Шрифт:
Наше повествование коротко и упрощенно отразило ход исследования одной из проблем прикладной гидромеханики, связанной с принципом максимума расхода. В теории форсунки существуют и другие подходы, но изложенная методика нашла наибольшее признание в литературе по авиационной, ракетно-космической технике, теплоэнергетике и т. д.
Знания, которые изложены в учебниках, всегда выглядят гладкими, логичными, обоснованными. Реальный же путь живой, развивающейся науки изобилует зигзагами, интуитивными догадками, нестрогими результатами, поскольку интуиция — часто единственный способ перенестись через разрыв, не имеющий пока логического мостика. Даже в наилогичнейшей из всех наук — математике — теоремы обычно сначала высказываются, часто угадываются, а потом доказываются, порой долго, порой очень долго, а возможно, не доказываются никогда, как, например, теорема Ферма.
Рассказ об одной из проблем прикладной гидромеханики хочу завершить эпизодом, в котором проявилась поразившая тогда нас интуиция профессора Абрамовича, создателя теории центробежной форсунки. Задача выбора формы реактивного сопла — одна из основных в прикладной газодинамике. Наука знает много примеров, когда простота конструктивного воплощения идеи требует очень сложной теории для своей реализации. Сейчас задача решается с помощью ЭВМ — борьба идет за малые доли процента реактивной тяги, зависящей от контура стенок сопла. Оно изготовляется на высокоточных станках с программным управлением. В ту давнюю, «домашинную» эру приближенный расчет был длительным и трудоемким.
Однажды конструктор развесил чертежи разрабатывавшейся тогда серии сопел. Вошел профессор Абрамович. Он бегло осмотрел чертежи, а затем, к нашему недоумению, стал пристально вглядываться в верхний угол одного из чертежей, хотя там ничего не было. Выбрав хорошо отточенный карандаш, он быстрым и плавным движением нарисовал, не отрывая грифеля от бумаги, лаконично красивую линию контура, потом молча поставил подпись и дату. Всю серию сопел изготовили, эксперименты показали: его экземпляр был одним из лучших. Потому что много сопел на бумаге и в железе прошло через его руки, много их было рассчитано, испытано. Концентрированный опыт отложился в интуиции, и в нужный момент она повела острие его карандаша.
Еще один работник ЦАГИ производил на нас, молодых, большое впечатление — Георгий Иванович Петров,теперь академик, крупный ученый в области газодинамики и реактивной техники. Он тогда занимался исследованием устойчивости течения жидкой струи, продолжением идей предыдущей его работы по распаду вихревых слоев. Он любил обсуждать научные вопросы, шагая по коридору или заглядывая мимоходом в комнату. У Георгия Ивановича была манера вести несерьезный по форме разговор о серьезных и содержательных вещах. Он мог вдруг прервать беседу смехом, окинув всех сияющим взглядом, как бы приглашая порадоваться и подивиться вместе с ним неожиданному повороту мысли или красивому математическому решению. Мнения его были порой категоричными:
— Халтура в гидродинамике пошла от скороспелых гипотез, надо искать решения в строгой постановке. Вот Тейлор в задаче о вращении газа ничего не побоялся, лихо расправился с определителем бесконечного порядка— и совпадение с опытом. Метод Галеркина — мощный, но применять его надо с головой... Н. попробовал и нарвался...
Слушать его было нелегко, он пропускал слова, заглатывал концы фраз — дескать, незачем договаривать, и так все ясно. Но слушать эту звуковую «скоропись» было интересно, его изложение «дышало голой сутью»* После такой беседы тянуло поработать, додумать, разобраться в том, что слышал, углубить мысль, дойти до истинной природы явления. От него я впервые узнал о внутренней связи между явлениями распада жидкой струи и возникновением хаотического турбулентного течения из упорядоченного ламинарного.
Общительность Георгия Ивановича, простота в отношениях располагала поделиться с ним житейскими передрягами, посоветоваться, рассказать о кинофильме. Петров-академик ничуть не утратил своих молодых качеств времен ЦАГИ. Но при всем том требовательность его к уровню научных исследований была очень высока. В критике он становился резким, язвительным, был нетерпимым до ярости к легковесным работам.
— Еще один такой технический отчет, и я променяю этого кандидата наук на два рабочих стола,— говорил он, саркастически улыбаясь (столов тогда действительно не хватало, хотя и кандидатов наук было тоже не так много, как теперь).
Круг научных интересов Георгия Ивановича отличался широтой, его теоретическая работа по распаду струи была одной из первых в отечественной литературе, а в последующие годы он внес серьезный вклад в прикладную газодинамику, теорию электрической плазмы, проблемы Тунгусского метеорита... Обладая большой человеческой притягательностью, он возглавил и много лет успешно руководил коллективом замечательных, квалифицированных и способных научных работников.
Рождение капли
После бесед с Георгием Ивановичем Петровым и чтения классических работ Рэлея у меня возник острый интерес к проблеме распада жидких струй. «Вот мы охотимся за каплей. А как она возникает? Не вылетают же капли из форсунки как дробь из ружья».
В самом деле, как происходит это «обыкновенное чудо», которое, впрочем, никого не волнует, кроме нескольких гидромехаников, исследующих проблемы устойчивости движения. Почему вообще струя распадается на капли? Текла бы себе до ближайшего препятствия, расползаясь по поверхности тонкой пленкой. Впервые на вопрос этот в 1878 году ответил с позиций математической физики знаменитый английский ученый Рэлей (1842—1919). Он положил начало целому направлению в гидродинамике, которое сейчас, с появлением реактивной техники, переживает второе рождение.