История воздухоплавания и авиации в России (июль 1914 г. - октябрь 1917 г.)

Ученики и сотрудники выдающегося ученого А. Н. Туполев, Б. Н. Юрьев, Б. С. Стечкин, В. П. Ветчинкин, А. А. Микулин, К. А. Ушаков, Г М. Мусинянц и другие, выполняя задания военного ведомства, в то же время систематически публиковали в трудах авиационного расчетно-испытательного бюро научные статьи и расчеты, сделанные в процессе проверки самолетов различных систем. В общей сложности по вопросам аэродинамического расчета и прочности было отпечатано около 50 литографированных выпусков.

Оправдало свое назначение и организованное Н. Е. Жуковским изучение авиационной специальности при механическом факультете МВТУ Позже оно способствовало созданию самостоятельного аэромеханического факультета, а затем на его базе — Московского авиационного института (МАИ). Первыми выпускниками, получившими эту специальность, были А. Н. Туполев, Б. Н. Юрьев, Б. С. Стечкин, В. М. Петляков, Н. И. Иванов, А. А. Архангельский, А. И. Путилов и другие. Академик Б. Н. Юрьев говорил о Н. Е. Жуковском: "Он подготовил наши руководящие научные кадры в области авиации. Он создал теории, которыми мы руководствуемся при расчете летательных аппаратов. Он создал целый ряд учреждений, где ведется научная работа в области авиации. Он действительно был отцом русской авиации".

С. А. Чаплыгин. Одновременно с Николаем Егоровичем Жуковским в работах расчетно-испытательного бюро и жизни аэродинамических лабораторий активное участие принимал другой выдающийся русский ученый — Сергей Алексеевич Чаплыгин.

Без ознакомления с его основными работами представление о научных достижениях России в теории авиации в годы первой мировой войны было бы далеко неполным. Величайшая сила С. А. Чаплыгина заключалась в умении использовать математику для решения технических проблем авиации.

Академик С. А. Чаплыгин

Во время первой мировой войны С. А. Чаплыгин продолжал развивать теорию крыла Н. Е. Жуковского. Еще в 1910 г. Сергей Алексеевич на заседании математического общества в докладе "О давлении плоскопараллельного потока на преграждающие тела" сказал:

"Я полагаю, что на оконечность каждого крыла будет опираться некоторый сопутствующий ему вихрь, образующийся благодаря разности скоростей на нижней и верхней поверхности крыльев" [162]. В этой работе дана основа гидродинамической теории крыла и выведена формула для определения величины, направления и точки приложения равнодействующей сил давления потока воздуха на крыло. В иностранной литературе эти формулы получили название "формул Блязиуса", но Блязиус нашел эти формулы, хотя и независимо от Чаплыгина, но позже его. На основе этого исследования ученому удалось, используя методы математического анализа, создать количественные способы определения аэродинамических характеристик крыла. Это имело важнейшее значение для создания и расчета самолетных крыльев обтекаемой формы. На работах С. А. Чаплыгина основывается вся теория крыла. Развивая ее, Сергей Алексеевич опубликовал две работы по теории решетчатого крыла. Они послужили основой теории лопаточных машин. Чаплыгин показал, что подъемная сила такого самолетного крыла больше, чем обычного со сплошной кромкой. Разрезное крыло более устойчиво в полете, оно предотвращает срыв потока. Достигается это с помощью небольшого предкрылка, который может выдвигаться вперед. На задней кромке крыла устанавливается закрылок, способный поворачиваться на 40° вниз. Применение разрезных крыльев оказалось особенно эффективным на больших углах атаки. С помощью простых приспособлений их подъемная сила увеличивается в два с лишним раза. Практика показала, что такие крылья позволяют летать на меньших скоростях, что особенно важно при взлете и посадке на небольшие аэродромы. Разрезные крылья лежат в основе всех тормозных приспособлений, закрылков, щитков, предкрылков и других элементов механизированного крыла.

Чаплыгин опубликовал свою работу "Теория решетчатого крыла" в 1914 г. За рубежом в то время утверждения русского ученого были встречены скептически. О его работе даже не поместили никаких сообщений. Заслугу создания разрезного крыла там приписали немцу Лахману и англичанину Хендли Пейджу, опубликовавшим свои работы на семь лет позднее. Такой казус можно объяснить лишь полной неосведомленностью Запада в те годы о достижениях русских ученых. Как справедливо отмечал профессор В. В. Голубев, С. А. Чаплыгина надо считать "родоначальником теоретических исследований, связанных с так называемой механизацией крыла, широко разрабатываемой в современной технической аэромеханике" [163].

Разрезные крылья послужили толчком к изучению вопроса об управлении пограничным слоем крыла, имеющим большое значение для скоростной авиации.