Расчетливое наблюдение за птицами

В этот день на заседании Московского математического общества физик Николай Жуковский представил доклад «О парении птиц», в котором дал теоретическое обоснование фигурных полетов, в том числе так называемой мертвой петли, которую потом практически исполнил русский летчик Нестеров. Эта работа в числе прочих трудов Жуковского послужила основой науки аэродинамики, позволившей рассчитывать конструкцию летательных аппаратов тяжелее воздуха.

Николай Егорович Жуковский родился в 1847 году в семье инженера-путейца, из полтавских мелкопоместных дворян. Семья жила бедно, например, средств оплачивать содержание гимназиста Николая на пансионе для благородных у нее не было, он жил на пансионе для разночинцев; по причине денежных затруднений Жуковский по окончании гимназии пошел не в Петербургский институт инженеров путей сообщения, как мечтал, а в куда более дешевый Московский университет, где не показал блестящих способностей. Неудачей закончилась и его краткая попытка продолжить образование в Петербургском институте инженеров путей сообщения.

Жуковский стал преподавать математику в женской гимназии и одновременно успешно сдал магистерские экзамены, после чего сначала получил место преподавателя в Московской академии коммерческих наук, а затем доцента в Императорском высшем техническом училище. С этого момента научная и преподавательская жизнь Жуковского становится чередой славных достижений.

И первым из них был доклад «О парении птиц».

Анализ парения птицы (то есть той части полета, когда она не машет крыльями) интересен и сам по себе, но гораздо более интересны причины, которые позволяют ей держаться в воздухе. «Существуют два рода парения,— говорил Жуковский в докладе,— парение с теряемою высотою, или скольжение птицы по воздуху, и парение с сохраняемою или выигрываемою высотою. Второй род, который, собственно, и называется парением, обусловливается довольно значительною массою птицы и существованием ветра».

«Мы имеем в виду,— заканчивает вступительную часть доклада Жуковский,— дать полное решение задачи о скольжении птицы в покойном воздухе и показать, каким образом найденное движение видоизменяется в воздухе, текущем горизонтальными слоями разной скорости, дующем порывами или имеющем легкое восходящее движение».

Пересказывать полный формул и схем доклад нет нужды — необходимо только отметить, что Николай Жуковский тщательно и подробно разобрал в нем все значимые достижения в объяснении парения птиц иностранных предшественников — британца Рейли, немца Лилиенталя, француза Бреттонье, британца Пила и других — и составил собственную, полную и на тот момент исчерпывающую теорию.

Следующим и в научном отношении чрезвычайно важным шагом на пути к теоретическому обоснованию полетов была работа «О присоединенных вихрях», написанная в 1906 году. В ней Жуковский объяснил, как образуется подъемная сила крыла, и доказал теорему, носящую его имя: если установившийся плоско-параллельный потенциальный поток идеальной несжимаемой жидкости набегает на бесконечно длинный цилиндр перпендикулярно его образующим, то на участок цилиндра, имеющий длину вдоль образующей, равную единице, действует подъемная сила Y, равная произведению плотности r среды на скорость v потока на бесконечности и на циркуляцию скорости Г по любому замкнутому контуру, охватывающему обтекаемый цилиндр, то есть

Y=rvГ.

Направление подъемной силы можно получить, если направление вектора скорости на бесконечности повернуть на прямой угол против направления циркуляции.

Николай Жуковский сделал очень многое для развития русской и затем советской авиации — достаточно сказать, что его усилиями и при финансовой поддержке Дмитрия Рябушинского из знаменитой русской купеческой семьи в подмосковном Кучино появилась первая аэродинамическая труба; можно напомнить, что большинство советских авиаконструкторов вышли из школы, созданной Жуковским, а Алексей Туполев был просто его учеником.

Помимо авиации Жуковский занимался, к примеру, вопросами водоснабжения — как связанными с источниками воды, подпочвенными слоями, так и с водопроводом. В последнем деле он сделал важнейшее открытие — описал явление гидравлического удара; его открытие прекратило бесконечно частые аварии на московском водопроводе.

Петр Харатьян