Для подтверждения этого сошлюсь на слова академика С. А. Христиановича:
«История открытия законов полета — одна из наиболее драматичных в науке. Люди веками наблюдали полет птиц, но до начала нашего века все еще оставалось неясным, почему птицы при небольших силах и малых запасах энергии могут совершать длительные перелеты с очень большими скоростями». И далее: «Самое... замечательное в этой работе[3] — утверждение, что если профиль крыла имеет скругленную переднюю и острую заднюю кромки, то при его равномерном движении в жидкости устанавливается циркуляционное течение с непрерывно сходящим потоком у острой кромки. При этом возникает подъемная сила, пропорциональная углу атаки. Дальнейшие опыты показали, как устанавливается такое обтекание, и сделали гипотезу С. А. Чаплыгина почти совершенно очевидной. Таким образом была открыта основная особенность формы крыла!»
Впрочем, мемуар Чаплыгина заканчивался вопросами, которые составили программу последующих экспериментальных и теоретических исследований.
«Скажем несколько слов о том, в каком соотношении изложенная теория стоит, по нашему мнению, к явлениям, имеющим место при реальных условиях, — заканчивает мемуар Чаплыгин. — Первое существенное осложнение вносит трение воздуха о крылья. Эта причина служит источником задерживающей силы, направленной противоположно скорости движения, и нашей теорией совершенно не захватывается... Другое важное обстоятельство, на которое необходимо обратить внимание, — это несколько иной характер потока, устремляющегося на аэроплан, чем предположено в нашей работе. Так как крыло имеет конечную длину, то окружающий воздух не может двигаться плоскопараллельным потоком; его движение за пределами крыльев будет существенно отличаться от разобранного нами. Я полагаю, что на оконечность каждого крыла будет опираться сопутствующий ему вихрь, образующийся благодаря разности скоростей на нижней и верхней поверхностях крыльев».
Чаплыгин в последующих работах стремится развить заданный самим же вопрос. Его интересует учет влияния концов крыла, то есть решение задачи о силах, действующих на крыло в условиях не плоскопараллельного, а трехмерного потока. В разговоре со студентом В. Ветчинкиным, который всегда с великим старанием записывал лекции горячо любимого Николая Егоровича Жуковского, а также и самого Чаплыгина, Сергей Алексеевич заметил:
— Решение задачи о крыле конечного размаха представляет, по всей видимости, непреодолимые математические трудности, но я ясно представляю себе физическую картину вихрей, стекающих с концов крыла...
Сергей Алексеевич решил все-таки побороть «непреодолимые трудности».
Уже упоминалось его сообщение на заседании Московского общества воздухоплавания, датированное ноябрем 1910 года. Тогда он впервые дал представление о крыле конечного размаха, нарисовал картину вихрей, стекающих с концов крыла, сделал анализ природы поддерживающей силы. Это было начало. Осенью 1913 года он доложил о первых итогах своих исследований. Ему удалось приближенно решить задачу, связанную с крылом конечного размаха, получить формулы для подъемной силы и так называемого индуктивного сопротивления — силы, действующей против набегающего на крыло потока воздуха.
Об этом он говорил в Московском обществе воздухоплавания и на III Всероссийском съезде воздухоплавания, избравшем его почетным членом.
Эти работы заинтересовали Жуковского, однако продувки крыла конечного размаха в аэродинамической трубе Московского университета не подтвердили теоретических выкладок Чаплыгина. Оказалось, что силы, воздействующие на крыло в плоскопараллельном и трехмерном потоках, практически одинаковые. Не были обнаружены вихревые жгуты, которые, по предсказанию Чаплыгина, точнее, его расчетов, должны сходить с концов крыла.
И к разработке теории крыла конечного размаха Чаплыгин больше не возвращался. А между тем, как показало развитие событий, направление было выбрано Чаплыгиным верное и перспективное.
Прежде всего отметим, что тот же Ветчинкин довольно успешно применил, например, некоторые чаплыгинские данные по индуктивному сопротивлению в своем дипломном проекте при расчете устойчивости самолета, принимая во внимание действие сбегающих с крыла вихрей на хвостовое оперение. Известна также докладная записка, отправленная в мае 1916 года на имя помощника начальника управления Военно-воздушного флота по технической части за подписью Н. Е. Жуковского, Г. Лукьянова и В. Ветчинкина. В разделе, касающемся увеличения скорости и грузоподъемности аэропланов, авторы приводят результаты Чаплыгина по теории крыла конечного размаха, которые предполагают положить в основу экспериментальных исследований.