Загадки звёздных островов. Книга 1 (сборник)

Залпы гвардейских минометов — прославленных "катюш", — победно прогремевшие под Оршей, Ельней, Сталинградом, Орлом, Курском, Будапештом, Берлином и в других сражениях Великой Отечественной войны, заставляют вспомнить о трудах выдающегося русского ученого Ивана Мещерского. Таблицы стрельбы наших гвардейских реактивных минометов составлены на основе его уравнений.

Основатель науки динамики Галилео Галилей писал: "Кто не знает законов движения, тот не может познать природу". Уравнения Мещерского — это ключ к пониманию ракетного движения. Мещерский по праву является основателем ракетодинамики.

Но уравнения Мещерского имеют и гораздо более общий характер. Они явились основой для создания нового направления в механике — механики тел с переменной массой, науки, изучающей движение и равновесие тел, масса которых изменяется со временем. Известный нам со школьной скамьи один из главных законов механики, второй закон Ньютона, вытекает как частный случай из уравнений Мещерского. Уравнения Мещерского описывают движения Солнца, Земли, Луны, комет, метеоритов и других объектов звездного мира. Все космические тела, строго говоря, — это объекты с переменной массой. Солнце, например, увеличивает свою массу за счет засасывания "космической пыли", и вместе с тем его масса уменьшается, за счет излучения. Земля и Луна увеличивают свою массу за счет метеоритов.

Свое первое выступление о механике тел переменной массы для случая отсутствия реактивной силы (такой вариант характерен для астрономии) Мещерский, сделал в январе 1893 года на заседании Петербургского математического общества. В этом же году научное сообщение было опубликовано в специальном астрономическом журнале на немецком языке.

Ряд астрономических задач, решенных Мещерским с помощью открытых им законов, известен в литературе по небесной механике как "законы Мещерского".

Но фундаментальные уравнения Мещерского верны не только для космических тел и ракет… Вращающееся в ткацком станке веретено, на которое навивается нить, разматывающийся рулон бумаги в типографской машине, валы многих машин, двигатели современных реактивных лайнеров, обледеневшие суда и самолеты, тающие и намерзающие льды и айсберги… Вот далеко не полный перечень объектов, движение которых описывается уравнениями Мещерского.

Какова же биография первооткрывателя этих удивительных законов?

Русский Север дал мировой науке Михайло Ломоносова. В тех же краях, в городе Архангельске, родился в 1859 году Иван Всеволодович Мещерский. Учился он сперва в приходском, а потом в уездном училище. Затем, поступил в Архангельскую гимназию, которую окончил в 1878 году с золотой медалью. Учитывая его блестящие успехи в учебе и "недостаточное состояние", педсовет гимназии освободил его от платы за обучение, поддерживал небольшой, стипендией.

Окончив гимназию, Мещерский поступает на физико-математический факультет Петербургского университета. На выдающиеся способности юноши, обратил внимание известный русский ученый, специалист по теоретической механике, профессор Д. К. Бобылев. После окончания университета в 1882 году Мещерский был оставлен при кафедре Бобылева для подготовки к профессорскому званию.

В 1890 году началась преподавательская, деятельность Ивана Всеволодовича, которой он оставался верен до конца своей жизни. Умер он в одном году с Циолковским — в 1935-м.

Мещерский был выдающимся педагогом русской высшей технической школы. Вот одно из наглядных свидетельств его педагогического дара. В 1909–1911 годах он составил задачник по курсу теоретической механики. В 1970 году вышло его тридцать второе издание. Нынешнее поколение инженеров (в том числе и автор этих строк) училось практике научно-технической мысли, решая задачи, составленные и подобранные Мещерским. Да и сейчас этот задачник — настольная книга студента. В 1938 году задачник был переведен на английский язык и принят в качестве основного пособия в американских высших технических учебных заведениях.

В 1904 году вышла фундаментальная работа Ивана Всеволодовича "Уравнение движения точки переменной массы в общем случае". Но первое сообщение об основных ее результатах было сделано им еще 24 августа 1898 года на заседании секции математики и астрономии X съезда русских естествоиспытателей и врачей в Киеве. Полностью работа была опубликована в первом томе "Известий Петроградского политехнического института". В ней дана единая теория движения тел с переменной массой, когда происходит одновременное присоединение и отделение частиц. Очень важный частный случай из полученного им фундаментального уравнения нашел широкое применение в современных теориях воздушно-реактивных двигателей. "К сожалению, — как. заметил профессор Космодемьянский, — авторы этих теорий редко ссылаются на оригинальную работу Мещерского 1904 года". Последняя работа Мещерского по механике тел переменной массы была опубликована в 1918 году.