В Крылов - Александр Федорович Можайский
В остром, боевом стиле, не признавая компромиссов в принципиальных научных вопросах, написал Дмитрий Иванович Менделеев свою знаменитую книгу "О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании".
В этой книге Менделеев вел борьбу на два фронта: и против голого теоретизирования, и против того приспособленчества, каким является узкий практицизм. Он выступал против "рьяного желания охватить умом и анализом то, чего не знают еще почти нисколько". Эти резкие слова Менделеев адресовал к Ньютону. Но и другая крайность, как говорил он, "чисто практическая", также являлась вредной.
"Нужно знать сопротивление артиллерийских снарядов, да кораблей. Их измеряют, к полученным числам или подбирают формулу, или прилаживают некоторые соображения, или делают то и другое, и считают это теорией предмета, не заботясь о том, чтобы связать новые практические порядки с известными уже фактами, с укрепившимися представлениями.
Годно для существующей практики - вот все чего хотят и чем удовлетворяются. Делается это будто и практично, но для практики вовсе негодно, потому что прилажено к прошлому, недостаточно для будущего, есть покорность факту, а не обладание им, орудие надобности, но не власть знания".
Книга Менделеева явилась ударом огромной силы, который был нанесен слепому преклонению перед авторитетом. Эта книга стала краеугольным камнем фундамента, на котором впоследствии Жуковский, в те годы еще только начинавший свою научную деятельность, поставил свои незыблемые, строгие и ясные основные законы аэродинамики. Через тридцать лет после выхода книги Менделеева Жуковский сказал о ней: "она и теперь может служить основным руководством для лиц, занимающихся кораблестроением, воздухоплаванием и баллистикой".
Своими трудами Николай Егорович Жуковский завершил великое дело, начатое учеными России, - Ломоносовым и Эйлером, Рыкачевым и Менделеевым. И в этом списке славных имен по праву должно стоять имя Александра Федоровича Можайского.
Аэродинамические опыты
Аэродинамические опыты Можайского долго оставались в тени. Он вошел в историю техники как конструктор, создатель первого в мире самолета, как человек, первым поднявший самолет в воздух. А Можайский-исследователь был позабыт, хотя и вел долгую, кропотливую исследовательскую работу, необходимую подготовительную работу для того, чтобы мечта о самолете превратилась в действительность.
Какой груз может поднять крыло данной площади? Как изменится величина поднимаемого груза при изменении скорости полета? Под каким углом к направлению движения следует установить крылья летательного аппарата? Как найти тот угол, при котором достигается наилучшее отношение между подъемной силой и сопротивлением крыла? Вот первые вопросы, которые встали перед Александром Федоровичем Можайским, когда он обдумывал конструкцию летательной машины. Теперь каждый, кто изучил основы авиации, даст ответ на эти вопросы. В те годы, когда Можайский начинал свою исследовательскую работу, на эти вопросы не могли ответить даже крупнейшие представители науки.
Только опыт мог дать ответ и на эти, первоначальные, неизбежно возникающие у конструктора вопросы, и на все те, которые должны были встать перед ним в ходе проектирования.
Есть два совершенно различных приема постановки опытов. Ученик профессора Н. Е. Жуковского, академик Б. Н. Юрьев{23}, сравнивая исследовательскую работу с поисками в неизученной местности, говорит, что исследователь
"пытается с помощью своей теории как бы продолжить "линию известного" в пределах еще неисследованного. При таком развитии теории обычно с некоторого пункта исследователю становится ясным, что далее можно идти с одинаковым правом по двум или даже по нескольким путям. На вопрос, - какой путь выбрать на таком перекрестке, - может ответить лишь опыт".
Продолжая такую работу, исследователь в конце концов приходит к опыту, дающему решение поставленной задачи.
"Такой прием работы, - подчеркивает академик Б. Н. Юрьев, обеспечивает скорейший успех и требует производства лишь немногих, но хорошо выбранных опытов".
Но часто поступают иначе, намечая всевозможные варианты решения задачи, и делают множество совершенно равноценных опытов. При этом ответ на поставленный вопрос ищут в результате опытов, поставленных вслепую.
Этот второй путь технически много сложнее и дороже первого, так как приходится производить множество совершенно бесполезных опытов. И может легко случиться, что при большом количестве произведенных опытов, среди них как раз не окажется нужного, дающего ответ на поставленный вопрос.
Первый метод - путь диалектического подхода к решению задачи - всегда применялся представителями передовой русской науки.
Второй метод - метод эмпирический. Следуя этому методу, американцы однажды испытали свыше полутораста пропеллеров всевозможных форм, но из этих бессистемных опытов не смогли вывести каких-либо общих заключений.
Пользуясь первым приемом, профессор Н. Е. Жуковский поставил всего лишь два правильно намеченных опыта, и они блестяще подтвердили справедливость его вихревой теории воздушного винта.
Можайский, также стихийно применив диалектический опытный метод, получил ответ на основные вопросы, без которых нельзя было на научной основе осуществить проект самолета. Можайский построил специальный испытательный прибор и с его помощью определил аэродинамические характеристики крыльев и других частей самолета.
В "Записках Русского технического общества" за 1883 год было напечатано описание прибора, которым пользовался Можайский при своих опытах. Этот испытательный прибор, реконструированный в наше время{24}, представляет собой четырехколесную тележку, на которой установлена пирамида из стержней. К вершине пирамиды шарнирно крепится труба, внутри которой вставлена другая трубка, способная скользить в первой. На выдвигающейся трубке устанавливают под любым углом модель крыла.
К свободному концу скользящей трубки прикреплен шнур, перекинутый через ролик, привязанный другим концом к гирьке, лежащей на тележке.
Когда двигают тележку с какой-либо скоростью, то на модели крыла возникает подъемная сила, которая поднимает крыло, приводя его в положение II. Зная, что подъемная сила равна весу крыла, можно ее определить, взвешивая модель крыла.
Сила сопротивления, которая также возникает при движении испытательной тележки, перемещает модель крыла из положения II в положение III, поднимая гирьку.
В этих опытах аэродинамические силы, действующие на модели, уравновешиваются и весом модели и гири. Если установить крыло под другим углом, а тележку двигать с прежней скоростью, то аэродинамические силы, действующие на модель крыла, становятся иными. Измерить их можно тем же способом.
