Дифференциальные уравнения турбулентного движения сжимаемой жидкости (1124010), страница 88
Текст из файла (страница 88)
Коу. Бос., 1909. Брл Н и ш р Ь т е у з %. х'. Уетйса1 1ешрета«пге-Бхай!еп« о! 1Ье а«шозрЬеге.— Аз«шрЪуз. Уч 1909, 59, стр. 14. "««Б с Ь за т хзс Ь 116 К. 0Ьет даз 01е$сЬдевчсЬ« Бег Боппепа!шозрЪаш,— 051!!вдет. КасЬ. Айат. Ъумз, Ма«Ь.-рЬуз. К1., 1906. *"*«З ш 4 е и Б. ОЪег БхгаЫппаз91е!сЬБев1сй«опд а!пшзрЪапзсЬе Б!гаЫппБ.— Б!«хппйзьег. ВысЬ. АЬай. »7!вв.
МппсЪеп, ша1Ь.-рЬуз. К1., 1913. ИАтвРиАлы и стАтьи о жизни и твоРчкствв А. А. югидмАнА 431 лить распределение температуры при этом предположении. Задача сводится к сложному дифференциальному уравнению, которое но удаетсяинтегрировать в конечном виде, но соответственным образом преобразованные дифференциальные уравнения интегрируются бесконечными рядами, расположенными по степеням некоторого параметра. Фридман построил эти ряды, определив коэффициенты разложения, и дал способ вычисления этих коэффициентов в первом приближении, но он не мог в то время доказать сходимости рядов. Результаты вычислений температурных градиентов были им сопоставлены с данными наблюдений.
Онн оказались близкими к действительным градиентам у поверхности Земли, но резко отличались от градиентов в высоких, близких к стратосфере, слоях атмосферы. В 1920 г. Фридман снова вернулся к этой проблеме. Он указывает другой, более простой способ разложения в ряды, что дает ему возможность доказать сходимость используемых им рядов*. Работы по динамической метеорологии занимают существенное место в научном наследии А. А. Фридмана.
Он смотрел на теоретическую метеорологию как на самое важное практическое приложение того раздела теоретической механики — гидродинамики сжимаемой жидкости,— который он разрабатывал. Однако его интерес к динамической метеорологии не был только интересом математика-теоретика. Наука об атмосфере привлекала его своими богатыми и сложными проблемами, своими многочисленными, до сих пор не разрешенными загадками. Вопросы, которыми занимался Фридман, являются основными в динамическои метеорологии: теоретическое объяснение существования верхней инверсии, теория атмосферных вихрей и порывистости ветра, теоретическая модель циклона, теория разрывов непрерывности в атмосфере, наконец, теория атмосферной турбулентности. Весной 1914 г. Фридман был командирован директором Главной физической обсерватории, академиком Б.
Б. Голицыным, в г. Лейпциг для ознакомления с методами выдающегося ученого-метеоролога проф. Бьеркнеса. Летом этого же года А. А. Фридман принял участие в полетах на дирижаблях с целью разработки и подготовки мероприятий для производства аэрологических наблюдений, которые должны были состояться во время полного солнечного затмения в августе 1914 г. Главными темами, которые разрабатывались тогда школой Бьеркнеса, были преимущественно темы кинематического характера, аименно:построение карт давления на различных высотах (задача статики атмосферы и задача построения карт линий тока воздушных течений).
Что же касается динамики атмосферы, то в этой области Бьеркнес был автором названной его именем теоремы о количестве возникающих внутри жидкого контура вихревых трубок. Многие метеорологические приложения атой теоремы ь См. стр. 135 е далее. пРилОжения 432 с учетом отклоняющей силы вращения Земли были сделаны Бьеркнесом и его учениками, в особенности Сандстремом; ио зто были скорее лшнь отдельные этюды по динамике атмосферы.
Школа Бьеркнеса развивала его фронтологическнй метод, в котором изменение погоды связывалось с появлением фронтов разрыва температуры н других метеорологических элементов. В Лейпциге установились дружеские отношения А. А. Фридмана с Т. Хессельбергом; вместе с ним он написал статью «, в которой исследовал порядок величины различных метеорологических элементов и их производных по времени и координатам. Этиисследования о порядке величин, входящих в уравнение гидродинамики, показали, что в уравнении неразрывности в случае атмосферных процессов можно пренебречь первым членом по сравнению со вторым, причем делаемая ошибка не превосходит 1'4. А это означает, что можно пользоваться уравнениями гидромеханики идеальной я«идкостн.
Одним из результатов работы в Лейпциге явилась научно-популярная статья Фридмана «Значение линий тока для воздухоплавания«««, в которой дается ряд практических указаний пилотам, как пользоваться картой линий тока для уменыяения полетного времени. С началом войны, осенью 1914 г., А. А. Фридман поступил в добровольческий авиационный отряд, где работал сначала на Северном фронте, близ г.
Осовца н г. Лыка, а затем и на других фронтах над организацией аэрологических наблюдений и аэронавигационной службы. Будучи на фронте и подвергаясь большой опасности (он многократно участвовал в качестве летчика-наблюдателя в боевых полетах), А. А. Фридман не оставлял своих научных занятий. Сохранилось несколько его писем к Б. Б. Голицыну, написанных в 1914 — 1915 гг., а также большое количество писем к В.
А. Стеклову за период с 1910 г. почти до конца жизни А. А. Фридмана. Из этих писем, хранящихся в Архиве АН СССР, видно, как в самый разгар войны он думал о применении найденных методов для мирных научных целей. «Вероятно, удастся провести через Ставку Верховного (Главнокомандующего.— Л. П.) штаты для аэрологических станций в ротах и отрядах.
Мне кажется, что правильная организация этого дела могла бы после войны в обсерватории оказать соответствующее содействиеэ'«', — писал Фридман Голицыну. Он сообщал своим корреспондентам получаемые им научные результаты, делился с ними планами, описывал наиболее интересные полеты, проявлял неизменный интерес к научной работе друзей. С присущим ему чувством юмора Фридман описывал боевые вылеты и опасности, которым систематически подвергался. * См.
стр. 371. *Я Ф р и д м а к А. А. Техника эоздухопяазаазя, вып.6 — 8. Пг., 1914, стр. 246 — 238. «*Я См, стр. 327. мАтериАлы н стАтьи О жизни и творчестве А. А. ФРидмАНА 433 «Сегодня летает Фридман»,— говорили немецкие солдаты в осажденном Перемышле, когда бомбы ловсились точно по намеченным целям. И всегда, всегда новые идеи и планы, связанные с наукой. «Я думаю по окончании своей аэрологической миссии поучиться летать: вещь зта ... может быть с огромным успехом применена к метеорологии, а особенно к синоптике»,— пишет он В. А. Стеклову.
А пока шла война, А. А. Фридман вычислял углы метания бомб с аэроплана и проверял свои вычисления на практике. «Мне самому довелось проверить свои соображения во время одного из полетов над Перемышлем. Оказалось, что бомбы падают почти так, как следует по теории»*. По свидетельству профессора Фикера, единственное удачное попадание, наблюдав!несся им, было сделано именно А. А. Фридманом. Вот условия, в которых он летал: Выписка вз журнала полетов 14 веня 1915 г., аэроплан «Шнейдер» * Событие Замечания время 1900 1800 1800 2100 Спуск а н.
Об атмосферных вихрях. — Геофианчесниа оборина, 1»1б, 3, выи. 1, стр. !17. А. А. Фриим Война ие приостановила научную деятельность Фридмана. На фронте, в боевой обстановке он не оставляет начатого им исследования воздушной стихии. По-прежнему в центре его внимания стоят две болыпие темы: исследование природы атмосферных вихрей и вертикальных воздушных течений. В 4916 г. в третьем томе «Геофизического сборника» появляется работа А. А.
Фридмана об атмосферных вихрях **. Работа эта особенно е См. стр. 341.7 а' Сы. стр. 369. 28 А. А. Фридман Подъем, .и 200 880 1070 1070 1100 1300 1330 1430 3, А. — внизу ветер Болтает Сильно болтает 1,. Болтает меньше ~ Болтает Болтает Очень сильно болтает Петит «Вуазея», похожий па сковородку Проносится «Вуазвн» боком, идеи па рааведку, в воздухе спокойно Встретили немецкий аппарат, летящий к Днестру Обстрел, 17 шрапнельных разрывов около аппарата Видны 2 немецких аппарата Обстрел пулеметом с немецкого аппарата, отвечаем из «Мауверв» пРилОжения интересна тем, что в ней затронуто и связано много вопросов, которые потом разрабатывались Фридманом как отдельные темы.
В этой работе он, опираясь на работы Бьеркнеса и его школы, утверждает, что в динамике атмосферных процессов особенно ван<ную роль играют вихри с горизонтальной осью, а не с вертикальной, как это считали раньше метеорологи. В настоящее время эта точна зрения прочно обоснована как аэрологическими наблюдениями, так и теоретическими исследованиями. Позднее, в 1920 г., А. А. Фридман вновь вернулся к этому вопросу и строго доказал, что в атмосфере под действием консервативных снл могут возникать только вихри с горизонтальной осью.
Правда, вертикальные вихри могут возникать под действием диссипативных сил трения и отклоняющей силы вращения Земли, но эти причины являются второстепенными и лишь несколько ослабляютдействие вихрей с горизонтальной осью. Для применения аэрологии к авиации в военной обстановке была необходима густая сеть станций, наблюдающих атмосферу. А. А. Фридман занимается созданием таких станций и организует курсы для обучения наблюдателей, занимается покупкой приборов и, преодолевая инертность руководителей авиации, приступает к постройке завода авиационных измерительных приборов.
А. А. Фридман никогда ранее не занимался прикладной механикой, а тем более заводской деятельностью. Он внимательно изучает новую отрасль производства, советуется со специалистам~« и принимает смелые решения. Летом 1917 г. его назначают временно заведующим отделением первого в России завода авиационных измерительных приборов, и он занимается организацией научно-технического н других отделов завода, а также временно руководит заводом в качестве директора. «Моя «военная жизнь» оставила мне наследство в виде тяжелой (хотя, кажется, и временной) сердечной болезни, которая в данный момент не дает мне возможности много двигаться...» «Я отклонил недавно предложение ответственного места...; ...
я так измучился, что с удовольствием согласился бы быть сторожем в Пермском университете с правом читать факультативный курс и порея«е видеть людей»*,— в таком непривычно пессимистическом тоне писал А. А. Фридман своему другу и учителю Стеклову. Тем не менее, даже измученный болезнью, он ни на минуту не забывает о науке. Немного оправившись, он снова начинает работать н читать лекции. В 1918 г. А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
