Позже Николай Жуковский подведет однозначную черту под этими размышлениями: «Человек полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума», – уверенно скажет он и начнет работать над основами авиации, закрепив впоследствии за собой имя ее отца.
Несвоевременность тени
Нельзя не учесть, что аэродинамика одинаково зарождалась в России и мире одновременно с практической авиацией, но при этом своего всеобщего теоретического оформления эта наука нигде долгое время не имела. Многие ученые-исследователи путем экспериментов намного опережали соответствующие необходимые теоретические выводы. Однако если за границей исследователей в области «летания» насчитывалось достаточно, и они могли больше обмениваться опытом, что компенсировало нехватку теории и позволяло медленно, но верно идти вперед, то в России таких исследователей были единицы. Дело в том, что правящие круги в нашей стране больше полагались на развитие аэростатов, не придавая особого значения проблемам динамического полета. В связи с этим приверженцы летательных аппаратов тяжелее воздуха не находили какой-либо поддержки государства, что тормозило их деятельность, и многие открытия, сделанные в России и серьезно опередившие в этом мировую науку, оставались в тени.
Одним из таких изобретателей, опередивших время, был Александр Фёдорович Можайский. Военный моряк, увлекшись наблюдением за полетом птиц и воздушных змеев, еще в 1856 году принялся за изобретение самолета. И изобрел его! В 1872 году в результате ряда экспериментов он установил зависимость между лобовым сопротивлением и подъемной силой при разных углах атаки, а также подробно осветил технику полета птиц, в чем опередил Отто Лилиенталя на целых 17 лет. Затем поэтапно он создавал пробные модели самолета, проводил эксперименты, дорабатывал конструкцию, и к 1882 году первый в России (по основным источникам – второй в мире после самолета дю Тампля, спроектированного и построенного в последней трети XIX века) летательный аппарат тяжелее воздуха, способный поднять человека в воздух и названный изобретателем «Жар-птица», был готов. Причем если Лилиенталь только мечтал встроить в свою крылатую машину двигатель, Можайский уже сумел это сделать. Кроме того, Александр Фёдорович видел общие недостатки использования парового двигателя и в своих проектах все больше склонялся к применению нового типа двигателя – внутреннего сгорания. Так как официально изобретение российского морского офицера никак не фиксировалось и не освещалось, по поводу того, сколько испытаний готового самолета было проведено, остаются разногласия. Считается и в то же время оспаривается, что «Жар-птица» все же оторвалась от земли и поднялась на некоторую высоту. Из свидетельств сына Можайского известно только, что испытание самолета закончилось крушением и изобретатель принялся за строительство нового самолета, но оно было прервано его смертью. Обо всем этом Николай Жуковский тогда еще, видимо, не знал…
Велики были и заслуги Константина Эдуардовича Циолковского. Однако здесь также образовалась помеха для того, чтобы приблизить благодаря его открытиям развитие авиации на несколько лет, а то и десятилетий. Заинтересовавшись воздухоплаванием, Циолковский создает проект нового управляемого аэростата – тяжелее воздуха. Он предлагает заменить используемую тогда прорезиненную оболочку аэростата тонкой металлической гофрированной пластинкой, что увеличит ее прочность и устойчивость. Более того, гофрированные боковины с системой регулирования путем стягивания позволят аэростату обладать переменным объемом и, следовательно, сделают подъемную силу постоянной, вне зависимости от высоты полета и температуры атмосферного воздуха. Наполнять аэростат Циолковский решает не взрывоопасным водородом, а нагретым воздухом. Система же подогрева воздуха позволит управлять высотой полета воздуха. Кроме того, Циолковский в принципе видит необходимость в скором будущем использовать не паровой двигатель, на который рассчитывали Лилиенталь и ряд других французских ученых-испытателей, таких как Адер, братья Тампль, Жирраф, а также англичане Максим и Хенсон и поначалу наш Можайский, а двигатель внутреннего сгорания. Он предвидит, что строительство этих чрезвычайно легких и в то же время мощных бензиновых или нефтяных двигателей вполне возможно и необходимо для прогресса авиации. Однако Константин Эдуардович проживал в Калужской области. Оттуда он предпринял несколько попыток получить поддержку в строительстве своего летательного аппарата у московских научных кругов. Не решившись поначалу ввиду своего природного недостатка поехать в Москву вместе с Павлом Голубицким, к тому времени уже достаточно известным изобретателем в области телефонии, чтобы представиться там знаменитой Софье Ковалевской, Циолковский пытается потом на протяжении нескольких лет найти связь с другими представителями научного общества. Он связывается с А. Г. Столетовым и несколько позже с Д. И. Менделеевым. Чтобы объяснить суть своих разработок и донести их до высших научных кругов, Циолковский пишет несколько работ – «Теория и опыт аэростата, имеющего в горизонтальном направлении удлиненную форму» (1885–1886), «О возможности построения металлического аэростата» (1890), «Аэростат металлический управляемый» (1891), – которые направляет на рассмотрение в столицу. В 1887 году по приглашению Столетова он лично приезжает в Москву, чтобы представить доклад о новом виде аэростата на заседании Физического отделения Общества любителей естествознания в Политехническом музее, где присутствовал и Николай Жуковский. Однако при том, что теоретические выкладки Константина Циолковского были высоко оценены, сочтены за то, что имеет место быть для развития будущего российской, прежде всего авиационной науки, реальной поддержки Циолковский получить не смог. Стесняясь, ко всему прочему, своей природной глухоты, испытывая на себе насмешки людей там, где он проживал, имея сложные отношения с родными и вдобавок ко всему столкнувшись с коммуникационным вакуумом между ним и научным обществом, Циолковский хоть и не замкнулся в себе, не бросил свои научные труды, но оделся в броню гордости, оградившись от связей с другими учеными. Так эти и многие другие его научные разработки оставались в тени, спрятанные от посторонних глаз. Только потом, когда «всеобщая» наука эволюционно дошла до того, что предсказывал Циолковский, значение его работ было оценено действительно по достоинству.
Пока же у России, видимо, не было иного пути, кроме как обрести один сильный разум, способный взять эту область науки в свои руки и самостоятельно начинать выводить ее из тени, ведь света требовало время. И посчастливилось нам, что такой разум уже был в нашей стране. И он верно приступал к своему делу.
Выше
«О крыльях, о кружении вихревом, о беге волн… <…> Как хорошо, что есть такие люди!»
Первая строчка стихотворения поэта и переводчика Сергея Городецкого, посвященного Николаю Жуковскому, поразительно точно описывает вихрь научной мысли великого ученого. Этот вихрь был с ним всегда и был чрезвычайно плодотворен. Но внутреннее чутье подталкивало все же Жуковского стараться организовывать течение своей научной мысли так, чтобы она придерживалась нужного русла, порог за порогом преодолевая расстояние, отделявшее науку того времени от всех тех научных достижений, что мы имеем сейчас. Так Жуковский поэтапно поднимался все выше и выше…
Вернувшись из первой заграничной поездки и явно чувствуя свою очарованность вопросами «летания», Николай Жуковский все же решает пока уделить большее внимание другим научным вопросам, как вскоре станет для всех ясно, не менее важным для будущего нашей страны и вообще мира, мировой науки. Все будет не зря. Все труды его сольются в единый поток и приведут к тем стенам, что ждали именно Жуковского. Он найдет в них нужную дверь, дверь в будущее.
Так, теоретическая механика ожидала своего путеводителя в «новый свет», непознанный и значимый. В ней находило применение заложенное в Николае Жуковском стремление к углубленному познанию природы через построение механических моделей происходящих в ней и технике процессов, к научным обобщениям и выводам. Но в то же время Жуковскому была важна и реальность всех теорий, то есть возможность превратить их в конкретный практический результат, как-то воплотить в жизнь.
Н. Е. Жуковский на испытании первых мотоциклов.
Механика же в целом как наука занимается изучением движения тел и взаимодействия между ними. Все дети начинают свое познание мира с того, что восторженными глазами наблюдают за движением игрушек над колыбелькой, колесиками детской машинки или же за движением большого автомобиля на улице. Их завораживает то, как ручка или карандаш, соприкасаясь с листком бумаги, создают линии, и многое другое. Ученые же в такого рода познании обнаруживают фундаментальную азбуку для многих других наук. Так, механика делится на множество разделов, таких как кинематика (изучает математическое (с помощью алгебры, геометрии и т. д.) описание механического движения тел без учета причин, вызывающих это движение (масса и т. п.)), динамика (изучает причины возникновения механического движения), статика (изучает условия сохранения равновесия механических систем под действием сил или моментов), механика машин и механизмов и другие. Многие разделы бывают тесно связаны с другими разделами или же могут полностью в себя включать тот или иной раздел. Например, механика сплошных сред содержит в себе механику деформируемого твердого тела, гидромеханику, газовую динамику, которые, в свою очередь, включают в себя более узкие разделы – теорию упругости, теорию пластичности и т. д. Таким образом, каждый раздел механики как фундаментальная теоретическая основа способен лечь в основу других наук, которые могут быть применены и в жизни. Именно в этот фундамент вложил свой гений и свои труды Николай Жуковский.