То, что для различных задач науки о движении жидкостей – гидродинамики- не удавалось находить общих решений, объяснялось их трудностью и своеобразием. Уже после смерти Менделеева, рассказывая на первом Менделеевском съезде по общей и прикладной химии в 1907 году о его гидродинамических исследованиях, крупнейший русский гидродинамик Н. Е. Жуковский подчеркивал, что даже в то время исследователь все еще не мог «без опыта сделать выбора между различными теоретически возможными течениями, которые могут образовываться около рассматриваемого тела». Эти течения могут привести к застою жидкости перед носом и кормой, могут дать струи, сходящие с тела, могут образовать вихревые кольца и т. д.
«Только прямой и твердый опыт укажет теоретику, с какой задачей гидродинамики он имел дело и в каком смысле должен он рассматривать явление».
Разочарование в несовершенствах гидродинамики Менделеев высказывал в своей книге весьма непосредственно: «Надобно было думать, что в применении к кораблестроению и кораблевождению вопрос разработан с полнотою. Оказалось, что корабли строят и до сих пор ощупью, пользуясь многоразличною практикой, а не расчетом, основанным на теории или на опытах сопротивления. В таком деле, как плавание по воде, это и возможно. Опыт веков уже велик, а ощупью, догадкою и наблюдательностью можно улучшить то, что давно существует. Не таково воздухоплавание. Опыты полета, за исключением аэростата, который до сих пор не властелин, а раб ветров, поныне были, как известно, еще мало успешны. А между тем птицы летают, аэростатом уже сумели бороться противу слабого ветра, а потому есть уверенность и в том, что когда-либо достигнут и полной победы над воздухом, станут управлять полетом. Только для этого, очевидно, необходимо точно знать сопротивление воздуха, хотя бы настолько, чтобы им воспользоваться для первых, пока грубых, попыток борьбы с атмосферою… Недостаточность опытных данных о сопротивлении среды для полного решения задачи воздухоплавания, однако, столь очевидна, что я считал невозможным умолчать о неизбежной необходимости новых точных опытов, о их цели, о необходимых приемах и средствах, для выполнения их нужных».
Кстати сказать, ряд «новых точных опытов» Менделеев поставил сам и доложил о них в декабре 1879 года в общем собрании Русского физико-химического общества. И здесь он оставался верен себе. Главная цель его выступления заключалась отнюдь не в том только, чтобы доложить результаты интересного эксперимента, одного из многих в длинном ряду исследований падения тел в жидкостях. Он, заставляя крупные шары и бисер опускаться в спирте, воде и нефти, сделал из своих наблюдений множество ценных выводов. Но вывод, которым он больше всего дорожил, – ото вывод о громадном значении и широчайшей приложимости затронутой им области знания. От кораблестроения и воздухоплавания – до физиологии, изучающей движение соков в сосудах. И здесь Менделеев выступал как пламенный инициатор и вдохновитель новых работ. «Вообще недостаток опытных исследований явлений сопротивления составляет, по мнению Менделеева, – говорит сухая протокольная запись заседания физико-химического общества, – причину недостатка теоретических сведений об этом предмете, почему он не излагался в обычных курсах механики и физики, даже в обширных, а этот недостаток препятствует успехам мореплавания и воздухоплавания, которые, равно как многие теоретические области, выиграют от решения задач сопротивления. Поэтому г. Менделеев обращает внимание физиков и химиков на опыты и измерения, касающиеся сопротивления, так как многие из них легко доступны каждому».
Что касается его книги «О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании», то это подлинная энциклопедия метода исследований в этой труднейшей области. Именно поэтому книга эта сохраняет
неувядаемую свежесть вплоть до наших дней. Сейчас уже о ней нельзя сказать, как говорил еще Жуковский, что она «может служить основным руководством для лиц, занимающихся кораблестроением, воздухоплаванием или баллистикой». Наука двигается в наши дни гигантскими шагами. Но до сих пор продолжают жить и развиваться методы исследования, отобранные, критически проанализированные и усовершенствованные Менделеевым в его монографии.
Менделеев внес, например, ряд новшеств в «способ круговращения», то есть метод измерения вязкости жидкостей по скорости раскручивания подвешенного на нити диска. Мы встречаемся ныне с этим методом повсюду – и в лабораториях и на производстве – при измерении вязкости и масел и расплавленных металлов и проч.
«Способ тяги», который Менделеев разработал со всей полнотой, нашел практическое приложение при создании в Петербурге Морского опытового бассейна, построенного по идее Менделеева, на что ссылался в своих воспоминаниях академик А. Н. Крылов. Этот бассейн был устроен так, что над ним двигалась тележка, к которой прикреплялась испытываемая модель судна. В этом опытовом бассейне академик А. Н. Крылов вместе с адмиралом С. О. Макаровым изучали условия непотопляемости судов. Эти опыты составили эпоху в мировом кораблестроении.
Менделеев предложил в своей работе применить для изучения сопротивления воздуха «весовой способ», который до тех пор применялся только для определения скорости течения рек. Этот способ состоит в подвешивании испытываемой модели в потоке газа и жидкости к пружинным весам. «До сих пор прием этот еще мало разработан, и если я упоминаю о нем, то имею в виду главным образом обратить внимание последующих наблюдателей на этот способ», – писал Менделеев. Достаточно взглянуть на гигантские «воздушные весы», с помощью которых в научно-исследовательских институтах определяется сопротивление отдельных частей самолетов и даже целых самолетов в аэродинамических трубах, чтобы с уверенностью сказать, что «последующие наблюдатели» полностью посчитались с менделеевскими указаниями.
Таков был корень, от которого шли столь многие побеги.
А вошедшие в книгу результаты прямых менделеевских опытов измерения трения жидкости о равномерно движущиеся цилиндрические поверхности! Предшественниками скольких проектов форсунок, разбрызгивающих нефть в топках котлов, скоростных турбин и газопроводов стали они! Между тем эти работы упоминаются в списке творений Менделеева самым мелким шрифтом, как выполненные «между делом». В действительности они относились к одному из главных дел его жизни, которое он видел в том, чтобы будить творческую активность русских исследователей во всех областях науки и техники, с которыми только ему удавалось соприкоснуться. Он отводил себе в медленном процессе роста науки и промышленности роль фермента – погонщика, ускорителя, регулятора[49].
На этой почве произошло знаменательное столкновение его с главой крупнейшей нефтяной компании, владетельным нефтяным бароном, родным братом динамитчика мировой известности – Людвигом Эммануиловичем Нобелем.
Прошло совсем немного времени с того дня, когда младший член династии, Роберт Нобель, с благословения Людвига Нобеля, начал развертывать свои первые нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие предприятия в Баку. Однако за какие-нибудь пять лет «Товарищество нефтяного производства братьев Нобель» успело выдвинуться в ряды крупнейших нефтяных объединений. Братьям Нобель можно было отказать во многих достоинствах, но только не в чуткости слуха. У нефтяных колодцев – Менделеев был прав – действительно оказалось золотое дно. Менделеев был прав, повидимому, и во всем остальном, чему он учил промышленников. Передовая фирма не скрывала, что к хорошим советам она всегда охотно прислушивается.
В 1909 году а Петербурге на веленевой бумаге, с рисунками известных художников был издан литературный памятник тридцатилетию фирмы – роскошный том, посвященный восхвалению деятельности товарищества и жизнеописанию его основателей. Хорошо оплаченный анонимный обозреватель достижений фирмы, не очень заботясь о том, чтобы связать все концы и начала, сообщал, что «каждое новое изобретение или даже просто удачно поданная мысль в русской или иностранной литературе, касавшаяся обработки или применения нефтяных продуктов, немедленно подвергалась проверочным опытам» в лабораториях фирмы и что в результате «здесь получили свое начало многие самостоятельные идеи, осуществленные затем в заводском производстве».
49
Комментируя эти свои работы, сам Менделеев писал: «Если мне не под силу было дать дальнейшее движение таким важным вопросам, как все вышеуказанное, то я по крайней мере стараюсь облегчить путь дальнейшим деятелям, собрав здесь все, что я считаю важным, и указав те способы опытного исследования, какие, по моему мнению, могли двинуть дело далее, чем при современном состоянии знания о сопротивлении среды».