Смирнов Г.В. - Рожденные вихрем (1107599), страница 24
Текст из файла (страница 24)
В 1896 году в Англии трубу строит знаменитый изобретатель пулемета Х. Максим (1840 — 1916), а во Франции — крупный аэродинамик Ш. Ренар (1847— 1905). В 1897 году приступает к экспериментам с первой в Росснн трубой К. Э.
Циолковский (1857 — 1935), а в 1902 году в России начинает работать вторая установка, сооруженная под руководством Н. Е. Жуковского в Московском университете. В этн годы было немало сооружено н ротатнвных машин, среди которых самой крупной считалась машина известного американского астронома С. Лэнгли (1834 — 1906). Интенсивная исследовательская .работа, проведенная на этих многочисленных установках, принесла богатые научные результаты. Так, Фнллнпс, начав обдувать воздушным потоком изогнутые наподобие птичьих крыльев пластины, сразу же подтвердил догадки Кейлн н Вейнхэма: изогнутая поверхность давала гораздо большую подъемную силу, чем плоская.
Этот вывод подтвердили н эксперименты Лэнгли, машина которого позволяла испытывать модели прн скоростях, достигавших 1!0 км/ч. Благодаря такому расшнренню скоростного днапазона американцу удалось сформулировать так называемый «закон Лэнгли»: чем быстрее движется пластина, тем меньшая мощность нужна для поддержания ее в воздухе.
К 1891 году Лэнгли пришел к выводу: «Можно построить пв двигатели, которые сообщат наклонным поверхностям такую скорость, что они смогут оторваться от земли, двигаться в воздухе с большой скоростью и нести не только собственный вес, но и дополнятельный груз». Хотя патент на изогнутые профили крыльев получил Филлипс, первым экспериментально этот эффект обнаружил не он, а немецкий инженер Отто Лилиенталь (1848— 1896). С !866 года занимаясь на ротативной машине исследованием обтекания пластин, ои уже в 1874 году экспериментально подтвердил догадку Кейли и Вейнхэма о преимуществе изогнутой поверхности над плоской и сделал важное открытие: на изогнутой поверхности подъемная сила возникает даже тогда, когда угол атаки равен нулю, то есть когда передняя н задняя кромки крыла находятся на одной высоте! Отто Лилиенталь сделал очень важный шаг от исследования моделей к практическим полетам, в которых к середине 1890-х годов он был признанным лидером.
Кроме него, в те годы постройкой и испытанием планеров занималось немало энтузиастов в других странах: Пильчер в Англии, Фербер во Франции, Вольфмюллер в Германии, Шанют в США. Особенно важных результатов в изучении устойчивости полета достиг О. Шанют (1832 — 19Г0). В июле 1896 года он пришел к убеждению, что аппараты Лилиенталя небезопасны, а спустя всего месяц неожиданный порыв ветра резко накренил планер, на котором Отто совершал очередной полет, и, не сумев выровнять его, изобретатель ударился о землю и умер от перелома позвоночника... При изучении ранней истории авиации вызывает невольное удивление тот факт, что Отто Лилиенталь, продвинувшись в этой области дальше всех, почему-то не сделал следующего шага, подсказываемого всей логикой развития аэроиавтики, — не попытался поставить на свой планер мотор с пропеллером.
Некоторый свет на эту загадку проливает «теория», опубликованная через несколько лет после гибели Отто его братом Густавом Лилиенталем (1849 — 1933). Оказывается, оба брата замыслили создать своеобразный свечный двигатель» и много лет искали способ получения «отрицательного соп-' ротивления», надеясь подобрать такой профиль крыла, при котором аппарат мог бы лететь, не нуждаясь в тяге. Американцы братья Уилбер (1867 — 1912) и Орвилл (1871 — 1948) Райт заинтересовались полетами 119 в 1899 году. Они обратились в Смитсонианский институт за консультацией и получили оттуда подборку работ по аэронавтике О.
Лйлиенталя, С. Лэнгли, Х. Максима, А. Белла и других. Но когда они попытались по этим источникам построить планер, то он оказался крайне неудачным, и это побудило братьев превратить ящик из-под крахмала в самодельную аэродинамическую трубу и самостоятельно испытать в ней около 200 различных профилей крыла. Вопреки высказываемому иногда мнению Райты были не просто ловкими комбинаторами уже известного, они показали себя проницательными исследователями, сделав несколько важных аэродинамических открытий. Например, они убедились, что передние кромки крыяьев не должны быть острыми, как тогда считалось, и что сильно изогнутые профили не эффективны. Консультации у Шаиюта помогли Райтам создать устойчивый в полете планер и отработать систему управления им.
После устойчивых полетов братьев Райт в декабре 1903 года в европейских странах начинают подниматься в воздух все новые и новые летательные аппараты, примерно в той последовательности, в какой эти страны за несколько лет до этого строили аэродинамические трубы. 12 сентября 1906 года взлетает первый на Европейском континенте аэроплан датчанина Элленхамера. Спустя полтора месяца поднимает в воздух первый во Франции аппарат Сантос-Дюмон. В том же году успешно стартует англичанин А. Ро.
В 1908 году свои аппараты поднимают в воздух Дюфе в Швейцарии, Этрих-Вельс в Австрии, Граде — в Германии и Миллер — в Италии. Для российской авиации поистине триумфальным стал 1910 год. 21 марта в Одессе впервые в нашей стране русский пилот М. Ефимов совершил демонстрационный полет, правда пока еще на французской машине.
23 мая в Киеве полноценный, но официально не зарегистрированный полет на несколько десятков метров в длину совершил самолет отечественной конструкции А. Кудашева, а на следующий день на Гатчинском аэродроме в Петербурге комиссия Всероссийского аэроклуба официально зарегистрировала первый полет по прямой иа 200 м аэроплана русской конструкции «Гаккель 1П». Однако для развития мировой авиации гораздо важнее этих полетов был другой вклад России в аэродинами- ку: именно здесь и именно к 1910 году была, наконец, раскрыта тайна подъемной силы, и сделали это два великих русских ученых — Н. Е. Жуковский и С. А.
Чаплыгин. Сила, рождеяная циркуляцией В 1852 году к профессору Берлинского университета Г. Магнусу (1802 †18) с просьбой дать объяснение странному парадоксу обратились прусские артиллеристы. Иногда, даже в безветренную погоду, пушечные ядра непредсказуемо отклонялись в правую или в левую сторону от вертикальной плоскости стрельбы. Для консультанта артиллерийской академии Магнуса не было секретом это явление: его описал еще в 1742 году Б. Робине. Ои же предположил, что секрет странного поведения ядер в том, что при вылете из ствола оии могут случайно получить вращение.
Там, где скорость поверхности вращающегося ядра совпадает с направлением скорости обтекающего ядро воздушного потока, плотность воздуха уменьшается, а с противоположной стороны — увеличивается. Вследствие этого ядро должно испытывать действие поперечной силы. Магнус провел серию испытаний с вращающимся в потоке бронзовым цилиндром и обнаружил, что он действительно смещается поперек потока в ту сторону, где окружная скорость цилиндра совпадает со скоростью потока. Объяснив явление качественно, Магнус не сумел измерить поперечную силу и тем более вывести формулу для ее вычясления.
Но именно его эксперимент положил начало той цепи открытий, которые со временем привели к блестящему обобщению: поперечная сила, возникающая на вращающемся в полете ядре, имеет точно такое же происхождение, как и подъемная сила птичьего и самолетного крыла! Первый шаг в освоении этой фундаментальной истины сделал немецкий ученый Г.
Гельмгольц (1821 — 1894), о котором говорили, что он стал последним из ' врачей, внесшим важный вклад в развитие физико-математических наук. Получив медицинское образование и будучи профессиональным медиком, он почти тридцать лет пытался приложить физику и математику к физиологическим исследованиям.
Лишь в 1871 году Гельмгольц стал профессором физики Берлинского университета, а в 1888 году — директором Государственного физнко-техниче- 121 Рис Зб Схема воавявяовеввя воиеречиой силн, дейсгвуаяцей иа двввооцвйся в иовдухе врацаввцвйся цвлввдр влв шар ского института в Берлине — эти посты достойно увенчали его научные заслуги. Именно Гельмгольц украсил прекрасными открытиями злектромагнетизм, термодинамику, оптику, акустику, а также физиологию зрения, слуха, нервных и мышечных систем, изобрел ряд важных приборов. В 1858 году вышла в свет математическая работа Гельмгольца сОб интегралах уравнений, соответствуюших вихревым движениям», впоследствии давшая повод великому русскому аэромеханику Н.
Е. Жуковскому утверждать, что «современная гидродинамнка своим развитием обязана главным образом Гельмгольцу». Какой же вклад немецкого ученого в гндромеханику так высоко оценивал Жуковскийр Чтобы разобраться в этом, рассмотрим движение элемента идеальной жидкости — как бы сжндкого кубик໠— в потоке.
Оно может складываться всего из трех движений — поступательного (переноса, перемешения), вращательного и деформацнонного. Поток, в котором врашение равно нулю и «кубик» только перемещается и деформируется, называется потенциальным или безвихревым. При наличии всех трех видов движения создается врашательный или вихревой поток. Простейший вид потенциального потока — параллель- Рис. 37. Три возможных вида двнжения жидкостного элемента — перенос, поворот и деформапия Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
