1.
Николай Егорович Жуковский родился в январе 1847 года в деревни Орехово Владимирской губернии. Отец его, инженер по образованию, в то время работал на строительстве Московско-Нижегородской дороги. (Позже он служил управляющим имениями богатых помещиков Зубовых и Оболенских). В феврале 1858 года родители отдали Жуковского в четвертую московскую гимназию. Здесь началось его увлечение математикой. В 1864 году, закончив с серебряной медалью гимназию, он поступил на математическое отделение физико-математического факультета Московского университета. Это было время, когда во всем мире шло бурное развитие гидромеханики. Жуковский живо заинтересовался этой наукой и стал мечтать о карьере инженера. В 1868 году, окончив университет, он сразу поступил в Петербургский институт инженеров путей сообщения. В те годы это было одно из лучших высших технических учебных заведений России. Важнейшей дисциплиной здесь считалось черчение. Жуковский, не смотря на все старания, не совладал с этим предметом и в 1869 году, получив несколько неудовлетворительных оценок, должен был уйти из института. Инженером он так и не стал, а вместо этого в 1870 году устроился учителем физики во 2-ю московскую женскую гимназию. Все свободное время он проводил за чтением трудов по теоретической механике, которая все более и более захватывала его.
В 1871 году Жуковский сдал при Московском университете магистерские экзамены по прикладной математике. Осенью того же года его избрали преподавателем математики в Московском высшем техническом училище, а в сентябре 1874 года он был утвержден доцентом кафедры аналитической механики. С этого времени началась его долгая научно-педагогическая деятельность. Творческий талант Жуковского, вообще говоря, проявился достаточно поздно. Его первая научная работа («Кинематика жидкого тела») была опубликована только в 1876 году, когда ученому было уже 29 лет. В том же году он защитил на эту тему магистратскую диссертацию. Степень доктора Жуковский получил в 1882 году, представив комиссии свою недавно опубликованную работу «О прочности движения». В 1886 году он стал экстраординарным профессором Московского университета по кафедре механики, а с 1887 года параллельно занимал должность штатного профессора по кафедре аналитической механики в Высшем техническом училище (МВТУ).
2.
Теоретическая (аналитическая) механика – это наука о законах движения материальных тел. Она подразделяется на механику твердого тела, гидромеханику (механику жидкостей) и аэромеханику (механику газов). Жуковский оставил свой след во всех этих областях. Особенно значительным оказался его вклад в аэромеханику. Однако прежде, чем сосредоточиться на проблемах, связанных с полетом аппаратов тяжелее воздуха, Жуковский много и плодотворно занимался гидромеханикой. Кроме «Кинематики жидкого тела» выделяют еще две его работы, заметно обогатившие и продвинувшие эту науку: «Движение твердого тела с полостями, наполненными жидкостью» (1885) и «Видоизменение метода Киргофа» (1890). Первая из них имеет большое значение при расчете движения любого тела, наполненного жидкостью (например, при расчете траектории полета современных жидкостных ракет), а вторая внесла важный вклад в такой сложнейший раздел гидромеханики как теория струй.
Жуковский никогда не был чистым теоретиком. Он не только писал сложные математические работы, но и всегда очень живо интересовался насущными техническими проблемами. Им было разрешено также несколько сложных инженерных задач. И в этой связи прежде всего следует отметить его исследования о гидравлическом ударе в водопроводных трубах. Проблема эта в свое время наделала много неприятностей инженерам-гидравликам, и удачное разрешение ее принесло Жуковскому громкую славу. Во второй половине 90-х годов для снабжения Москвы водой был построен Рублевский водопровод. Но сразу после его пуска начались аварии магистральных труб. Причина прорывов оставалась непонятной. Инженерам пришлось обратиться за помощью к ученым. Внимательно изучив систему нового водопровода, Жуковский определил, что аварии вызываются неизвестным еще тогда в гидравлике явлением, которое было названо гидравлическим ударом. Суть его состоит в следующем. Представим себе длинную цилиндрическую трубу, один конец которой открыт. Пусть по этой трубе с некоторой скоростью течет вода. Скорость ее во всех точках фактически одинакова, поэтому можно представить, что по трубе движется длинный жидкий стержень. Если теперь конец трубы, где выливается вода, быстро закрыть, то получается удар водяного столба о задвижку, аналогичный удару упругого стержня по трубе. В месте закрытия задвижки давление быстро и многократно возрастает. Ударная волна быстро распространяется по всему водопроводу, переходит в связанные с магистральной трубой трубы малого диаметра и здесь еще более усиливается. В результате давление в водопроводных трубах оказывается значительно больше расчетного, что и ведет к их разрыву. Жуковский рекомендовал в качестве меры, ограждающей водопровод от гидравлических ударов, медленное закрытие задвижек. В 1898 году он выпустил работу «О гидравлическом ударе в водопроводных трубах», которая вскоре была переведена на основные европейские языки. Выведенные в ней формулы с тех пор неизменно используются при расчете любого водопровода.
3.
Не смотря на огромный вклад Жуковского в гидромеханику, имя его, как уже говорилось, связывают в первую очередь с аэродинамикой. И это не случайно. Можно сказать, что до Жуковского теоретической аэродинамики как самостоятельной науки вообще не существовало. К изучению движения тел в воздушной среде Жуковский приступил еще в 1889 году, когда устроил при своем кабинете прикладной механики в Московском университете небольшую аэродинамическую лабораторию. В 1902 году он построил аэродинамическую трубу закрытого типа, в которой провел множество интересных экспериментов. В 1905 г. аэродинамическая труба диаметром 1,2 м и со скоростью обдува до 30 м/с была построена и в Техническом училище. Проделав множество разнообразных опытов, Жуковский смог перейти к созданию общей аэродинамической теории. Потребность в ней очень остро ощущалась тогда во всем мире. Первые летательные аппараты тяжелее воздуха, появившиеся в конце XIX века, строились инженерами и механиками, что называется «на глазок», без всякой оглядки на теорию. О силах, оказывающих влияние на летательный аппарат, делали заключения не из уравнений и математических формул, а исключительно из опыта. Сплошь и рядом это приводило к ошибкам и авариям, ведь любой летательный аппарат тяжелее воздуха находится под воздействием сложного комплекса сил, каждая из которых должна быть обязательно учтена при его проектировании. Если рассматривать самый простой случай – равномерный прямолинейный полет аэроплана – то на него будут действовать четыре основные силы: подъемная сила крыльев, сила лобового сопротивления воздуха, сила тяги воздушного винта и сила тяжести. В то время, когда Жуковский заинтересовался проблемами авиации, из этих сил в достаточной мере изученной была только одна – сила тяжести. В отношении трех остальных, источником которых была воздушная среда, царил полнейший разнобой мнений. И именно Жуковскому мировая наука обязана тем, что в первое десятилетие ХХ века авиаконструкторы получили в свое распоряжение точную и строгую аэродинамическую теорию.
В 1891 году Жуковский выпустил первую работу по аэродинамике «О парении птиц», где был описан механизм парения с набором высоты. Затем в статье «О крылатых пропеллерах» (1898) он рассмотрел общие вопросы тяги винта. Но самые важные открытия были сделаны Жуковским уже в начале ХХ века. В 1906 году появился его фундаментальный труд «О присоединенных вихрях». Здесь был объяснен принцип образования подъемной силы крыла, той силы, которая удерживает аэроплан в воздухе. Только после этого у авиаконструкторов появилась возможность на строго научной, то есть математической, основе рассчитывать форму и профиль крыла. Здесь же была выведена теорема (во всех странах она теперь называется теоремой Жуковского) позволяющая определить величину этой силы. В 1911 году Жуковский нашел простой способ определения центра давления равнодействующей всех сил на крыло. Это позволило ему предложить наиболее выгодные формы профиля крыла. В 1910-1912 годах Жуковский прочел в МВТУ курс лекций «Теоретические основы воздухоплавания». В 1911 году на основе этих лекций он выпустил одноименный учебник - первый учебник по аэродинамике. Книга эта была переведена на основные иностранные языки и получила мировое признание. В 1912-1918 годах Жуковский опубликовал четыре статьи под общим названием «Вихревая теория гребного винта», в которых подробно разобрал способы расчета подъемной силы винта данного профиля и лобовое сопротивление, испытываемое каждым элементом лопастей. После этого он смог рассчитать форму винта, обладающего наивысшей тягой. Все эти расчеты в дальнейшем использовались авиаконструкторами при проектировании пропеллеров. Таким образом, Жуковским были изучены все три основные аэродинамические силы, действующие на летательный аппарат, и заложены надежные основы аэродинамического расчета самолета. Свои выводы Жуковский обобщил в работах «Аэродинамический расчет аэропланов» (1917) и «Исследование устойчивости конструкции аэропланов» (1918).
В аэродинамике, так же как и в гидромеханике, Жуковский был не только теоретиком. Его с полным основанием можно назвать основоположником русской авиации, разрешившим немало конкретных технических и организационных проблем. Так в годы первой мировой войны Жуковский провел первое в России аэродинамическое исследование авиационных бомб. Результатом его стала статья «Бомбометание с аэропланов». Много сил отдал Жуковский подготовке инженеров-авиаконструкторов и летчиков. В 1918 году решением Советского правительства был образован Центральный авиационный гидродинамический институт – ЦАГИ. Костяк его составили ученики Жуковского, а сам он стал первым председателем научной коллегии этого института. Основанные в годы первой мировой войны при МВТУ курсы для военных летчиков, были преобразованы в 1920 году в Институт инженеров Красного Воздушного флота, первым ректором которого тоже стал Жуковский (в 1922 г. институт был преобразован в Академию воздушного флота им. Жуковского). Умер Жуковский в марте 1921 года.
История науки http://proza.ru/2013/01/17/420