В нас, студентах, Б.Н. Юрьев старался пробудить любознательность, развить стремление к научной работе и обязательному сочетанию теории и практики. Он от души радовался успехам, а в случае неудач и разочарований старался всегда подбодрить. Для нас он был живым примером успешного становления ученого и конструктора.
Когда я серьезно занялся изучением зарубежных работ по аэродинамике, то с удивлением обнаружил, что в них нет упоминания о теореме подъемной силы Н.Е. Жуковского и его знаменитой формулы Y = rvГ. Вместо этого традиционно указывается условие Кутта-Жуковского. Немецкий ученый В.М. Кутт в своих исследованиях только приблизился к определению подъемной силы через циркуляцию скорости, но в литературе по аэродинамике упоминается на первом месте. Когда я поделился своим возмущением с Борисом Николаевичем, он сказал, что, к сожалению, дискриминация достижений российских ученых — обычное явление в мировой науке. Поэтому трудно переоценить работу Б.Н. Юрьева по созданию беспристрастной истории авиационной науки и техники в возглавляемом им отделе Института истории естествознания и техники Академии наук СССР.
Во время многочисленных встреч с зарубежными учеными и авиаконструкторами я всегда видел их стремление превозносить свои достижения и весьма сдержанно оценивать наши. Резоны западных коллег понятны. Непонятно другое — почему такую же позицию часто занимают и представители наших средств массовой информации. Если раньше они были не всегда объективны, расхваливая отечественную авиационную технику, то сегодня необъективность заключается в замалчивании наших достижений, несомненно существующих несмотря на сложные экономические условия.
Эту позицию часто разделяют и представители официальной науки. Судите сами: десять лет назад 100-летие Б.Н. Юрьева отмечалось куда более торжественно, чем 100-летие другого нашего соотечественника и известного конструктора вертолетов И.И.Сикорского. Сейчас акценты сместились, и 110-летию И.И. Сикорского, которого в последнее время упорно называют американским авиаконструктором, было уделено гораздо больше внимания со стороны прессы и чиновников от науки. Но я надеюсь, что время все расставит по своим местам.
Евгений РУЖИЦКИЙ
Об одной отечественной теории…
Талант выдающегося русского ученого, академика Бориса Николаевича Юрьева был поистине многогранен. Наряду с теоретической, прикладной и экспериментальной аэродинамикой, в которой он достиг исключительных успехов, его увлекали техническая механика, электро- и радиотехника, ракетная техника, астрономия, философия и история техники. Но наибольший вклад он внес в теорию и практику вертолетостроения, особенно в теорию воздушных винтов.
С юных лет Борис Николаевич был увлечен аппаратами вертикального взлета. Роман Жюля Верна «Робур-Завоеватель», где описывался летательный аппарат с воздушными винтами, произвел на него неизгладимое впечатление и определил дальнейшую судьбу юноши.
Гениального Леонардо да Винчи и студента Московского императорского технического училища Бориса Юрьева разделяют века. Но именно студенту Юрьеву удалось воплотить идею великого итальянца в своих работах, которые он начал еще в студенческом аэродинамическом кружке, руководимом профессором Н.Е. Жуковским.
Прежде всего, Юрьев столкнулся с необходимостью спроектировать и рассчитать несущий винт. В то время (шел 1910 год) не существовало инженерных теорий, позволяющих решить эту задачу. Позднее Б.Н. Юрьев в своей работе «История вертолетов» писал: «Основным вопросом для всей проблемы геликоптера был, естественно, вопрос о подъемной силе винтов… В то время имелась явно устаревшая теория винта постоянного шага, хорошо известная во всем мире теория С.К. Джевецкого, и ряд опытов Кучинского аэродинамического института».
Теория С.К. Джевецкого была разработана еще в 1897 году. В ее основу положен следующий прием: рядом цилиндрических сечений лопасть винта разрезается на отдельные элементы, каждый из которых может рассматриваться как изолированное крыло, обтекаемое плоскопараллельным потоком (гипотеза плоских сечений). Этот прием позднее использовался во всех теориях винта и получил название «теория элемента лопасти». Теория Джевецкого очень удобна для практических расчетов. По ней успешно рассчитывались воздушные винты самолетов. Однако она не учитывала подсасывающий эффект, поэтому оказалась совершенно несостоятельной в применении к несущим винтам. По словам Б.Н. Юрьева, «…целый ряд построенных в старое время вертолетов, рассчитанных по теории С.К. Джевецкого, не смог подняться в воздух. В этом отношении теория … нанесла огромный вред делу процветания вертолетостроения» (Б.Н. Юрьев. «Аэродинамический расчет вертолета»).
Рис. 1. Импульсная теория винта (поздняя редакция)
Подсасывающий эффект винта хорошо описывался струйной теорией идеального винта, в то время достаточно глубоко проработанной Фрудом, Финстервальдером, Жуковским. Уже была известна формула Н.Е. Жуковского для тяги воздушного винта в режиме работы на месте, позднее незаслуженно получившая название формулы Вельнера. Однако с инженерной точки зрения теория идеального винта была мало полезной, так как рассматривала не сам винт, а только место приложения тяги.
Борис Николаевич решил соединить обе теории. Вычислив тягу по каждой из них, можно составить уравнение, в котором устанавливается зависимость между скоростью в струе и характеристиками сечения лопасти. Это соотношение было названо им уравнением связи. Сначала Юрьев рассматривал работу винта по теории С.К. Джевецкого в идеальной струе, имеющей постоянную скорость в сечении. Его единомышленник, студент третьего курса Г. Сабинин предложил разделить струю на кольцевые струйки, поскольку скорости по ее сечению переменны. Совместными усилиями Юрьев и Сабинин разработали первую инженерную теорию, которая была высоко оценена Н.Е. Жуковским. Он отметил, правда, и ее недостаток — в ней не были учтены силы давлений в струе винта. Вскоре Н.Е. Жуковский изложил эту теорию в своих лекциях, назвав теорией Сабинина-Юрьева, и опубликовал в знаменитых «Теоретических основах воздухоплавания».
Наиболее трудным и важным моментом был вопрос о поджатии струи за винтом. Юрьев при расчете геликоптерных винтов принял это поджатие равным двум, что было близко к действительности. Позднее им с помощью Жуковского были получены теоретические соотношения для учета поджатия струи. «Вывод этот сделал нашу теорию вполне законченной, — вспоминал сам Юрьев. — Интересно отметить, что за границей в научной литературе споры о величине сжатия струи продолжались примерно до 1922 года».
В итоге уже в 1910 году кружковцы имели теорию (рис. 1), которая была применима к техническому расчету винтов и позволяла разработать как метод проектирования нормальных винтов, так и метод поверочного расчета винта заданной формы.