Capitolul II. CEREMONIA AVIAȚIEI ȘI A ȘTIINȚEI AERONAUTICE
Dezvoltarea aeronauticii și ideea de a zbura în Rusia a fost strâns legată de crearea și dezvoltarea științei aviației. Oamenii de știință și inventatorii ruși au studiat mișcarea corpurilor în spațiu. Aerodinamica ca știință nu exista atunci. Cercetătorii și inventatorii au ajuns la anumite concluzii într-un mod experimental. Nevoia urgentă a acestui domeniu de cunoaștere ia determinat pe oamenii de știință din acea vreme să studieze problemele aerodinamicii.
Lamele șurubului de helicoptere seamănă puternic cu lamele "mașinii de covor" folosite în mine.
Lomonosov, creând bazele meteorologiei (a cărui existență este necesară și pentru dezvoltarea normală a aviației), a dezvoltat simultan fundamentele aerodinamicii, care au apărut ca știință abia la sfârșitul secolului al XIX-lea.
Mikhail Alexandrovich Rykachev (1840 / 41-1919), un marinar de profesie, un academician și director al Observatorului Fizic Principal, a devenit interesat de problema zborului la sfârșitul anilor '60. Secolul al XIX-lea. În 1869, el a urcat un balon pentru observații meteorologice.
În perioada 1870-1871 gg. MA Rykachev a efectuat experimente cu plăci folosind un dispozitiv special conceput de el. Scopul cercetărilor sale a fost de a determina puterea necesară pentru a roti un șurub de o anumită dimensiune și pentru a determina greutatea încărcăturii, care poate fi ridicată în aer cu un astfel de șurub. El a condus aceste studii pentru a construi un elicopter pe care ar fi posibil, prin schimbarea înclinării elicei, să se miște în aer în direcția dorită. Cercetătorul a analizat cu atenție toate experimentele făcute în fața lui și calculele referitoare la rezistența la aer. El a subliniat existența unui unghi de atac, în care va exista "cel mai favorabil raport al încărcăturii ridicate la puterea mașinii." Mai târziu, acest unghi a fost numit „cel mai avantajos“ unghiul de atac și definirea valorii sale a făcut obiectul a numeroase lucrări de cercetători ruși și străini.
Ca Lomonosov, Rykachov angajate simultan și problema creșterii umane în aer, și problema cercetării atmosferice. Cu toate acestea, în cazul în care Lomonosov a încercat să construiască avioane pentru proprietățile atmosferice, Rykachov înclinat mai mult să creadă că vremea ar trebui să fie puse în slujba aviației, „... în timp pentru a avertiza cu privire la posibilitatea de a balloonists și incapacitatea de a acoperi ...“.
Simultan cu Mikhail Rykachev, cercetarea aerodinamică a fost efectuată de Dmitri Ivanovich Mendeleyev (1834-1907). Cercetătorul a acordat o mare importanță experimentării și, în special, experimentelor în fluxul artificial de aer. Într-unul din notebook-urile sale, din 1876, a fost posibil să se găsească o schiță a schemei tunelului de vânt.
La sfârșitul anilor '70 - începutul anilor '80. Dmitry I. împreună cu alți cercetători (ML Grossman PD Kuzminsky) efectuat experimente pentru a măsura rezistența organismelor care se încadrează, în urma căruia a confirmat poziția corpului rezistența Newton cădere proporțională cu pătratul vitezei.
Mendeleev a stabilit că proprietățile fizice ale gazelor variază în funcție de temperatură și presiune. În 1880, dl .. a publicat o carte "Cu privire la rezistența lichidelor și a aeronautic." El a ajuns la concluzia că frecarea lichidelor este un element important al rezistenței. Ei au dezvoltat temeinic problemele rezistenței mediului în condițiile caderilor.
În 1887, omul de știință sa urcat singur într-un balon la o altitudine de 3.350 m pentru a observa o eclipsă solare.
DI Mendeleev a fost profund convins că inventarea unei aeronave mai grele decât aerul "va constitui o epocă de la care va începe cea mai nouă istorie a educației".
În anii '80. Secolul al XIX-lea cu privire la problema zborului în Rusia, inventatorul submarinelor Stepan Karlovich Dzhevetsky (1843-1938) și metalurgistul Dmitri K. Chernov (1839-1921) a lucrat.
Marele om de știință de merit a fost de a determina unghiul cel mai avantajos de avion de atac, sau în anumite 1 ° 50 ¢¢. Intervalul de aripă de atac al aripii stabilit de predecesorii săi (Rykachev (Rusia), du Temple (Franța)) a variat între 15 ° și 30 °. Dzhevetsky a elaborat teoria elicei. Mai târziu, a construit o aeronavă cu experiență și a fost primul NE traducător. Zhukovsky în franceză.
DK Chernov a investigat teoretic forțele care acționează asupra aripii și a ajuns la concluzia corectă că forța de ridicare crește proporțional cu pătratul vitezei, iar lucrarea este proporțională cu cubul de viteză. În construirea teoriei sale, omul de știință a pornit de la faptul că atunci când aripile s-au mișcat, aerul a fost aruncat în jos, iar ca urmare a inerției particulelor de aer, a fost creată o forță de ridicare pe aripa. El a dovedit prin calcul că forța de ridicare crește cu creșterea concavității și a derivat o formulă pentru determinarea forței de ridicare. Chernov a verificat rezultatele teoretice obținute cu ajutorul cercetării pe o mașină rotativă în anii 1889-1890. Experimentele sale au confirmat concluziile teoriei că forța de ridicare a unei plăci cu un profil curbat este mai mare decât cea a unei plăci.
Investigând căile de creștere a forței de ridicare, Chernov a venit pentru prima dată în ideea de a crea aripi despărțite în lume. El a arătat că aripile împărțite creează aceeași forță de ridicare, care este continuă pentru aceeași zonă, cu un consum redus de energie al motorului. Mult mai târziu, H.Maksim (Anglia) a ajuns la aceeași concluzie. În 1895, E.S. Fedorov a subliniat, de asemenea, oportunitatea utilizării aripilor tăiate.
O mare contribuție la teoria zborului a fost făcută de strălucit omul de știință rus Nikolai Egorovich Zhukovsky (1847-1921) - fondatorul aerodinamicii interne. În 1889, a organizat un laborator aerodinamic la Departamentul de Mecanică Aplicată din cadrul Universității din Moscova, unde a început să efectueze experimente cu modele de păsări și aeronave, precum și cu corpuri de diferite forme. Cercetătorul a investigat problemele legate de reversibilitatea mișcării, forma navelor, zborul păsărilor, stabilitatea mișcării aeronavei, forțele aerodinamice care acționează asupra aeronavei, metodele experimentului aerodinamic. În anii 1890-1891. Zhukovsky a stabilit formele de bază ale mișcărilor longitudinale ale aeronavei. Acordând o importanță deosebită studiului stabilității aeronavei, el a acordat o atenție deosebită determinării poziției centrului de presiune al aripii la diferite unghiuri de atac.
Zhukovsky a proiectat instrumentele cu care au fost efectuate experimente. Unul dintre instrumente a fost folosit pentru a testa modelele în vântul natural (1890-1891), celălalt - cu experimente pe mașina unui tren mișcător (1891) și atunci când modelul sa mutat de-a lungul planului înclinat (1892).
În 1890, vorbind la congresul oamenilor de știință natural, cu un raport "Către teoria zborului" și vorbind despre păsările care zboară, N.E. Zhukovski a remarcat: "Este cu adevărat imposibil pentru noi să imităm aceste ființe? Adevărat, o persoană nu are aripi și în raport cu greutatea corpului său față de greutatea mușchilor, este de 72 de ori mai slab decât o pasăre; Este adevărat că este de 800 de ori mai greu decât aerul, în timp ce o pasăre este mai greu decât aerul de 200 de ori. Dar cred că va zbura, fără să se bazeze pe forța mușchilor, ci pe puterea minții sale. "
În 1902, Zhukovsky a construit o conductă aerodinamică. Studiile în acest domeniu au făcut posibilă stabilirea unui profil foarte rațional al aripii cu calități aerodinamice ridicate. Acest profil este cunoscut în lume și este acum numit "profilul lui Zhukovsky". El a elaborat o schemă pentru dezvoltarea integrată a aviației pe baza unei asociații organizate de cercetare științifică și proiectare experimentală a aeronavelor în cadrul unui singur centru de cercetare în aviație. Omul de știință a făcut apel la guvernul rus cu o propunere de a construi un astfel de centru, dar guvernul a respins propunerea sa. După încheierea unui acord cu milionarul Ryabushinsky, Zhukovsky a înființat în 1904 în Kuchino Institutul Aerodinamic, ale cărui lucrări au primit în curând o recunoaștere bine meritată în rândul savanților europeni. (Modelul Institutului Kuchin din 1909 a fost creat în Germania în laboratorul aerodinamic și apoi în Franța).
Special merit N.E. Zhukovsky este că el a fost capabil să se conecteze cu observația experimentală a teoriei matematice a dezvoltării exacte, introducerea conceptului de „vârtejuri adjuncte“ (adică, turbioane, care pot fi înlocuite de un organism de curgere a fluidului), omul de știință a fost în măsură să explice cauza ridicarea aripii. În lucrarea sa „pe Adjoint Whirlwind“ (1906) a deschis principiul educației Zhukovsky aripa de ridicare și a adus teoria, dă o evaluare cantitativă. Esența acestei teorii care stau la baza succesului aerodinamica moderne, constă în faptul că pe suprafața superioară a fluxului de aer contra aripa este accelerată mai mult decât partea de jos, iar acest lucru creează o diferență de presiune de forță de sprijin decisiv. Ca contra-flux de aer, mișcarea circulatorie, înfășurând aripa, este suprapusă. Intensitatea acestei mișcări determină forța de ridicare (Y), care este egală cu produsul dintre densitatea aerului (p) la viteza (V) și circulația în jurul aripii (F), adică Y = p · V · G.
Apariția aerodinamicii ca știință și teoria aviației a fost luată în considerare încă din momentul descoperirii de către Zhukovsky a legii privind forța de ridicare (1904-1906).
Oamenii de știință talentați au calculat diferite figuri de zbor, inclusiv o "buclă mortă". PN Nesterov înainte de consultarea "bucla mort" consultată cu el.
NE Zhukovski sa ocupat de problemele de stabilitate și de controlabilitate a aeronavei, capacitatea sa de a reveni independent de la poziția retrasă la regimul de zbor predeterminat.
În 1902, Chaplygin a scris o lucrare despre jeturile de gaz, pe care le apăra în 1903 ca teză de doctorat. În el, el a fundamentat legile care guvernează zborul de mare viteză. Cu toate acestea, ea a rămas neobservată. Doar 30 de ani mai târziu, când aviația a început să abordeze viteza zborului aproape de sunet, semnificația acestei lucrări a fost dezvăluită și evaluată. Sa dovedit că numeroasele încercări de a studia fluxurile de gaze realizate la acel moment s-au bazat pe metode care au dat mai puține rezultate decât metodele lui Chaplygin dezvoltate sau la începutul secolului.
SA Chaplygin, la fel ca Zhukovsky, a investigat tiparele de circulație a aerului în jurul aripii, ceea ce ia permis să se alăture cercetării lui Zhukovski și formulei sale de ridicare a aripilor.
În 1940, discipolii lui Chaplygin, bazați pe principalele dispoziții ale tezei sale, au creat o teorie completă a elicei. SA Chaplygin a dezvoltat teoria aripilor tăiate și a făcut o serie de descoperiri, pe care l-a creat meritat numele omului de știință mondial.
Este necesar să menționăm contribuția lui Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1853-1935) la știința aviației. Un cercetător talentat nu a primit o educație specială, dar a reușit să apere cu succes diploma pentru titlul de profesor. Munca sa ca profesor, el a combinat cu munca stiintifica.
În 1892, Tsiolkovsky a dezvoltat un design dirijabil cu înveliș metalic, fezabilitatea științifică și tehnică a care a fost dat în „metalic balon-driven.“ În 1904. a înaintat ideea construirii unui avion cu un cadru metalic care, în aspectul său și configurația aerodinamică, a anticipat proiectarea avioanelor care au apărut în 15-18 ani.
În 1897, K.E. Tsiolkovsky a construit primul tunel vânt în Rusia cu o parte deschisă de lucru și, de asemenea, a dezvoltat o tehnică de experimentare în acest domeniu. În 1900, o subvenție a Academiei de Științe a efectuat curățarea celor mai simple modele și a determinat coeficientul de rezistență al mingii, plăcii plate, cilindrului, conului și a altor corpuri. În 1905, el a propus profile de aripă în formă de diamant și în formă de pană pentru dispozitive cu viteze de zbor supersonice.
Tsiolkovsky a lucrat mult și fructuos la crearea teoriei zborului de avioane cu reacție, și-a inventat schema pentru un motor cu tub de gaz. Un cercetător talentat a fost fascinat de ideea de a stăpâni spațiul cosmic. El a devenit fondatorul noii științe a dinamicii de zbor - din rachete. Tsiolkovsky a ajuns la soluția unor noi probleme în mecanica corpurilor de masă variabilă. Pentru prima dată, el a rezolvat problema aterizării unei nave spațiale pe suprafața planetelor lipsite de atmosferă. În anii 1926-1929. Tsiolkovsky a dezvoltat teoria rachete cu mai multe trepte, el a rezolvat mai întâi problema mișcării de rachete într-un câmp gravitațional neuniforma și a considerat (aproximativ) efectul atmosferei în zborul de rachete și se calculează rezervele de combustibil necesare pentru a depăși învelișul forțelor de rezistență a aerului a Pământului.
Tsiolkovsky este fondatorul teoriei comunicărilor interplanetare. Cercetările sale pentru prima dată au arătat posibilitatea de a atinge viteze cosmice. Fezabilitatea zborurilor interplanetare și explorarea umană a spațiului cosmic. Lucrările sale au contribuit în mare măsură la dezvoltarea tehnologiei rachetelor și a spațiului în URSS.
Pentru merite deosebite în domeniul invențiilor, care sunt de o mare importanță pentru puterea economică și de apărare națională, Tsiolkovsky în 1939, a fost decorat cu Ordinul Drapelului Roșu al Muncii. În legătură cu aniversarea a 100 de ani de la nașterea omului de știință în 1954, Academia de Științe a URSS a înființat Medalia de Aur pentru ei. Tsiolkovsky "Pentru o activitate remarcabilă în domeniul comunicațiilor interplanetare". Monumente pentru om de știință au fost construite în Kaluga și Moscova; a fost creat un cimitir memorial în Kaluga, un crater pe Lună. Numele său a fost acordat Institutului de Aviație și Tehnologie din Moscova, Academiei ruse de astronautică și Muzeului de Stat al Istoriei Astronauției.
O contribuție importantă la dezvoltarea științei aviatice a fost făcută de A.N. Tupolev, V.P. Vetchinkin, B.S. Stechkin, BN Yuryev, V.V. Golubev, M.V. Keldysh, S.A. Khristianovich, G.P. Svishchev, P.P. Krasil'shchikov și mulți alți oameni de știință locali.