Понедельник, 20.11.2017, 19:54 Приветствую Вас Гость

ОРУЖИЕ

Меню сайта
Категории раздела
ОРУЖИЕ
Правовое регулирование, характеристики, техника стрельбы.
Авиация
Рыцари брони
Оружие славы
Морские истории
Охотничье оружие
Центральный музей ВС СССР
Юмор
Форма входа
Реклама
Главная » Статьи » Авиация

★ Давным-давно на берегах Невы

 Теплым августовским днем 1726 года большая толпа собралась у дома Шафирова, что на Васильевском острове, взятого недавно в казну государевым указом.

 Готовилось что-то необычайное.

 Из правительствующего сената, который еще помещался тогда на Петербургской стороне, принесли в дом трон с балдахином - тот самый, на котором покойный император Петр 1 принимал иностранных послов. Потом прибыла рота солдат с развернутым знаменем и музыкой. На балконе дома выстроились барабанщики и литаврщики.

 К трем часам дня из дома к воде потянулась вереница людей в пышных камзолах и париках.

- Академики,- пронеслось в толпе зевак.

 В то же время от противоположного берега Невы отчалила роскошно убранная баржа. Когда баржа пересекла реку, грянула музыка, зазвенели литавры - и императрица российская в сопровождении двух дочерей, наследника и свиты сошла на покрытую ковром лестницу.

 ... Трон стоял в зале перед средним окном.

 Первым с похвальным словом к императрице обратился академик Байер. Так как он говорил слишком пространно, выступавший после него академик Герман постарался сократить до минимума свою речь по истории геометрии и математических открытий.

 Но императрица слушала внимательно и не казалась утомленной.

 По окончании речей снова заиграла музыка, и все общество перешло в соседнюю залу, где был приготовлен стол с разными сластями и буфет со всякого рода винами. Государыня приветливо разговаривала с президентом новой академии.

- Я слышала, что несколько дней назад один из членов академии умер от внутреннего нарыва,- сказала она.

- Да, ваше величество. Николай Бернулли, возглавлявший кафедру механики.

- Это большая утрата. Говорят, он оказывал блестящие способности к математическим наукам.

- Отменные, ваше величество. Но его брат, занявший его место, не менее талантлив. Ему придется временно вести две кафедры - физиологии и математики.

- Покажите мне его.

- Вот он стоит. У правого окна.

- Этот? - изумилась императрица. - Но сколько же ему лет, что вы доверяете ему быть академиком по двум столь различным кафедрам?

- Двадцать шесть, ваше величество.


Даниил Бернулли (1700 - 1782)

 Вряд ли был когда-нибудь монарх, успевший сделать за свою жизнь столько, сколько сделал Петр Великий; но его незавершенные планы были еще грандиознее его дел. Многие из этих планов были забыты и похоронены, и лишь некоторые - осуществлены наследниками. Исполняя волю покойного супруга, вдовствующая императрица Екатерина Первая объявила об учреждении в Санкт-Петербурге Императорской Академии паук.

 С этого момента, в сущности, и начинается история русской науки.

 «Академия, - сказано в уставе этого учреждения, собственно называется собрание ученых людей, которые стараются познать и разыскивать различные действия и свойства всех на свете пребывающих тел, и чрез свое испытание и науку один другому показывать, а потом общим согласием издавать в народ».

 Но где взять этих самых «ученых людей»? Своих еще не было - нужно было приглашать из Европы. От президента новоиспеченной академии Блюментроста пошли письма к профессорам и знаменитостям разных стран..

 Вскоре начали поступать и ответы.

 Пришло письмо и из далекой Швейцарии, из Базеля. Автор его, прося о зачислении на кафедру естественных наук, добавлял: «Я прошу вас только не льстить мне по дружбе и сказать откровенно ваше мнение, хотя бы оно было и не в мою пользу. Я - молодой человек двадцати пяти лет, которые даже не дадут мне по некоторым чертам лица и малому росту, почему и думают, что я моложе, чем я есть на самом деле». Но Блюментрост знал, что этот молодой человек в шестнадцать лет уже был магистром философии, а в двадцать один год защищал диссертацию «О физиологии дыхания». Его работы по математике показывали, что он будет достоин славы своего отца и деда - знаменитых ученых. И имя Даниила Бернулли было включено в список членов Петербургской Академии наук.

 Из «всех на свете пребывающих тел» наибольший интерес молодого ученого вызвала движущаяся вода. «Месяцев шесть, как я приступил к сочинению очень полного трактата о законах движения воды, - пишет он в письме к секретарю академии в 1729 году. - Одна эта работа займет у меня почти день и ночь в продолжение всего времени, которое у меня остается по моему контракту... У меня теперь мысли так наполнены этим предметом, что я весьма бы желал иметь возможность, не отрываясь новыми занятиями, окончить работу так, как она представляется теперь в моем уме».

 В своей лаборатории Бернулли проводил бесконечные опыты: заставлял воду течь из отверстий, проделанных в сосуде на разной высоте, по трубам разной толщины и длины, устраивал фонтаны, но не для того, конечно, чтобы любоваться на них, а для того, чтобы замерить высоту столба и подсчитать скорость струи. Русские мастера, изготовлявшие по его чертежам всевозможные бочки, поршни, корыта и трубы, любили работать с маленьким швейцарцем. Он всегда был прост в обхождении, приветлив. Оставаясь верным республиканским традициям своей родины, он не представлял себе, чтобы с человеком можно было грубо обращаться только потому, что он родился среди крестьян. Эти дружеские отношения с мастерами сослужили ему хорошую службу - ведь в его опытах все оборудование должно было изготавливаться с максимальной точностью; а точно и искусно человек может исполнять порученное ему дело только тогда, когда он работает не за страх, а за совесть.

 Заседания академии происходили обычно по вторникам и пятницам. Если докладывать приходилось Бернулли, об этом всегда можно было догадаться зарэнее - в зале стояли бадьи с водой, корыта, поблескивали переплетения всевозможных труб.

 Вот он закончил теоретическую часть и подошел к гидравлическому прибору, стоящему на столе: ведро, в которое сбоку у самого дна вделан короткий отросток цинковой трубы. Конец отростка закрыт глухой крышкой, а немного не доходя до нее, вверх торчит стеклянная трубка.


Бернулли с гидравлическим прибором

- Вы видите,- поясняет опыт Бернулли,- что вода во всей системе - в ведре и в стеклянной трубке - стоит на одном и том же уровне. Я отмечаю этот уровень, завязав на трубке шелковую нить. Теперь я снимаю крышку с цинкового отростка. Вода в отростке начала течь, приобрела какую-то скорость, и уровень в стеклянной трубке стал намного ниже уровня в ведре. Это и доказывает, что давление движущейся жидкости на стенку меньше, чем давление жидкости неподвижной.

 Мастер в фартуке помогает Бернулли демонстрировать опыт подливает воду в ведро, чтобы сохранять там постоянный уровень. Бернулли закрывает цинковый отросток новой крышкой с маленьким отверстием посредине. Вода начинает течь медленнее, уровень в стеклянной трубке несколько поднимается, и снова в точном соответствии с теоретическими расчетами.

 Увлекшись объяснениями, молодой ученый не замечает, что концы его парика полощутся в воде. Его коллеги обсуждают доклад с не меньшим жаром. Иногда их ученые споры на латыни переходят в настоящую перепалку. Но люди, преданные науке, недолго помнят оскорбления, вылетевшие в запальчивости. Истина прежде всего а без столкновения мнений добыть ее невозможно.

 Другое дело - секретарь и библиотекарь академии Шумахер. Flagellum professorum - бичом профессоров - называл его впоследствии Ломоносов. Он помнит все мелкие обиды плетет интриги, досаждает академикам несправедливыми придирками, старается поссорить их между собой. «По некоторым обстоятельствам,- пишет он президенту академии,- можно догадываться, что господин профессор Бурнулли очень будет смущен, если нарушить заключенный с ним контракт, почему и полагаю, что вы ничем лучше не накажете неуместную бойкость и заносчивость этого господина».

 И президент послушно выполнял все советы библиотекаря.

 Но несмотря на эти раздражающие помехи и обиды, Бернулли продолжал свой труд и именно в Петербурге проделал всю ту огромную экспериментальную и теоретическую работу, которая и составила содержание его знаменитой «Гидродинамики».

 Конечно, в наши дни книга эта не может иметь такого значения, как тогда, в начале 18 века. Многие задачи о движении жидкостей сейчас решаются более точно, многие вообще устарели. Техника развивается, возникают новые проблемы, решения которых никто не станет искать в старинной «Гидродинамике». И все же один закон, открытый Бернулли во время пребывания в Петербурге, сохранил и сохранит значение самого главного для любой движущейся жидкости или газа.

 Он так и называется закон Бернулли.

 С увеличением скорости потока давление его на стенку сосуда (канала) уменьшается, и наоборот, - вот в двух словах смысл этого закона,

 На первый взгляд закон кажется не совсем понятным. Вот мы поднимаем в воздух лист бумаги, держа его за углы, дуем на него (то есть увеличиваем скорость потока), и он послушно отклоняется. Значит, давление тоже увеличилось? Нет. Просто любой поток, наткнувшись на твердое тело, отдает ему кинетическую энергию своей скорости - эта энергия и отклоняет лист. Чтобы исключить такую передачу энергии, повернем лист и дунем вдоль него. Теперь энергия скорости не передается листу - на него действуют только давления. Пока воздух спокоен с обеих сторон листа, он висит отвесно. Но если мы начнем дуть, например, слева от него, он немедленно отклонится влево, в сторону струи, ибо давление там станет меньше. (Только не дуйте слишком сильно, а то лист отклонится настолько, что попадет под струю, загнется и снова начнет беспорядочно метаться под действием скоростного напора.)

 Для того чтобы увидеть закон Бернулли в действии, достаточно спуститься в ближайшую парикмахерскую. Пульверизатор - вот простейший гидравлический механизм, устроенный в соответствии с законом Бернулли. Пока воздух в горизонтальной трубке неподвижен, его давление равно атмосферному, - уровень одеколона в пузырьке остается таким же, как в вертикальной трубке. Но стоит парикмахеру нажать на грушу, как воздух в горизонтальной трубке приобретает скорость. Чем больше скорость, тем меньше становится давление воздуха в вертикальной трубке, вставленной в стенку горизонтальной. Атмосферное же давление, оставаясь постоянным, давит на остальную поверхность одеколона и вытесняет его в вертикальную трубку, где давление стало меньшим. Одеколон поднимается, секунда - и ваша голова окутана благоухающим облаком.

 Однако не всегда действие закона Бернулли связано с такими приятными ощущениями. Например, в девяностых годах прошлого века произошел такой случай. Эсминец обгонял крупный пассажирский пароход. Оба судна двигались на довольно большой скорости. Когда они поравнялись, промежуток между их бортами был вполне достаточным, чтобы мирно разойтись. Но вдруг случилось неожиданное. Будто неведомая сила надавила на эсминец, завернула его, несмотря на все усилия рулевого, и ударила о борт парохода. Наверно, пассажиры в первый момент подумали, что началась война или что капитан эсминца сошел с ума. Даже ученые эксперты не сразу поняли, что здесь проявился все тот же закон Бернулли. Дело в том, что, когда два судна движутся рядом с большой скоростью, вода между ними оказывается как бы заключенной в канал, образованный бортами этих судов. Неважно, что вода остается неподвижной, а движутся стенки «канала». Важно, что есть относительная скорость. Причем скорость эта вдоль внутренних бортов оказывается большей, чем вдоль внешних, ибо вода между судами стиснута их корпусами и стремится «вырваться». Поэтому суда, идущие рядом на большой скорости, как бы притягиваются друг к другу. Капитаны и штурманы теперь знают об этой опасности и не допускают такого сближения кораблей.

 А вот еще один пример. Когда строители рассчитывают здание на прочность, они обязательно должны учитывать силу ветра, давящего на стены и на крышу. Однако, вопреки всем расчетам, крыши домов часто срывало сильным ветром. Не продавливало, а именно срывало. Это снова, в соответствии с законом Бернулли, давление неподвижного воздуха внутри здания оказывалось выше давления воздуха, мчащегося снаружи, и поднимало крышу вверх, где ее и подхватывало ветром.

 «Гидродинамика» была издана в Страсбурге в 1738 году.

 Однако русская наука обязана Бернулли не только этой книгой, не только его участием в трудах академии и подготовке русских ученых, но и тем, что он в 1726 году настоял на приглашении еще одного молодого швейцарца - Леонарда Эйлера.

 В год прибытия в Петербург Эйлеру было девятнадцать лет. Умер он на семьдесят седьмом году жизни, оставив после себя огромное наследство 886 научных трудов в самых разных областях естествознания и математики. При этом надо учесть, что вторую половину жизни он работал будучи почти слепым. Его слава и авторитет были так велики, что княгиня Дашкова, назначенная в 1783 году Екатериной Второй на пост президента Российской академии, попросила Эйлера сопровождать ее при первом визите в собрание ученых мужей, чтобы «чувствовать себя более уверенно». Когда же кто-то из чванливых профессоров занял почетное место, к которому направился слепой ученый, она во всеуслышание заявила: «Господин Эйлер, садитесь где угодно. Где бы вы ни сели, ваше место всегда будет первым».

 «Эйлера функция», «Эйлера постоянная», «Эйлера углы»... Четырнадцать статей в Большой советской энциклопедии начинаются именем Эйлера. Его излюбленным приемом в науке было: взять какое-либо явление природы и попытаться облечь его в строгие математические формы. Будучи гениальным математиком, он не останавливался ни перед какими трудностями. Одной из сложнейших задач, решенных им, как раз и явилась система уравнений для потока жидкости. Он сумел математически описать поток - создал формулы, по которым можно было определить давление и скорость жидкости в любой точке потока, если заданы граничные условия.

 Правда, уравнения Эйлера были справедливы для так называемой идеальной жидкости; они не учитывали вязкости, потерь на внутреннее трение, не учитывали изменения удельного объема и температуры. Правда и то, что даже и в таком виде они были очень трудны для вычисления. Поэтому для решения практических задач часто было проще, например, построить модель трубопровода и испытать ее, чем рассчитывать по сложным формулам. Но ценность теории определяется не только ее сиюминутной практической полезностью. Прояснить картину явления природы, свести ее, пусть ценой упрощения, к нескольким наглядным закономерностям - вот ее главная задача. И может пройти очень много лет, прежде чем появятся какие-то практические результаты, которые в свою очередь потребуют дальнейшего развития и совершенствования теории. Гидродинамическая теория потока, созданная Бернулли и Эйлером, оставалась классической и непревзойденной в течение ста пятидесяти лет. Лишь на рубеже девятнадцатого и двадцатого веков техника развилась настолько, что смогла заявить науке: «Твоих данных мне недостаточно. Необходим следующий шаг».

 И шаг этот был сделан.




Категория: Авиация | Добавил: 16.05.2015
Просмотров: 489 | Рейтинг: 0.0/0
Поиск по сайту
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Реклама
Copyright MyCorp © 2017