Здесь названы далеко не все направления деятельности ученых ЦАГИ. Да это и невозможно было бы сделать. Можно лишь сказать, что именно в тридцатые годы отечественная авиация вышла на ту дорогу, которая позднее привела к современным сверхзвуковым самолетам и авиационным комплексам. А каждый крупный шаг в прогрессе этой отрасли техники сопровождался рождением всякого рода «барьеров», и их необходимо было преодолевать, ибо без этого нельзя было идти по пути дальнейшего повышения летных качеств крылатых машин.
Возрастание скорости сопровождалось существенным увеличением сопротивления. На больших скоростях воздух оказывал самолету куда большее сопротивление, нежели на малых, — тех, с которыми летали самолеты в десятых—двадцатых годах. Первая реакция ученых и конструкторов на это — сделать гладкой обтекаемую поверхность, поскольку различные шероховатости, клепка не «впотай», гофрированные поверхности крыльев и т. п. — все это способствовало еще большему возрастанию сопротивления трения.
Но этим проблема не исчерпывалась. Необходимо было глубоко вникнуть в сам процесс обтекания, изучить поведение пограничного слоя воздушного потока и его взаимодействие с обтекаемой поверхностью.
Длительные теоретические исследования пограничного слоя привели к созданию теории сопротивления трения и его зависимости от сжимаемости воздуха. Весом вклад в эти исследования А. А. Дородницына, Л. Г. Лойцянского, Г. И. Петрова, К. К. Федяевского.
Г. И. Петров в одной из своих работ осветил условие перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный. В настоящее время многие исследования такого перехода идут именно в указанном им направлении. Понимая трудности теоретического решения проблемы, Г. И. Петров обратился к эксперименту и создал «летающую лабораторию». В 1939 году и летом следующего года он вместе со своими сотрудниками предпринял в полетах на самолетах ДБ‑3 и «Нортроп» очень важные исследования положения области перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный и изучение с помощью термоанемометра распространения колебаний в пограничном слое и внешнем потоке около профилей крыльев. Эти интереснейшие работы были сравнительно недавно обнаружены среди отчетов ЦАГИ.
Параллельно с развитием теоретических исследований по динамике движений невязкого газа развивались и методы расчета пограничного слоя в сжимаемой жидкости. Решающее значение имело при этом предложенное А. А. Дородницыным преобразование, сводящее эту задачу к соотношениям, математически эквивалентным уравнениям пограничного слоя в несжимаемой жидкости.
Ламинарное течение характеризуется отсутствием перемешивания между соседними слоями воздуха. Турбулентное же течение более неспокойное, возмущенное, дает заметно больший коэффициент трения. В природе большая часть течений турбулентна. Для достижения высоких скоростей полета надо стремиться к тому, чтобы при обтекании самолета пограничный слой сохранял ламинарность. И вот во второй половине тридцатых годов родилась идея специальных «ламинаризированных» профилей крыльев, а затем и обводов фюзеляжей. Такие профили были разработаны в ЦАГИ учеными, тесно сотрудничавшими с ТГ, — К. К. Федяевским и И. В. Остославским. Коэффициент лобового сопротивления таких профилей оказался значительно меньшим, чем у обычных. Одновременно шли работы и по ламинаризации обводов фюзеляжей. Эти работы возглавлял Г. П. Свищев.
Нельзя не сказать и о теории волнового сопротивления, которую успешно развивали ученые ЦАГИ. Обширные физические исследования обтекания профилей крыльев на околозвуковых режимах позволили яснее понять природу волнового сопротивления. Выяснилось, что оно связано с возникновением на поверхности профиля так называемых скачков уплотнения и их постепенным развитием по мере скорости роста. Заслуга в этом принадлежит в первую очередь С. А. Христиановичу и другим ученым.
Выдающиеся теоретические достижения ученых ЦАГИ, полученные ими в тридцатых годах, оказались, в сущности, фундаментом того здания аэродинамики больших скоростей, которое было возведено уже в послевоенные годы. Особую роль здесь сыграла работа Сергея Алексеевича Чаплыгина «О газовых струях», выполненная им еще в начале века. Но о ней речь впереди.
В начале тридцатых годов Чаплыгин участвует во многих научных собраниях. Его можно было видеть в клубе имени Кухмистерова (ныне Театр имени Гоголя), в президиуме первого Всесоюзного съезда научно-технического общества гидравликов и гидротехников. С успехом проходит в ЦАГИ основательно подготовленная первая Всесоюзная конференция по аэродинамике. На пленарных заседаниях только от института выступили десять ведущих сотрудников, в том числе представители ТГ. На секционных заседаниях прослушано тридцать девять докладов. Важное сообщение о современном состоянии аэродинамических труб и перспективах их развития сделал Б. Н. Юрьев. Обсуждался вопрос о строительстве больших скоростных труб. Сергей Алексеевич участвовал также во втором Всесоюзном математическом съезде, в большом совещании по аэрофотосъемке, первой конференции по изучению стратосферы...