В «Присоединенных вихрях» Николай Егорович не только излагал теорему и приводил ее доказательства. Что самое важное и ценное, — в этой работе предлагалась чрезвычайно простая, понятная и удобная формула расчета подъемной силы. Она включала в себя три сомножителя: плотность воздушного потока, его скорость и величину циркуляции (академик Л. С. Лейбензон называет ее циркуляцией скорости).
Правда, если с двумя величинами из трех с самого начала было все ясно и они легко поддавались измерению, то с третьей величиной дело обстояло иначе. Упрощенно говоря, было трудно сказать что-либо определенное о причинах и характере циркуляции и в связи с этим о том, как распределяются скорости потока по контуру тела (крыла).
Николай Егорович нередко приходил к Чаплыгину в его квартиру на Пречистенке. Одна из последних встреч накануне очередного двенадцатого съезда русских естествоиспытателей и врачей произошла осенью 1909 года. Когда Жуковский вошел, Сергей Алексеевич сидел за столом и что-то писал, низко склонив над листом крупную, рельефную голову. Это была характерная для него рабочая поза, объяснявшаяся тем, что серые с голубизной глаза его были разные: один близорукий, другой дальнозоркий. Отрываясь от работы, он встречал собеседника удивительным взглядом: один глаз был больше и ярче другого, лицо некоторое время сохраняло выражение полной отрешенности...
Начали они беседу, сидя лицом к лицу, а закончили, как бывало не раз, отвернувшись друг от друга. Нет, конечно: никакого даже намека на ссору или размолвку. Просто они оба увлекались, начинали пальцами писать формулы в воздухе и в поисках свободного места на воображаемой доске крутились на стульях.
Сергей Алексеевич запомнил эту встречу. Вероятно, она оставила след в памяти потому, что именно тогда состоялся серьезный разговор о сформулированной Жуковским теореме подъемной силы, привлекший внимание Чаплыгина к нерешенной задаче количественного определения величины циркуляции. Разговор, который закончился откровенным признанием Николая Егоровича.
— Как вычислить величину циркуляции, я, к сожалению, не знаю...
После такого длинного отступления нам следует вернуться на съезд русских естествоиспытателей и врачей, на то заседание секции воздухоплавания 2 января 1910 года, на котором Жуковский докладывал о тогдашнем состоянии аэродинамики (полное название доклада такое: «Современное состояние аэродинамики в связи с воздухоплаванием»).
Как всегда, Жуковского слушали с неослабным вниманием, Чаплыгин — тоже: ведь Николай Егорович говорил о том, что с некоторых пор овладело помыслами и его самого, то есть о природе подъемной силы крыла, других теоретических вопросах, возникших в связи с развитием воздухоплавания («воздухоплавание» — термин традиционный; на заседании секции речь шла о летательных машинах тяжелее воздуха). Говорил, подводя итоги сделанному и намечая программу дальнейших исследований.
Чаплыгин сидел, по обыкновению наклонив голову и смежив веки. Казалось, он дремал. На самом же деле мозг его трудился с полной нагрузкой. Сергей Алексеевич не умел просто слушать, то есть пассивно воспринимать информацию, если она касалась предметов, близких его собственным научным исканиям. Услышанное он тут же пропускал через свой «аналитический аппарат», подвергал своеобразной проверке на точность и «прочность». Потому-то мимо его внимания не могла проскользнуть ни одна ошибка или просто неточность, будь то неверный знак в формуле или даже самый малозаметный изъян в чьих-либо логических построениях. Сергей Алексеевич, будто очнувшись, открывал глаза и негромко указывал коллеге на погрешность. Не ускользали от его внимания и те затруднения, с которыми обычно сталкивается ученый, когда в теории не все до конца ясно.
Вот и сейчас он, думая над словами учителя, вновь и вновь мысленно строил профили крыльев с набегающими на них потоками. Что-то мучило его, не давало покоя.
Как поток обтекает крыло в случае определенной физической идеализации, а именно для модели течения идеальной жидкости? На поверхности крыла поток разделяется на два «рукава», один уходит вверх и обтекает переднюю закругленную часть, другой уходит вниз и обтекает нижнюю часть, имеющую острую заднюю кромку. Затем над крылом они соединяются и текут в одном направлении. Как известно из гидродинамики, при обтекании острой задней кромки скорость потока становится бесконечной. Но это физически невозможно! Значит, поток не может обтекать заднюю кромку, а должен плавно сходить с нее. Да, не обтекать, а именно сходить. Тогда циркуляция должна иметь такую величину, чтобы обеспечить плавный сход потока с задней кромки.