Открывая тайны воздушного океана - Александр Фёдорович Агарев

Паровой аэроплан А.Ф. Можайского, 1876 г.

Только в XX столетии человеческий разум вышел победителем из этой продолжительной, упорной борьбы с непокорной стихией природы, подтверждая уверенность Николая Егоровича Жуковского, который еще в 80-х годах XIX столетия уверенно заявил: «Человек полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума».

Жуковский первым приступил к исследованиям по авиации, тогда еще отрасли чисто теоретической. Опираясь на опыты, он раскрыл миру тайну летающего тела, разъяснив все, что происходит с предметом в воздухе. В 1906 году ему удалось найти ответ на вопрос, мучивший человечество несколько тысячелетий – откуда берется подъемная сила у крыла, и как ее теоретически выразить. Но воспользоваться этим открытием люди не смогли бы еще долго, если бы рядом с «отцом русской авиации» не оказалось его лучшего ученика и сподвижника, блестящего математика Сергея Чаплыгина.

Александр Федорович Можайский

На одном из заседаний секции воздухоплавания, объяснив студентам, как возникает подъемная сила крыла, и, начертив на доске формулу, Николай Егорович с улыбкой сожаления добавил: «Воспользоваться этой теоремой нельзя, для этого нужны аэропланы, а ах пока практически не существует…».

Слушатели понимающе засмеялись, зааплодировали. Лишь Чаплыгин сидел в задумчивости. Слушая лекцию, как часто за ним замечалось, с полузакрытыми глазами, словно в полудреме, он неожиданно пришел к мысли, что формулу можно решить и без аэроплана, чисто аналитическим способом.

«Разность давления сверху и снизу крыла при его движении дает подъемную силу, – с жаром сказал Сергей, отведя профессора в сторону после доклада, – значит, увеличивая скорость частиц воздуха на верхней поверхности крыла и уменьшая ее в нижней, можно увеличить подъемную силу».

Это он выдвинул идею о так называемом добавочном циркулярном потоке частиц воздуха, стекающих с верхней поверхности у задней острой кромки крыла, которая дала возможность применить теорему Жуковского для задач практической авиации и легла в основу современной технической аэродинамики. И лишь после этого в России был построен первый летательный аппарат, который на международной выставке воздухоплавания в 1912 году получил золотую медаль.

«Теория и способ расчета этого механизма, который человечество искало с легендарных времен Икара, в значительной мере принадлежат Н.Е. Жуковскому и С.А. Чаплыгину. Работы Чаплыгина и Н.Е. Жуковского приобрели всемирную известность…». Имена Чаплыгина и Жуковского не замалчивают, да и трудно замолчать, когда вся 191 тысяча аэропланов, действовавших в (Первую) мировую войну, летали на крыльях, форма, профиль, теория и расчет которых были даны Чаплыгиным».

Труден был этот путь к победе. Даже самые основные законы воздушной стихии долго ещё оставались непонятными для людей, и много смелых попыток заканчивались смертью изобретателей. Крупнейшие ученые мира работали над вычислением законов движения тел в воздухе, создавая новую науку воздухоплавания. И основополагающими, фундаментальными стали работы знаменитых русских учёных Н.Е. Жуковского и С.А. Чаплыгина, вооруживших человечество наукой о движениях. Благодаря их многочисленным исследованиям были раскрыты многие законы воздушного океана. Благодаря их трудам русская авиация получила мощное развитие.

Несмотря на то, что Чаплыгин никогда не проектировал самолеты, его имя вошло в историю современной аэродинамики. Разработанная Чаплыгиным теория движения тел в потоке жидкости или газа дала возможность прогнозировать, как будет себя вести в воздухе летательный аппарат. Специалисты до сих пор оперируют выражениями «формулы Чаплыгина», «параболы Чаплыгина», «уравнение Чаплыгина», «постулат Чаплыгина-Жуковского».

Период человеческой истории, заключенный между 1920–1940 гг., отмечен бурным развитием авиации и воздухоплавания, совершенствованием силовых установок и оборудования, многочисленными рекордами скорости и высоты, дальними перелетами самолетов и дирижаблей. В этом коротком перечне авиационных устремлений полеты на максимальную дальность явились наиболее впечатляющими событиями, поэтому указанный двадцатилетний отрезок времени между двумя мировыми войнами принято называть «эпохой великих перелетов».

Сегодня можно спорить, когда именно данная деятельность достигла своего наивысшего напряжения и активности. Наиболее вероятно, это был конец 1920-х – начало 1930-х гг. Затем в массовости дальних воздушных передвижений наступил заметный спад по причине целого ряда обстоятельств.

Прежде всего, уровень развития техники 1920-х гг. оказался достаточным, чтобы утолить жажду достижения неизведанных ранее областей и совершить большинство мыслимых вариантов полетов. Отважные воздушные исследователи облетели весь мир, посетили неизведанные районы Азии и Африки, не один раз пересекли Атлантический океан, покорили Северный и Южный полюса.

Дальнейшее развитие событий показало, что время отважных одиночек закончилось. Отныне осуществление дальних полетов и достижение авиационных рекордов становились не просто соревнованием отважных мужчин с целью утверждения личного превосходства и доказательства наивысшего летного мастерства. Для получения действительно рекордных показателей потребовались на порядок увеличенные финансовые затраты, специально разработанные самолеты, значительные и многолетние усилия лучших конструкторов и инженеров.

На мировой сцене в полный рост начало проявляться межнациональное техническое соперничество, сопровождавшееся всеми присущими этому явлению моментами. Советский сверхдальний АНТ-25 появился именно в этот период, когда в необъявленное соревнование за завоевание рекорда дальности полета включились наиболее амбициозные и азартные нации и государства.

Многие уравнения Чаплыгина используются в расчетах и современными авиаконструкторами. Им разработаны важнейшие понятия и идеи, на основе которых развивается самолетостроение. С.А. Чаплыгин внес также огромный практический вклад в развитие отечественной авиации, руководил созданием крупнейших аэродинамических лабораторий Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ).

Последние 20 лет жизни Сергея Алексеевича тесно связаны с Центральным аэрогидродинамическим институтом (ЦАГИ). В 1921 году, после смерти Жуковского – создателя ЦАГИ, Чаплыгин становится во главе института. На тот момент Центральный аэрогидродинамический институт находился в зачаточном состоянии. Но под руководством С.А. Чаплыгина, при повседневном внимании партийного руководства и правительства, Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ) вырос в крупнейший в мире центр научно-исследовательской работы в области авиации, превратившись в один из крупнейших отечественных и мировых научных центров.

Многоцелевой самолет для дальних перелетов АНТ-25 (РД)

Тогда как на момент его создания перед государством стояла, казалось бы, непосильная задача: не имея почти ничего, создать авиационную промышленность. И ЦАГИ был призван создать теоретическую, экспериментальную и техническую базу для зарождения, а в дальнейшем – развития – советской авиации.

Под руководством С.А. Чапыгина коллектив ЦАГИ, состоявший из молодых инженеров, в короткий срок построил передовой комплекс лабораторий и вошел в авангард научно-исследовательских учреждений Европы и Америки. ЦАГИ создал наиболее мощные в мире аэродинамические трубы, опытный бассейн с исключительно высокой скоростью движения тележки, первоклассную лабораторию для испытания материалов, оборудованную новейшими приборами и аппаратами, моторную лабораторию и, наконец, опытный завод, на котором можно было построить самолёт, даже самый крупный.

История самых масштабных аэродинамических труб Т-101 и Т-104 в России и в мире началась с августа 1939