100 великих россиян

Несмотря на огромный вклад Жуковского в гидромеханику, его имя в первую очередь связывают все же с аэродинамикой. И это не случайно. 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 и со скоростью обдува до 30 м/с была построена и в Техническом училище. Проделав множество разнообразных опытов, Жуковский смог перейти к созданию общей аэродинамической теории. Потребность в ней очень остро ощущалась тогда во всем мире. Первые летательные аппараты тяжелее воздуха, появившиеся в конце XIX в., строились инженерами и механиками, что называется «на глазок», без всякой оглядки на теорию. О силах, оказывающих влияние на летательный аппарат, делали заключения не из уравнений и математических формул, а исключительно из опыта. Сплошь и рядом это приводило к ошибкам и авариям, ведь любой летательный аппарат тяжелее воздуха находится под воздействием сложного комплекса сил, каждая из которых должна быть учтена при его проектировании. Если рассматривать самый простой случай – равномерный прямолинейный полет аэроплана – то на него будут действовать четыре основные силы: подъемная сила крыльев, сила лобового сопротивления воздуха, сила тяги воздушного винта и сила тяжести. В то время, когда Жуковский заинтересовался проблемами авиации, из этих сил в достаточной мере изученной была только одна – сила тяжести. В отношении трех остальных, источником которых была воздушная среда, царил полнейший разнобой мнений. И именно Жуковскому мировая наука обязана тем, что в первое десятилетие ХХ в. авиаконструкторы получили в свое распоряжение точную и строгую аэродинамическую теорию.

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 уже в начале ХХ в. В 1906 г. появился его фундаментальный труд «О присоединенных вихрях». Здесь был объяснен принцип образования подъемной силы крыла, той силы, которая удерживает аэроплан в воздухе. Только после этого у авиаконструкторов появилась возможность на строго научной, то есть математической, основе рассчитывать форму и профиль крыла. Здесь же была выведена теорема (во всех странах она теперь называется теоремой Жуковского), позволяющая определить величину этой силы. 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. 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. В результате 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).

Жуковского с полным основанием можно назвать основоположником русской авиации, разрешившим немало конкретных технических и организационных проблем. Много сил он отдал 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 реорганизованы 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