Сергей Чаплыгин: человек, опередивший время

В своей докторской работе «О газовых струях» (1903 год) Сергей Чаплыгин опередил время: в век тихоходной авиации, которая только начинала делать первые шаги, он предложил революционные методы исследования струйных движений газа при скоростях, приближающихся к скорости звука. И только через 30 лет эти знания стали использовать в авиастроении.

Начало большого пути

Сергей Чаплыгин родился в городе Раненбург Рязанской области: теперь этот населённый пункт назван именем учёного. Когда Сергей был маленьким, отец мальчика Алексей Тимофеевич умер от холеры, его вдова Анна Петровна вышла замуж во второй раз и вместе с ребёнком переехала к новому супругу в Воронеж. Там Сергей поступает в мужскую гимназию. 

Окончив гимназию с золотой медалью, Сергей поступает на физико-математический факультет Московского университета. В то время там трудится блестящий учёный, "отец русской авиации" Николай Жуковский. Именно по его просьбе Чаплыгин, получив высшее образование в 1890 году, остаётся в вузе, чтобы стать профессором. В этот период Сергей Алексеевич увлекается механикой и публикует свои первые труды о проблеме движения твёрдого тела в жидкости. Уникальность поднятых в этих работах вопросов приводит молодого учёного к фундаментальным открытиям в области построения общих уравнений механики. Позже, в 1899 году, за них Чаплыгину вручат почётную награду — большую золотую медаль Академии наук.

Дело жизни

В 1918 году судьба снова сводит Чаплыгина с Жуковским: Николай Егорович привлекает своего ученика к созданию Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ). Этот центр, по мнению историка Александра Голубева, стал делом жизни выдающегося учёного. В этот период учёный трудится над созданием крупнейших аэродинамических лабораторий ЦАГИ и там же, в институте, ведёт научно-теоретический семинар, который взрастил весь цвет советской механической науки. 

С. Чаплыгин сочетает научную работу с педагогической. С сентября 1895 года он преподает математику в Московском университете, а затем в Московском техническом училище. В 1898 году защищает магистерскую диссертацию "О некоторых случаях движения твердого тела в жидкостях", удостоенную Большой золотой медали Академии наук. В это же время он приступает к изучению движения газовых потоков.

В конце XIX века  начинает делать свои первые шаги практическая авиация. В то время самолеты строились лишь на основе интуитивных предположений. Никаких предварительных расчетов или экспериментов никто не производил. Отсутствие научной базы для самолетостроения и несовершенство конструкций явилось причиной большого числа авиационных катастроф. 

Как известно, жидкость практически несжимаема. Газы же, такие, например, как обыкновенный воздух, наоборот, легко подвергаются сжатию. В аэродинамике принято всякую несжимаемую жидкую среду называть просто жидкостью, а сжимаемую — газом. Оказалось, что при малых скоростях воздушный поток ведет себя как несжимаемая среда и потому может с определенным приближением называться жидкостью. С увеличением скорости потока такое приближение становится слишком грубым. Приходится рассматривать более сложную модель течения.

В своей докторской работе "О газовых струях" (1903 год) Сергей Чаплыгин  предложил революционные методы исследования струйных движений газа при скоростях, приближающихся к скорости звука.И только через 30 лет эти знания стали использовать в авиастроении.

Однако знания, полученные учёным, всё же пригодились и в современной авиации. Чаплыгин и Жуковский независимо друг от друга дополнили теорему Жуковского 1906 года, в которой содержалась формула подъёмной силы. А позже учитель и ученик сформулировали постулат Жуковского-Чаплыгина: он дал полное решение задачи о силах, воздействующих на обтекаемое крыло самолёта. Это стало настоящим прорывом! С тех пор самолёты больше не строились "на глаз". Ведь у авиаконструкторов появился точный инструментарий для проектирования крыла. Это значительно увеличило не только скорость крылатых машин, но и, что самое главное, их безопасность.

В дальнейшем Чаплыгин продолжает работать в этой области. Так, в 1913 году он представляет доклад с описанием новых знаний для конструирования крыльев, в 1914 — труд с базой для расчётов винтов, турбин и других лопаточных машин: от домашних вентиляторов до турбин современных самолётов.

За многочисленные заслуги перед наукой в 1924 году Сергея Алексеевича избирали членом-корреспондентом РАН, а в январе 1929 года — академиком Академии наук СССР. 1 февраля 1941 года в связи с пятидесятилетием научной деятельности Чаплыгину присваивают звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и Золотой медали "Серп и Молот". 

С началом Великой Отечественной войны ЦАГИ эвакуируют в Казань и Новосибирск. Сергей Алексеевич в Новосибирске участвует в создании аэродинамических лабораторий, занимается исследованиями. За проведённый в Новосибирске год Чаплыгин успевает заложить основы сибирской авиационной науки.

Умер Сергей Алексеевич от кровоизлияния в мозг 8 октября 1942 года в возрасте 73 лет. Его последними записанными словами были: "Пока есть силы, надо бороться… надо работать". 

При подготовке материала использована информация из открытых источников в интернете.