Страница 49 из 104
Во многих из названных вопросов Н. Е. Жуковский опередил западноевропейских ученых, которые широко пользовались плодами его труда.
Конечно, современная наука, опираясь на важнейшие экспериментальные данные аэродинамических лабораторий, далеко продвинулись вперед в определении летных характеристик. Однако остается неоспоримым факт, что и теперь, через десятки лет, основные методы аэродинамического расчета самолета, разработанные Н. Е. Жуковским, не потеряли своего значения.
В рассматриваемый период самолетостроение еще не опиралось на стройную науку о прочности самолета. Теперь каждый студент самолетостроительного факультета изучает специальный курс "Расчет самолета на прочность". В то время никаких учебников и пособий по этому важнейшему разделу самолетостроения не было. В конструкторских бюро при расчетах прочности летательных аппаратов приходилось пользоваться курсами статики сооружений и теории упругости. Запас прочности для первых самолетов, строившихся В России, определялся примитивными способами и был для крыльев — трехкратным и для хвоста — двукратным.
Н. Е. Жуковский в аэродинамической лаборатории МВТУ (1914 г.)
По словам А. Ф. Половцева из докладной записки Особому совещанию по обороне государства, прочность самолетов определялась следующим образом: "аппарат, положенный вверх колесами, нагружается мешками с песком, дважды превышающим вес испытываемой машины. Если таковая выдерживает, то признается прочной" [157].
Во время войны в условиях спешки и погони за количеством выпускаемых машин вопросам прочности их постройки не уделялось должного внимания. В ряде случаев конструкторы, стремясь улучшить летные качества самолетов при наличии маломощных двигателей становились на пути снижения необходимого запаса прочности. Уже отмечалась недостаточная прочность тяжелых многомоторных кораблей типа "Илья Муромец". Подавляющее число самолетов периода первой мировой войны допускало только дву- и трехкратную перегрузку. Для истребителей она составляла 6–7. Нагрузка на 1 м2 крыла составляла около 59 кг. Недостаток внимания к вопросам прочности оплачивался дорогой ценой. Нередки были случаи, когда в полете складывались крылья самолета, отваливались хвост или нижняя плоскость биплана, а однажды даже установка двигателя. Большинство таких аварий оканчивалось гибелью пилотов.
Летная практика настоятельно требовала развивать науку о прочности самолета. Отделом по расчету самолетов на прочность в расчетно-испытательном бюро при аэродинамической лаборатории МВТУ руководил В. П. Ветчинкин. Н. Е. Жуковский вместе со своими учениками немало сил затратил на создание метода расчета. Николай Егорович был убежден, что приближается время, "когда аэропланы и дирижабли будут строиться с таким же верным расчетом, с каким теперь строят пароходы и автомобили". Стремясь приблизить это время, Жуковский обосновал метод расчета лонжеронов крыла в условиях сжимаемых и изгибающих нагрузок. В. П. Ветчинкин в то же время решил задачу учета предварительной затяжки расчалочных тросов [158]. Ему же удалось найти способ расчета лопастей винта на прочность, сконструировав для этой цели маятниковый динамометр. Этими и рядом других работ русских ученых были заложены основы науки о прочности самолета. Разработанные ими методы долгое время применялись для расчета всех самолетов и лишь много лет спустя были заменены более совершенными.
На базе сделанных научных открытий Н. Е. Жуковский совместно с В. П. Ветчинкиным, А. Н. Туполевым и другими своими учениками организовали огромную практическую работу по расчету основных типов самолетов, состоявших на вооружении русской армии. Она оказала плодотворное влияние на повышение прочности и улучшение качества выпускаемых военных самолетов. Успехи, достигнутые в создании методов аэродинамического расчета и расчета самолета на прочность, позволили Н. Е. Жуковскому авторитетно решать многие комплексные проблемы оценки качества строившихся самолетов. В архиве сохранились многочисленные заключения расчетно-испытатеЛьного бюро, выполненные в порядке экспертизы по заданиям военного ведомства при решении возникающих спорных вопросов. Например, еще в процессе постройки опытного двухмоторного самолета В. А. Слесарева в аэродинамической лаборатории велись серьезные исследования "воздушного сопротивления корпуса аэроплана". В 1914 г. В. А. Слесарев опубликовал статью, в которой писал: "По возможности должно избегать выступов на аэропланах, а также и на дирижабле. Если таковые надо поставить, то делать их по возможности более выгодной формы и помещать их в таких местах, где сопротивление будет наименьшим"[159].
В середине 1915 г. самолет был собран и подготовлен к испытаниям. Предварительные испытания показали необходимость небольших доделок машины. Однако противники тяжелых воздушных кораблей добились того, что военное ведомство приостановило финансирование опытных работ до получения экспертизы от авторитетных специалистов. Генерал-инспектор инженерных войск, великий князь Александр Михайлович обратился с письмом к Н. Е. Жуковскому, как "мировому специалисту по аэродинамике". Жуковский при участии инженера-механика В. П. Ветчинкина и лаборанта Г И. Лукьянова, опираясь на созданный им научный метод, сделал первый в истории авиации полный аэродинамический расчет многомоторного самолета. В составленном по этому поводу протоколе он категорически подчеркнул, что "даже при принятых наихудших предположениях относительно свойств аэроплана и винтомоторной группы возможен полет аэроплана Слесарева, несущего полную нагрузку в 6,5 т со скоростью более 100 км/ч"[160]. Это смелое заявление находилось в полном противоречии с мнением известного английского ученого Ланчестера, который накануне войны в работе "О предельных размерах самолета"[161] считал невыгодным увеличивать эти размеры.
Русские ученые и конструкторы, работая под руководством Н. Е. Жуковского, на практике доказали ошибочность распространенной в европейских странах "теории". Успехи многомоторных кораблей типа "Илья Муромец" были блестящим подтверждением теоретических выводов Н. Е. Жуковского.
Ученики и сотрудники выдающегося ученого А. Н. Туполев, Б. Н. Юрьев, Б. С. Стечкин, В. П. Ветчинкин, А. А. Микулин, К. А. Ушаков, Г М. Мусинянц и другие, выполняя задания военного ведомства, в то же время систематически публиковали в трудах авиационного расчетно-испытательного бюро научные статьи и расчеты, сделанные в процессе проверки самолетов различных систем. В общей сложности по вопросам аэродинамического расчета и прочности было отпечатано около 50 литографированных выпусков.
Оправдало свое назначение и организованное Н. Е. Жуковским изучение авиационной специальности при механическом факультете МВТУ Позже оно способствовало созданию самостоятельного аэромеханического факультета, а затем на его базе — Московского авиационного института (МАИ). Первыми выпускниками, получившими эту специальность, были А. Н. Туполев, Б. Н. Юрьев, Б. С. Стечкин, В. М. Петляков, Н. И. Иванов, А. А. Архангельский, А. И. Путилов и другие. Академик Б. Н. Юрьев говорил о Н. Е. Жуковском: "Он подготовил наши руководящие научные кадры в области авиации. Он создал теории, которыми мы руководствуемся при расчете летательных аппаратов. Он создал целый ряд учреждений, где ведется научная работа в области авиации. Он действительно был отцом русской авиации".
С. А. Чаплыгин. Одновременно с Николаем Егоровичем Жуковским в работах расчетно-испытательного бюро и жизни аэродинамических лабораторий активное участие принимал другой выдающийся русский ученый — Сергей Алексеевич Чаплыгин.
157
ЦГВИА, ф. 369. оп. 8. д. 72. л. 2.
158
Ветчинкин В. П. Материалы по расчету самолетов иа прочность. М.: ЦАГИ, 1924.
159
Слесарев В. А. Исследование воздушного сопротивления корпуса аэроплана и дирижабля наивыгоднейшей формы. — Техника воздухоплавания, 1914, № 2–3. с. 119–122.
160
ЦГВИА, ф. 2008, oп. 1, д. 39, л. 108–110.
161
Lanchester, Aerodynamics second Edition, London, 1909, Chapter IV.