Создание теоретических и экспериментальных основ аэродинамики. 
Вклад отечественных ученых — Н.Е. Жуковского, С.А Чаплыгина и др

Летчик должен овладеть этой наукой для того, чтобы сознательно управлять самолетом, т. е. сознательно выполнять требования инструкции по пилотированию самолета и глубже понять суть физических процессов, происходящих в полете. Знание аэродинамики необходимо и для самостоятельного принятия правильного решения в той или иной нестандартной ситуации, связанной с пилотированием самолета. Кроме того, знание основ аэродинамики позволяет летчику эффективно использовать возможности пилотируемого самолета, не снижая безопасности полетов. Без знания аэродинамики невозможно спроектировать, изготовить и грамотно эксплуатировать самолет, отвечающий заданным техническим требованиям. Ведущее место в создании научнойбазы, позволяющей проектировать надежные летательные аппараты, принадлежит нашим отечественным ученым, среди которых немало знаменитых имен. Огромное влияние оказала на развитие всей русской науки разносторонняя научная деятельность первого русского академика М. В. Ломоносова (1711—1765 гг.). Он в своей работе «Рассуждение о твердости и жидкости тел» впервые вывел всеобщий закон сохранения вещества и высказал идею о законе сохранения энергии, положив тем самым начало интенсивному развитию механики в целом. Одновременно с М. В. Ломоносовым в Петербургской академии наук работали основоположники гидродинамики Л. Эйлер (1707— 1783 гг.) и Д. Бернулли (1700—1782 гг.). Л.

Эйлер создал математические методы решения задач гидродинамики, разработал теорию так называемой идеальной (лишенной вязкости) жидкости, давшую много ценного для теории и практики в области гидродинамики. Д. Бернулли в 1738 г. издал свою фундаментальную работу & quot;Гидравлика", в которой он установил связь между высотой, давлением и скоростью в потоке идеальной жидкости, тем самым он положил начало прикладной гидродинамике. К концу XIX века гидродинамика обладала развитым математическим аппаратом, который был использован в начале развития аэродинамики.

Однако благодаря особым свойствам газов (сжимаемости, малой вязкости и др.), а также различной направленности в вопросах технического применения гидравлики и аэродинамики последняя с конца XIX века стала развиваться как самостоятельная наука. Этому во многом способствовало и развитие экспериментальной аэродинамики, без которой немыслимо было бы развитие авиации. Здесь в первую очередь следует отметить работы великого русского химика Д. И. Менделеева (1834—1907 гг.) и крупного ученого-изобретателя К. Э. Циолковского (1857—1935 гг.).В 1880 г. Д. И. Менделеев на основе опытов, проведенных в лаборатории Петербургского университета, написал свой замечательный труд «О сопротивлении жидкости и воздухоплавании». Н. Е. Жуковский позже писал: «Русская литература обязана ему капитальной монографией по сопротивлению жидкостей, которая и теперь может служить основным руководством для лиц, занимающихся кораблестроением, воздухоплаванием и баллистикой» .Д. И. Менделеев содействовал работам изобретателя первого в мире самолета А. Ф. Можайского (1825—1890 гг.).С именем К. Э. Циолковского связана история развития реактивного движения. В 1903 г. в работе & quot;Исследование мировых пространств реактивными приборами" он впервые обосновал возможность полета в межпланетное пространство и вывел законы движения ракет. Научные интересы К. Э. Циолковского были разнообразны.

Он задолго до полетов братьев Райт предложил схему самолета-моноплана. Ему принадлежит изобретение дирижабля с металлической оболочкой, изменяющей свой объем. К. Э. Циолковский построил аэродинамическую трубу, в которой впервые в мире применил решетку для выпрямления потока. Самый блестящий период развития аэродинамики связан с научной деятельностью Н. Б. Жуковского (1847—1921 гг.). Ему принадлежат более 200 работ, имеющих первостепенное значение во всех областях механики и, главным образом, в области аэрогидродинамики. Он по праву считается основоположником современной теоретической и экспериментальной аэродинамики. Его глубокие идеи в этой области являются до сих пор актуальными. Знаменитая вихревая теория Н. Е. Жуковского о подъемной силе служит основой современной теории крыла самолета. Эта теория была разработана в его работе «О присоединенных вихрях» (1906 г.), которая создала ему всемирную известность.Н. Е. Жуковский является также автором вихревой теории гребного винта (1912 г.). Эта теория является одним из важнейших вкладов в теоретическую аэродинамику и охватывает все случаи работы воздушного винта.Н. Е. Жуковский является также основоположником динамики полета — науки о законах движения летательного аппарата под действием внешних сил. В работе «О парении птиц» (1892 г.), в которой он доказал возможность осуществления в воздухе «мертвой петли», а также в последующих работах были заложены основы динамики полета. По инициативе Н. Б. Жуковского в 1918 г.

был создан Центральный аэрогидродинамический институт — ЦАГИ. Вокруг Н. Е. Жуковского сплотилась большая группа талантливых учеников, многие из которых во главе с С. А. Чаплыгиным впоследствии стали крупными учеными в различных областях авиационной науки. Велика роль Н. Е. Жуковского в деле создания авиации нашей страны. Отмечая его исключительные заслуга перед Родиной в области развития авиации, Н. Е. Жуковского называют «отцом русской авиации» .Весомый вклад в разработку основных проблем аэродинамики внес ученик и соратник Н. Е. Жуковского — академик С. А. Чаплыгин (1869—1942 гг.). Он впервые создал общий метод нахождения сил давления воздуха на крыло самолета при каком угодно его движении. Во всех прежних исследованиях предполагалось, что крыло движется поступательно с постоянной скоростью. В своих работах «Теория решетчатого крыла» (1924 г.) и «Схематическая теория разрезного крыла» (1922 г.) С. А. Чаплыгин впервые предложил и теоретически обосновал механизированные крылья, которые получили применение в авиации всех стран.

Им была выявлена зависимость между сопротивлением крыла и его удлинением. Докторская диссертация С. А. Чаплыгина «О газовых струях» (1903 г.) явилась основой аэродинамики больших скоростей (газовой динамики). Эта работа получила достойную оценку лишь через 30 лет после опубликования и имеет выдающееся значение в деле создания современных скоростных самолетов. Большой вклад в развитие аэродинамики внесли и другие ближайшие ученики и последователи Н. Е. Жуковского. Развитию и усовершенствованию конструкции вертолета во многом способствовали работы Б. Н. Юрьева и Г. Х. Сабинина. Теория индуктивного сопротивления крыла была развита в работах Б. Н. Юрьева и В. В. Голубева.В.П. Ветчинкин разработал методы расчета винта при любых режимах. Он первый из отечественных ученых разработал также основы и методы расчета самолета на прочность. Исключительно большая роль в изучении устойчивости и управляемости самолета принадлежит В. П. Ветчинкину и его ученику В. С. Пышнову. Важные исследования по динамике полета провели также отечественные ученые А. А. Дородницын, В. С. Ведров, И. В. Остаславский, Г. С. Калачев и др. Динамика полета в настоящее время является стройной, постоянно обновляющейся наукой, позволяющей решать различные задачи, связанные с исследованием важнейших характеристик самолета на всех этапах его создания. Теоретические и экспериментальные исследования в области динамики полета позволяют успешно решать задачи, связанные с созданием в нашей стране нового поколения авиационной техники.

Заключение

.

Развитие аэродинамики во многом обязано развитию родственной ей, но более старой науки — гидродинамики, изучающей законы движения жидкостей. Жидкости и газы по своей физической структуре имеют много общего. С точки зрения механики особенностью газообразного тела, отличающей его от жидкого, является способность газообразного тела значительно изменять свой объем и, следовательно, плотность при изменении давления и температуры. В 1902 г. выдающийся русский ученый С. А. Чаплыгин доказал, что если скорость потока газа меньше 0,5 скорости звука, то сжимаемость газа незначительна и ею практически можно пренебречь. Таким образом, в аэродинамике малых скоростей законы механики одинаково применимы как к газу, так и к жидкости. Но при скоростях, близких к скорости звука и больших, сжимаемость газа заметно начинает влиять на характер обтекания тела и пренебрежение ею может привести к серьезным ошибкам в расчетах. Изучение аэродинамики больших скоростей привело к созданию ряда самостоятельных дисциплин. Разделы прикладной аэродинамики и динамики полета, которые изучают вопросы, связанные в большей степени с особенностями летной эксплуатации, устойчивости, управляемости и техники пилотирования конкретного типа самолета, называются практической аэродинамикой данного самолета.

Список литературы

Николаев Л. Ф. Основы аэродинамики и динамики полета транспортныхсамолетов. — М.: Транспорт, 1997. — 332 с. Мхитарян А. М. и др. Динамика полета. -.

М.: Машиностроение, 1978. — 422 с. Лигум Т. И. Аэродинамика и динамика полета турбореактивныхсамоле-тов. -.

М.: Транспорт, 1979. — 319 с. Николаев Л. Ф. Аэродинамика и динамика полета транспортных самолетов. — Москва: Транспорт, 1990. — 392 с. Аэрогидромеханика/ под ред.

Мхитаряна А.М. — Москва: Машиностроение, 1984. — 352 с. Аэродинамика и динамика полета транспортных летательных аппаратов.

Кн. 1. Аэродинамика/ под ред. В. Е. Касторского. ;

Рига: РКИИГА, 1968. — 457 с. Аэродинамика и динамика полета транспортных летательных аппаратов.

Кн. 2. Динамика полета/ под ред. В. Е. Касторского. — Рига: РКИИГА, 1970.

— 624 с.