【俄罗斯专刊】“俄罗斯航空之父”的五大发现

发布者：唯品一生 2023-9-1 14:22

【环球时报综合报道】尼古拉·茹科夫斯基（Nikolay Zhukovsky，1847年-1921年）创办了俄罗斯两个主要航空机构——空军工程学院和中央空气流体动力学研究所，两个机构均以其名字命名。他为人类留下了200多篇科学文章。这些文章至今仍是现代航空科学的基础。下面我们为您介绍茹科夫斯基的五大发现。

水锤作用茹科夫斯基的早期成果与经典流体力学有关。他在研究莫斯科水管事故原因的过程中收集了大量资料，成为其1899年经典著作《水管中的水锤作用》的基础。他解决了许多大城市的问题。一些大城市主水管经常破裂，造成整片市区停水。莫斯科水管系统总工程师尼古拉·济明（Nikolay Zimin）在绝望中向自己的老师茹科夫斯基求助。茹科夫斯基用不同直径的管子建造了一个实验网络，发现管道破裂的原因是水锤作用。这种现象是突然开关主管道阀门造成的。茹科夫斯基提出水锤作用理论，这一革命性发现使人们能预防事故。

《鸟的滑翔》 1890年1月，茹科夫斯基在第八届俄罗斯自然科学家和医生代表大会上作了自己第一个航空问题报告，题为《飞行理论》。他在这篇文章中对升力的来源进行阐述。一年后，他发表题为《鸟的滑翔》的文章，其中包含飞机飞行动力学原理，此外还首次研究了鸟类和飞行器飞行轨迹计算方法。茹科夫斯基展示了在稳定和不稳定大气中、在平面上、伴有高度上升和下降的滑翔计算。所有这些情况他都用图解说明了可能的轨迹。事实上，他证明了飞机在空气中进行复杂运动的可能，包括“死亡筋斗”。这篇文章成为后来表演高级特技飞行的理论基础。

风洞茹科夫斯基1889年开始研究物体在空气中的运动，他在莫斯科大学应用力学办公室建立了一个小型空气动力学实验室。1902年，他与学生一起发明了世界最早之一的封闭式风洞，用于进行各种实验。1904年，在他的领导下，世界上首个空气动力学研究所在莫斯科郊外的库奇诺建成。茹科夫斯基主导的这些实验，建立了当时迫切需要的空气动力学基本理论。

《附着涡流》茹科夫斯基奠定的空气动力学理论和实验基础成为航空业发展的基石。在他之前，包括牛顿和达·芬奇在内的科学家都不能确定机翼的升力来自何处。茹科夫斯基回答了这一问题。他发现升力取决于多个因素，其中包括机翼形状、飞行速度和空气密度。1906年，他在《附着涡流》一书中发表了自己的研究成果，并推导了升力公式。这个公式是所有空气动力学计算的基础，包括机翼、空压机、螺旋桨、旋翼机和许多其他机器。1911年，他发现了机翼合力的压力中心并提出机翼剖面的最“正确”形状。

螺旋桨涡流理论 1912年至1918年，茹科夫斯基发表了数篇关于螺旋桨涡流理论的文章，这些文章的基础是其机翼理论。人类今天建造的飞行器螺旋桨就是基于这一发现。茹科夫斯基19世纪末开始研究空气螺旋桨理论和计算方法。这一时期他发表了题为《翼型推进器》的论文，推导建造一种仿鸟飞行器的可能性。1907年，他在《多桨叶螺旋桨理论》一文中前进一步，推导出螺旋桨和直升机旋翼功率和推力计算公式。

茹科夫斯基的涡流理论诞生于日积月累的理论数据和在实验室测试中得出的实验数据。他的公式适用于所有类型的螺旋桨，包括推进式螺旋桨、风力发电机、船用推进器等。这位科学家的发现，使俄罗斯有机会创造出性能优于欧洲的产品。

本文刊载自《环球时报》“透视俄罗斯”专刊，内容由《俄罗斯报》提供。