Биографиите на велики хора често се рисуват по една и съща схема: в детството бъдещият велик човек вече започва да притежава изключителни способности, които радват роднини и приятели, след това следва триумфален поход към славата, в заключение - спокойна старост в кръга на влюбените внуци и последователи. Всъщност биографиите са толкова разнообразни, колкото и самите хора. Пример е животът на големия руски учен и инженер Николай Йерорович Жуковски.
ПЪРВИТЕ СТЪПКИ НА УЧЕНИК
Като начало, този прекрасен математик в началото на училищния си живот е бил най-лошият математик в класа. Той обаче работи усърдно и завършва гимназия с медал.
Казват, че талантът е преди всичко способността за работа. Животът на Жуковски дава всички основания за такова твърдение.
Още от ранна детска възраст (Жуковски е роден на 17 януари 1847 г.), той е свикнал с упорити умствени търсения. В същото време момчето обичаше да чете романи от научна фантастика. „Дирижабълът“на Жул-Вернов отдавна се съхранява в библиотеката на Жуковски сред сериозни научни книги.
След като завършиха гимназията в Москва, родителите препоръчаха на младия мъж да влезе в Московския университет. Той не искаше това. Той пише на майка си: „Когато завърша университет, няма друга цел освен да стана велик човек, а това е толкова трудно: има толкова много кандидати за великите“.
Следвайки примера на баща си, той ще стане железопътен инженер. Но за да отидат да учат в Санкт Петербург, където се намира Институтът на железопътните инженери, са нужни пари и това най-вече липсва на Жуковски.
Промоционално видео:
А сега 17-годишният Жуковски е студент на Физико-математическия факултет на Московския университет. Отказана му е стипендия. Финансово ограничен, тичаше през уроците, подготвяше и публикуваше лекции, живееше повече от скромно. На моменти беше много трудно. Тогава той щеше да сложи коженото си палто, което едновременно служи като одеяло, и през зимата тичаше в леко палто, което „не само не затопля“, оплака се той, „но е ужасно студено“.
Но за всичко това ЖЖуковски направи много. Недоволен от завършването на задължителен университетски курс, младият Жуковски се занимаваше с научен математически кръг. Прекрасни университетски преподаватели - Зингер, Столетов - събудиха огромната жажда за знания, скрити в младия човек, жажда за творческа работа. През 1868 г. - 21 години - Жуковски получава степен на кандидат на математическите науки.
Искайки да получи практическо образование, въпреки това влезе в Санкт Петербургския институт на железопътните инженери. Но бъдещият голям инженер … провали изпита.
След като напуска института, той започва да преподава, първо в женска гимназия, а след това в Московското висше техническо училище. От това време в продължение на половин век - до края на живота си - той неуморно тренира в стените на училищните кадри на руски инженери. Една от най-ярките страни на многостранния талант на Жуковски излезе наяве в педагогическата работа.
Жуковски обаче не спира научната дейност нито за един ден. Започва да изучава кинематиката на течно тяло, тоест законите на движение на течностите.
По това време теорията за движението на твърдо тяло вече е добре разработена. Тук всичко беше ясно. В механиката на течностите имаше само първите плахи разследвания. Получените формули не пресъздават ясна картина на движението на течността и не винаги могат да се прилагат.
В първата си основна работа Жуковски разгледа подробно най-сложното движение на частица във флуиден поток. След като извърши сериозен математически анализ и анализира всички предишни трудове на други учени, той показа изненадващо просто, ясно на всички какво се прави с частица в поток от течност: тя се придвижва напред, върти се около ос и променя формата си от топка към елипсоид.
Решението на този проблем донесе на младежа магистърска степен.
НОВА СМРАЧА
Младият майстор замина за чужбина. Той посещава лекции на водещи учени, среща се с инженери и изобретатели.
Тук той се срещна за първи път с изследователи на въздухоплаването. Тогава нямаше самолети. Но мисълта на човека се насочваше все по-упорито към тази идея. В различни страни се появиха изследователи, които изграждаха модели на апарати, по-тежки от въздуха и извършваха всякакви тестове с тях.
Професор Лангли във Вашингтон построи летящо устройство, задвижвано от парна машина.
Тези модели обикновено се задвижват от малки мотори. Така например професор Лангли във Вашингтон построи самолет, задвижван от парна машина с мощност 1 конски сили. По време на тестовете това авторство на устройството го нарече "летище" - то летеше 160 метра срещу вятъра за 1 минута 46 секунди. Този резултат ще изглежда много скромен за съвременните моделисти на самолети, но тогава, в зората на авиацията, това беше истинско постижение.
В чужбина Жуковски наблюдава полети на модели, изградени от европейски дизайнери. Голяма част от мистерията на полета все още не беше разрешена. По-скоро тук всичко не беше ясно. Някои гатанки. И от това време до гроба, Жуковски беше завладян от мечтата да завладее въздушната стихия.
ПЪТЪТ ДО КОНКУРСА НА ВЪЗДУХ
Той видя, че практически в тази област хората все още не са постигнали нищо. Жуковски взе много модели със себе си в Москва. Нека да го разберем у дома! Той донесе със себе си и интересна новост - велосипеда на френския изобретател Мишо. Тази машина малко приличаше на модерен велосипед. Тя имаше огромно предно колело с педали и малко задно. Трябваше много изкуство, за да карам такъв мотор.
В околностите на село Орехово, Владимирска провинция, където Жуковски е прекарал лятото си през 1878 г., човек може да наблюдава любопитна гледка. Брадат мъж с … широки червени крила на гърба си яздеше през полето на висок велосипед. Крилата бяха от бамбук и покрити с плат.
Карайки колело с различни скорости, Жуковски се опита да разбере тайната на повдигащата сила на крилата. Интересуваше го как се променя в различни условия и върху кои части на крилата той действа по-силно. Така в комбинация от мислител и експериментатор се оформи стилът на работата на големия руски учен.
Скоро Жуковски защити докторската си дисертация „За силата на движението“. По това време той вече бе избрал безвъзвратно своята основна линия в науката. Работил е върху най-различни проблеми на своето време. Но без значение какво трябваше да направи, той вече не беше оставен с мисълта да лети.
От година на година той развива теорията за полета. През ноември 1889 г. в Дружеството на любителите на естествената история той представя „Някои съображения относно самолетите“. През януари 1890 г. Жуковски се появява на трибуната на конгреса на руските лекари и натуралисти с доклад по темата „Към теорията на летенето“. През октомври 1891 г. по време на заседание на Московското математическо дружество той направи доклад „За окачането на птиците“.
В тази последна работа Жуковски, наред с други неща, доказа възможността за реализиране на „контур” в самолет. Това беше преди излитането на първия самолет. Почти „мъртъв цикъл“е реализиран за първи път почти четвърт век по-късно от известния руски пилот Нестеров.
Дизайнерите от всички страни се опитаха да намерят решение на проблема с човешкия полет при сляпо имитиране на птици. Множество изобретатели смятали, че като прикрепят крила към себе си, човек може да се издигне във въздуха със силата на мускулите си. Те забравиха, че съотношението на мускулно тегло и телесно тегло при хората е седемдесет и два пъти по-малко от това на птиците. Те дори не са взели предвид факта, че човек е осемстотин по-тежък от въздуха, докато птица е само двеста пъти. И така всички опити да летят "като птици" неизменно завършват с неуспех.
Дизайнерите на самолети сляпо имитираха птици, мислейки, че като прикрепят крила към себе си, човек може да се издигне във въздуха със силата на мускулите си.
Жуковски, от друга страна, видя други начини за развитие на авиацията: „Мисля - каза той,„ че човек ще лети, разчитайки не на силата на мускулите си, а на силата на ума си “.
Той вече беше виждал във въображението си самолети, построени според законите на аеродинамиката, летящи свободно във въздушния океан. Но все още трябваше да се намерят такива закони и трябваше да се създават самолетите. А създателят на аеродинамиката - науката за движението на телата във въздуха - беше самият Жуковски.
Самолетите са работили усилено в много страни. След това дойде инженерът и изобретателят Ото Лилиентал. Стилът на работата му отчасти напомня на самия Жуковски: теория, съчетана с експеримент.
"В летателната техника", каза Лилиентал, "има твърде много разсъждения и твърде малко експерименти. Необходими са наблюдения и експерименти, експерименти и наблюдения.
Лилиентал създаде планер, тоест самолет без двигател.
Лилиентал внимателно проучи действието на размахващи крила, опита се да разгадае мистерията на щъркелите, извисяващи се в небето, тестваше различни самолети, поставяйки ги под различен ъгъл във въздушния поток и наблюдаваше възходящи въздушни течения. Всичко това позволи на Lilienthal да създаде планер, тоест самолет без двигател, който се издига над мястото за излитане по време на тестове.
Жуковски, след като се срещна с Лилиентал, веднага разпозна правилността на избрания от него път, а построеният от него планер беше най-забележителното изобретение в областта на въздухоплаването от онова време.
Между двамата изследователи се разви творческо приятелство. Жуковски помогна на Лилиентал със съвети и теоретично обосноваване на някои въпроси. Лилиентал запозна Жуковски с практическите резултати от своите експерименти и му представи един от планерите си. Впоследствие този планер помогна на Жуковски да състави кръг от любители на полети в Москва.
Но Жуковски погледна отвъд Лилиентал. Той смяташе планера само за добро средство за изследване на проблемите на летенето. Създателят на аеродинамиката пророчески видял бъдещето на авиацията в самолет. Много години преди първия полет на братя Райт в самолета, който са построили, Жуковски осъзнава етапите на създаване на тази машина: първо, изучете добре планера, след това поставете мотор върху него - и тогава човекът ще полети.
В това той имаше непоклатима увереност. През 1898 г. той смело обявява: „Новият век ще види човек да лети свободно във въздуха“. Никакви неуспехи не го уплашиха, дори и многобройните катастрофи по онова време, една от които беше самият Лилиентал. Смъртта на Лилиентал „за смели изследователи на ефира - каза Жуковски, - … вдъхва чувство на страхопочитание към починалия, но не и чувство на страх“.
ПЪРВИ АЕРОДИНАМИЧЕСКИ ИНСТИТУТ
Началото на нов, XX век е и началото на нова ера в живота и делото на Жуковски. През 1902 г. той построява първия вятърен тунел в Московския университет.
В чужбина те се опитаха да тестват модели самолети в специални галерии, през които въздухът се задвижваше с помощта на фенове. Но вентилаторите на вентилатора създадоха въздушни турбуленции, които изкривиха картината и направиха теста за разлика от реалните условия на полет.
Руският учен е действал по различен начин. Той накара феновете да не помпат, а да изпомпват въздух от галерията. Въздушният поток се движеше в него равномерно със скорост 30 километра в час. Така е създаден първият в света смукателен вятър. Тя беше скромен размер - 75 см в диаметър. По-късно тази тръба служи като модел за цяла серия от такива устройства, изградени в Русия и чужбина. На базата на тази негова първа научна лаборатория Жуковски започва да събира група от аеродинамични изследователи от студенти.
Жуковски накара вентилатора да не изпомпва, а да изпомпва въздух от галерията. Така е създаден първият в света смукателен вятър.
През 1904 г. той създава близо до Москва, в Кучин, първият в света институт, специално оборудван за аеродинамични изследвания. Известният Гьотингенски аеродинамичен институт Prandtl в Германия се появява само пет години по-късно, като вече има опит на Жуковски.
В Кучинския институт, освен вятърния тунел, вече имаше и друго оборудване: хидродинамична лаборатория, кабинет по физика, специално устройство за изследване на витла, работилници и др. Жуковски започна с изучаването на различни форми на вятърни тунели. Резултатите от неговите изследвания помогнаха на Прандтл и други чуждестранни изследователи в изграждането на техните лаборатории.
Беше изучено поведението на самолетите във въздушния поток, проучени са витлите. Първият динамометър за измерване на тягата на витлото е построен в Кучин.
Успоредно с това беше извършена много работа за изучаване на атмосферата. За това бяха използвани малки балони, които бяха изстреляни нагоре с метеорологични инструменти, които автоматично записват температурата и налягането на въздуха и други данни. Такива топки - сонди, както ги наричат, все още се използват за тази цел.
РОЖДЕНИЕТО НА АВИАЦИЯТА
Особено внимание беше обърнато в Института Кучин на проучването на асансьора на самолетно крило.
Как се генерира асансьор? Как може да се изчисли? От векове човечеството напразно се опитва да отговори на тези въпроси, плащайки за опитите им с живота на най-добрите си синове.
Жуковски отговори на тези въпроси.
Около крилото на въздухоплавателното средство, когато лети, в допълнение към основния протичащ въздушен поток, се образува допълнително вихрово движение на въздушни частици. Тези допълнителни вихри измиват крилото и създават циркулация около него. Ако крилото е извито и има издутина в горната част, тогава въздушният поток в горната част на крилото се компресира и скоростта му се увеличава.
Закачете два листа хартия, огънете ги, както е показано на фигурата, и издухайте в пространството между тях - листата няма да се разпръснат, а ще се сближат.
Нека си припомним добре познатото физическо преживяване, което толкова изуми много от нас в училище. Можем дори да го повторим, тъй като не изисква нищо освен два листа хартия. Вземете два листа хартия и, леко ги огъвайки, ще ги държим близо един до друг с изпъкнали страни. Сега нека се взривим в пространството между тях. Противно на очакванията, листовете няма да се разпръснат, а ще се приближат един до друг.
Това е ясно потвърждение на известния закон на Бернули. Той характеризира връзката между дебита и налягането му върху телата, с които влиза в контакт. Колкото по-голям е дебитът, толкова по-ниско е налягането и обратно. Според нашия опит увеличаването на скоростта на движение на въздуха между листовете намалява налягането между тях и следователно листовете се придвижват по-близо един до друг.
Но нещо подобно се случва с крило във въздушен поток. В горната част на крилото скоростта на въздуха се увеличава, което означава, че според закона на Бернули налягането на въздуха намалява. В долната част на крилото, обратна картина: поради вдлъбнатината на крилото, въздушният поток тук се разширява и скоростта му намалява, поради което налягането се увеличава.
Това създава разлика в налягането между горната и долната част на крилото. Именно тя създава повдигащата сила.
Тази сила може да се изчисли. За да направите това, както показа Жуковски, трябва да знаете четири количества: дебит, количество циркулация, дължина на крилото и плътност на въздуха. Продуктът от тези количества ще даде сила на повдигане.
Но за да излети самолетът, трябва да има циркулация, тоест въздух измива крилото. Как може да се гарантира това?
За формирането на циркулацията е необходимо наличието на остри ръбове на обтечения контур. Но не трябва да има много от тях. Необходимият плавен поток е възможен само ако контурът има не повече от два остри ръба. Ако вземем само два ръба, тогава възниква ново неудобство: въпреки че ще възникне плавен поток, но не винаги, а само при определен постоянен ъгъл на наклон на крилото на самолета към въздушния поток, което на практика е трудно да се приложи при полет.
Така от разсъжденията на Жуковски следва, че най-подходящото за крилото трябва да бъде разпознато като контур с един остър ръб. Но това е точно формата на секцията на крилото на самолета от 1946 г.: Жуковски го откри преди повече от четиридесет години.
Резултатите от тези проучвания са формулирани от Жуковски в документ, публикуван под скромното заглавие „На прикрепени вихри“(тъй като изследването се занимава с прикрепването на онези вихри, които се образуват около крилото към основната скорост на потока).
Сега аеродинамиката се е превърнала в наука. От този ден до днес теорията за издигането на Жуковски е представена във всички учебници по аеродинамика в света. Оттук нататък аеродинамичното изчисление на самолета стана възможно.
Това беше наистина страхотен ден за авиацията. Трябва да се счита за рождения ден на авиацията. В крайна сметка, първият практически полет на братята Райт или всеки друг полет по това време беше по същество само трик - макар и изключителен, но все пак трик.
Дори десетки такива полети не можеха да допринесат за развитието на авиацията толкова, колкото една формула на Жуковски. Сега нямаше нужда да измисляте сляпо самолети, те можеха да се изчислят предварително, проектирани според тези формули.
Жуковски искаше да го направи. Но собственикът на института, милионерът Рябушински, "не намери" парите за изграждането на експериментален самолет и скоро каза като цяло, че според него всички основни проблеми на аеродинамиката вече са изяснени.
Жуковски трябваше да напусне института.
ЕНЦИКЛОПЕДИЯ НА АВИАЦИОННАТА НАУКА
През 1909 г. Жуковски създава нова научна институция - аеродинамичната лаборатория на Московското висше техническо училище. Жуковски се стреми да „примами колкото се може повече руски сили в науката“. Кръгът на учениците на Жуковски се превръща в размножително поле за изключителни фигури на руската наука. Именно от този кръг излязоха академици Юриев, Чудаков, Кулебакин, изключителни учени и дизайнери: Туполев, Микулин, Климов, Ветчинкин, Стечкин, Сабинин, Мусинянци, известният пилот Росински и много други.
С помощта на членовете на този кръг Жуковски създава своите прекрасни творби. Специално място сред тях заема теорията и методът за изчисляване на витлата. Учениците на Жуковски Юриев и Сабинин, започвайки, както винаги е правил техният учител, с експеримент, стигнаха до извода, че работещ винт създава мощен аксиален въздушен поток. Това много важно явление не е било взето предвид досега от нито един изследовател. В чужбина съответното изменение на теорията е направено само десет години по-късно.
Скоро Жуковски, изучавайки редица нови явления с помощта на Веткинкин, предложи още по-съвършена теория за винта. Неговата работа „Теорията на вихъра на витлото“бележи нова ера в науката. Формулите и теоремите на тази теория обхващат всички случаи на работа с винт. Значението на теорията на вихъра надхвърля авиацията; нейните теореми послужиха като основа за проектирането на мощни вентилатори и компресори. Жуковски пише това произведение преди 35 години *. Но дори и днес по цял свят при изчисляване на винтове използват формулите на Жуковски.
* Статията е написана през 1946 г.
Жуковски с помощта на Чаплигин разработва гениална теория за крилата на самолета. Крилата, изградени на базата на тази теория, се наричат „крилата на Жуковски“във всички езици на света.
С участието на другия си ученик Туполев Жуковски разработва методи за аеродинамично изчисляване на целия самолет.
Авиацията започва да се развива бързо в Русия. Започнаха да се появяват конструкции на самолети, много по-напред от чуждестранните модели. Това изглеждаше изненадващо предвид общата техническа изостаналост на Русия и пълното безразличие на царското правителство към новия клон на технологиите.
Сега знаем тайната на този успех. То беше причинено от блестящото състояние на руската аеродинамична наука, която зае най-напредналите позиции в научния свят. Законите на тази наука са формулирани и систематизирани от Жуковски в неговия известен първи в света курс "Теоретични основи на аеронавтиката". Този курс беше като енциклопедия на авиационната наука.
Преди Жуковски се смяташе, че в аеродинамиката няма място за теория, че това е област на чиста практика. „Фондации“първо показаха възможността и необходимостта да се изучава теорията по авиация. В същото време Жуковски подчерта огромното значение на правилно поставените експерименти.
„Теоретичните основи на въздухоплаването“установиха непоклатима връзка между теоретичните и експерименталните изследвания като основна предпоставка за по-нататъшното развитие на авиацията.
ВЕЛИКИ УЧЕНИК, ИНЖЕНЕР, УЧИТЕЛ
Жуковски не беше само аеродинамик. 180 научни труда, написани от него, засягат въпросите на математиката, механиката - теоретична, приложна и строителна, - астрономия, балистика и много други. Той беше голям учен и страхотен инженер.
Интересни решения на трудни инженерни проблеми се съдържат в произведенията на Жуковски „За формата на корабите“, „На будна вълна“, „За стабилността на полета на продълговат снаряд“, „Бомбардиране от самолети“, „За въртенето на шпиндела“.
Жуковски не се страхуваше от практически проблеми. Напротив: той ги обичаше. Те му дадоха основата за създаване на нови теории.
Например те се обърнаха по някакъв начин към Жуковски за помощ по такъв чисто практически въпрос. В московската водоснабдителна система имаше чести аварии: главни тръби се спукаха без видима причина. Жуковски откри, че една от основните причини за тези аварии е шоковият ефект на водата, който се е развил в тръбите при бързото им отваряне или затваряне. Авариите спряха веднага след като на тръбите бяха инсталирани специални кранове, които бавно блокираха достъпа на вода. Така наречените клапани.
Това беше практически извод. Следваше теоретично. Жуковски създава обща теория за хидравличния удар в тръбите, която по-късно е публикувана на всички езици и е включена във всички учебници по хидравлика.
Жуковски беше много популярен и трогателен с любов на учениците. Той беше не само преподавател, но и преподавател. Той беше особено загрижен за развитието на инженерното мислене, за техническата перспектива на младите мъже. Той страстно пожела да предаде всичките си знания на младите хора, за да подобри руската наука.
Почти в навечерието на смъртта си, без да става от леглото, Жуковски казва: „Бих искал също да прочета специален курс по жироскопи. Никой не ги познава, както аз. Той беше страхотен учител.
Научните постижения на Жуковски бяха широко признати. Николай Ягорович беше член-кореспондент на Руската академия на науките, почетен член на много научни руски и чуждестранни общества.
Но Жуковски, човек с най-голяма скромност и безкористност, не търсеше слава. Той отказа да бъде избран за пълноправен член на Академията на науките, тъй като не може да комбинира работа в Москва и Санкт Петербург, където тогава се намира Академията, и не счита за възможно да се съгласи за официално избиране за член на Академията на науките.
ОСНОВА НА АВИАЦИОННАТА НАУКА
Жуковски посрещна Голямата октомврийска революция като седемдесетгодишен мъж.
Жуковски забрави за старостта си. Той дойде във Върховния съвет на националната икономика с проект за създаване на институт по аеродинамика и хидродинамика. През 1918 г., в година на бедност и опустошения, Ленин подписва указ за организацията на ЦАГИ - Централния аерохидродинамичен институт. кръстен на Н. Е. Жуковски.
Институтът започва съществуването си в една от стаите на апартамента на своя основател. Но във въображението на Жуковски стените на апартамента му се раздвижваха, той виждаше своя институт като могъщ, богат, пред световната авиационна наука, каквато познаваме ЦАГИ сега.
Жуковски създаде академията на ВВС, кръстена на него. По негова инициатива в Московското висше техническо училище е въведено обучение на аеромеханика. Днес на тази база се разраства Московският авиационен институт.
И когато през 1920 г. се навършват петдесетата годишнина от научната дейност на Николай Ягорович Жуковски, в резолюцията на Съвета на народните комисари, подписана от Владимир Илич Ленин, големият учен заслужено е наречен „бащата на руската авиация“. Това беше истинският създател на руската авиация, нейният баща. И в същото време той беше основателят на цялата авиационна наука изобщо.
Николай Ягорович Жуковски умира на 17 март 1921г. Той беше тежко болен, но продължи да работи почти до деня на смъртта си. Когато вече не умееше да пише, той диктуваше своите бележки на учениците си. Не искаше да даде смърт нито един ден, нито един час. Големият работник и великият патриот даваше всички сили за последен дъх на своите хора.
Д. Беркович