Последние 20 лет жизни Сергея Алексеевича тесно связаны с Центральным аэрогидродинамическим институтом (ЦАГИ). В 1921 году, после смерти Жуковского – создателя ЦАГИ, Чаплыгин становится во главе института. На тот момент Центральный аэрогидродинамический институт находился в зачаточном состоянии. Но под руководством С.А. Чаплыгина, при повседневном внимании партийного руководства и правительства, Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ) вырос в крупнейший в мире центр научно-исследовательской работы в области авиации, превратившись в один из крупнейших отечественных и мировых научных центров.
Многоцелевой самолет для дальних перелетов АНТ-25 (РД)
Тогда как на момент его создания перед государством стояла, казалось бы, непосильная задача: не имея почти ничего, создать авиационную промышленность. И ЦАГИ был призван создать теоретическую, экспериментальную и техническую базу для зарождения, а в дальнейшем – развития – советской авиации.
Под руководством С.А. Чапыгина коллектив ЦАГИ, состоявший из молодых инженеров, в короткий срок построил передовой комплекс лабораторий и вошел в авангард научно-исследовательских учреждений Европы и Америки. ЦАГИ создал наиболее мощные в мире аэродинамические трубы, опытный бассейн с исключительно высокой скоростью движения тележки, первоклассную лабораторию для испытания материалов, оборудованную новейшими приборами и аппаратами, моторную лабораторию и, наконец, опытный завод, на котором можно было построить самолёт, даже самый крупный.
История самых масштабных аэродинамических труб Т-101 и Т-104 в России и в мире началась с августа 1939 года: именно тогда здесь были проведены первые пуски построенных в кратчайшие сроки установок – всего за три года. Для советской промышленности это стало поистине революционным событием, в корне изменившим подход к испытаниям самолетов и другой техники, в том числе и неавиационной.
Начавшаяся осенью того же года Вторая мировая война, а спустя два года, Великая Отечественная война сделали деятельность ЦАГИ еще более востребованной. Все усилия Института сосредоточились на ключевой для страны цели – отражении атаки фашистских захватчиков. Именно в ЦАГИ были испытаны все самолеты, участвовавшие в боевых действиях.
Испытание самолета в аэродинамической трубе Т-101, ЦАГИ, 1940 г.
Помимо тестирования отечественных разработок здесь подробно исследовали истребители союзников и трофейные самолеты Германии. Экипажи аэродинамических труб работали в три смены – и Советский Союз обеспечил себе превосходство в воздушном пространстве.
«Германия готовилась к войне, и поэтому на момент ее начала мы от них (немцев – прим. авт.) отставали, – рассказывает начальник отдела отделения аэродинамики силовых установок ЦАГИ Анатолий Иванович Сойнов. – Но за счет круглосуточной напряженной работы труб Т-101 и Т-104 мы уже в 1941-42 гг. догнали самолеты противника по скорости и маневренности, а во время битвы на Курской дуге небо уже было нашим».
В мирное время роль ЦАГИ не уменьшилась. Институт стал сердцем развития советской авиапромышленности. Ключевые достижения ЦАГИ тесно связаны с историей страны. Здесь проходили тестирование не только все выпускаемые в Советском Союзе самолеты, вертолеты, турбовинтовые двигатели и винтовые движители воздушных судов, но и космические корабли и спутники.
Цель моего исследования заключается в том, чтобы на конкретных примерах, фактах, полученных из архивов и бесед с людьми, имевшими и имеющими отношение к этой проблеме, показать, как шла реализация высказывания: «Научный труд – не мертвая схема, а луч света для практиков». (С.А. Чаплыгин).
В феврале 1941 г. Сергею Алексеевичу Чаплыгину, первому среди ученых СССР, было присвоено высокое звание Героя Социалистического Труда.
С.А. Чаплыгин умер 8 октября 1942 г. в Новосибирске, не дожив до Победы, в которую свято верил и для которой самозабвенно трудился. Последние написанные им слова были: «Пока есть еще силы, надо бороться… надо работать».[1]
Архитектор А.В. Кузнецов и С.А. Чаплыгин на строительстве лаборатории ЦАГИ
Сергей Алексеевич Чаплыгин стал первым из российских ученых, получившим звание Героя Социалистического Труда (1941). За свою трудовую деятельность он также был награжден двумя орденами Ленина и двумя орденами Трудового Красного Знамени.
Город Раненбург бывшей Рязанской губернии, где родился С.А. Чаплыгин, 2 октября 1948 г. был переименован в Чаплыгин (ныне – Липецкая область). Именем Сергея Чаплыгина назван кратер на обратной стороне Луны. Имя С. Чаплыгина носят улицы в городах Москве, Новосибирске, Жуковском и Железнодорожном, аэродинамическая лаборатория ЦАГИ, а также Сибирский научно-исследовательский институт авиации в Новосибирске.
Ученики, родные и друзья С.А. Чаплыгина не раз поднимали вопрос о переносе его праха в Москву. Однако каждый раз общественность Новосибирска выдвигала убедительные доводы в пользу сохранения в Новосибирске могилы Чаплыгина – первого строителя научного центра Сибири.
Луч света для практиков
Научный труд – не мертвая схема, а луч света для практиков.
Если вкратце коснуться истории развития самолетов, то первоначальный этап их существования не предполагал широкого их использования как транспортного или боевого аппарата. Скорее, они вызывали чисто спортивный интерес, о чем свидетельствует большое внимание публики к демонстрационным полетам самолетов, широко практиковавшихся в начале прошлого столетия.
В России постройкой самолета – (ЛА) тяжелее воздуха – занимался А.Ф. Можайский, его машина имела паровые двигатели. Но первыми полетевшими русскими самолетами с двигателями внутреннего сгорания были самолеты А.С. Кудашева, И.И. Сикорского, Я.М. Гаккеля.
Ввиду отсутствия теоретической базы, обосновывающей полет летательного аппарата тяжелее воздуха, их создатели опирались на данные по изучению полета птиц, а часто на свою собственную интуицию и на опыты с примитивными экспериментальными установками.
Это приводило к частым поломкам аппаратов, а иногда и к трагическим последствиям, о чем свидетельствует гибель О. Лилиенталя в 1896 году при полете на планере собственной конструкции.
Нельзя не отметить, что к этому периоду относится и появление первой аэродинамической трубы Константина Эдуардовича Циолковского – ученого-самородка и философа из Рязани, создавшего в 1887 году для своих опытов аэродинамическую трубу, сечением 40x40 см, принцип действия которой напоминал веялку с применением спрямляющей решетки – хонейкомба. Скорость потока воздуха доходила до 5,15 м/с.
Опыты, проведенные для пластинок с различными углами атаки, позволили К.Э. Циолковскому подготовить работу «К вопросу о летании посредством крыльев», о которой положительно отозвался Н.Е. Жуковский. Однако Академия наук к трудам К.Э. Циолковского отнеслась пренебрежительно.
О настоящей аэродинамической трубе он лишь мечтал, и эта мечта сбылась в 1918 году, когда в ЦАГИ такую трубу ему построили. А в 1957 году, к 100-летию К.Э. Циолковского, КБ им. Королева сделало копию трубы в масштабе 1:1 для музея К.Э. Циолковского, которая была установлена в Калуге.
Аэродинамические эксперименты проводил и Н.Е. Жуковский в Императорском Московском университете (ИМУ). В 1904 году в России (Кучино) была создана аэродинамическая лаборатория Д.П. Рябушинского, а также лаборатории Г. Эйфеля – во Франции и Л. Прандтля – в Германии.
Испытание модели самолёта в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ, 1960-е гг.
Основным инструментом для проведения этих опытов служили аэродинамические трубы. Аэродинамическая труба представляла собой канал, в котором специальным вентилятором создавался поток воздуха, зачастую возвращаемый в рабочую часть трубы по обратному каналу. В рабочей части трубы (она могла быть открытой или закрытой) устанавливалась либо схематичная модель отдельной части ЛА, например крыла, либо летательный аппарат в целом, как правило, в уменьшенном виде (модель аппарата).
Аппаратура позволяла регистрировать и записывать как суммарные, так и распределенные по модели аэродинамические нагрузки. В результате изучения и обобщения опытных данных, во-первых, уточнялись некоторые положения теории, во-вторых, выдавались рекомендации проектировщикам, в частности – по выбору профиля и формы крыла в плане и т. д.
Многообразие конструкций самолетов (биплана, моноплана и т. д.), все возрастающие запросы промышленности, усложнение методов пилотирования, проблемы обеспечения безопасности поставили на повестку дня создание научного центра авиации в России
С целью объединения авиационных научных сил Советской России в единый центр, 1 декабря 1918 г. в Москве, пионером отечественной авиации Н.Е. Жуковским, на базе Аэродинамической лаборатории МВТУ и Авиационного расчетно-испытательного бюро (РИБ), был создан первый в истории научно-исследовательский институт. Он стал совмещать фундаментальный научный поиск и разработку конкретных рекомендаций для многих отраслей техники, в первую очередь, авиации, Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ).
Первоначально в ЦАГИ были организованы следующие отделы: общетеоретический, авиационный, экспериментально-аэродинамический, отделы конструкций ветряных двигателей и опытно-строительный, средств сообщения, летный, а также научно-технической специализации по аэро- и гидродинамике. Можно с уверенностью сказать, что именно С.А. Чаплыгину ЦАГИ обязано успехами своего развития в первые, самые трудные годы своего существования.
Участок выделенный под строительство ЦАГИ
Следует отметить что, когда в марте 1921 г. скончался «отец русской авиации», Н.Е. Жуковский, созданный им Центральный аэрогидродинамический институт находился еще в самом зачаточном состоянии. В сущности, налицо был только коллектив, состоявший из ближайших учеников Н.Е. Жуковского, с величайшим энтузиазмом работавших над актуальными проблемами аэродинамики и авиации. Имелся также некоторый, очень небольшой опыт лабораторного строительства, так как масштабы лабораторий, созданные под руководством Н.Е. Жуковского и с которыми имели дело его ученики, были чрезвычайно скромны. Для ЦАГИ выделен был участок земли, но никаких лабораторий не было еще построено. Все экспериментальные работы велись в основном в лаборатории Н.Е. Жуковского в МВТУ.