Николай Егорович Жуковский

Профессор Московского университета и Московского высшего технического училища Николай Егорович Жуковский был великим русским ученым, основоположником теоретической, технической и экспериментальной аэромеханики, «отцом русской авиации». Его выдающиеся научные открытия, приемы и методы исследовательской работы в различных отделах теоретической и прикладной механики, созданные им плодотворные научные направления и новые пути научных изысканий оставили неизгладимый след на последующем развитии механики и аэромеханики в России и вошли надежным фундаментом дальнейшего научно-технического прогресса в мировую сокровищницу науки.

Главное, что отличает научные исследования Жуковского от других исследований выдающихся русских ученых-механиков, — это глубокое осознание задач технического прогресса страны, широта научного кругозора и полное понимание передовых устремлений своего времени. «Решение определенных реальных задач механики» — вот руководящий девиз научной школы Жуковского.

Жуковский произвел подлинную революцию в преподавании теоретической механики в высшей школе нашей страны. Созданные им учебники по механике являются золотым фондом русской научно-учебной литературы.

Николай Егорович Жуковский (1847—1921)

Николай Егорович Жуковский (1847—1921)

Научная деятельность Н. Е. Жуковского знаменует новую эпоху развития теоретической механики в нашей стране. До работ Н. Е. Жуковского в русских университетах теоретическая механика даже не рассматривалась самостоятельной научной дисциплиной и развивалась как прикладная математика. Самостоятельных кафедр механики не было. Преподавание и научную работу по всему циклу механических дисциплин вели кафедры прикладной математики. В те годы творческие искания подавляющего большинства научных работников по механике устремлялись главным образом в область преодоления вычислительных трудностей. Созданию методов вычислений и совершенствованию математического аппарата, позволяющего получать число, ученые уделяли главное внимание. Арифметика была объявлена царицей наук. Чисто математическим исследованиям и обобщениям уравнений движения, отысканию решений сложных и достаточно общих уравнений посвящены лучшие научные работы этого периода развития русской науки.

Ученые этой научной школы основное внимание уделяли строго математическим приемам решения задач. На первый план в научном исследовании выдвигались: возможно более общая и широкая постановка задачи, стремление учесть даже второстепенные факторы, точность и логичность развиваемых методов. Образно можно сказать, что ученые-механики аналитической школы создавали серию мощных инструментов, но мало заботились о тех исходных материалах, которые подвергались обработке созданными инструментами. Как правило, новые инструменты проверялись на старых, хорошо известных материалах, а потому создаваемые вещи больше поражали красотой и изяществом исполнения, но не оригинальностью и новизной. Практические приложения создаваемых теории оставались нераскрытыми.

Научная школа механиков-аналитиков конца XVIII и начала XIX века значительно продвинула вперед развитие точных методов исследования тех задач механики, которые в сущности были поставлены основополагающими работами Ньютона и Лагранжа.

Как неоднократно писал и говорил Жуковский, «...в своем дальнейшем развитии в XIX веке динамика пошла главным образом по направлению, указанному Лагранжем. Появляется школа аналитиков, которая ставит себе задачей исследование общих уравнений движения с целью отыскания методов их интегрирования и установления новых принципов динамики» ( Н. Е. Жуковский, Полн. собр. соч., т. II, 1935, стр. 150).

Школа механиков-аналитиков имела в России выдающихся талантливых представителей. Здесь прежде всего необходимо назвать профессора и академика Михаила Васильевича Остроградского (1801 —1861), основоположника аналитической механики в нашей стране. Ему принадлежат первоклассные результаты по методам интегрирования уравнений аналитической механики и разработке обобщенных принципов статики и динамики. Учениками и последователями Остроградского были профессора Московского университета Н.Д. Брашман, Ф.А. Слудский и А. Ю. Давыдов. От них Жуковский получил в Московском университете хорошую аналитическую выучку; однако он превосходно видел ограниченность и малую практическую действенность исследований этой научной школы.

Математические методы для ученого-механика представляют техническую сторону мастерства. Это как бы правила стихосложения для поэта. Всякому ясно, что истинная поэзия не только область для приложения логичных и непреложных законов стихосложения. Биение горячего человеческого сердца и высокую благородную мысль несет в себе истинная поэзия. Так и в механике. Бывает, и нередко, что «научный» труд по механике — это собрание более или менее-трудных упражнений в различных отделах математики. Красивый набор формул, отточенная формальная логика суждений, но очень мало истинного познания законов движения.

Изучение реальных законов простейшей формы движения материи и стремление использовать эти законы для сознательной перестройки жизни людей — вот что характерно для подлинной науки механики.

Научная школа механиков-аналитиков в XIX веке развивала идейное богатство теоретической механики, выросшее на материале человеческой культуры XVII и XVIII веков. Проблемы, решаемые учеными этой школы, естественно, вытекали из развития самой науки; реальным основанием большинства логических обобщений и умозаключений являлись главным образом наука и техника эпохи Возрождения.

Но XIX век ознаменовался в России необычайно быстрым развитием техники, как гражданской, так и военной. Это была техника нарождающегося промышленного капитализма. Характерной особенностью народного хозяйства России в первые десятилетия XIX века было разложение крепостного уклада жизни в деревне под влиянием развития капиталистических отношений. Хорошо известно, что начало XIX века было временем практического осуществления таких технических изобретений, как паровоз и пароход. Усовершенствование и применение паровых машин привело к зарождению механизации промышленности.

Перед механикой стали ставиться реальные задачи новой техники. Эти неотложные задачи ясно показывали ограниченность методов классической аналитической механики.

После 1861 года в России наступил «пореформенный, капиталистический период русской истории» (В. И. Ленин, Соч., т. II, стр. 419), это было время бурного развития и торжества капитализма в России. В. И. Ленин в одной из своих работ писал, что «после 61-го года развитие капитализма в России пошло с такой быстротой, что в несколько десятилетий совершились превращения, занявшие в некоторых старых странах Европы целые века». Этот период в истории науки и культуры отмечен выдающимися произведениями русского гения. Развитие новых способов сообщения, рост техники и мастерства, новые оригинальные изобретения, специальные меры русского правительства для развития фабрик и заводов, естественно, приводили к расширению тематики исследований русских ученых.

Второе научное направление в области теоретической механики появилось вместе с техническими изобретениями и усовершенствованиями капиталистического периода развития нашей страны. Это направление рождено промышленностью России. Своеобразие технического прогресса нашей страны, бурные темпы развития отдельных областей индустрии наложили печать оригинальности и самобытности на большинство научных изысканий ученых этой школы. Второе направление и есть собственно механика, как научная основа техники развивающейся промышленности. Это направление — дитя промышленного капитализма в России. Специфичность запросов техники привела к развитию приближенных методов решения, ибо получение точных результатов в стиле научной школы механиков-аналитиков требовало весьма длительного хода вычислений и часто практически не могло быть выполнено в нужный срок. Реальное осуществление технического проекта заканчивалось раньше, чем подробное решение какого-либо частного вопроса, выполненное в духе аналитической механики Лагранжа.

К научным изысканиям стало предъявляться требование доступности понимания широкому кругу инженеров-практиков. Все это вызвало внедрение наглядных геометрических методов решения задач и развитие экспериментальных методов. Ученые-механики начинают отчетливо понимать значение своих изысканий для технического прогресса страны. Они уже не только просветители, но и преобразователи. Главное внимание ученых этой школы сосредоточивается на расширении области научных исследований, выявлении главных факторов в новых задачах, на простоте, наглядности решений и рекомендациях тех практических выводов, которые можно извлечь из получаемых теоретических результатов.

Аэродинамика как теоретическая основа авиации развивалась на объединении классического наследства гидродинамики несжимаемой идеальной жидкости и тщательного экспериментального изучения явлений движения тел различной формы в воздухе.

Изучение движения тел в воздухе и измерение сил воздействия воздуха ясно показывали, что теоретические выводы гидродинамики идеальной жидкости не могут служить надежной научной основой для построения аэропланов. В подавляющем большинстве случаев выводы классической гидродинамики плохо согласовывались с экспериментом. Так, например, подъемная сила, подсчитанная для плоской пластинки по формулам так называемой струйной теории сопротивления, оказалась в четыре раза меньше ее экспериментального значения. Сила лобового сопротивления, найденная из формул, была в два раза меньше ее реального значения. Некоторые ученые использовали эти весьма ограниченные теоретические формулы для доказательства, что человек никогда не сможет летать на аппаратах тяжелее воздуха — аэропланах.

Главное в научно-исследовательских работах Жуковского состояло в том, что он расширил возможности классических научных теорий, привлекая для корректировки исходных уравнений непосредственные указания экспериментов. Открытые им новые законы явились основанием более прогрессивной и могущественной науки.

Новая техника развивающегося русского капитализма обусловила рождение оригинальных научных направлений. Главой нового реалистического направления научных исследований по механике в нашей стране явился И. Е. Жуковский. Глубокий знаток классического наследства в области теоретической механики, любознательный наблюдатель и естествоиспытатель, инженер высшего ранга, создатель новой науки — аэродинамики и аэродинамической школы мирового значения, обаятельный, мудрый, простой человек, прославивший на много столетий Россию и русское имя, — таким знает Жуковского наша страна, создавшая при новом общественном строе первоклассную авиационную промышленность.