Сообщения
 |
| Альберт Бетц в 1930-м за продувкой крыла. Фото из архива Немецкого Центра авиации и космонавтики в Гёттингене. |
То есть, все необходимые для удовлетворительного расчёта движения воздуха уравнения были написаны ещё в первой половине XIX-го века, но решение их и через сто лет представляло собой не просто трудную, но не мыслимую задачу. Аэродинамические свойства машин определялись опытным путём, как это делал ещё Отто Лилиенталь, не подавший в своей книге даже надежды на будущую возможность точного расчёта движения воздуха. Уравнения были, но на них, по большей части, можно было только любоваться. Некоторые частные и упрощённые задачи удавалось решить, но то была капля в море. Скажу без эпитетов. В 2000-м году Математический институт Клэя назвал семь математических задач будущего тысячелетия. Среди них исследование уравнения Навье-Стокса, того самого, которое, в том числе, описывает движение воздуха.
И всё же, для некоторых проблем находилось простое и точное аналитическое решение. Одна из них представляет интерес для последующего изложения. Примерно в одно и тоже время три разных исследователя сумели ответить на вопрос: какую максимальную мощность может выдать ветряк при известных параметрах? Первым был Фредерик Ланчестер (Frederick W. Lanchester), в 1915-м году. Он тогда был занят важной проблемой -- теорией крыла, где-то между строк у него промелькнуло нечто неоформленное должным образом. Пять лет спустя эту же задачу решил Н.Е.Жуковский и не опубликовал вовремя. Его понять нетрудно; шёл 1920-й год, проблем хватало, да и сама эта работа была им выполнена, чтобы остудить пыл сумасшедшего изобретателя Уфимцева, обещавшего ветряк неслыханной эффективности. Просто так отмахнуться от деятеля революционного подполья и бомбиста было нельзя, пришлось доказывать теорему. Забегая вперёд скажу, что и это не помогло.
И только аккуратный доктор Альберт Бетц из университета в Гёттингене в том же 1920-м году доказал на основе работы Ланчестера и опубликовал формулу, которая теперь носит название закон Бетца. Статья так и называлась: "Das Maximum der theoretisch möglichen Ausnutzung des Windes durch Windmotoren", "Теоретический предел наилучшего использования ветра ветромотором". Однако, дело этим не закончилось. Понадобилось вмешательство самого Людвига Прандтля (Ludwig Prandtl), чтобы привести закон в удобоваримый вид. Замечу, что все они четверо (Ланчестер, Бетц, Жуковский и Прандтль) были так или иначе друг с другом знакомы, так что нет сомнения в подлинности этой запутанной истории.
Внучатый племянник Владимира Алексеевича Беца, знаменитого киевского анатома, исследователя цитологии головного мозга, тяги к медицине не проявил, но посвятил свою жизнь авиации. Альберт Бетц родился в 1885-м году. Получив высшее техническое образование в Мюнхене, Киле и Берлине, в 1911-м году приезжает в Гёттинген, где работает в местном университете под началом Прандтля. Там он занимается проблемами пропеллера, настолько успешно, что Прандтль смог освободить его от исполнения воинского долга в 1914-м году. В 1916-м разрабатывает и строит аэродинамическую трубу. В 20-х годах переходит к руководящей работе, а в 1947-м занимает директорское место постаревшего Прандтля в подразделении исследования течений в Институте Макса Планка (немецкая академия наук). Умер в 1968-м году.
Ему также приписывают некоторые подвиги, не имевшие непосредственного отношения к основной работе, вроде эвакуации компьютера Z4 из Берлина через советскую оккупационную зону в 1945-м. Но в общем и целом примерный ученик своего блистательного гуру Прандтля. Может быть о нём и вовсе не вспоминали бы, кабы не ветряки. Такая случайная, побочная к пропеллерам задача оказалась главной в жизни. Судьба. Но красиво получилось, поэтому я обязан привести здесь доказательство Бетца, тем более, что в русскоязычной литературе оно как-то скомкано представлено.
Кроме того, что касается родных осин, то я должен сделать ещё одно замечание. Многие, рассказывая о законе Бетца или о теории идеального ветряка Жуковского, что тоже самое, далее ссылаются на работу Г.Х.Сабинина, который якобы усовершенствовал эту теорию. Каждый может найти эту работу Сабинина и убедиться в том, что она представляет собой полотно высокохудожественного текста, изобилующего такими терминами как "вихревой селеноид" и "присоединённая масса". Эти термины не имеют под собой никакого физического смысла. В те времена, когда писалась эта работа, люди, занимающиеся аэродинамикой, вынуждены были оперировать разного рода надёжности теориями, позволяющими приближённо решать практические задачи. Современные компьютерные методы, решающие напрямую уравнение Навье-Стокса, не обнаруживают изъяна в "теории идеального ветряка". Нет ничего дурного в том, что учёные прошлого где-то ошибались, но в наши дни ссылаться на ошибочную работу просто позорно.
И только аккуратный доктор Альберт Бетц из университета в Гёттингене в том же 1920-м году доказал на основе работы Ланчестера и опубликовал формулу, которая теперь носит название закон Бетца. Статья так и называлась: "Das Maximum der theoretisch möglichen Ausnutzung des Windes durch Windmotoren", "Теоретический предел наилучшего использования ветра ветромотором". Однако, дело этим не закончилось. Понадобилось вмешательство самого Людвига Прандтля (Ludwig Prandtl), чтобы привести закон в удобоваримый вид. Замечу, что все они четверо (Ланчестер, Бетц, Жуковский и Прандтль) были так или иначе друг с другом знакомы, так что нет сомнения в подлинности этой запутанной истории.
Внучатый племянник Владимира Алексеевича Беца, знаменитого киевского анатома, исследователя цитологии головного мозга, тяги к медицине не проявил, но посвятил свою жизнь авиации. Альберт Бетц родился в 1885-м году. Получив высшее техническое образование в Мюнхене, Киле и Берлине, в 1911-м году приезжает в Гёттинген, где работает в местном университете под началом Прандтля. Там он занимается проблемами пропеллера, настолько успешно, что Прандтль смог освободить его от исполнения воинского долга в 1914-м году. В 1916-м разрабатывает и строит аэродинамическую трубу. В 20-х годах переходит к руководящей работе, а в 1947-м занимает директорское место постаревшего Прандтля в подразделении исследования течений в Институте Макса Планка (немецкая академия наук). Умер в 1968-м году.
Ему также приписывают некоторые подвиги, не имевшие непосредственного отношения к основной работе, вроде эвакуации компьютера Z4 из Берлина через советскую оккупационную зону в 1945-м. Но в общем и целом примерный ученик своего блистательного гуру Прандтля. Может быть о нём и вовсе не вспоминали бы, кабы не ветряки. Такая случайная, побочная к пропеллерам задача оказалась главной в жизни. Судьба. Но красиво получилось, поэтому я обязан привести здесь доказательство Бетца, тем более, что в русскоязычной литературе оно как-то скомкано представлено.
Кроме того, что касается родных осин, то я должен сделать ещё одно замечание. Многие, рассказывая о законе Бетца или о теории идеального ветряка Жуковского, что тоже самое, далее ссылаются на работу Г.Х.Сабинина, который якобы усовершенствовал эту теорию. Каждый может найти эту работу Сабинина и убедиться в том, что она представляет собой полотно высокохудожественного текста, изобилующего такими терминами как "вихревой селеноид" и "присоединённая масса". Эти термины не имеют под собой никакого физического смысла. В те времена, когда писалась эта работа, люди, занимающиеся аэродинамикой, вынуждены были оперировать разного рода надёжности теориями, позволяющими приближённо решать практические задачи. Современные компьютерные методы, решающие напрямую уравнение Навье-Стокса, не обнаруживают изъяна в "теории идеального ветряка". Нет ничего дурного в том, что учёные прошлого где-то ошибались, но в наши дни ссылаться на ошибочную работу просто позорно.
Комментариев нет:
Отправить комментарий