История науки и техники Com New

Николай Егорович Жуковский (1847–1921)

«Когда человек прошел уже большую часть своего жизненного пути, тогда перед его умственным взором невольно встает то, что составляло главное содержание его жизни. Для меня главный жизненный интерес сосредоточен на излюбленной мною науке — механике», — так охарактеризовал свою деятельность Николай Егорович Жуковский.

Профессор Московского университета и Московского высшего технического училища Н. Е. Жуковский был основателем теоретической, технической и экспериментальной аэродинамики. Его научные изыскания сыграли огромную роль в последующем развитии механики и аэромеханики.

«Решение реальных задач механики» — таким был девиз научной школы Н. Е. Жуковского.

Н. Е. Жуковский родился 17 января 1847 года в деревне Орехово Владимирской губернии. Отец его работал инженером на строительстве Московско — Нижегородской железной дороги.

Николай Егорович рос здоровым мальчиком. Он очень рано научился читать и читал много; увлекался произведениями Диккенса, Вальтера Скотта, Жюля Верна. Интересно заметить, что роман Жюля Верна «Воздушный корабль» и впоследствии был на видном месте в библиотеке Н. Е. Жуковского среди научных книг. Детские годы, проведенные в Орехове, создали у него привязанность к этой маленькой деревушке Среднерусской равнины. С величайшим удовольствием проводил он там свое каникулярное время, купался в пруду, бродил с ружьем по глухим окрестным лесам. Первые опыты по определению подъемной силы крыла были задуманы и проведены Н. Е. Жуковским на велосипеде за околицей Орехова; многие научные работы зародились в этой русской деревушке.

В 1858 году Н. Е. Жуковский поступил в 4–ю Московскую гимназию, где, начиная с третьего класса, он выделялся как лучший ученик по алгебре, геометрии и естественным наукам. Окончив гимназию, Н. Е. Жуковский поступил на физико — математический факультет Московского университета.

В университете, который он окончил в 1868 году, его научные интересы сосредоточились на механике.

В 1870 году Н. Е. Жуковский поступает преподавателем физики 2–й Московской женской гимназии, с 1872 года зачисляется преподавателем математики в Московское высшее техническое училище, а в 1874 году утверждается там доцентом кафедры аналитической механики.

В 1876 году вышла в свет первая научная работа Н. Е. Жуковского. Эту работу Николай Егорович представил физико- математическому факультету университета для соискания магистерской степени. Защита прошла успешно, и Николай Егорович получил степень магистра прикладной математики. После защиты диссертации, в 1877 году, Н. Е. Жуковский уезжает в командировку за границу, там он пробыл три месяца.

В Париже он познакомился с видными учеными К. Резалем, П. Леви, Ж. Дарбу и тогда еще молодым математиком Анри Пуанкаре, ставшим впоследствии знаменитым.

В 1882 году Н. Е. Жуковский защитил диссертацию на степень доктора прикладной математики, представив работу «О прочности движения».

С 1886 года он — профессор Московского университета по кафедре механики, а с 1887 года занимает одновременно должность профессора по кафедре аналитической механики в Московском высшем техническом училище. С этими двумя крупнейшими высшими учебными заведениями нашей страны была тесно связана вся дальнейшая педагогическая и научная деятельность Н. Е. Жуковского. Здесь он развернул экспериментальную работу, собрал вокруг себя большой коллектив учеников и последователей. Спокойный, ровный характер Николая Егоровича, его мягкость и добродушие привлекали к нему всех окружающих. Он умел объединить в общей работе людей разных темпераментов, различного таланта и способностей. Непрерывно занятый научной работой, он создавал вокруг себя атмосферу напряженного труда и здорового оптимизма.

При рассмотрении научного наследия Н. Е. Жуковского поражает необыкновенное разнообразие тем. Здесь и исследование хвостов комет, и общая теория устойчивости движения, и теория регулирования машин, и распределение давления на нарезках винта и гайки, и прочность велосипедного колеса, и множество других вопросов.

Однако особенно настойчиво проводились им изыскания в областях гидромеханики и аэромеханики. Аэромеханику Николай Егорович основал как самостоятельную науку.

Выдающимся сочинением по гидромеханике была работа “О движении твердого тела, имеющего полости, наполненные капельной жидкостью», удостоенная Московским университетом премии.

Профессор Ф. А. Слудский в отзыве на эту работу писал: "Если бы сочинение Н. Е. Жуковского состояло только из шести последних страниц, то и тогда оно было бы вполне достойно премии».

В 1897–1898 годах Н. Е. Жуковский был привлечен к работам по постройке нового московского водопровода, где на него было возложено руководство опытами по испытанию прочности водопроводных труб.

Формулы Н. Е. Жуковского вот уже более 100 лет является основными при расчетах такого рода. Работа Николая Егоровича была переведена на французский, английский и немецкий языки и доставила автору мировую известность.

Найденное Н. Е. Жуковским решение задачи о гидравлическом ударе дало возможность определить место аварии водопровода, не выходя из помещения насосной станции и не дожидаясь, когда на месте разрушения трубы вода выступит на поверхность мостовой.

Научные заслуги Николая Егоровича отмечены были в 1894 году избранием его в члены — корреспонденты Академии наук, В 1900 году Н. Е. Жуковский был выдвинут кандидатом в действительные члены академии. По условиям того времени выборы в действительные члены академии требовали переезда в Петербург. Не желая покидать Москву где он был научным руководителем и признанным главой школы механиков, Николай Егорович снял свою кандидатуру.

К 1900 году он опубликовал в различных изданиях 86 научных работ по самым разнообразным вопросам теоретической и прикладной механики. Эти работы получили всеобщее признание в научных кругах.

Кроме того, Н. Е. Жуковский — активный участник Политехнического общества, Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии, Московского математического общества, президентом которого он избирается в 1905 году. На этом посту он остается до конца своей жизни, проявляя качества превосходного руководителя. Благодаря ему общество превратилось в крупный научный центр, объединявший ученых различных специальностей. Позднее Николай Егорович ведет необычайно напряженную работу по созданию русской авиации, деятельно участвует во всех съездах и выставках воздухоплавателей, а также в организации воздухоплавательного общества в Москве.

И конечно, работает не покладая рук над законами любимой аэродинамики. В этой науке он стал родоначальником самых основных, самых драгоценных идей, которыми до сих пор руководствуются и ученые, и инженеры.

Н. Е. Жуковский начал интересоваться теорией авиации с 90–х годов XIX столетия. При Московском университете уже с 1889 года производились исследования по различным вопросам воздухоплавания: испытывались различные модели летательных машин и строились небольшие аэродинамические аппараты. В первой работе Н. Е. Жуковского по аэродинамике, опубликованной им в 1892 году, исследуется вопрос о планирующем полете (парении) птиц, т. е. таком полете, когда птица не машет крыльями. Н. Е. Жуковский разбирает два случая планирующего полета: планирование с потерей высоты, или скольжение птицы по воздуху, и планирование с сохранением или даже набором высоты.

Исследуя планирующий полет птицы, Н. Е. Жуковский составил уравнения движения центра тяжести птицы, он вычерчивает его траектории при различных условиях движения воздуха. Среди возможных траекторий им была найдена траектория в виде «мертвой петли». Таким образом, Н. Е. Жуковский теоретически предсказал возможность осуществления «мертвой петли» за 11 лет до того, как первый самолет братьев Райт поднялся в воздух. Этой работой Н. Е. Жуковский заложил основание для исследований в области самолетостроения. В 1906 году появилась работа Н. Е. Жуковского, позволяющая теоретически определять подъемную силу крыла аэроплана.

Еще в 1895 году Н. Е. Жуковский ознакомился с формой крыла планера Лилиенталя и из опытов, проведенных Лилиенталем, узнал, что изогнутая пластинка дает большую подъемную силу, нежели плоская. Этот экспериментальный факт весьма заинтересовал Н. Е. Жуковского. В 1911 году появилась новая аэродинамическая работа Н. Е. Жуковского, в которой он установил и доказал, почему изогнутая форма профиля более целесообразна по сравнению с плоской пластинкой. Для крыльев были получены простые формулы, по которым можно подсчитать подъемную силу.

С 1912 года начинают появляться статьи Н. Е. Жуковского по вихревой теории гребного винта — пропеллера. Н. Е. Жуковский в своих работах выдвигает вихревую схему воздушного винта и вычисляет распределение скоростей воздушного потока перед винтом и за винтом. Подробный анализ вихревой схемы винта, проведенный в статьях Н. Е. Жуковского, позволил найти наивыгоднейшую форму лопасти винта.

Н. Е. Жуковский был основателем аэродинамики в России. В 1902 году при Московском университете была построена первая в России и вторая в мире аэродинамическая труба. Скорость ветра в трубе могла меняться в пределах от 1,5 до 11 метров в секунду. При применении специального приспособления скорость ветра можно было довести до 20 метров в секунду. В этой трубе проводились многочисленные испытания. По указаниям Н. Е. Жуковского был спроектирован и построен прибор для испытания пропеллеров. На этом приборе испытывались пропеллеры для самолетов и геликоптеров до 5 метров в диаметре.

В 1909 году в университете была построена новая аэродинамическая труба.

С 1904 по 1906 год Н. Е. Жуковский руководит организацией новой аэролаборатории в поселке Кучино под Москвой. В докладах и статьях Н. Е. Жуковского многократно подчеркивается важность эксперимента в аэромеханике. «Приближается то время, когда направляемая твердым опытом теоретическая мысль сделается хозяином в решении вопросов о сопротивлении жидкостей, когда аэропланы и дирижабли будут строиться с таким же верным расчетом, с каким теперь строятся пароходы и автомобили… Я думаю, что проблема авиации и сопротивления воздуха, несмотря на блестящие достигнутые успехи в ее разрешении, заключает в себе еще много неизведанного, и что счастлива та страна, которая имеет средства для открытия этого неизведанного».

15 декабря 1918 года был создан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), носящий теперь имя Н. Е. Жуковского. Первым председателем научной коллегии института был Н. Е. Жуковский.

Еще в 1913 году Николай Егорович читал лекции на курсах офицеров — летчиков. Позднее из этих курсов организовалась Военно — воздушная академия им. Жуковского.

В феврале 1920 года Н. Е. Жуковский начал тяжело болеть и 17 марта 1921 года скончался.

Тяжела была эта утрата для всей русской науки. Особенно остро она ощущалась его современниками, работавшими вместе с ним рука об руку. Мощная фигура Николая Егоровича, его необычное спокойствие, живой взгляд, интерес, который он неизменно проявлял ко всяким научным начинаниям, его поразительная скромность и вместе с тем уверенность в себе и чувство собственного достоинства создавали в их памяти образ ученого и мудреца.

В своей речи над могилой Николая Егоровича С. А. Чаплыгин, один из первых учеников Н. Е. Жуковского, очень ярко охарактеризовал облик своего учителя:

«Он своей светлой и могу чей личностью объединял в себе и высшие математические знания, и инженерные науки. Он был лучшим соединением науки и техники, он был почти университетом. Не отвлекаясь ничем преходящим, лишь в меру неизбежной необходимости отдавая дань потребностям жизни, он все свои гигантские силы посвятил научной работе… Эта огромная сила особенно пленяла своей скромностью… Бывало, что начинающий на ученом поприще ученик обращался за советом, предполагая посвятить некоторую долю своего внимания задаче, которая его очень интересовала. Иногда задача была слишком трудной и, может быть, даже недоступной. Николай Егорович никогда не позволял себе сказать, что задача неисполнима, он говорил: «Я пробовал заниматься этим вопросом, но у меня ничего не вышло; попробуйте вы, может быть, у вас выйдет». Он глубоко верил, что среди его учеников могут быть и такие, которые окажутся в силах решить вопросы, им не решенные. Эта вера в окружающих его учеников создала ему трогательный образ, который останется всегда незабываем…»

Вся научная деятельность Н. Е. Жуковского показывает, что он удивительно полно и отчетливо сознавал технические нужды развивающегося человеческого общества и был одарен такой, силой разума, что умел эти скрытые в буднях мелочей неотложные задачи не только формулировать, но и разрешать.

«Аэроплан не машина, — говорили на заре авиации многие изобретатели и инженеры, — его рассчитать нельзя». Как бы в ответ на это Н. Е. Жуковский дает авиационной технике теорему о подъемной силе, создает теорию воздушного винта, изобретает серии теоретических профилей, читает лекции по аэродинамическому расчету, и создание новых аэропланов и самолетов становится доступным строгому научному анализу и расчету.

Основные события жизни

1858 г. — Н. Е. Жуковский поступил в 4–ю Московскую гимназию.

1863 г. — Н. Е. Жуковский поступил на физико — математический факультет Московского университета.

1868 г. — Н. Е. Жуковский окончил университет.

1870 г. — Н. Е. Жуковский поступает преподавателем физики 2–й Московской женской гимназии.

1872 г. — Н. Е. Жуковский зачисляется преподавателем математики в Московское высшее техническое училище.

1874 г. — Н. Е. Жуковский утверждается доцентом кафедры аналитической механики в Московском высшем техническом училище.

1876 г. — Вышла в свет первая научная работа Н. Е. Жуковского.

1877 г. — Н. Е. Жуковскому присвоена степень магистра прикладной математики.

1882 г. — Н. Е. Жуковский защитил диссертацию на степень доктора прикладной математики.

1886 г. — Н. Е. Жуковский — профессор Московского университета по кафедре механики.

1897–1898 гг. — Н. Е. Жуковский привлечен к работам по постройке нового московского водопровода.

1902 г. — При механическом кабинете Московского университета была построена первая в России и вторая в мире аэродинамическая труба.

1905 г. — Н. Е. Жуковский избирается президентом Московского математического общества.

1904–1906 гг. — Н. Е. Жуковский руководит организацией аэролаборатории в поселке Кучино под Москвой.

1918 г. — Создан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), носящий теперь имя Н. Е. Жуковского. Первым председателем научной коллегии института был Н. Е. Жуковский.