Русские инженеры

Слушая своего учителя с полузакрытыми, по обыкновению, глазами, Чаплыгин неожиданно пришел к мысли, что эту величину можно вычислить и без экспериментов, не вставая из-за стола, чисто аналитическим путем. Жуковский заинтересовался предложением. Чаплыгин изложил ему ход своей мысли.

Рассуждения его сводились к следующему.

Исследователями, наблюдавшими скорость частиц воздуха, обтекающих крыло при его движении сверху и снизу, было замечено, что скорости на верхней поверхности крыла больше, а на нижней поверхности — меньше скорости движения крыла. Происходит это потому, что давление воздуха на верхней поверхности крыла при его движении меньше атмосферного, а на нижней — больше.

Разность давлений сверху и снизу крыла при его движении и дает в сумме подъемную силу, равную по величине весу самолета. Следовательно, увеличивая скорость частиц воздуха на верхней поверхности крыла и уменьшая ее на нижней, можно увеличить подъемную силу. Теоретически это можно сделать, присоединяя к равномерному потоку добавочный, циркулирующий вокруг крыла так называемый «циркуляционный» поток. В действительности это и происходит, если добавочный циркуляционный поток выбран конструктором так, что частицы воздуха плавно стекают с верхней поверхности у задней кромки крыла.

При наличии такого условия Чаплыгину уже не стоило труда вывести правило подсчета циркуляции воздуха математическим путем. Подстановка вычисленной величины в формулу Жуковского дала возможность вычислять подъемную силу крыла, не прибегая к длительным, сложным и громоздким опытам.

Таким образом, благодаря Чаплыгину вместе с теоремой Жуковского о величине подъемной силы явился и законченный метод определения подъемной силы крыла заданного профиля. Этот метод вошел в мировую практику, и строители самолетов пользуются им до сегодняшнего дня.

Чаплыгин доложил свое исследование в Математическом обществе, а затем опубликовал его в виде мемуара «О давлении плоскопараллельного потока на преграждающие тела».

Идея, положенная Чаплыгиным в основу решения задачи об определении величины циркуляции, восходит к некоторым соображениям, приведенным в его докторской диссертации «О газовых струях», — именно: к положению, что при реальном течении скорости не могут быть ни в какой точке бесконечно большими. До работы Чаплыгина теоретическая наука считала, что скорость потока, обтекающего острые углы контуров, бесконечно велика.

Умозрительные заключения Чаплыгина неизменно совпадали с реальной действительностью и потому указывали путь к практическим приложениям.

В 1914 году Чаплыгин опубликовал «Теорию решетчатого крыла», а в 1921 году — «Схематическую теорию разрезного крыла». Эти работы в конце концов привели к изменению крыла. Крылья на первых аэропланах, как известно, представляли собой «несущие плоскости», неподвижно скрепленные с самолетом и не имевшие ничего общего с тем сложным и гибким механизмом, каким является крыло птицы.

Развивая общую теорию «разрезного крыла», Чаплыгин, в частности, показывает, что если крыло имеет в профиле форму разрезанной на части дуги круга, то подъемная сила крыла при таких раздвинутых «перьях» больше, чем при сдвинутых, и крыло выигрывает в своей устойчивости. Так Чаплыгин объяснил действия предкрылков, закрылков и щитков, имеющих сегодня огромное значение: благодаря им скоростной самолет может уменьшить посадочную скорость, увеличивая подъемную силу «раздвиганием перьев». В результате этих работ Чаплыгина крыло нынешнего самолета с его добавочными подвижными «перьями» — предкрылками, закрылками, элеронами, щитками — представляет собой сложный механизм, не только близкий к крылу птицы, но, может быть, и превосходящий его по гибкости.

Характеризуя значение работ С. А. Чаплыгина, надо иметь в виду, что большинство из них широко публиковалось в русской научной печати, открыто докладывалось в научных обществах и поэтому становилось доступным ученым всего мира. Немудрено, что многие из его идей были заимствованы зарубежными исследователями, которые отнюдь не ссылались при этом на русские источники.

Так, например, в докладе на Третьем воздухоплавательном съезде в Москве в 1914 году Чаплыгин вывел формулу лобового сопротивления. Между тем эта теория стала общеизвестной в 1918 году под названием «индуктивной теории», якобы разработанной независимо от русского аэродинамика.

Впрочем, бывало и иначе: знаменитая докторская диссертация Чаплыгина «О газовых струях» стала по-настоящему известна за границей только в 1936 году. На Международной конференции по газовой динамике в Риме идеи русского ученого слушались как новость. Они легли в основу дальнейшей разработки проблем скоростного полета.

Сергей Алексеевич любил истории о рассеянности и причудах ученых людей и мог рассказать множество таких анекдотов. Но сам он не только не страдал рассеянностью, а, наоборот, поражал окружающих феноменальной памятью на все вплоть до телефонных номеров. Кажется, всего только раз в жизни смутился он, берясь за трубку телефона.