Крылья Родины

Испытания шасси на специальном приспособлении производятся путем ударной нагрузки. Здесь испытывать только материал нельзя. Поэтому, помимо исследования материала на усталость, шасси испытываются целиком: их много раз сбрасывают с большой нагрузкой, соответствующей весу самолета, на специальной установке, называемой копром.

Длинный ряд рекомендаций, данных лабораторией прочности конструкторским бюро и серийным заводам, касается многих деталей самолета — от лонжеронов до болтов. По этим рекомендациям меняются и конструктивные формы исследованного объекта и технология его производства.

Насколько аппаратура и методы наших лабораторий прочности стоят на высоте, можно судить хотя бы по тому факту, что при обследовании немецких самолетов были обнаружены весьма существенные дефекты их в отношении прочности, которые остались неизвестными и выпускающим их заводам и создающим их конструкторам.

Ввод в действие целого ряда столь совершенных лабораторий и аэродинамических установок, какими располагает новый ЦАГИ, позволил ему не только и качественно и количественно повысить свое участие в общем деле обороны, но и углубить разработку огромного научного наследства и научных идей, завещанных Н. Е. Жуковским и С. А. Чаплыгиным созданному ими центру научной авиации.

Авиастроение как наука

Сергей Алексеевич Чаплыгин умер 8 октября 1942 года. За несколько дней до смерти он спокойно и обстоятельно обсуждал различные практические мероприятия по ускорению строительства аэродинамической лаборатории. В березовой роще перед входом в лабораторию и был похоронен первый ученик Жуковского.

С. А. Чаплыгин имел счастье, не часто выпадающее тому, кто пролагает новые пути в науке или искусстве, дожить до того времени, когда даже такая далеко заглядывающая вперед его работа, как докторская диссертация «О газовых струях», получила огромное признание и нашла практическое приложение в авиастроении.

Любопытна судьба этого замечательного сочинения, ознаменовавшего переход к новой эпохе в механике — эпохе технической механики.

Техническая механика начала заниматься вопросами теории полета, но интересы ее распространялись и на все другие области бурно развивающейся техники XX века. Механика из математической науки превратилась в науку, опирающуюся равно и на достижения материалистической мысли и на широкий научный эксперимент. С. А. Чаплыгин, рядом с Н. Е. Жуковским, был одним из сильнейших мыслителей, применивших математическую науку к решению технических задач.

По этому же пути с огромным успехом идет академик С. А. Христианович, достойный их преемник.

В своей докторской диссертации «О газовых струях» С. А. Чаплыгин дал решение ряда задач о струйных движениях сжимаемого газа, каким является и воздух. Основное значение этой работы в том, что она дает методы изучения газовых течений со скоростями, близкими к звуковым. Но методы С. А. Чаплыгина позволяют идти гораздо дальше. Развитие заложенных в работе Чаплыгина идей позволило создать теорию скоростного полета, решить основные вопросы, связанные с расчетом крыла при дозвуковых скоростях, граничащих с звуковыми.

Пока воздух можно было рассматривать как несжимаемую жидкость — скажем, воду, — вопросы обтекания тела набегающим воздушным потоком решались применительно к законам гидродинамики, далеко подвинутой вперед трудами Н. Е. Жуковского. При переходе к большим скоростям вопросы обтекания уже нельзя решать по аналогии с движением тела в жидкости: при скоростях, близких к звуковым, воздух дал знать, что он сжимаем, и повел себя совсем иначе, чем жидкость. Понадобилось решить ряд задач, определяющих движение воздушного потока при таких скоростях.

Большие скорости хотя и существуют в природе, но нашему непосредственному восприятию они не поддаются. Учиться, наблюдая живую природу, тут нельзя, и если техника на ранней поре строилась на подражании природе, то в эпоху больших скоростей она строится только на научном познании природы.

В этом отношении история авиастроения особенно характерна.

Авиация ведь также возникла из подражания живой природе и непосредственного наблюдения. Осенний лист, плавающий в воздухе, — вот первое летающее крыло и несущая плоскость. Все строители крыльев для летания по воздуху учились летать и строить свои аппараты у птиц. Но современное авиастроение возможно только как наука.

С. А. Христианович.

Известно, что на первых самолетах крылья представляли несущие плоскости, неподвижно скрепленные с самолетом и не имевшие ничего общего с тем сложным и гибким механизмом, какой представляет крыло птицы. Современное крыло самолета с его добавочными подвижными частями — предкрылками, закрылками, элеронами и щитками — представляет сложный и гибкий механизм, приближающийся к крылу птицы.

Основы теории механизации крыла даны С. А. Чаплыгиным в его исследовании «Схематическая теория разрезного крыла», а основой всей современной прикладной аэромеханики является работа Н. Е. Жуковского «О присоединенных вихрях».

Чем более авиация приближается к звуковым скоростям полета, тем дальше авиастроение уходит от подражания живым формам природы, тем более оно становится наукой. Только научное познание живой природы могло породить мысль о профиле крыла с острыми углами и для сверхзвуковых скоростей.

Непосредственное наблюдение, каким бы глубоким и тонким оно ни было, таких идей в живой природе почерпнуть не может, потому что нашему непосредственному восприятию доступна лишь природа небольших скоростей и незначительных давлений.

Но современный самолет — не только крыло, фюзеляж, мотор и винт. Он состоит из нескольких тысяч различных деталей. Нынешний боевой самолет — сложнейший физический прибор. Чтобы построить самолет, нужны разнообразнейшие материалы. Авиастроению служат геология и геофизика, математика и механика, все отделы физики и химии, не говоря уже о металлургии и технических науках, которые должны обеспечить осуществление машины.

Самолет, таким образом, — это практическое приложение всех естественных наук.

В авиастроении любой вопрос, каким бы узким он ни казался, какой бы частный случай он ни представлял, может быть разрешен только путем научного исследования.

С каждым шагом вперед на пути к достижению больших скоростей все более и более резко дает себя знать своеобразие самолета как инженерного сооружения, своеобразие условий, в которых ему приходится работать и развиваться.

Попробуем проследить это влияние скорости полета на развитие авиастроения как науки опять-таки на каком-нибудь частном случае — скажем, на воздушном охлаждении авиационных моторов.