История науки: дело — труба

17 октября 1897 года о постройке аэродинамической трубы собственной конструкции сообщил Константин Циолковский.

Аэродинамическая труба представляет собой устройство для моделирования процессов, протекающих при движении тела в атмосфере. В то время как самолеты и другие воздушные суда передвигаются в неподвижном воздухе, их модели, размещенные в аэротрубе, покоятся, а движется поток воздуха вокруг них. Испытания в аэротрубе требуются как для материалов, так и для отдельных деталей и целых конструкций: самолетов, вертолетов, ракет или их моделей.

Первые аэродинамические трубы появились в Великобритании (конструктор — Фрэнсис Уэнхэм) и России (Владимир Пашкевич) в 1871 году. Однако последний, преподаватель Артиллерийской академии, использовал ее изучения полета снарядов.

В 1897 году аэродинамическую трубу оригинальной конструкции («лопастную воздуходувку», по выражению ее создателя) построил Константин Циолковский. Исследования в области аэродинамики были необходимы ему для совершенствования аэростатов, над чем он трудился на тот момент. Распространение управляемых аэростатов и дирижаблей, конструкция которых была еще далека от совершенства, находило немало противников. Одним из их аргументов служило убеждение, что сопротивление воздуха слишком велико для того, чтобы дирижабли могли стать эффективным средством передвижения.

Циолковский взялся опровергнуть это мнение. «Опыты производились отчасти в комнате, отчасти на крыше, в сильный ветер. Помню, как я был радостно взволнован, когда коэффициент сопротивления, при сильном ветре, оказался мал: я чуть кубарем не скатился с крыши и земли под собой не чувствовал», — писал он. Из-за того, что скорость ветра постоянно менялась, опыты, проводимые «на крыше», не позволяли делать сколько-нибудь точные измерения. Это подтолкнуло исследователя к созданию устройства, являющегося прообразом современных аэродинамических труб.

Следует отметить, что свои исследования Циолковскому проводил в очень непростых условиях: он был беден, и его семье приходилось мириться с тем, что значительную часть их жилища занимала «воздуходувка» и испытываемые в ней модели.

Результаты опытов, проведенных с применением «воздуходувки», Циолковский использовал в своих работах по проектированию воздушных судов: цельнометаллического дирижабля и летательного аппарата с реактивным двигателем. Свои опыты по аэродинамике Циолковский описал в статье, которую в марте 1898 года направил в научный журнал «Вестник опытной физики и элементарной математики». Письмо с результатами работы он направил также в Академию наук, которая удовлетворила его просьбу о финансовой помощи.

Технологии аэродинамических исследований развивались стремительно. В конце XIX века Циолковский писал: «Я мечтаю о построении обсерватории по сопротивлению воздуха... В ней было бы удобно хранить модели и производить опыты неопределенное число лет, потому что дело это великое, чрезвычайно великое, как океан». А уже в 1918 году был создан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), ставший в советское время одним из крупнейших научных центров, проводящих исследования по аэродинамике.