Отец русской авиации

Николай Жуковский – он научил нас не бояться летать

«Для того чтобы стать хорошим авиатором, нужна прежде всего смелость» (c) русский летчик Михаил Ефимов

В настоящее время очень популярен вид досуга – полеты в аэродинамической трубе.

Восторг, удивление и радость ждет каждого полетавшего там. А еще бесконечная гордость за человека. Теперь на риторический вопрос Катерины из «Грозы» Н. Островского «Отчего люди не летают, как птицы?» можно смело дать ответ – летают!!! Еще как летают!!!

После аэродинамической трубы можно посетить всемирно известный авиасалон МАКС и это тоже будет захватывающее зрелище. Что объединяет аэродинамическую трубу и самолетное шоу, кроме кучи впечатлений и восторгов, которые можно там испытать?

Ответ несложный – это имя создателя первой аэродинамической трубы и отечественного авиаконструктора, а также теоретика фигур высшего пилотажа Николая Егоровича Жуковского.

Будущий первопроходец русской авиации родился в деревне Орехово под Владимиром в 1847 году, 17 января (5 января по старому стилю). Сейчас бы обязательно отметили – Козерог по знаку зодиака.

Козерога отличают большая работоспособность, стойкость и терпеливое стремление к хорошим результатам во всем. Козероги могут учиться всю свою жизнь…

Можно не верить в гороскопы, но описание довольно точно подходит к нашему герою. Доказательством того может служить биография нашего героя, который бы одновременно и ученым, и популяризатором науки и практикующим авиаконструктором и имя его – Николай Егорович Жуковский.

Образование, наука

До 11 лет Коленька или Жук, как его звали в детстве, получал домашнее образование и большую часть времени проводил со своей матерью. Его мать была женщиной властной, жесткой и полной житейских предрассудков, что сослужит немалую роль в жизни ее сына. В 11 лет Жук поступил в 4-ую московскую гимназию. Шел 1858 год.

В 1864 он закончил гимназию. Тут Николай столкнулся с первым в жизни серьезным выбором. Как сын инженера-путейца, его влекли дороги и их строительство.

Он видел себя студентом Петербургского института путей сообщения.

Однако, в то время его семья не могла обеспечить сыну жизнь в столице, учеба в Москве была гораздо удобнее в материальном плане.

Студент университета

И Жук выбрал физико-математический факультет Московского университета. Жизнь показала, что выбор был сделан верно. После блестящего окончания университета, Николай пошел за мечтой и поступил, все-таки, в институт путей сообщения. Но неподдающиеся черчение и геодезия встали на его пути и не дали завершить обучение.

Пришлось бросить институт и идти работать. Наш Жук без труда получил место преподавателя физики в женской гимназии г. Москвы.

В 1871 году он прошел магистерские экзамены.

Это помогло ему занять место преподавателя математики и механики в Московском высшем техническом училище (МВТУ). Сейчас это училище мы знаем как Московский государственный технический университет им. Н. Ю. Баумана.

Здесь уже, конечно, не Жук, а Николай Егорович Жуковский проработал до своей кончины.

Помните, что Козерог готов учиться всю жизнь? Научные степени, звания и должности следовали одни за другими.

  • В 1874 году –доцент кафедры аналитической механики;
  • в 1876 году –магистерская диссертация;
  • в 1882 году –доктор прикладной математики;
  • в 1885 году –приват-доцент;
  • в 1886 году –экстраординарный профессор кафедры механики Московского университета;
  • в 1887 году –руководитель кафедры механики МВТУ;
  • в 1893 году –действительный статский советник;
  • в 1894 году –член-корреспондент Петербургской Академии наук;
  • в 1900 году -кандидат в действительные члены Академии наук (самоотвод из-за нежелания оставлять преподавательскую деятельность);
  • в 1905 году- президент Московского математического общества;
  • в 1919 году – создание Московского авиатехникума, который был переименован позже по имени его создателя в Академию Жуковского;
  • в 1921 году – подготовка к празднованию 50-летия научной и педагогической деятельности ученого-педагога.

И жизнь…

Такая бурная научная жизнь, но дома не было так гладко и поступательно. В личной жизни как раз и было место для стойкости Козерога-Жуковского. Он никогда официально не женился.

Большую часть жизни прожил вместе с матерью.

Николай Егорович и его дочь Елена

Мать – Анна Николаевна – искренне считала себя аристократкой. Это была довольно образованная женщина, гостеприимная и радушная хозяйка. Всю себя посветила детям, а потом и внукам, но, полная предрассудков, не допустила брака своего третьего сына с матерью его детей.

Гражданская жена Николая Егоровича – Надежда Сергеевна Сергеева – была прислугой в семье Жуковских.

Она фиктивно вышла замуж за Антипова и дети долгое время носили фамилию мужа своей матери.

У Николая и Надежды родились двое детей: Елена (1894 г.р.) и Сергей (1900 г.р.).

Ученый усыновил своих сына и дочь уже после смерти их и своей матерей.

Гражданская жена и мать детей Николая Егоровича скончалась от туберкулеза.

Дочь скончалась от этой же болезни через несколько лет после матери и за несколько месяцев до смерти своего отца, а сын пережил их только на 4 года. Они лежат рядом на на Донском кладбище – трое Жуковских.

Семейная жизнь была личной трагедией Николая Егоровича, но она вовсе не характеризует его как безвольного и слабого человека. По признаниям современников и его учеников, Жуковский был очень и очень добрым и мягким человеком.

Рассеянность ученого вошла в анекдоты, которые передавали и студенты и его коллеги.

Однажды, проболтав всю поездку до университета с приятелем – химиком Иваном Алексеевичем Каблуковым, они разошлись по разные стороны от извозчицкой повозки и тот час встретились у дверей университета, совершенно уверенные, что впервые за день увиделись именно в этот момент и тепло поприветствовали друг друга.

Или иногда, принимая у себя дома студентов и засидевшись с ними за полночь, профессор вдруг начинал собираться… домой.

Такая тотальная рассеянность нашего героя свидетельствовала о его глубоком погружении в любимую науку, но науку не отвлеченную, а прикладную и полезную здесь и сейчас и, как оказалось, еще и сто лет спустя.

Жуковский педагог

Жуковский как Леонардо да Винчи или Ломоносов того времени интересовался большим кругом вопросов: от прочности велосипедного колеса до новой формы кораблей. Он верил в науку и верил, что наука делается для людей.

Он считал, что нельзя строить отвлеченные научные теории. Любая теория абсолютно бессмысленна, если ее нельзя объяснить простым языком простым людям.

Его можно назвать современным словом «популяризатор» науки.

На его лекции стекалось множество народу и не потому, что их читал известный ученый, а потому что этот профессор излагал свои умнейшие мысли доступными словами.

Он не был превосходным оратором, но брал увлеченностью и наглядностью.

Чтение лекций для Жуковского была очень важна для него и он уделял ей большое внимание. Благодаря его способности к наставничеству, после него осталось много учеников.

Его принцип «я не смог, но вы попробуйте, может у вас выйдет» подарил нам множество гениальных творцов русской и советской науки и инженерии:

  • Рябушинский Д. П. На свои деньги в Кучино построил первый в Европе аэродинамический институт; возглавлял Русское философское общество и т.д.;
  • Чаплыгин С. А – в основном известен как математик, разрабатывал теорию дифферинциальных уравнений;
  • Туполев А.Н. сконструировал множество самолетов и стал учителем для Сергея Королева, протянув ниточку от Жуковского до космических полетов.
  • Ветчинкин В. П. – профессор, принимал участие в создании крылатых ракет и реактивных самолетов;
  • Юрьев Б. Н. принимал участие в создании Московского авиационного института и двухвинтового вертолета «Омега».;
  • Голубев В. В. – механик, математик, академик, генерал-майор инженерно-технической службы;
  • Микулин А. А. – племянник Николая Егоровича, создал первый советский поршневой двигатель с водяным охлаждением и турбореактивный двигатель для самолета;
  • Мусиньянц Г. И. – ученый и конструктор, создатель весов для аэродинамических труб.

И это самые известные его ученики, а сколько просто отличных ученых, инженеров, механиков и даже пилотов вышло из-под крыла Жуковского преподавателя.

Небо позвало

И, все-таки, главным делом жизни Жуковского было покорение неба. К последней четверти 19 века в воздухоплавании сложилась вполне определенная концепция. Летание означало плавание по воздуху с оглядкой на ветер. Отто Лилиенталь, конструктор планеров, сформулировал это так: «не подпрыгнешь, не полетишь».

Он считал, а вслед за ним и большая часть приближенных к воздухоплаванию, что нужно создавать аппарат наугад, руками, отталкиваясь от опыта, а не рисовать его на бумаге и пытаться понять теоретические основы его движения.

Никто не понимал, за счет чего держится аэроплан в воздухе. Многие смотрели в небо и видели, как летают птицы, но только один чудак сделал из этого науку.

В 1891 году профессор Московского университета делает в Математическом обществе доклад «О парении птиц». Доклад начинался так: «Парением называется такой вид полета птицы, при котором она не машет крыльями…».

В тесте встречаются пророческие слова о виражах и даже описывается одна из фигур высшего пилотажа – мертвая петля.

Ее в 1921 году впервые сделал Нестеров, еще раз подтвердив правоту Жуковского и его инженерного чутья.

Надо было принести много жертв небу, написать множество слов, опровергающих возможность научного обоснования полетов, чтобы появился человек, который скажет, что воздухоплавание – это вчерашний день.

Человек должен перестать зависеть от ветра и прекратить бояться летать. В 90-е годы 19 века для Николая Егоровича Жуковского вопросы аэродинамики выходят на первый план его научных интересов.

Прорывом стало математическое объяснение подъемной силы крыла. Но крыло, это не весь самолет и Жуковский продолжает свои изыскания. Вопреки, устоявшемуся мнению, Жуковский уверен, что авиацию нужно строить на земле и так появляется первая в Европе аэродинамическая труба (1902 г).

Ее построили ученики Жуковского и называлась она первоначально галерея для протока воздуха.

Так появилась возможность испытывать самолеты и их части, не поднимая в воздух, делая испытания безопасными для людей.

В 1904 при финансовой поддержки Рябушинского создается аэродинамический институт, где и начали проводиться основные работы по самолетостроению.

В том же году Жуковский открыл принцип образования подъёмной силы крыла аэроплана и сформулировал закон, позволяющий определять величину подъёмной силы, что явилось основой аэродинамики.

«Профили НЕЖ», названные в честь Жуковского, давали первому самолету, построенному по этим принципам, неоспоримое преимущество в небе и превращали воздухоплавание в авиацию.

У такого самолета появлялись уже технические характеристики, а не описание на основании уже совершенных удачных или неудачных полетов.

«Отец» и его детища.

Дальнейшие события развивались уже стремительно.

Россия вступила в войну и Жуковский встал во главе Авиационного расчетно-испытательного бюро. Он активно решал вопросы полета снарядов и создании зажигательных авиационных бомб.

Одновременно он организовал курсы для подготовки инженеров-конструкторов самолетов, на основе которого выросла Военно-воздушная инженерная академия им. Н.Е. Жуковского.

На курсах он читал аэродинамику и динамику полетов. Благодаря его стараниям, небо стало не таким опасным и покорилось разуму человека, как и обещал сам Николай Егорович.

Жуковский не был изобретателем первого самолета, но он был создателем аэродинамики, которая поднимала этот самолет в небо.

Судя по тому, что имя Жуковского не было забыто в советской истории, для революции он не был опасен. Может быть, его недолгая жизнь в новом государстве сделали свое дело.

А может и то, что и Ленин, и Сталин нуждались в авиации для экспорта мировой революции, а затем для обороны. В 1918 году Жуковский создал в молодом социалистическом государстве легендарный ЦАГИ. Центральный аэрогидродинамический институт.

Средства на создание института правительство нашло, несмотря на разруху и гражданскую войну. Все силы института и самого Жуковского отдавались развитию отечественного самолетостроения. Усовершенствовались технические характеристики летательных аппаратов.

Тогда же были заложены основы строения винтов для летательных аппаратов. В. И. Ленин высоко оценил заслуги «отца русской авиации» и предложил широко отметить юбилейную дату -50 лет научной деятельности Жуковского. Советское правительство издало декрет, который давал материальные льготы уже пожилому профессору, освобождал от чтения лекций.

Этот же декрет предусматривал издание полное собрание трудов Жуковского.

К сожалению, Жуковский не дожил до своего триумфа в молодой республике. 17 марта 1921 года ученый, авиаконструктор и инженер скончался.

Даже перед смертью он остался верен себе.

Его богатейшая библиотека была завещана им Техническому училищу.

ЖУКОВСКИЙ НИКОЛАЙ ЕГОРОВИЧ

Русский ученый-механик и аэродинамик, заложил основы русской авиации.

Становление

Происходил из семьи военных. Отец – инженер-путеец Егор Иванович Жуковский, мать – Анна Николаевна Стечкина.

В 1858-1864 годах Николай проходил обучение в Четвертой гимназии Москвы. Изначально он хотел пойти по стопам отца, однако в итоге, выйдя из гимназии серебряным медалистом, юноша стал студентом физмата Московского университета. После выпуска оттуда в 1868 году Николай попробовал свои силы в столичном институте путей сообщения, однако это окончилось неудачей.

После этого в 1870 году Жуковский начал педагогическую работу в одной из женских гимназий первопрестольной. На следующий год молодой человек, сумевший сдать магистерские экзамены, перешел в Высшее техническое училище, где работал учителем математики, а затем и механики, по которой был специалистом. Через несколько лет Жуковский поднялся здесь до доцента кафедры аналитической механики. В 1872 году он также стал преподавать механику в академии коммерческих наук Москвы, сотрудничая с ней вплоть до 1920 года. В 1876 году Николай Егорович провел защиту своей магистерской работы, посвященной кинематике жидкого тела, через три года став в училище профессором механики, а в 1887-м – профессором химии. В 1882 году после успешной защиты ученый стал доктором прикладной математики. Через несколько лет Жуковский вошел в число педагогов Московского университета, во второй половине 1880-х достигнув здесь звания профессора кафедры прикладной механики.

Расцвет

В 1884-1914 годах Жуковский стал кавалером многих российских государственных орденов. В 1893 году стал действительным статским советником, через год – членом-корреспондентом РАН.

Если в 1880-е Николай Егорович в своей научной деятельности занимался вопросами механики, то в 1890-е он перешел к темам гидро- и аэродинамики. В 1891-1892 годах он сделал несколько докладов на тему последней («О парении птиц», «По поводу летательного снаряда Чернушенко»). В середине 1890-х Жуковский общался с другим зачинателем авиации Отто Лилиенталем, изучил сконструированный тем планер. В 1898 году он представил свой доклад в Политехническом обществе о явлениях гидроудара. Поводом для исследования стал сбой в системе водопровода Москвы. В том же году был представлен его доклад о воздухоплавании, за которым последовала работа о возможностях горизонтального полета.

В начале ХХ века ученый создал аэродинамическую трубу, вскоре возглавив первый европейский аэродинамический институт, находившийся в Подмосковье. В 1904 году им была выведена т.н. «теорема Жуковского» о подъемной силе крыла, а также вихревая теория воздушного винта. С 1905 года Николай Егорович возглавлял математическое общество Москвы, а через три года организовал Воздухоплавательный кружок, в котором начинали многие авиаконструкторы (Александр Архангельский, Борис Стечкин, Андрей Туполев и др.). В 1909 году Жуковский занимался организацией лаборатории аэродинамики в родном училище. Обобщив свои разработки и эксперименты в аэродинамике, он создал курс теории воздухоплавания, с которым выступал в 1910-1912 годах. В дальнейшие годы ученый продолжил рассмотрение проблематики воздушного винта.

В период Первой мировой он переключился на решение различных баллистических задач. При этом в 1916 году Николай Егорович стал руководителем расчетно-испытательного бюро при училищной аэролаборатории, в котором решались вопросы аэродинамических расчетов, результаты чего публиковались в 1916-1918 годах. В 1920 году, согласно декрету СНК, создавалась премия имени Жуковского, публиковались его научные монографии, а сам ученый получал различные льготы. Николай Егорович стоял у истоков Военно-воздушной инженерной академии и Центрального аэрогидродинамического института, носящих его имя и в наши дни.

«Отец русской авиации» скончался весной 1921 года. Погребен на кладбище московского Донского монастыря.

В 1947 году подмосковный поселок Стаханово стал городом Жуковским.

4. 9. 064 Аэродинамика и теория авиации Жуковского

4.9 Авиация
4.9.064 Аэродинамика и теория авиации Жуковского
Математик, механик, популяризатор науки, основатель научной школы, профессор Московского университета и Императорского технического училища (МВТУ), член-корреспондент Императорской и Российской АН, один из создателей Аэродинамического института, организатор и первый руководитель Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) — Николай Егорович Жуковский (1847—1921) прославился своими исследованиями по математике и механике твердого тела, прикладной и небесной механике, гидродинамике и гидравлике, теории упругости и теории горения… Знаменитым во всем мире ученый стал благодаря своим основополагающим трудам по аэродинамике и теории авиации.
В научном наследии Жуковского, насчитывающем 194 работы по самым разным направлениям — от сантехнического до астрономического, исследования по аэромеханике и теории авиации стоят особняком — и по важности, и по времени их создания. Николай Егорович занялся ими буквально «на пенсии», после 25 лет служебной деятельности, когда по тогдашним правилам должна была следовать отставка. Однако у Жуковского были такие огромные заслуги перед наукой и Отечеством, что ему высочайше разрешили 5 лет не оставлять службы с сохранением жалования. Затем разрешение продлевали еще несколько раз.
«Сантехнические» исследования упомянуты без всякой иронии. Дело в том, что они принесли Жуковскому широкую известность. Они же послужили и отправным пунктом его занятий вопросами авиации в опытно-теоретическом аспекте. Эта работа наглядно проиллюстрировала плодотворность инженерного подхода математика к самым насущным вопросам нашего бытия.
Занявшись нахождением причин многочисленных разрывов магистральных труб московского водопровода, Жуковский опытным путем выявил физическую сущность открытого им явления гидравлического удара (скачкообразного повышения давления при слишком быстром закрытии задвижки) и, составив уравнения, описывающие это явление, и решив их, предложил способ избегания ударной волны и предохранения водопровода от повреждений.
Работа «О гидравлическом ударе в водопроводных трубах» (1899) была переведена на Западе и стала руководством всех коммунальных служб. Любой диспетчер мог, не дожидаясь выхода воды на мостовую, рассчитать время, необходимое для безопасного закрытия труб, и определить место разрыва.
Жуковскому эти исследования позволили дать еще и теорию гидравлического тарана — водоподъемного устройства, в котором вода подается пульсацией давления, вызываемого периодическими гидравлическими ударами. Всего по гидромеханике и гидравлике ученый написал 46 работ.
Но перейдем к аэродинамике и к теории авиации. Эта область человеческого знания впервые и наиболее полно была описана именно Жуковским и его учениками, потому заявляя о ней как о великом научном достижении России, мы неизбежно говорим о Жуковском как ее творце.
Собственно, в работах русского механика были развиты все основные идеи, на которых строится современная авиационная наука, а все его научные достижения стали достижениями воздухоплавания вообще.
У Николая Егоровича началось все со статей «К теории летания» (1890) и «О парении птиц» (1891), в которых ученый впервые рассмотрел режимы планирующего полета (парения), в т.ч. и «мертвую петлю», осуществленную в 1913 г. летчиком П.Н. Нестеровым, а также заложил основание для исследований т.н. фугоидальных движений самолета.
Чтобы взлететь на аппарате «тяжелее воздуха» надо было определить подъемную силу крыла. Многочисленные эксперименты ученых не решали эту проблему. Жуковский решил прежде установить физическую картину появления подъемной силы, а затем уже рассчитать ее. В работах «О присоединенных вихрях» (1906) и «Падение в воздухе легких продолговатых тел, вращающихся около своей продольной оси» (1906) ученый установил, что подъемная сила возникает в результате различия скоростей обтекания крыла потоком воздуха сверху крыла и снизу.
Основываясь на этом, он доказал теорему, позволяющую вычислить величину подъемной силы по соответствующей формуле. Правильность теоремы была подтверждена экспериментами с вращающимися в потоке воздуха продолговатыми пластинками, поставленными тогда же в аэродинамической лаборатории.
Теорема о подъемной силе крыла аэроплана и формула стали основой для всех аэродинамических расчетов самолетов.
Жуковский также обогатил теоретическую аэродинамику теорией крыла, «гипотезой Жуковского—Чаплыгина» об определении циркуляции для заданного профиля крыла, «методом округления Жуковского», расчетами влияния толщины и изогнутости профиля на величину его подъемной силы и т.д.
Пригодилась для исследования устойчивости аэропланов в воздухе и докторская диссертация Жуковского «О прочности движения», написанная еще в 1879 г. Теоретические профили, открытые Жуковским, назвали по его имени — «профилями НЕЖ», «обобщенными профилями НЕЖ» и «рулями НЕЖ».
Блестящие работы Жуковского по вихревой теории гребного и воздушного винта — пропеллера (названной его коллегами «совершенной») были тотчас приняты на вооружение конструкторами судов и летательных аппаратов.
Предложенная ученым наивыгоднейшая геометрическая форма лопасти винта также получила название «винта НЕЖ». На основе этой теории проектируются и строятся пропеллеры современных самолетов.
Жуковский был основателем экспериментальной аэродинамики в России. В 1902 г. при механическом кабинете Московского университета он вместе с большой группой учеников построил первую в России и вторую в мире аэродинамическую трубу, в которой был установлен спроектированный Жуковским прибор для испытания пропеллеров и проводились многочисленные испытания.
Большая часть учеников профессора — С.А. Чаплыгин, А.И. Некрасов, В.П. Ветчинкин, А.Н. Туполев и др. — стали потом видными учеными. Они все любили учителя за удивительное сочетание грандиозности его таланта с человеческой мягкостью.
По воспоминаниям, Николай Егорович «был очень добродушным экзаменатором. Ставил удовлетворительные оценки, сам ответив на экзаменационный вопрос». В те же годы Жуковский участвовал в создании первого в Европе аэродинамического института в поселке Кучино под Москвой, в котором затем плодотворно занимался исследованием воздушных винтов и разработкой методики математического расчета летательного аппарата.
«Теоретические основы воздухоплавания», прочитанные Жуковским в МВТУ в 1910 г., «впервые в мировой литературе содержали систематическое изложение теории подъемной силы крыла, основанной на учете циркуляции скорости».
В годы Первой мировой войны в аэродинамической лаборатории и в расчетно-испытательном бюро при МВТУ профессор с учениками разрабатывал методы аэродинамического расчета самолетных конструкций и расчета на прочность, занимался теорией бомбометания.
В 1918 г. ученый возглавил вновь учрежденный Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), в котором продолжил свои исследования по вопросам прочности самолета. Из нескольких опубликованных работ этапной стала «Исследование устойчивости конструкции аэропланов».
Кончина Жуковского в 1920 г. не прервала работ по развитию аэродинамической теории и теории авиации. Идеи Н.Е. Жуковского нашли дальнейшее развитие в работах его многочисленных учеников и последователей. Недаром за Николаем Егоровичем закрепилось звание «Отец русской авиации» (В.И. Ленин).

Николай Егорович Жуковский — Отец Русской Авиации

Биографии великих людей часто рисуются по одинаковой схеме: в детстве у будущего великого человека уже начинают появляться необыкновенные способности, восхищающие родных и знакомых, затем следует триумфальное шествие к славе, в заключение — спокойная старость в кругу любящих внуков и последователей. На самом деле биографии так же различны, как и сами люди. Примером может служить жизнь великого русского ученого и инженера Николая Егоровича Жуковского. Она вообще не укладывается ни в какую схему.

ПЕРВЫЕ ШАГИ УЧЕНОГО

Начать с того, что этот замечательный математик в начале своей школьной жизни был самым плохим математиком в классе. Однако он упорно занимался и кончил гимназию с медалью.
Говооят, что талант — это прежде всего умение работать. Жизнь Жуковского дает все основания для такого утверждения.
С ранних детских лет (Жуковский родился 17 января 1847 года) он приучался к настойчивым умственным занятиям. В то же время мальчик увлекался чтением фантастических романов. Жюль-верновский «Воздушный корабль» надолго сохранился в библиотеке Жуковского среди серьезных научных книг.
По окончании гимназии в Москве родители рекомендовали юноше поступить в Московский университет. Ему же этого не хотелось. Он писал матери: «Оканчивая университет, нет другой цели, как сделаться великим человеком, а это так трудно: кандидатов на имя великого так много».
По примеру отца, он собирается стать инженером-путейцем. Но чтобы ехать учиться в Петербург, где находился Институт инженеров путей сообщения, нужны деньги, а их-то Жуковским больше всего и нехватало.
И вот 17-летний Жуковский — студент Физико-математического Факультета Московского университета. В стипендии ему отказали. Стесненный материально, он бегал по урокам, подготовливал и издавал лекции, жил более чем скромно. Временами приходилось совсем туго. Тогда он закладывал свою шубу, служившую одновременно одеялом, и бегал зимой в легком пальтишке, которое «не только не греет, — жаловался он, — а ужасно холодит».
Но при всем том ЖЖуковский очень много занимался. Не довольствуясь прохождением обязательного университетского курса, молодой Жуковский занимался в научном математическом кружке. Замечательные университетские профессора — Цингер, Столетов — будили таившуюся в юноше огромную жажду знаний, жажду творческого труда. В 1868 году — 21 года отроду — Жуковский получил степень кандидата математических наук.
Желая получиль и практическое образование, он поступил все-таки в Петербургский институт инженеров путей сообщения. Но будущий великий инженер … провалился на экзамене.
Уйдя из института, он начал педагогическую деятельность— сперва в женской гимназии, я потом в Московском высшем техническом училище. С этого времени в течение полувека — до конца своей жизни — он неутомимо готовил в стенах училища кадры русских инженеров. В педагогической работе выявилась одна из ярчайших сторон многогранного таланта Жуковского.
Однако Жуковский не прекращал ни на один день научную деятельность. Он приступил к изучению кинематики жидкого тела, то есть законов движения жидкостей.
Учение о движении твердого тела к тому времени было уже хорошо разработано. Здесь все было ясно. В механике же жидкостей имелись лишь первые робкие исследования. Полученные формулы не воссоздавали четкой картины движения жидкости и не всегда могли быть применены.
В своей первой крупной работе Жуковский подробно рассмотрел сложнейшее движение частицы в потоке жидкости. Выполнив серьезный математический анализ и разобрав все предшествующие работы других ученых, он удивительно просто, понятно каждому показал, что делается с частицей в потоке жидкости: она продвигается вперед, вращается вокруг оси и изменяет свою форму от шарика к эллипсоиду.
Решение этой задачи принесло молодому человеку степень магистра.

НОВАЯ МЕЧТА

Юный магистр поехал за границу. Он посещал лекции крупнейших ученых, знакомился с инженерами и изобретателями.
Здесь он впервые встретился с авиационными исследователями. В то время не было еще аэропланов. Но мысль человека все упорнее обращалась к этой идее. В разных странах появились исследователи, которые строили модели аппаратов тяжелее воздуха и производили с ними всевозможные испытания.
Профессор Ланглей в Вашингтоне построил летательный прибор, приводившийся в движение паровой машиной
Эти модели приводились обычно в движение небольшими двигателями. Так, например, профессор Ланглей в Вашингтоне построил летательный прибор, приводившийся в движение паровой машиной мощностью в 1 лошадиную силу. На испытаниях этот аппарат—автор назвал его «аэродромом» — пролетел против ветра 160 метров за 1 минуту 46 секунд. Современным авиамоделистам этот результат покажется весьма скромным, но тогда, на заре развития авиации, это было настоящим достижением.
За границей Жуковский наблюдал полеты моделей, построенных европейскими конструкторами. Многое в тайне полета было еще не разгадано. Вернее, здесь все было неясно. Одни загадки. И с этого времени до гробовой доски Жуковским овладела мечта о покорении воздушной стихии.

ПУТЬ К ЗАВОЕВАНИЮ ВОЗДУХА

Он видел, что практически в этой области люди еще ничего не добились. Жуковский забрал много моделей с собой в Москву. Дома разберемся! Привез он с собой и интересную новинку — велосипед французского изобретателя Мишо. Эта машина мало походила на современный велосипед. У нее было огромное переднее колесо с педалями и маленькое — заднее. Чтобы ездить на таком велосипеде, требовалось большое искусство.
В окрестностях деревни Орехово Владимирской губернии, где проводил в 1878 году лето Жуковский, можно было наблюдать любопытное зрелище. По полю на высоком велосипеде ехал бородатый мужчина с… широкими красными крыльями за спиной. Крылья были сделаны из бамбука и обтянуты тканью.
Разъезжая на велосипеде на различных скоростях, Жуковский пытался постичь секрет подъемной силы крыльев. Его интересовало, как она изменяется в разных условиях и на какие части крыльев сильнее действует. Так в сочетании мыслителя и экспериментатора складывался стиль работы великого русского ученого.
Вскоре Жуковский защитил докторскую диссертацию «О прочности движения». К этому времени он уже бесповоротно выбрал свою основную линию в науке. Он работал над самыми разнообразными проблемами своего времени. Но чем бы ему ни приходилось заниматься, его уже не оставляли мысли о полетах.
Из года в год он разрабатывал теорию полета. В ноябре 1889 года в обществе любителей естествознания он изложил «Некоторые соображения о летательных приборах». В январе 1890 года Жуковский появился на трибуне съезда русских врачей и естествоиспытателей с докладом на тему «К теории летания». В октябре 1891 года на заседании Московского математического общества он сделал сообщение «О парении птиц».
В этой последней работе Жуковский, между прочим, доказал возможность осуществления «мертвой петли» на аэроплане. Это было еще до того, как первый самолет взлетел в воздух. Практически «мертвая петля» впервые была осуществлена почти четверть века спустя известным русским летчиком Нестеровым.
Конструкторы во всех странах пытались в слепом подражании птицам найти решение задачи полета человека. Многочисленные изобретатели думали, что, приделав себе крылья, человек сможет подняться в воздух силой своих мускулов. Они забывали, что отношение веса мускулов к весу тела у человека в семьдесят два раза меньше, чем у птицы. Они не считались и с тем, что человек в восемьсот раз тяжелее воздуха, тогда как птица — только в двести раз. И вот все попытки летать, «как птицы», неизменно оканчивались неудачей.
Конструкторы аэропланов слепо подражали птицам, думая, что, приделав себе крылья, человек сможет подняться в воздух силой своих мускулов
Жуковский же видел иные пути развития авиации: «Я думаю, — сказал он, — что человек полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума».
Он уже видел в своем воображении построенные по законам аэродинамики самолеты, свободно летающие в воздушном океане. Но такие законы еще нужно было найти, а самолеты создать. И творцом аэродинамики — науки о движении тел в воздухе — стал сам Жуковский.
Над летательными аппаратами упорно работали во многих странах. Дальше других пошел инженер и изобретатель Отто Лилиенталь. Стиль его работы напоминал отчасти самого Жуковского: теория в сочетании с экспериментом.
— В технике летания, — говорил Лилиенталь, — слишком много рассуждения и слишком мало опытов. Нужны наблюдения и опыты, опыты и наблюдения.
Лилиенталь создал планер, т. е летательный аппарат без мотора
Лилиенталь внимательно исследовал действие машущих крыльев, старался разгадать тайну парения в небо аистов, испытывал различные плоскости, ставя их под разными углами в воздушном потоке, вел наблюдения восходящих потоков воздуха. Все это позволило Лилиенталю создать планер, то есть летательный аппарат без мотора, поднимавшийся на испытаниях выше места взлета.
Жуковский, познакомившись с Лилиенталем, сразу признал правильность выбранного им пути, а построенный им планер — наиболее выдающимся изобретением в области аэронавтики того времени.
Между двумя исследователями возникла творческая дружба. Жуковский помогал Лилиенталю советами, теоретическими обоснованиями некоторых вопросов. Лилиенталь знакомил Жуковского с практическими результатами своих опытов и подарил ему один из своих планеров. Этот планер впоследствии помог Жуковскому сколотить в Москве круг энтузиастов летного дела.

Но Жуковский смотрел дальше Лилиенталя. Планер он рассматривал лишь как хорошее средство для исследования вопросов летания. Будущее же авиации творец аэродинамики пророчески видел в самолете. За много лет до первого полета братьев Райт на построенном ими аэроплане Жуковский осознал этапы создания этой машины: сначала хорошо изучить планер, затем поставить на него мотор — и тогда человек полетит.
В этом у него была непоколебимая уверенность. В 1898 году он смело провозгласил: «Новый век увидит человека, свободно летающим по воздуху». Никакие неудачи не пугали его, даже многочисленные в то время катастрофы, одной из жертв которых стал сам Лилиенталь. Гибель Лилиенталя «для смелых исследователей воздуха, — говорил Жуковский, —… внушает чувство благоговения к усопшему, но не чувство страха».

ПЕРВЫЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Начало нового, XX века стало и началом новой эры в жизни и работе Жуковского. В 1902 году он построил в Московском университете первую аэродинамическую трубу.
За границей пробовали испытывать модели летательных аппаратов в особых галлереях, сквозь которые при помощи вентиляторов прогонялся воздух. Но нагнетающие вентиляторы создавали завихрения воздуха, которые искажали картину и делали испытания непохожими на условия действительного полета.
Русский ученый поступил иначе. Он заставил вентиляторы не нагнетать, а откачивать воздух из галлереи. Поток воздуха двигался в ней равномерно со скоростью 30 километров в час. Так была создана первая в мире всасывающая аэродинамическая труба. Она была скромных размеров — 75 см в поперечнике. Эта труба послужила затем образцом для целой серии таких приборов, построенных в России и за границей. На базе этой первой своей научной лаборатории Жуковский начал сколачивать группу исследователей-аэродинамиков из студентов университета.
Жуковский заставил вентилятор не нагнетать, а откачивать воздух из галлереи. Так была создана первая в мире всасывающая аэродинамическая труба.
В 1904 году он создал под Москвой, в Кучине, первый в мире институт, специально оборудованный для аэродинамических исследований. Знаменитый Геттингенский аэродинамический институт Прандтля, в Германии, возник лишь через пять лет, имея уже опыт Жуковского.
В Кучинском институте, кроме аэродинамической трубы, было уже и другое оборудование: гидродинамическая лаборатория, физический кабинет, специальный прибор для исследования винтов, мастерские и т. д. Жуковский начал с исследования различных форм аэродинамических труб. Результаты его исследований как раз и помогли Прандтлю и другим зарубежным исследователям при строительстве их лабораторий.
Исследовалось поведение плоскостей в потоке воздуха, изучались воздушные винты. В Кучине был построен первый динамометр для измерения тяги винта.
Параллельно проводилась большая работа по изучению атмосферы. Для этого применялись небольшие шары, которые запускались ввысь с метеорологическими приборами, автоматически записывающими температуру и давление воздуха и другие данные. Подобные шары — зонды, как их называют—применяются для этой цели и теперь.

РОЖДЕНИЕ АВИАЦИИ

Особенное внимание уделялось в Кучинском институте изучению подъемной силы крыла самолета.
Как образуется подъемная сила? Как ее можно рассчитать? Человечество веками тщетно пыталось ответить на эти вопросы, расплачиваясь за свои попытки жизнями лучших своих сынов.
Ответил на эти вопросы Жуковский.
Вокруг крыла самолета, когда он летит, помимо основного встречного потока воздуха, образуется добавочное вихревое движение воздушных частиц. Эти добавочные вихри омывают крыло, создают циркуляцию вокруг него. Если крыло изогнутой формы и имеет вверху выпуклость, то воздушный поток наверху крыла сжимается, а скорость его увеличивается.
Подвесьте два листа бумаги, изогните их, как показано на рисунке, и подуйте в пространство между ними — листы не разойдутся, а сблизятся.
Вспомним известный физический опыт, который так поражал многих из нас на школьной скамье. Мы можем даже повторить его, так как для этого не требуется ничего, кроме двух листов бумаги. Возьмем два листа бумаги и, слегка выгнув их, будем держать близко друг к другу выпуклыми сторонами. Теперь дунем в пространство между ними. Вопреки ожиданию, листы не разойдутся, а сблизятся друг с другом.
Это — наглядное подтверждение известного закона Бернулли. Он характеризует связь между скоростью потока и его давлением на тела, с которыми он соприкасается. Чем выше скорость потока, тем меньше давление, и наоборот. В нашем опыте увеличение скорости движения воздуха между листами уменьшило давление между ними, и листы поэтому сблизились.
Но ведь нечто подобное происходит и с крылом в воздушном потоке. Наверху крыла скорость воздуха увеличивается— значит, по закону Бернулли, давление воздуха уменьшается. Внизу крыла обратная картина: благодаря вогнутости крыла воздушный поток здесь расширяется и скорость его уменьшается, а следовательно, давление увеличивается.
Таким образом образуется разность давлений вверху и внизу крыла. Она-то и создает подъемную силу.
Эту силу можно подсчитать. Для этого, как показал Жуковский, надо знать четыре величины: скорость потока, величину циркуляции, длину крыла и плотность воздуха. Произведение этих величин и даст подъемную силу.
Но чтобы самолет взлетел, должна существовать циркуляция, то есть омывание воздухом крыла. Как же это обеспечить?
Для образования циркуляции необходимо наличие острых кромок у обтекаемого контура. Но их не должно быть много. Плавное обтекание, которое требуется, возможно только в том случае, если у контура не более двух острых кромок. Если же взять именно две кромки, то возникает новое неудобство: хотя плавное обтекание и будет происходить, но не всегда, а лишь при некотором постоянном угле наклона крыла самолета к потоку воздуха, что практически трудно осуществить в полете.
Таким образом, из рассуждений Жуковского вытекает, что наиболее целесообразным для крыла следует признать контур с одной острой кромкой. Но ведь это как раз и есть форма сечения крыла самолета 1946 года: Жуковский нашел ее свыше сорока лет назад.
Результаты этих исследований были сформулированы Жуковским в работе, опубликованной под скромным названием «О присоединенных вихрях» (так как в исследовании шла речь о присоединении к скорости основного потока тех вихрей, которые образуются вокруг крыла).
Теперь аэродинамика стала наукой. С этого дня и поныне во всех учебниках мира по аэродинамике излагается теория Жуковского о подъемной силе. Отныне стал возможен аэродинамический расчет самолета.
Это был действительно великий день для авиации. Именно его следует считать днем рождения авиации. Ведь первый практический полет братьев Райт или любой другой полет был в то время, по существу, только трюком — пусть выдающимся, но все же трюком.
Даже десятки подобных полетов не могли в такой мере способствовать развитию авиации, как это сделала одна формула Жуковского. Теперь не нужно было вслепую изобретать самолеты, их можно было заранее рассчитывать, конструировать по этим формулам.
Жуковский и хотел это сделать. Но хозяин института миллионер Рябушинский «не нашел» денег на постройку опытного самолета, а вскоре вообще заявил, что, по его мнению, все основные проблемы аэродинамики уже выяснены.
Жуковскому пришлось оставить институт.

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ АВИАЦИОННОЙ НАУКИ

В 1909 году Жуковский создал новое научное учреждение— аэродинамическую лабораторию Московского высшего технического училища. Жуковский стремился «завлечь в науку сколь можно больше русских сил». Кружок учеников Жуковского стал рассадником выдающихся деятелей русской науки. Именно из этого кружка вышли академики Юрьев, Чудаков, Кулебакин, выдающиеся ученые и конструкторы: Туполев, Микулин, Климов, Ветчинкин, Стечкин, Сабинин, Мусиньянц, — известный летчик Россинский и многие другие.
С помощью членов этого кружка Жуковский создавал замечательные свои работы. Особое место среди них занимают теория и метод расчета воздушных винтов. Ученики Жуковского Юрьев и Сабинин, начав, как делал всегда их учитель, с эксперимента, пришли к выводу, что работающий винт создает мощный осевой поток воздуха. Это очень важное явление не учитывалось раньше ни одним исследователем. За границей соответствующую поправку в теорию внесли лишь десять лет спустя.
Вскоре Жуковский, изучив с помощью Ветчинкина ряд новых явлений, предложил еще более совершенную теорию винта. Его работа «Вихревая теория гребного винта» составила новую эпоху в науке. Формулы и теоремы этой теории охватывают все случаи работы винтов. Значение вихревой теории выходит далеко за пределы авиации; ее теоремы послужили основой конструирования мощных вентиляторов и компрессоров. Жуковский написал эту работу 35 лет назад*. Но и сегодня во всем мире при расчете винтов пользуются формулами Жуковского. 
__________
*Статья написана в 1946 г.
Жуковский с помощью Чаплыгина разработал остроумную теорию крыльев самолета. Построенные на основании этой теории крылья на всех языках мира называются «крыльями Жуковского».
С участием другого своего ученика, Туполева, Жуковский разработал методы аэродинамического расчета всего самолета.
В России начала быстро развиваться авиация. Стали появляться конструкции самолетов, далеко опережающие иностранные модели. Это казалось удивительным при общей технической отсталости России и полном равнодушии царского правительства к новой отрасли техники.

Теперь мы знаем секрет этого успеха. Он был вызван блестящим состоянием русской аэродинамической науки, которая заняла самые передовые позиции в научном мире. Законы этой науки были сформулированы и систематизированы Жуковским в его знаменитом первом в мире курсе «Теоретических основ воздухоплавания». Курс этот явился как бы энциклопедией авиационной науки.
До Жуковского считали, что в аэродинамике нет места теории, что это область чистой практики. «Основы» впервые показали возможность и необходимость изучения авиации и теоретическим путем. В то же время Жуковский подчеркивал огромное значение правильно поставленных опытов.
В «Теоретических основах воздухоплавания» была установлена незыблемая связь теоретических и опытных исследований как основная предпосылка дальнейшего развития авиации.

ВЕЛИКИЙ УЧЕНЫЙ, ИНЖЕНЕР, ПЕДАГОГ

Жуковский не был только аэродинамиком. 180 написанных им научных трудов затрагивают вопросы математики, механики — теоретической, прикладной и строительной,— астрономии, баллистики и многие другие. Это был великий ученый и великий инженер.
Интереснейшие решения трудных инженерных задач заключены в работах Жуковского «О форме судов», «О спутной волне», «Об устойчивости полета продолговатого снаряда», «Бомбометание с аэропланов», «О вращении веретена».
Жуковский не пугался практических задач. Напротив: он любил их. Они давали ему почву для создания новых теорий.
К Жуковскому, например, обратились как-то за помощью в таком сугубо практическом деле. На московском водопроводе происходили частые аварии: магистральные трубы лопались без всяких видимых причин. Жуковский установил, что одной из главных причин этих аварий являлось ударное действие воды, которое развивалось в трубах, когда их быстро открывали или закрывали. Аварии прекратились, как только на трубах были поставлены специальные краны, медленно закрывавшие доступ воды. Так называемые вентили.
Это был практический вывод. За ним последовал теоретический. Жуковский создал общую теорию гидравлического удара в трубах, опубликованную впоследствии на всех языках и вошедшую во все учебники гидравлики.
Жуковский пользовался большой популярностью и трогательной любовью студенчества. Он был не только лектором, но и воспитателем. Он особенно заботился о развитии инженерского мышления, о техническом кругозоре юношей. Он страстно желал все свои знания передать молодежи, чтобы дальше двигать русскую науку.
Почти накануне смерти, уже не вставая с постели, Жуковский говорил: «Мне бы хотелось еще прочесть специальный курс по гироскопам. Ведь никто не знает их так хорошо, как я». Это был великий педагог.
Научные заслуги Жуковского получили широкое признание. Николай Егорович был членом-корреспондентом Российской Академии наук, почетным членом многих научных русских и иностранных обществ.
Но Жуковский, человек величайшей скромности и бескорыстия, не искал славы. Он отказался от избрания в действительные члены Академии наук, так как не мог совмещать работу в Москве и Петербурге, где находилась тогда Академия, а согласиться на формальное избрание в члены Академии наук не считал возможным.

ОСНОВОПОЛОЖНИК АВИАЦИОННОЙ НАУКИ

Великую Октябрьскую революцию Жуковский встретил семидесятилетним стариком.
Жуковский забыл про свою старость. Он пришел в Высший Совет Народного Хозяйства с проектом создания института аэродинамики и гидродинамики. В 1918 году, в год нищеты и разрухи, Ленин подписал декрет об организации ЦАГИ — Центрального аэрогидродинамического института. имени Н. Е. Жуковского.
Институт начал свое существование в одной из комнат квартиры своего основателя. Но в воображении Жуковского стены его квартиры раздвигались, он видел свой институт могучим, богатым, идущим впереди мировой авиационной науки, — таким, каким мы знаем ЦАГИ теперь.
Жуковский создал Военно-воздушную академию, названную его именем. По его инициативе, была введена подготовка аэромехаников в Московском высшем техническом училище. Ныне на этой базе вырос Московский авиационный институт.
И когда в 1920 году исполнилось пятидесятилетие научной деятельности Николая Егоровича Жуковского, в постановлении Совета Народных Комиссаров, подписанном Владимиром Ильичем Лениным, великий ученый был заслуженно назван «отцом русской авиации». Это был настоящий творец русской авиации, ее отец. И одновременно это был основоположник всей авиационной науки вообще.
Николай Егорович Жуковский умер 17 марта 1921 года. Он тяжело хворал, но продолжал работать почти до дня смерти. Когда он уже не в состоянии был писать, он диктовал свои записи ученикам. Он не желал подарить смерти ни одного дня, ни одного часа. Великий труженик и великий патриот все свои силы до последнего дыхания отдал своему народу.
Д. Беркович
Знание — сила 1946 №8-9

Краткий курс истории. Отец русской авиации

17 января (н. ст.) 1847 года родился Николай Егорович Жуковский, русский ученый, основоположник аэродинамики и аэромеханики как наук.

Вызов воздуху

23 сентября 1910 года на всероссийском празднике воздухоплавания на борт самолета впервые ступила нога пассажира, им стал Петр Столыпин. Однако желающих повторить опыт Столыпина уже на следующий день почти не оказалось. Дело в том, что летчик, или, как тогда говорили, «летун», Лев Мациевич, только-только катавший Столыпина, разбился на своем аэроплане. Причиной тому было банальное несовершенство техники – ведь никто в мире в те годы не понимал, за счет чего тяжелые аппараты вообще держатся в воздухе. Вызов этому несовершенству бросил Николай Жуковский.

Человек может летать!

Жуковский заинтересовался полетами еще в 1880-е годы. На тот момент он был уже признанным ученым, читал лекции по механике в лучших вузах страны. Николай Егорович стал много времени уделять исследованию динамики полета птиц, и наконец в 1892 году он понял, что удерживает птиц в воздухе, и доказал, что человек, используя специальный летательный аппарат, может и сам летать. Результатом его исследований стал научный труд «О парении птиц». В нем он описывал возможности виражей и мертвых петель (и это притом, что ни одного самолета не было построено!). Но в те времена соотечественники ухватились лишь за одну фразу Жуковского, гласившую, что человек может летать.

Подъемная сила крыла

В 1905 году на заседании Московского математического общества Жуковский зачитал доклад. В нем он представил формулу подъемной силы крыла аэроплана, по которой можно было начать строить безопасные для полетов аэропланы. Так родилась наука аэродинамика. Однако крыло – это не весь самолет. На спонсорские деньги российского предпринимателя Павла Рябушинского был построен Аэродинамический институт в Кучино (ныне в составе подмосковного города Железнодорожного) – настоящий подарок судьбы для Жуковского. Там была возведена галерея для протока воздуха – первая в Европе аэродинамическая труба. В институте также велись различные исследования в области метеорологии, гидродинамики, физики атмосферы. В целом перу Жуковского принадлежит более 200 научных работ. При этом Жуковский был не только теоретиком, но и практиком. Существует любопытная преемственность: Жуковский был дипломным руководителем Андрея Туполева, а тот стал научным руководителем Сергея Королёва. Отца русской авиации не стало 17 марта 1921 года. Многотысячная толпа собралась у стен Технического училища, отпевал Николая Егоровича его же ученик – отец Павел Флоренский.