Тема: Создание теоретических и экспериментальных основ аэродинамики. Вклад отечественных ученых – Н.Е.Жуковского, С.А.Чаплыгина и др.

ВВЕДЕНИЕ
Человек не имеет крыльев и по отношению веса своего тела к весу мускулов он в 72 раза слабее птицы. Но я думаю, что он полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума.
Н.Е.Жуковский
«Теория полета (аэродинамика и динамика полета) – наука фундаментальная и строгая, опирающаяся на математический аппарат. Но, как и о всякой науке, о ней можно говорить на кухне, опираясь лишь на интеллект соответствующего уровня. К сожалению, и сегодня появляются "ученые", пытающиеся на кухонном уровне объяснить основные законы природы, в том числе и аэродинамики и динамики полета. Но когда с помощью этих объяснений пытались решить серьезные задачи в авиации, это приводило и приводит к плачевным результатам: после отрыва от Земли первые самолеты "вдруг" круто пикировали в Землю; при большой скорости на самолетах с первыми турбореактивными двигателями (ТРД) "вдруг" появлялась тряска и самолет рассыпался; преодоление звукового барьера долго не давалось; перегруженные самолеты не могут завершить взлет и т.п.
Человек очень давно хотел летать, как птица – пытался это делать, но безуспешно. И только Ньютон смог четко выделить факторы, определяющие возможность полета тела, тяжелее воздуха.
С одной стороны, птицы тяжелее воздуха, но летают! С другой стороны, по своему опыту мы знаем, что шарообразное тяжелое тело без посторонних внешних сил подняться в воздух не может. А почему простейшая модель птицы – воздушный змей взмывает в воздух?
Для того чтобы змей полетел, необходимо наличие следующих факторов: плотность среды (на Луне змей не полетит), скорость (ветра или бегуна) и специальная геометрия тела (угол атаки, создаваемый специально подобранными веревочками). Эти феноменологические рассуждения необходимо облечь в форму строгой теории (модели), с помощью которой можно было бы проводить расчет полета любого летательного аппарата (ЛА) в любых условиях. Ведь при создании Ил-96 никто не прыгал с прототипом его крыла с колокольни, чтобы убедиться в возможности полета!». Вот таким вступлением начинается курс лекций в одном из университетов по одной из сложнейших современных физических наук --- аэродинамике[26]. Значение этих знаний невозможно переоценить, а мы ведь даже не задумываемся какой длительной и сложной была работа по их накоплению.
В области исследования теории полета аппаратов тяжелее воздуха рабо¬тал великий русский ученый Д.И.Менделеев. Его труд "О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании", по словам Н.Е.Жуковского, является капи¬тальной монографией по сопротивлению жидкостей и может служить основ¬ным руководством для лиц, занимающихся воздухоплаванем. В труде особо отмечается необходимость накопления опытных данных о сопротивлении сре¬ды. Менделеев писал, что когда-нибудь будет достигнута полная победа над воздухом, станет возможным управлять полетом. Только для этого необходимо точно знать сопротивление воздуха.
В развитие так называемой полуэмпирическая теории аэродинамики, в которой наряду с теоретическими закономерностями и расчетами используются экспериментальные данные, свой труд вложили многие ученые мира. Вклад в становление этого направления внесли такие ученые, как Д. Тейлор, Л. Прандль и Т. Карман. Развитию и внедрению в практику этих подходов содействовали Г. Н. Абрамович, А. С. Гиневский и др.

Купить

Заключение
Русская техническая мысль так обогатила мировую теорию и практику авиации, что на ее завоевания опирается в своем развитии вся авиация.
Воздушные винты всех самолетов во всем мире и теперь рассчитываются на основе вихревой теории, разработанной тогда Николаем Егоровичем Жуковским. Именно Жуковский и его ученик и личный друг Сергей Алексеевич Чаплыгин создали теорию крыльев.
Чаплыгин создал общую теорию крыльев, так же как Жуковский общую теорию воздушного винта. В статье, посвященной С. А. Чаплыгину, о теории самолета справедливо сказал А. Н. Крылов, упомянув, в частности, о войне 1914—1918 гг.: «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 Жуковского приобрели всемирную известность... Имена Чаплыгина и Жуковского не замалчивают, да и трудно замолчать, когда все 191 000 аэропланов, действовавших в мировую войну [первую], летали на крыльях — форма, профиль, теория и расчет которых «были даны Чаплыгиным».
В 1898 г. в речи «О воздухоплавании» Н. Е. Жуковский, справедливо указывал, что будущее принадлежит самолетам и геликоптерам [17],.
Н. Е. Жуковский, С. А. Чаплыгин завоевали право на бессмертие в истории науки благодаря своим фундаментальным трудам по аэро- и гидромеханике.

Купить