Лев Гумилевский - Чаплыгин

Продолжая работать над дальнейшим развитием создаваемой им теории, Сергей Алексеевич решил всю задачу в первом приближении и о результатах своей работы сделал доклад осенью 1913 года в Московском обществе воздухоплавания.

Он не только предвидел аэродинамическую схему конечного крыла, но, применяя систему подковообразных вихрей, получил после некоторых упрощений приближенные выражения для подъемной силы и силы, действующей по направлению набегающего на крыло потока, которую называют ныне индуктивным сопротивлением. Эти выражения представляют первые по времени формулы подъемной силы и индуктивного сопротивления конечного крыла.

Незадолго до начала первой мировой войны в Петербурге состоялся III Всероссийский съезд воздухоплавания, избравший С. А. Чаплыгина почетным членом съезда. Сергей Алексеевич повторил свой доклад под заглавием: «Вихревая теория подъемной силы планов конечной длины», и никто, конечно, не мог бы сказать, что созданная в России теория индуктивного сопротивления никому не была известна. Русские аэродинамики и конструкторы аэропланов пользовались теорией в полной мере.

В то время как Сергей Алексеевич решал важнейшую задачу, не дававшую ему покоя, Николай Егорович построил в Московском университете аэродинамическую трубу большого размера, в десять метров длиной и около полутора метров диаметром. Воздух гнал сильный мотор. Под руководством ученика Жуковского Б. М. Бубекина в этой трубе студенты произвели целый ряд исследований по аэродинамике. Одной из важнейших работ, проведенных в этой трубе, считалось экспериментальное доказательство теоремы Чаплыгина, согласно которой подъемная сила не зависит от глубины поддерживающих планов, а только от стрелки прогиба.

Когда Сергей Алексеевич вывел формулы для подъемной силы и индуктивного сопротивления, Николай Егорович, нетерпеливо следивший за новой работой ученика, забрал его тетради и отправился с ними в университетскую аэродинамическую лабораторию для проверки полученных выводов.

Теория крыла конечного размаха представлялась столь же фундаментальным открытием, как и постулат Жуковского — Чаплыгина. И Сергей Алексеевич нервно курил папиросу за папиросой.

Николай Егорович зашел вечером, когда пепельница была переполнена окурками, и сказал, что опыты дают отрицательные результаты.

— Сравнительно с крылом в плоскопараллельном потоке крыло конечного размаха при измерении сил в аэродинамической трубе не дает мало-мальски заметной разницы… — заявил он и положил на стол свернутую трубкой рукопись. — Вы посмотрите еще раз, Сергей Алексеевич. Нет ли где ошибки?!

— Нет, Николай Егорович, нечего мне тут смотреть. Сто раз пересмотрено. Будем считать это дело конченым!

И, как бы утверждая свое решение, Сергей Алексеевич открыл нижние дверки книжного шкафа, старого и неуклюжего, много лет перевозимого из одной квартиры на другую, и бросил туда свернутую трубкой тетрадь.

Безграничное доверие к эксперименту и экспериментатору не дозволяло ему и подумать о том, что, может быть, опыт произведен не с полной тщательностью.

— Механика, Николай Егорович, это есть натурфилософия, — сурово и наставительно произнес он, прочно закрывая дверцы шкафа. — Только те работы имеют смысл, которые проясняют явления природы!

Он был непоколебимо уверен во всеобъемлющей правоте своего убеждения и не ожидал возражений.

И чтобы прекратить всякий спор по этому поводу, Сергей Алексеевич перевел разговор на другое.

— Что же Лена решила? Будет учиться или выйдет замуж?

— Не знаю, кто их разберет, — торопливо заговорил гость. — Кажется, выходит…

— За этого, Юрьева?

— Видимо, за него…

— А жаль, очень жаль: у нее такая светлая, хорошая, математическая голова!

Николай Егорович поверил в суровое спокойствие своего ученика и ушел, с уважением вспоминая, как решительно швырнул он рукопись в старый шкаф.

Доверчивость Николая Егоровича легко объяснима. Он сам нередко ошибался, но не придавал большого значения своим ошибкам, так как непоколебимо верил, что геометризм представлений ведет по верному пути и случайные ошибки не могут повлиять на выводы.

Сергей Алексеевич так же непоколебимо верил в свой путь аналитика, но считал недопустимой в любом деле самомалейшую ошибку. Даже в шахматах, упустив по невнимательности фигуру, он приходил в неистовство: вскакивал из-за столика, ходил взад и вперед по комнате и долго не мог вернуться к игре. В своих работах он но допускал никаких ошибок, и о нем все ученики отзывались как о человеке, который никогда не ошибается.

Мстислав Всеволодович Келдыш свидетельствует о том, что для Чаплыгина не существовало математических трудностей.

«Развивая общие методы исследования, он всегда ищет им вполне конкретные приложения. Эта черта проявлялась на протяжении всей его научной деятельности. Сергей Алексеевич не имел ни одной математической работы, которая не была бы применена к решению конкретных задач механики. Но если у него всегда было стремление применить созданные им общие теории к конкретным задачам, то и наоборот: когда он задавался целью изучить какое-нибудь новое явление в механике, никакие математические трудности его не останавливали. Будучи ученым исключительной силы, он никогда не подходил трафаретным образом к достижению поставленных перед собой целей, а создавал в каждом отдельном случае свои оригинальные методы, дающие наиболее удачный подход к задаче. Этим и объясняется то, что многие из работ Сергея Алексеевича получили широкое применение и явились источником для исследований большого числа ученых».

Сергей Алексеевич прекрасно понимал все значение экспериментальных исследований. В речи, посвященной Жуковскому, он великолепно сказал об этом:

«…при исследовании какого бы то ни было явления природы, в том числе и движения в наблюдаемых на земле условиях, приходится упрощать задачу, откидывая осложняющие мелочи и выдвигая главные условия вопроса, так как никогда невозможно охватить средствами анализа явление во всей его сложности. Н. Е. Жуковский отличался замечательным мастерством в этом процессе выделения основного в изучаемом вопросе. Он так ясно видел и чувствовал механику явления, что как-то сразу умел ориентироваться в главных его сторонах. Поэтому его теоретические соображения почти всегда бывали вполне удачные и хорошо охватывали вопрос. Однако быть совершенно уверенным в правильности тех исходных ограничивающих предположений далеко не всегда возможно, а потому нельзя бывает считать вполне точными и те выводы, которые таким образом получаются. В таких случаях приходится привлекать на помощь теоретическим исследованиям экспериментальное, опытное изучение. Николай Егорович один из первых привлек на службу механики эксперимент. Экспериментальное исследование в таких областях, как гидро- и аэродинамика, особенно необходимо. Бывали все же случаи, когда даже у такого ученого, стоящего на пределах гениальности, как Жуковский, первые гипотезы о ходе движения не соответствовали действительности; и вот тут-то правильно поставленный эксперимент, опыт направлял его на верный путь, и тогда построенная в соответствии с этим теория давала уже истинное освещение изучаемого физического явления. Введение в механику в широком смысле опытного экспериментального метода — одна из крупных заслуг Жуковского».