Давид Гай – Формула мудрости (страница 30)

Важная проблема — повышение прочности и аэроупругости авиационных конструкций и, стало быть, безопасности полетов. Принципиальное значение имели тут труды Л. С. Лейбензона, одного из активных участников семинаров ТГ.

А возьмем строительство и эксплуатацию гидросамолетов. До работ ЦАГИ гидродинамика тут не всегда могла прийти на помощь. Она, скажем, не имела готовых решений на такие случаи, как глиссирование или удар скоростного летательного аппарата о воду при посадке.

Основу теории глиссирования заложил сам руководитель семинара. Большой вклад в ее развитие внесли М. В. Келдыш и Л. И. Седов. Они же исследовали и явление удара гидросамолета о водную поверхность. Теория шла, как говорится, рука об руку с экспериментом.

Параллельно шли работы по подводным крыльям и воздушной подушке. Эксперименты по подводным крыльям проводились в гидроканале ЦАГИ. В 1935 году были завершены теоретические исследования, выявившие закономерности изменения подъемной силы, лобового сопротивления и других характеристик подводных крыльев. На следующий год результаты этих исследований были доложены на институтской конференции по теории волнового сопротивления, а затем опубликованы — труды М. В. Келдыша, Н. Е. Кочина, М. А. Лаврентьева, Л. И. Седова и Л. Н. Сретенского.

Таким образом, тридцатые годы оказались для ТГ и всех, кто активно участвовал в работе ее семинаров, весьма насыщенным в творческом отношении временем. Да и не только для них — расширение фронта исследования по проблемам, связанным с самолетостроением, отразилось и на ЦАГИ в целом; в нем появились новые, ранее не существовавшие теоретические и прикладные дисциплины.

Здесь названы далеко не все направления деятельности ученых ЦАГИ. Да это и невозможно было бы сделать. Можно лишь сказать, что именно в тридцатые годы отечественная авиация вышла на ту дорогу, которая позднее привела к современным сверхзвуковым самолетам и авиационным комплексам. А каждый крупный шаг в прогрессе этой отрасли техники сопровождался рождением всякого рода «барьеров», и их необходимо было преодолевать, ибо без этого нельзя было идти по пути дальнейшего повышения летных качеств крылатых машин.

Возрастание скорости сопровождалось существенным увеличением сопротивления. На больших скоростях воздух оказывал самолету куда большее сопротивление, нежели на малых, — тех, с которыми летали самолеты в десятых—двадцатых годах. Первая реакция ученых и конструкторов на это — сделать гладкой обтекаемую поверхность, поскольку различные шероховатости, клепка не «впотай», гофрированные поверхности крыльев и т. п. — все это способствовало еще большему возрастанию сопротивления трения.

Но этим проблема не исчерпывалась. Необходимо было глубоко вникнуть в сам процесс обтекания, изучить поведение пограничного слоя воздушного потока и его взаимодействие с обтекаемой поверхностью.

Длительные теоретические исследования пограничного слоя привели к созданию теории сопротивления трения и его зависимости от сжимаемости воздуха. Весом вклад в эти исследования А. А. Дородницына, Л. Г. Лойцянского, Г. И. Петрова, К. К. Федяевского.

Г. И. Петров в одной из своих работ осветил условие перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный. В настоящее время многие исследования такого перехода идут именно в указанном им направлении. Понимая трудности теоретического решения проблемы, Г. И. Петров обратился к эксперименту и создал «летающую лабораторию». В 1939 году и летом следующего года он вместе со своими сотрудниками предпринял в полетах на самолетах ДБ‑3 и «Нортроп» очень важные исследования положения области перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный и изучение с помощью термоанемометра распространения колебаний в пограничном слое и внешнем потоке около профилей крыльев. Эти интереснейшие работы были сравнительно недавно обнаружены среди отчетов ЦАГИ.

Параллельно с развитием теоретических исследований по динамике движений невязкого газа развивались и методы расчета пограничного слоя в сжимаемой жидкости. Решающее значение имело при этом предложенное А. А. Дородницыным преобразование, сводящее эту задачу к соотношениям, математически эквивалентным уравнениям пограничного слоя в несжимаемой жидкости.

Ламинарное течение характеризуется отсутствием перемешивания между соседними слоями воздуха. Турбулентное же течение более неспокойное, возмущенное, дает заметно больший коэффициент трения. В природе большая часть течений турбулентна. Для достижения высоких скоростей полета надо стремиться к тому, чтобы при обтекании самолета пограничный слой сохранял ламинарность. И вот во второй половине тридцатых годов родилась идея специальных «ламинаризированных» профилей крыльев, а затем и обводов фюзеляжей. Такие профили были разработаны в ЦАГИ учеными, тесно сотрудничавшими с ТГ, — К. К. Федяевским и И. В. Остославским. Коэффициент лобового сопротивления таких профилей оказался значительно меньшим, чем у обычных. Одновременно шли работы и по ламинаризации обводов фюзеляжей. Эти работы возглавлял Г. П. Свищев.

Нельзя не сказать и о теории волнового сопротивления, которую успешно развивали ученые ЦАГИ. Обширные физические исследования обтекания профилей крыльев на околозвуковых режимах позволили яснее понять природу волнового сопротивления. Выяснилось, что оно связано с возникновением на поверхности профиля так называемых скачков уплотнения и их постепенным развитием по мере скорости роста. Заслуга в этом принадлежит в первую очередь С. А. Христиановичу и другим ученым.

Выдающиеся теоретические достижения ученых ЦАГИ, полученные ими в тридцатых годах, оказались, в сущности, фундаментом того здания аэродинамики больших скоростей, которое было возведено уже в послевоенные годы. Особую роль здесь сыграла работа Сергея Алексеевича Чаплыгина «О газовых струях», выполненная им еще в начале века. Но о ней речь впереди.

В начале тридцатых годов Чаплыгин участвует во многих научных собраниях. Его можно было видеть в клубе имени Кухмистерова (ныне Театр имени Гоголя), в президиуме первого Всесоюзного съезда научно-технического общества гидравликов и гидротехников. С успехом проходит в ЦАГИ основательно подготовленная первая Всесоюзная конференция по аэродинамике. На пленарных заседаниях только от института выступили десять ведущих сотрудников, в том числе представители ТГ. На секционных заседаниях прослушано тридцать девять докладов. Важное сообщение о современном состоянии аэродинамических труб и перспективах их развития сделал Б. Н. Юрьев. Обсуждался вопрос о строительстве больших скоростных труб. Сергей Алексеевич участвовал также во втором Всесоюзном математическом съезде, в большом совещании по аэрофотосъемке, первой конференции по изучению стратосферы...

Активность его распространяется и на деятельность Академии наук. Он включен в комиссию для составления плана работ в области математики, физики, участвует в реорганизации физико-математического института. Президиум Академии привлекает его к составлению плана второй пятилетки. Он утверждается председателем бюро группы отделения математических, естественных и технических наук.

Вот только краткий перечень общественных поручений Сергея Алексеевича в 1934 году.

29 апреля. Включен в состав комиссии АН СССР по реконструкции транспорта.

20 сентября. Включен в состав комиссии по реорганизации технической группы АН СССР.

28 октября. Назначен председателем квалификационной комиссии АН СССР по техническим дисциплинам.

3 ноября. Включен в редакционную ячейку технической группы АН СССР.

5 ноября. Включен в состав комиссии АН СССР по изучению стратосферы.

5 декабря. Включен в состав комиссии АН СССР по техническим наукам.

18 декабря. Включен в состав технического совета АН СССР.

С одобрением встретил Чаплыгин организацию в ЦАГИ аспирантуры. Он был убежден, что это дает новый творческий импульс молодым научным силам. Заботы об аспирантуре с его согласия ложатся на плечи Голубева, а затем Лаврентьева. Александр Иванович Некрасов позже писал: «Влияние ЦАГИ на подготовку кадров (на стороне) наиболее проявилось в постановке преподавания на механическом отделении физико-математического факультета Московского университета. Это влияние сказалось даже на самой структуре механического отделения. Благодаря инициативе ЦАГИ эта отделение... получило такую структуру, которая позволяет авиационной промышленности и, в частности, ЦАГИ черпать... необходимые кадры».

ПРАЗДНИК ТЕХНИЧЕСКОЙ МЫСЛИ

Конец декабря 1933 года надолго запомнился Чаплыгину и его коллегам. Страна широко отметила пятнадцатилетие их родной организации. Появилась возможность подвести некоторые итоги, обозначить удачно решенные проблемы, наметить перспективы. Работы ученых, конструкторов, инженеров ЦАГИ давали к тому все основания.

К торжествам готовились загодя. В Москве прошли три юбилейные конференции. Открытие и первое пленарное заседание совместились 21 декабря в Доме ученых. Они вылились в подлинный триумф авиационной науки и техники.

На следующий день было обнародовано сообщение О награждении ЦАГИ орденом Красного Знамени «за исключительные технические достижения, хорошую организацию научно-исследовательских работ в области аэродинамики, гидродинамики, прочности авиационных конструкций, за создание и введение в серийное производство на заводах СССР ряда новых типов специальных и пассажирских самолетов».