книга (Аржаников Н.С., Мальцев В.Н., 1956 - Аэродинамика), страница 3

Значительно позже известные немецкие ученые Гельмгольц (1868 г.) н Кирхгофф (1896 г.) сделали новую попытку использовать модель идеальной жидкости для определения сопротивления, предложив совершенно новую схему обтекания тела со срывом струй. Эта теория была усовершенствована в конце прошлого века проф. Н. Е. Жуковским, а в начале ХХ в. профессорами ЛевиЧивита и А. Вилля и позже получила большое развитие в СССР в работах акад. А. И.

Некрасова, проф. Н, С, Аржаникова, проф. Н, А. Слезкина, Мясникова, Я. И, Секерж-Зенькович и др, Из значительных работ Х!Х в. по кинематике идеальной жидкости особое место занимают упомянутые выше работы Гельмгольца и исследования Ранкина Гельмгольцу принадлежит также теория вихревого движения жидкости (1858 г.), которая нашла огромное практическое применение в современной теории крыла и винта. Большое развитие теория Гельмгольца получила в известной работе проф, Н. Е.

Жуковского «Кинематика жидкого тела», Применение теории вихрей к построению теории крыла и винта было осушествлено в России Н. Е. Жуковским и С. А, Чаплыгиным, а также проф, Прандтлем в Германии, В !862 г. Ранкин дает основы теории источников и стоков, применяемой ныне для построения потенциальных течений около контуров произвольной фортлы. Этот метод впоследствии в работах Фурмана, Кармана и др. нашел большое практическое применение для построения обводов корабля, фюзеляжа, дирижабля и т. д.

Необходимость учета в уравнениях движения жидкости важнейшего физического факто|ра, определяюшего силу сопротивления — вязкости жидкости,— привела к созданию в середине Х1Х в. теории движения вязкой жидкости. В 1826 г. французский ученый Навье получил впервые дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости, основываясь на ряде физических гипотез. В 1846 г, знаменитый английский гидродинамик Стокс дал строгий вывод. этих уравнений, в силу чего они известны в современной литературе как уравнения Навье-Стокса. 4 П Аэродинамика в ХИ! — Х!Х ав, Исключительная сложность решения этих уравнений позволила Стоксу найти с их помощью только сопротивление шара (находящегося в потоке вязкой жидкости) и то лишь при условии пренебрежения инерционными членами уравнений, т. е.

в условиях весьма медленного движения жидкости. Лишь в начале ХХ в. в связи с ростом внимания ученых к проблемам авиации, т. е. к изучению движения тел в вязкой жидкости с относительно большими скоростями, теория такого движения значительно продвинулась вперед. Именно проф, Л. Прандтлем в 1904 г, была разработана теория пограничного слоя, которая явилась большим вкладом в теорию сопротивления. Быстрое развитие техники в Х1Х в.

способствовало накоплению экспериментального материала. Интенсивное развитие получила гидравлика и в особенности экспериментальное исследование движения воды и других вязких жидкостей в трубах и каналах. В связи с этим следует остановиться на работах двух крупнейших ученых — Ж, Пуазейля и О.

Рейнольдса, проводивших обстоятельные исследования по движению жидкости в трубах малого диаметра. С их именами связано открытие двух режимов движения вязкой жидкости в трубах и каналах — ламинарного и турбулентного. Работы Рейнольдса являются началом создания теории турбулентного движения, получившей ныне большое развитие и огромное применение в аэродинамике, гидравлике и метеорологии. В конце Х1Х в., особенно в связи с полетами на специальных планерах немецкого исследователя Отто Лилиенталя и русского экспериментатора — планериста С.

С. Неждановского, стали развиваться экспериментальные методы изучения сопротивления воздуха, Опыты производились как на коловратной машине Робина, так и простым замером сил на моделях, обдувавшихся естественным ветром. В 90-х годах прошлого века зарождается новый метод экспериментального исследования силового воздействия потока воздуха на обтекаемые тела — метод испытаний в аэродинамических трубах, ставший ныне важнейшим методом исследований не только моделей самолетов и отдельных его частей, но и натурных самолетов и крыльев, фюзеляжей и т. д. В России первая аэродинамическая труба была построена в !890 г, К. Э.

Циолковским, позже Н. Е. Жуковским в Московском университете (1902 г.) и в Кучинском исследовательском институте (1906). За границей первой аэродинамической трубой явилась труба Лакура в Дании (1890 г.), позже Филипса (1894 г.) в Англии, Ренара (1896 г.) во Франции. Не останавливаясь на рассмотрении принципа работы аэродинамических труб и и~х типов, следует указать, что в настоящее время этот метод экспериментирования настолько вырос и усовершенствовался, что изучение методов аэродинамических исследований в трубах составляет специальный раздел аэродинамики, называемый экспериментальной аэродинамикой. 1'2 Глава Е Исторический обзор Проблемами воздухоплавания и авиации в России во второй половине Х1Х в.

занимался акад. М. А, Рыкачев. М. А, Рыкачеву принадлежит ряд опытов по исследованию подъемной силы винта. В 1871 г. он опубликовал статью «Первые опыты над подъемной силой винта, вращаемого в воздухе», в которой разработан метод определения подъемной силы вращающегося винта. Большое влияние на развитие воздухоплавания и авиации в России оказал гениальный русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев (1834 †19), много работавший над проблемами аэродинамики. В 1875 г. Менделеев высказал мысль о необходимости изучения верхних слоев атмосферы с помощью стратостата с герметической кабиной и 7 августа 1878 г.

сам поднялся на аэростате. В 1888 г, в одном из писем он писал: «воздухоплавание бывает и будет двух родов: одно в аэростатах, другое — в аэродинамах». Д. И, Менделеев предвидел полеты летательных аппаратов тяжелее воздуха. «Этот род воздухоплавания, — говорил Д.

И, Менделеев, — указывается самой природой, потому что птица тяжелее воз духа и есть аэродинам». Мысль об овладении воздушным океаном цриковала внимание Д. И. Менделеева к проблеме сопротивления воздуха, Его работа «О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании», посвященная этому вопросу, представляет исключительный интерес. Д. И. Менделеев в этой работе не только дал глубокий критический анализ существовавших теорий сопротивления, но и указал на важнейшее значение вязкости при определении силы сопротивления хорошо обтекаемых тел, Великий русский аэродинамик проф. Н.

Е. Жуковский, высоко оценивая эту работу, писал: «русская литература обязана ему капитальной монографией по соа противлению жидкостей, которая и теперь может служить основным руководством для лиц, занимающихся кораблестроением, воздухоплаванием или баллистикой». В декабре 1880 г. по инициативе Д.

И, Менделеева в Русском техническом обществе был создан воздухоплавательный отдел. Д. И. Менделеев оказывал большую поддержку отечественным изобретателям', работавшим в области воздухоплавания и авиации, в том числе А. Ф. Можайскому, К, Э. Циолковскому и др. Так, в 1877 г, Д. И, Менделеев оказал большое содействие изобретателями первого в мире самолета А. Ф. Можайскому, а в 1890 г. представил Русскому техническому обществу проект цельнометаллического дирижабля К.

Э. Циолковского, работы которого сыграли значительную роль в развитии современной реактивной техники. й 2. РОЛЬ Н. Е. ЖУКОВСКОГО И С. А. ЧАПЛЫГИНА В РАЗВИТИИ СОВРЕМЕННОЙ АЭРОДИНАМИКИ Возникновение и развитие отечественной аэродинамики связано с именами ее создателей, корифеев отечественной науки, крупнейших русских ученых — Николая Егоровича Жуковского и Сергея Алексеевича Чаплыгина. Э г. Н.

Е. Жуковский и С, А. Чаплыгин |з В лице проф, Н. Е. Жуковского наша наука имела гениального ученого, обогатившего ее фундаментальными исследованиями в области математики, теоретической и прикладной механики, астрономии, гидро- и аэромеханики, Отличительной особенностью дарования этого великого русского ученого являлось органическое сочетание в его научных исследованиях теории с инженерной практикой. Роль Н. Е. Жуковского как крупнейшего ученого и инженера была хорошо выражена его ближайшим учеником и другом акад.

С. А, Чаплыгиным в речи, посвященной памяти Жуковского: «Огро мен был путь, совершенный профессором Николаем Егоровичем Жуковским. Он своей светлой и могучей личностью объединял в себе и высокие математические знания и инженерные науки. Он был лучшим соединением науки и техники„он был почти университетом». С последнего десятилетия Х1Х в. творческий пытливый ум замечательного русского ученого Н.

Е, Жуковского устремляется к совершенно новой, только зарождающейся, но таящей огромные перспективы развития авиационной технике. К тому времени многие передовые русские изобретатели и ученые добились значительных результатов в области авиации. Был 'осуществлен первый в мире полет на самолете конструкции А. Ф.

Можайского. Были опубликованы оригинальные исследования Д. И. Менделеева в области воздухоплавания. Талантливым экспериментатором С. С, Неждановским были проведены исследования полетов воздушных коробчатых змеев и планеров, опередившие во многом результаты немецкого плапериста Отто Лилиенталя, Аэродинамика как теоретическая основа а в и а ци и становится излюбленной областью исследований Н. Е, Жуковского.

Своими работами в этой области Н. Е, Жуковский явился родоначальником отечественной школы аэродинамиков, 90-е годы прошлого века Н. Е. Жуковский интенсивно работает над проблемами полета, изучает вопросы парения птиц, движения планеров, Н. Е.

Жуковский — пропагандист и организатор во всех областях воздухоплавания. Он участвует в международных конгрессах, организует воздухоплавательные съезды в России, читает публичные лекции по воздухоплаванию в различных обществах и городах России. В этот период им написан ряд работ, в том числе «К теории летания» (!890), «О парении птиц» (1892), «О наивыгоднейшем угле наклона аэроплана» (1897) и др. В работе «О парении птиц» Н. Е.