Читать интересную книгу Русские инженеры - Лев Гумилевский

— Не полетит!

И самолет действительно не полетел.

Самым интересным в этом происшествии оказалось то, что факт, настолько поразивший окружающих, даже не удержался в памяти самого конструктора.

— Ведь когда знаешь дело, таких случаев бывает много! — сказал он мне по этому поводу и тут же рассказал о другом происшествии, которого не успел забыть, вероятно, потому, что ему самому только что довелось о нем услышать.

Разыскивая какое-то военное учреждение, Андрей Николаевич обратился к проходившему мимо инженеру в авиационной форме. Тот весьма любезно взялся его проводить и тут же спросил:

— А вы меня не помните, Андрей Николаевич?

— Простите, не могу припомнить!

Инженер, улыбаясь, напомнил о встрече, происшедшей несколько лет назад.

— Я консультировался с вами по поводу одной машины. Вы при мне посмотрели проект и еще сказали: «Вот тут она у вас сломается!» Я с вами поспорил, не согласился, — и, знаете, самолет мы построили.

— Ну и что же? — спросил Туполев.

— Представьте себе, сломался, проклятый, в этом самом месте.

Об этой удивительной способности Туполева мгновенно оценивать и каждую деталь в отдельности и всю конструкцию в целом такого исключительно тонкого и сложного инженерного сооружения, как современный самолет, профессор Г. X. Озеров рассказывает еще такой характерный эпизод. В 1926 году в Севастополе он производил испытания первого нашего торпедоносного катера, построенного по проекту Туполева. При испытаниях катера получились обескураживающие результаты: катер недодавал против запроектированной скорости около пятнадцати километров в час.

Все попытки инженеров, производивших испытания, разгадать причину такого снижения скорости не привели ни к чему. Тогда профессор Озеров дал тревожную телеграмму Туполеву с просьбой выехать в Севастополь.

Андрей Николаевич немедленно явился на место испытаний, осмотрел катер и со спокойной своей улыбкой распорядился снять винт. Когда это было исполнено, он взял молоток, поколотил им винтовую поверхность и, оценив на глаз результаты операции, велел поставить винт на место.

Катер не только наверстал недостающие 15 километров, но и дал лишних 10 километров в час против запроектированной скорости.

После этого торпедоносцы пошли в серийное производство.

9. Инженер высшего ранга

Лет шестьдесят тому назад люди, которые ведали московским городским хозяйством, столкнулись с загадочным и непонятным явлением: то и дело без всякой видимой причины лопались прочные магистральные трубы водопроводной сети. Бедствие принимало такие размеры, что нашлись хозяева, считавшие нужным закрыть водопровод и возвратиться к прежней системе водоснабжения. Старая система, как известно, состояла в доставке воды бочками и ведрами из Москвы-реки и дворовых колодцев.

После некоторых размышлений Управление городским хозяйством создало комиссию для изучения странного явления. В комиссию решено было ввести профессора механики Московского высшего технического училищу Николая Егоровича Жуковского. В приглашении этом не было ничего случайного. Когда водопровод проектировался и строился, к Жуковскому обращались за разрешением разных сложных вопросов и получали от него точные ответы в виде целых докладов и статей. Так, например, он установил, что колебание уровня подпочвенных вод связано с давлением барометра, и создал классический труд «О движении подпочвенных вод». Он даже продемонстрировал на докладе движение струек воды в песках.

Профессор Жуковский не только помог строителям составить себе представление о необходимой мощности водосбора для снабжения водой Москвы и выбрать место для станции. Он неожиданно оказал большую услугу конгрессу врачей в Вене: конгресс изучал вопрос о развитии эпидемий в связи с колебанием уровня подпочвенных вод. Труд московского ученого сыграл видную роль в занятиях и решениях съезда.

Для изучения причин бедствия, постигшего московский водопровод, Жуковский отправился на Алексеевскую водокачку под Москвой. Он указал комиссии, что одна из главных причин аварий магистральных труб — развитие сильного ударного действия воды в трубах, когда их быстро открывают или закрывают. Но надо было проверить свою догадку, исследовать явление так называемого гидравлического удара, распространение которого происходит по законам волн. Все происходящее в теснинах чугунных труб Жуковский представлял себе очень ясно и, пожалуй, даже угадывал основные черты закона, управлявшего водной стихией. Однако чтобы выразить этот закон с помощью формул, доступных общему пониманию, требовалось еще тщательно исследовать явление опытным путем.

По указанию Николая Егоровича на водокачке соорудили опытную сеть водопроводных труб разных диаметров. Сеть заставляли работать при самых разнообразных условиях. Электрические звонки, хронометры, пишущие аппараты сторожили каждое движение воды, каждое колебание труб. Опытная сеть была построена с большим остроумием и предусмотрительностью.

Прежде всего экспериментатор определил длину и скорость волны при гидравлическом ударе. Далее оказалось, что действительно все явления гидравлического удара, как и предполагал Жуковский, объясняются возникновением и развитием в трубах ударной волны, происходящей в несжимаемой жидкости от расширения стенок трубы. Инженеры, строившие водопровод, не обратили внимания на то, что когда задвижка или кран быстро закрываются, то вода останавливается, давление внезапно возрастает и это новое состояние с возросшим давлением передается по трубам по закону распространения волнообразного движения. Обстоятельство это строители упустили из виду, очевидно, потому, что имели дело с недостаточно длинными трубами: в коротких трубах, ввиду громадной скорости распространения ударной волны, поднятие давления кажется происходящим вдоль всей трубы одновременно.

Жуковский установил затем, что опасное возрастание гидравлического удара получается при переходе ударной волны из труб большого диаметра в трубы малого диаметра и что сила ударного давления удваивается, достигнув концов больших труб. Такое удвоение, нарастая, в конце концов, при особо неблагоприятных условиях, вызывает разрыв трубы.

Установив причину аварий, исследователю оставалось только предложить меры к их предотвращению. Жуковский предложил ввести краны с приспособлением для медленного закрывания. Когда их ввели, аварии, донимавшие московский водопровод, прекратились.

Но этим дело не кончилось. Водопроводные аварии и медленно завинчивающиеся краны для Жуковского были только внешней, практической стороной дела. Истинная наука начиналась дальше этих границ, а Жуковский был великий ученый. Он заглянул гораздо глубже в сущность стихии и, возвратившись в практический мир, предложил нечто похожее уже на колдовство. Он, видите ли, нашел способ определять место аварии, не выходя из водокачки, не дожидаясь, чтобы вода в месте разрушения трубы выступила на поверхность мостовой. Секрет заключался в том, чтобы создать искусственный гидравлический удар на водокачке и затем взглянуть на ударную диаграмму; пользуясь теоретическим построением Жуковского, оказалось возможным точно определять место, где происходит утечка воды.

Когда старых рабочих-водопроводчиков прислали впервые на спокойную улицу с сухой и чистой мостовой и сказали им: «Ройте, тут лопнула труба!» — они посмотрели на инженера так, как будто тот сошел с ума или решил пошутить. Сняв верхний покров мостовой, люди молча приступили к работе. Они видели в этом неуважение к их труду, казавшемуся заведомо напрасным и бесполезным. Молодой инженер ждал, закусив губы. Люди шумно швыряли землю, но ждать пришлось недолго. За песчаным слоем последовала глина, напитанная доотказа водою, и вслед за тем захлюпала жидкая грязь: место разрыва трубы было определено по диаграмме с точностью до одного метра!

Так была решена профессором Жуковским задача о величине гидравлического удара и о скорости его волны.

Когда Жуковский 26 сентября 1897 года делал доклад об этом решении в Политехническом обществе, деловой вечер обратился в триумф отечественной теоретической науки и ее блестящего представителя. Слушателям было ясно, что они присутствовали на докладе мирового значения. И действительно, работа Жуковского «О гидравлическом ударе в водопроводных трубах», переведенная почти на все языки, стала теоретической основой для совершенствования всех гидравлических машин. Московский профессор рассеял туман, окутывавший многие вопросы, связанные с работой таких машин. Гидротехники получили возможность производить точные расчеты не только в водопроводном деле. Прежде всего были созданы правильные конструкции гидравлических таранов; тараны работали до тех пор очень плохо, так как наука не имела исходных положений для расчета длины трубы, подводящей воду. Как обеспечить наивыгоднейшее использование в таране гидравлического удара, никто не знал.