Техника - молодёжи 1945-07-08, страница 6

Движение пластинки в воде или в воздухе вызывает большие завихрения> чем движения конуса такого же сцепления.

емкая сила у крыла и, главное» каким теоретическим способом можно ее выразить?

Насколько Жуковский был подготовлен к ответу на этот основной вопрос, видно уже из того, что в 1905 году, через три года после первого полета братьев Райт, в замечательной своей работе «Ю присоединенных вихрях» он дает и правильный ответ на вопрос и формулу, позволяющую произвести точный расчет сил, действующих на «рыло.

Если в поток с равномерной скоростью поместить цилиндр, то жидкость будет обтекать его симметрично с обеих сторон» Если же такой цилиндр вращать в неподвижной жидкости, то она будет увлекаться в сторону его вращения,

Вращение цилиндра в потоке жидкости вызывает образование вихрей.

отчего возникает круговой поток вокруг цилиндра. Но что произойдет, если цилиндр будет вращаться в равномерном потоке, а не в неподвижной жидкости? Скорость течения над цилиндром будет тогда равна сумме скоростей равномерно текущего и кругового потоков. Под цилиндром же скорость течения будет равна разности скоростей обоих потоков. Поэтому частицы жидкости будут проноситься над цилиндром много быстрее, чем под ним. По закону Бернулли, с .возрастанием скорости потоков давление на цилиндр убывает, значит цилиндр будет испытывать снизу большее давление, или, иными словами, вращение цилиндра в равномерном потоке порождает подъемную силу.

Дело нисколько не «изменится, если вместо твердого цилиндра ® равномерно и прямо текущем потоке завертится жидкий |Столб—* вихрь, бато «математическое (исследование этого явления сильно облегчится. Пользуясь¹ этим, Жуковский я вывел математическую формулу для определения подъемной силы, которая образуется во всяком потоке, если в «ем завертится вихрь.

Эти вихри он назвал «присоединенными», потому что, пока шток течет равномерно, в нем никакой подъемной силы, -направленной снизу вверх, не возникает. Но когда к равномерной поступательной скорости потока присоединяется скорость вращающегося вихря, то эта подъемная сила тотчас же появляется.

Воздушные потоки, обтекая изогнутое крыло, сгущаются над его верхней кромкой. От этого давление воздуха над крылом становится меньше, чем под крылом. Разность давления создает подъемную силу.

До сих пор речь шла о потоке жидкости. Но теория «присоединенных» вихрей оказалась приложимой и к поведе- * ■ник> самолета в воздухе. Здесь действует также подъемная сила, и она может быть исчислена по той же самой формуле, которая составлена профессором Жуковским .для жидких потоков Над крылом аэроплана скорость движения воздуха больше, чем под ним, и поэтому снизу вверх действует такая же подъемная сила, какая получается) от «присоединенного» вихря.

Но откуда же, спрашивается, возникает на пути самолета равномерный воздушный поток? И почему неподвижное крыло вызывает в этом потоке такое же действие, как вращающийся цилиндр или вихрь?

Мощный поток в воздухе возникает благодаря работе винта, сообщающего самолету поступательную скорость. А крыло в этом потоке вызывает то же, что и «присоединен-ный» вихрь, Происходит это потому, что крыло хотя и неподвижно, но зато оно не имеет такой симметричной формы, как вращающийся цилиндр или вихревой' столб. Из-за неравномерной формы крыла воздушные струи неравномерно его обтекают: над крылом они располагаются теснее, а под крылом — реже. Скорость струй над крылом поэтому больше, а под крылом выше. Следовательно, по закону Бернулли, возникает разность давлений в воздушных потеках, омывающих крыло самолета. А разность давлений порождает подъемную силу.

Ясно, что скорость потоков будет зависеть от формы крыла. А значит, если удастся найти наиболее выгодную форму крыла, то подъемная сила самолета окажется наибольшей,. До тех пор, пока природа подъемной силы самолета была неизвестна ученым, не было способа определять форму крыла с помощью математических вычислений. Открытие профес-сора Жуковского вооружило авиаконструкторов «математическим аппаратом», а сам Жуковский первый! в мире вычислил наилучшую, как говорят, рациональную форму крыла самолета.

Выше мы сказали, что законы, выведенные для потоков жидкости, оказались действительными и для воздушных потоков. Но между жидкостью и газом, между водой и воздухом существует очень важное различие в физических свой-ствах. Вода, как и всякая жидкость, практически несжимаема, то есть ее объем при повышении давления не изменяется, и на ©том свойстве воды основано действие целого ряда гидравлических машин., Воздух же, как и- все газы, можно легко сжать, что и делается, например, в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания. Д. И. Менделеев первым пришел к выводу, что данные для сопротивления жидкостей можно все же применять и к воздушной среде, что «опыты с водою дополняют -и дополняются опытами с воздухом». Но он предвидел и то, что с достижением очень большой скорости движения тела в жидкости или газе уже придется считаться с различием физических свойств этих сред. Пока самолеты летали со скоростью 100, 200, 300, даже 500 километров в час, это обстоятельство никак не сказывалось на правильности расчетов, исходивших из приложения законов гидродинамики в воздушной среде. И только в наши дни, когда скорости летательных аппаратов приблизились к 1000 километров в час, возникла необходимость учитывать принципиальную разницу (между водой и воздухом. Но уже очень давно талантливейший ученик Жуковского, Сергей Алексеевич Чаплыгин, предусмотрел это обстоятельство.

Ближайший преемник Жуковского, Сергей Алексеевич Чаплыгин, в жизни был человеком иного склада. Если он и напоминал учителя, то только своей добротой, да и то скры. той под внешней суровостью.

Жуковский был рассеян. Бывало, что, проговорив целый вечер с молодежью у себя в гостиной или кабинете, гостеприимный хозяин вдруг поднимался, ища свою шляпу, и начинал прощаться бормоча:

Однако я засиделся у вас, господа. Надо иттИ, пора...

Чаплыгин, любил анекдоты о рассеянности и причудах ученых людей, но сам не только не страдал рассеянностью но, наоборот, поражал окружающих своей феноменальной памятью на все в мире, до телефонных номеров включительно

Жуковский объединял вокруг себя людей личным обаянием и умением угадывать талантливого человека, хотя бы еще ничем себя не проявившего. Чаплыгин умел не ху. же своего учителя находить талантливых людей, но, кроме того, был отличным администратором и хозяйственником.

Жуковский бесконечно любил живук* природу. Чаплыгин был к ней равнодушен. Бел» ш приезжал в дом отдыха, то целыми днями просиживал за шахматами и никуда не выходил.

Жуковский знал названия всех птиц, всех ра-стении, которые попадались ему в деревне. Чаплыгин о реальной природе имел самое общее и весьма смутное представление.

Стихия Жуковского —реальная природа. Стихия Чаплыгина — мир отвлеченных⁵ идей, которые населяли его удивительный ум. Для Жуковского жидкость—это вода. Для Чаплыгина вода — это «иде-

v