкого тела») была опубликована только в 1876 г., когда ученому было уже 29 лет. В том же году он защитил на эту тему магистратскую диссертацию. Степень доктора Жуковский получил в 1882 г., представив комиссии свою недавно опубликованную работу «О прочности движения». В 1886 г. он стал экстраординарным профессором Московского университета по кафедре механики, а с 1887 г. параллельно занимал должность штатного профессора по кафедре аналитической механики в Высшем техническом училище (МВТУ).
Теоретическая (аналитическая) механика — это наука о законах движения материальных тел. Она подразделяется на механику твердого тела, гидромеханику (механику жидкостей) и аэромеханику (механику газов). Жуковский оставил свой след во всех этих областях. Особенно значительным оказался его вклад в аэромеханику. Однако прежде, чем сосредоточиться на проблемах, связанных с полетом аппаратов тяжелее воздуха, Жуковский много и плодотворно занимался гидромеханикой. Кроме «Кинематики жидкого тела» выделяют еще две его работы, заметно обогатившие и продвинувшие эту науку:
«Движение твердого тела с полостями, наполненными жидкостью» (1885) и «Видоизменение метода Киргофа» (1890). Первая из них имеет большое значение при расчете движения любого тела, наполненного жидкостью (например, при расчете траектории полета современных жидкостных ракет), а вторая внесла важный вклад в такой сложнейший раздел гидромеханики как теория струй.
Жуковский никогда не был чистым теоретиком. Он не только писал сложные математические работы, но и очень живо интересовался насущными техническими проблемами. Им было разрешено также несколько сложных инженерных задач. В этой связи прежде всего следует отметить его исследования о гидравлическом ударе в водопроводных трубах. Проблема эта в свое время наделала много неприятностей инженерам-гидравликам, и удачное разрешение ее принесло Жуковскому громкую славу. Во второй половине 90-х гг. для снабжения Москвы водой был построен Рублевский водопровод. Но сразу после его пуска начались аварии магистральных труб. Причина прорывов оставалась непонятной. Инженерам пришлось обратиться за помощью к ученым. Внимательно изучив систему нового водопровода, Жуковский определил, что аварии вызываются неизвестным еще тогда в гидравлике явлением, которое было названо гидравлическим ударом. В 1898 г. он выпустил работу «О гидравлическом ударе в водопроводных трубах», которая вскоре была переведена на основные европейские языки. Выведенные в ней формулы с тех пор неизменно используются при расчете любого водопровода.
Несмотря на огромный вклад Жуковского в гидромеханику имя его, как уже говорилось, связывают в первую очередь с аэродинамикой. И это не случайно. Можно сказать, что до Жуковского теоретической аэродинамики как самостоятельной науки вообще не существовало. К изучению движения тел в воздушной среде Жуковский приступил еще в 1889 г., когда устроил при своем кабинете прикладной механики в Московском университете небольшую аэродинамическую лабораторию. В 1902 г. он построил аэродинамическую трубу закрытого типа, в которой провел множество интересных экспериментов. В 1905 г. аэродинамическая труба диаметром 1,2 м со скоростью обдува до 30 м/с была построена и в Техническом училище.
В 1891 г. Жуковский выпустил первую работу по аэродинамике «О парении птиц», где был описан механизм парения с набором высоты. Затем в статье «О крылатых пропеллерах» (1898) он рассмотрел общие вопросы тяги винта. Но самые важные открытия были сделаны Жуковским в начале XX века. В 1906 г. появился его фундаментальный труд «О присоединенных вихрях». Здесь был объяснен принцип образования подъемной силы крыла, то есть той силы, которая удерживает аэроплан в воздухе. Только после этого у авиаконструкторов появилась возможность на строго научной, математической основе рассчитывать форму и профиль крыла. В этой же книге была выведена теорема, позволяющая определить величину этой силы (во всех странах она теперь называется теоремой Жуковского). В 1911 г. Жуковский нашел простой способ определения центра давления равнодействующей всех сил на крыло. Это позволило ему предложить наиболее выгодные формы профиля крыла. В 1910–1912 гг. Жуковский прочел в МВТУ курс лекций «Теоретические основы воздухоплавания». В 1911 г. на основе этих лекций он выпустил одноименный учебник — первый учебник по аэродинамике. Книга эта была переведена на основные иностранные языки и получила мировое признание. В 1912–1918 гг. Жуковский опубликовал четыре статьи под общим названием «Вихревая теория гребного винта», в которых подробно разобрал способы расчета подъемной силы винта данного профиля и лобовое сопротивление, испытываемое каждым элементом лопастей. После этого он смог рассчитать форму винта, обладающего наивысшей тягой. Все эти расчеты в дальнейшем использовались авиаконструкторами при проектировании пропеллеров. Таким образом, Жуковским были изучены все три основные аэродинамические силы, действующие на летательный аппарат, и заложены надежные основы аэродинамического расчета самолета. Свои выводы Жуковский обобщил в работах «Аэродинамический расчет аэропланов» (1917) и «Исследование устойчивости конструкции аэропланов» (1918).
В аэродинамике, так же как и в гидромеханике, Жуковский был не только теоретиком. Его с полным основанием можно назвать основоположником русской авиации. Жуковский сумел разрешить немало конкретных технических и организационных проблем. Так, в годы Первой мировой войны он провел первое в России аэродинамическое исследование авиационных бомб. Результатом исследования стала статья «Бомбометание с аэропланов». Много сил отдал Жуковский подготовке инженеров-авиаконструкторов и летчиков.
В 1918 г. решением советского правительства был образован Центральный авиационный гидродинамический институт — ЦАГИ. Костяк его составили ученики Жуковского, а сам он стал первым председателем научной коллегии этого института. Основанные в годы Первой мировой войны при МВТУ курсы для военных летчиков были преобразованы в 1920 г. в Институт инженеров Красного Воздушного флота, первым ректором которого тоже стал Жуковский. (В 1922 г. институт был преобразован в Академию воздушного флота им.
Жуковского.) Умер Жуковский в марте 1921 г.
АНДРЕЙ ТУПОЛЕВ
Андрей Николаевич Туполев родился в ноябре 1888 г. на хуторе Пустомазово Тверской губернии в семье небогатого нотариуса. Закончив Тверскую гимназию, он в 1908 г. поступил на механический факультет Московского высшего технического училища. Здесь произошло его знакомство с Жуковским, во многом определившее его дальнейшую судьбу. Случилось это до некоторой степени случайно. Позже Туполев так описал свою первую встречу с основоположником русской авиации: «Попал я впервые в поле зрения Николая Егоровича довольно любопытным образом. Я учился тогда на первом курсе. Особо глубокого интереса к воздухоплаванию не имел, хотя оно и привлекало меня своей новизной. Как-то при Московском университете организовали выставку воздухоплавания. Я туда однажды пришел. Вижу, подтягивают тросом какой-то планер. Я стал помогать и оказался рядом с человеком, который тогда был учеником Жуковского… Он тут же познакомил меня с Николаем Егоровичем. Так, взявшись за трос, я и прирос к этому делу…»