Гениальность идеи Жуковского и состоит в том, что в придуманной им расчетной схеме обтекания он заменял тело вихрем с интенсивностью (или, как иначе говорят, циркуляцией), соответствующей как форме этого тела, так и положению его относительно потока.
Модель процесса, которую нарисовало воображение Жуковского, доступна математическому решению и в то же время вполне соответствует тому, что имеет место в действительности. Чтобы в этом убедиться, достаточно посмотреть на взаимодействие потока, набегающего на тело, и потока вокруг вихревого шнура, которым это тело заменено. Изобразив скорости обоих потоков и сложив их геометрически, мы увидим, что над вихревым шнуром суммарная скорость окажется большей, чем под ним. Иными словами, к модели можно применить закон Бернулли, так же как и к реальному телу. Давление над вихрем будет пониженным, а под вихрем — повышенным. Разность же давлений образует подъемную силу.
Формула, которую вывел Жуковский, воспользовавшись своей догадкой, была предельно проста. Для того чтобы подсчитать подъемную силу, достаточно перемножить три величины: плотность и скорость набегающего потока воздуха и циркуляцию потока, находящегося во вращении.
И плотность и скорость набегающего потока воздуха без труда поддавались измерению. Что же касается циркуляции, то тут дело обстояло гораздо сложнее. Отыскать связь между данным профилем, его положением в потоке и соответствующей этому циркуляцией удалось лишь благодаря напряженным поискам, которые в течение нескольких лет вел Николай Егорович вместе с Сергеем Алексеевичем Чаплыгиным.
Эта совместная работа Жуковского и Чаплыгина позволила установить, что при обтекании крыла, профиль которого имеет острую заднюю кромку, струйки, текущие по его верхней и нижней поверхностям, встречаются у задней кромки и сходят с нее с равными скоростями. Это положение вошло в аэрогидродинамику под названием постулата Жуковского — Чаплыгина.
Исследования Николая Егоровича и его лучшего ученика убедительно подтвердили, что для некоторого класса крыльевых профилей зависимость циркуляции от формы профиля и угла атаки может быть получена расчетным путем, если эти профили обтекаются идеальной (то есть лишенной вязкости) жидкостью. Эти профили широко известны и использовались во многих странах мира под именем профилей Жуковского.
Построение таких профилей открыло новую страницу в самолетостроении. Они, как принято говорить в авиации, относятся к числу толстых профилей. Иными словами, конструкторы получили возможность строить самолеты с достаточно толстыми свободно-несущими крыльями, лишенными тех характерных для первых лет авиации подкосов и расчалок, которые значительно увеличивали лобовое сопротивление машины. Более того, благодаря толстым профилям удалось «спрятать» внутрь крыла двигатели, баки с горючим и некоторые другие грузы.
Вот почему мы с полным основанием можем утверждать, что профили Жуковского и их модификации сделали целую эпоху в самолетостроении, и не случайно в отчете об одной из довоенных европейских авиационных выставок говорилось по поводу крыльев большинства экспонировавшихся там самолетов, что это демонстрация металла, которому придана форма профилей Жуковского.
Трудно, нет, просто невозможно преувеличить роль этого открытия. Жуковский сделал неоценимый вклад в дальнейшее развитие аэро-гидродинамики, в развитие сопряженных с ней областей техники. Его теория ослепительным светом прожектора осветила множество проблем. Практики, шагавшие на ощупь, эмпирически, получили возможности для смелого, уверенного продвижения вперед.
Новая теория вооружила тех, кто проектировал самолеты и компрессоры, вентиляторы и турбины, воздушные винты ч корабельные рули. Она начала свое триумфальное движение по миру техники, прославляя имя своего творца, умножая славу науки нашей Родины.
Два года отделяли возникновение идеи от опубликования классического труда «О присоединенных вихрях».
Два года срок немалый, но разве можно было быстрее решить эту сложную задачу? Великие события потрясали страну. И даже Жуковский, обычно с головой уходивший в свои научные занятия, человек крайне далекий от политики, не мог остаться равнодушным к той буре, которая пронеслась над Россией. Жизнь властно стучалась в кабинет ученого, отвлекая его от «чистой науки».
Глава четвертая
ЗАСЛУЖЕННЫЙ ПРОФЕССОР
Начало XX века принесло России жесточайший промышленный кризис. Закрывались фабрики и заводы. Тысячи рабочих выбрасывались на улицы. Их положение, и без того тяжелое, становилось просто невыносимым. Кризис ускорил политическое пробуждение народа. Грозная волна политических стачек катилась по стране.
Неспокойно стало и в стенах университета. Передовая часть студенчества хотела шагать в ногу с народом. Полиция разгоняла студенческие сходки. По примеру рабочих молодежь отвечала стачками.
В 1901–1902 годах в России бастовало около трех тысяч студентов.
На революционный подъем студенчества правители России ответили по-своему. Временные правила разрешили отдавать неугодных в солдаты. Студенты взволновались еще: больше, и в 1901 году ученый Совет Московского университета вынес специальное решение о необходимости их успокоить.
Жуковскому хорошо запомнились события начала века. Его друг Тимирязев отказался подписать резолюцию Совета. Великого ботаника вызвали к попечителю Московского округа П. А. Некрасову, и, как мы знаем из опубликованных впоследствии дневников Тимирязева, он получил выговор за то, что уклонился «от влияния на студентов в интересах их успокоения».
Оскорбленный Тимирязев немедленно подал в отставку. Весь профессорский совет, узнав об этом, явился к нему на квартиру и с трудом уговорил Климента Аркадьевича взять обратно свое прошение.
Такое событие не могло не произвести на Николая Егоровича впечатления, и, вероятно, когда; был улажен конфликт, ученые не раз беседовали друг с другом. На многое могли раскрыть Николаю Егоровичу глаза эти беседы с Тимирязевым.
Все сложнее, все беспокойнее становилась политическая обстановка в России. С циничностью палача оценил эту обстановку министр внутренних дел Плеве: «Для предотвращения революции России нужна небольшая победоносная война!»
Войны не пришлось долго ждать. На Дальнем Востоке завязались жестокие кровопролитные сражения. Там столкнулись интересы двух империалистических хищников — России и Японии. «Кровопускание», о котором мечтали реакционеры, началось, хотя совсем не так, как хотелось царю и его клике.
