О. ПИСАРЖЕВСКИЙ - Дмитрий Иванович Менделеев

• Название: Дмитрий Иванович Менделеев
• Автор: О. ПИСАРЖЕВСКИЙ
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1949

---

Блистательный новатор и строгий исследователь, Менделеев подавал пример скромности бойца «переднего края» науки, для которого нет в науке непочетных дел, заслуживает приложения усилий все, что двигает науку вперед. Каждая атака за пределы границы известного должна быть подготовлена кропотливым, упорным, повседневным, будничным трудом. Менделеев снова принимал его на свои могучие плечи. Заложенные им основы новых областей исследования окончательно сформировали в России Николай Егорович Жуковский и Алексей Николаевич Крылов – крупнейшие представители двух родственных отраслей знания: аэродинамики и мореплавания. Менделеев ждал их появления, он сознавал, что своей работой он прокладывает путь для других.

«Идя на войну, – писал Менделеев в предисловии к своей работе, – надо предварительно узнать и приготовить многое, чтобы успех был возможен, потому что одного порыва, доброй воли и храбрости для успеха мало, хотя без них вся внешняя подготовка может быть напрасною, так и в каждом научном завоевании: успех возможен только при надлежащей подготовке, соединенной с твердою уверенностью в необходимости, пользе и благе от предпринимаемой борьбы с природными силами слабыми внешними средствами, сильными лишь этой уверенностью. Главную подготовку для овладения воздушным океаном, первое орудие борьбы, – составляет знание сопротивления среды, или изучение той силы, против которой придется бороться, побеждая ее соответствующими средствами, в том же сопротивлении жидкостей берущими свое начало. Вот почему, вникнув в существо задач воздухоплавания, я обратился прежде всего к вопросам сопротивления среды».

Ход рассуждений Менделеева был таков:

Очевидно, что при движении любого тела в воздухе ему приходится преодолевать сопротивление воздуха. На это и затрачивается работа, необходимая для приведения тела в движение. Движущую же силу можно получить только в том случае, если в самом воздухе будет найден упор, подобно тому, как тело, передвигающееся в воде при помощи весел, колес или винтов, находит упор в самой воде. Этой «опорой» для отталкивания при движении в воздухе является то же самое сопротивление воздушной среды, против которой приходится бороться. Законы сопротивления среды позволяют до известных границ объединить изучение сопротивления жидкостей и газов. Изучением различных видов движения жидкостей: в широких и в узких потоках, спокойного течения и разделенного на вихри, изучением вязкости, трения в жидкостях и т. п. занимались со времен Ньютона очень широко. Менделеев ожидал, что ему понадобится лишь перенести найденные при изучении жидкостей закономерности на газы. Но он был разочарован, обнаружив полный разброд во взглядах исследователей по самым элементарным вопросам сопротивления жидкостей.

То, что для различных задач науки о движении жидкостей – гидродинамики- не удавалось находить общих решений, объяснялось их трудностью и своеобразием. Уже после смерти Менделеева, рассказывая на первом Менделеевском съезде по общей и прикладной химии в 1907 году о его гидродинамических исследованиях, крупнейший русский гидродинамик Н. Е. Жуковский подчеркивал, что даже в то время исследователь все еще не мог «без опыта сделать выбора между различными теоретически возможными течениями, которые могут образовываться около рассматриваемого тела». Эти течения могут привести к застою жидкости перед носом и кормой, могут дать струи, сходящие с тела, могут образовать вихревые кольца и т. д.

«Только прямой и твердый опыт укажет теоретику, с какой задачей гидродинамики он имел дело и в каком смысле должен он рассматривать явление».

Разочарование в несовершенствах гидродинамики Менделеев высказывал в своей книге весьма непосредственно: «Надобно было думать, что в применении к кораблестроению и кораблевождению вопрос разработан с полнотою. Оказалось, что корабли строят и до сих пор ощупью, пользуясь многоразличною практикой, а не расчетом, основанным на теории или на опытах сопротивления. В таком деле, как плавание по воде, это и возможно. Опыт веков уже велик, а ощупью, догадкою и наблюдательностью можно улучшить то, что давно существует. Не таково воздухоплавание. Опыты полета, за исключением аэростата, который до сих пор не властелин, а раб ветров, поныне были, как известно, еще мало успешны. А между тем птицы летают, аэростатом уже сумели бороться противу слабого ветра, а потому есть уверенность и в том, что когда-либо достигнут и полной победы над воздухом, станут управлять полетом. Только для этого, очевидно, необходимо точно знать сопротивление воздуха, хотя бы настолько, чтобы им воспользоваться для первых, пока грубых, попыток борьбы с атмосферою… Недостаточность опытных данных о сопротивлении среды для полного решения задачи воздухоплавания, однако, столь очевидна, что я считал невозможным умолчать о неизбежной необходимости новых точных опытов, о их цели, о необходимых приемах и средствах, для выполнения их нужных».

Кстати сказать, ряд «новых точных опытов» Менделеев поставил сам и доложил о них в декабре 1879 года в общем собрании Русского физико-химического общества. И здесь он оставался верен себе. Главная цель его выступления заключалась отнюдь не в том только, чтобы доложить результаты интересного эксперимента, одного из многих в длинном ряду исследований падения тел в жидкостях. Он, заставляя крупные шары и бисер опускаться в спирте, воде и нефти, сделал из своих наблюдений множество ценных выводов. Но вывод, которым он больше всего дорожил, – ото вывод о громадном значении и широчайшей приложимости затронутой им области знания. От кораблестроения и воздухоплавания – до физиологии, изучающей движение соков в сосудах. И здесь Менделеев выступал как пламенный инициатор и вдохновитель новых работ. «Вообще недостаток опытных исследований явлений сопротивления составляет, по мнению Менделеева, – говорит сухая протокольная запись заседания физико-химического общества, – причину недостатка теоретических сведений об этом предмете, почему он не излагался в обычных курсах механики и физики, даже в обширных, а этот недостаток препятствует успехам мореплавания и воздухоплавания, которые, равно как многие теоретические области, выиграют от решения задач сопротивления. Поэтому г. Менделеев обращает внимание физиков и химиков на опыты и измерения, касающиеся сопротивления, так как многие из них легко доступны каждому».

Что касается его книги «О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании», то это подлинная энциклопедия метода исследований в этой труднейшей области. Именно поэтому книга эта сохраняет

неувядаемую свежесть вплоть до наших дней. Сейчас уже о ней нельзя сказать, как говорил еще Жуковский, что она «может служить основным руководством для лиц, занимающихся кораблестроением, воздухоплаванием или баллистикой». Наука двигается в наши дни гигантскими шагами. Но до сих пор продолжают жить и развиваться методы исследования, отобранные, критически проанализированные и усовершенствованные Менделеевым в его монографии.

Менделеев внес, например, ряд новшеств в «способ круговращения», то есть метод измерения вязкости жидкостей по скорости раскручивания подвешенного на нити диска. Мы встречаемся ныне с этим методом повсюду – и в лабораториях и на производстве – при измерении вязкости и масел и расплавленных металлов и проч.

«Способ тяги», который Менделеев разработал со всей полнотой, нашел практическое приложение при создании в Петербурге Морского опытового бассейна, построенного по идее Менделеева, на что ссылался в своих воспоминаниях академик А. Н. Крылов. Этот бассейн был устроен так, что над ним двигалась тележка, к которой прикреплялась испытываемая модель судна. В этом опытовом бассейне академик А. Н. Крылов вместе с адмиралом С. О. Макаровым изучали условия непотопляемости судов. Эти опыты составили эпоху в мировом кораблестроении.

Менделеев предложил в своей работе применить для изучения сопротивления воздуха «весовой способ», который до тех пор применялся только для определения скорости течения рек. Этот способ состоит в подвешивании испытываемой модели в потоке газа и жидкости к пружинным весам. «До сих пор прием этот еще мало разработан, и если я упоминаю о нем, то имею в виду главным образом обратить внимание последующих наблюдателей на этот способ», – писал Менделеев. Достаточно взглянуть на гигантские «воздушные весы», с помощью которых в научно-исследовательских институтах определяется сопротивление отдельных частей самолетов и даже целых самолетов в аэродинамических трубах, чтобы с уверенностью сказать, что «последующие наблюдатели» полностью посчитались с менделеевскими указаниями.

Таков был корень, от которого шли столь многие побеги.

А вошедшие в книгу результаты прямых менделеевских опытов измерения трения жидкости о равномерно движущиеся цилиндрические поверхности! Предшественниками скольких проектов форсунок, разбрызгивающих нефть в топках котлов, скоростных турбин и газопроводов стали они! Между тем эти работы упоминаются в списке творений Менделеева самым мелким шрифтом, как выполненные «между делом». В действительности они относились к одному из главных дел его жизни, которое он видел в том, чтобы будить творческую активность русских исследователей во всех областях науки и техники, с которыми только ему удавалось соприкоснуться. Он отводил себе в медленном процессе роста науки и промышленности роль фермента – погонщика, ускорителя, регулятора[49].