Книга Формула мудрости - Давид Иосифович Гай

обстоит несколько сложнее. В дореволюционный период (в особенности до 1910 года, когда появились исследования Чаплыгина по теории крыла) ученый мало интересовался техническим применением достигнутых им теоретических результатов и выводов. Запросы техники в целом не особенно влияли на выбор им направлений теоретического поиска. Считать иначе — значит неверно представлять взгляды ученого-аналитика. Суть в ином: научные разработки Чаплыгина таили в себе такую глубину и многогранность, что спустя много лет начинали служить практике.

Предвидел ли Сергей Алексеевич использование некоторых своих идей, датированных 1899 годом, в инженерном деле? Скорее всего, нет. Но едва запросы проектантов Днепрогэса совпали с его научными интересами, он немедленно взялся за разработку теории гидрокона.

Чаплыгин начинает математическое построение теории с простейшего вида гидрокона в случае отсутствия вращения воды в трубе.

Затем исследует гидрокон в виде изогнутой трубы с внутренним ядром. Он ищет самую выгодную его форму, отдавая себе отчет в необходимости испытательных проверок. Сергей Алексеевич говорит: «Разумеется, впоследствии необходимо произвести экспериментальные исследования различных типов гидроконов, очертания которых явятся в результате предлагаемого способа, с тем, чтобы выбрать из них наиболее подходящий».

В экспериментальной проверке нуждались не только гидроконы. В ней нуждались многие объекты Днепрогэса.

В специально построенной гидравлической лаборатории появилась модель Днепрогэса — точная его копия, уменьшенная в 225 раз. Пришлось попотеть мастерам, инженерам, зато модель получилась на диво. Вдоль стен тянулись берега Днепра, река перегораживалась деревянной плотиной, через нее шла вода, сквозь воду просвечивал речной песок, а местами со дна выступали бугры — острова. Словом, полная имитация реальных условий. Предстояло выяснить поведение реки после сооружения плотины.

Воды Днепра значительно поднимутся после перекрытия реки, покроют все пороги. Река станет судоходной. А как быть с пароходами? Ведь им может помешать искусственная преграда — плотина. Понадобятся тогда шлюзы — ступенчатые каналы. Или взять паводковые воды. Весной они обрушиваются с плотины с огромной скоростью, которая не гасится даже на большом расстоянии от места сброса. Смогут ли суда справиться с течением, когда поплывут против него? Вопросы, вопросы...

Для проведения опытов специалисты лаборатории пошли на некоторые хитрости. Как свидетельствует Н. Н. Бобров, они «натянули над моделью реки проволоки, делившие водное пространство на участки. Погасив электрические лампы, они пускали в темноте по воде поплавки с зажженными восковыми огарками. Горящие свечи плыли. Через каждую секунду их движение автоматически снимал фотографический аппарат, установленный в потолке над моделью реки объективом вниз. Фотопластинки потом проявляли. На них получалось пунктирное изображение движущихся свечек.

По величине этих черточек, по положению их относительно натянутых проволок экспериментаторы определяли скорость течения воды. Направление же черточек на фотоснимках было направлением водяных струй.

Испытание русла без специальных сооружений, ограждающих вход в шлюзы, показало, что судоходство по Днепру по наметившимся направлениям будет невозможно — слишком велика скорость течения.

Тогда сотрудники гидравлической лаборатории ЦАГИ поставили еще ряд опытов. Они изучили на модели распределение скоростей и подобрали такие формы и размеры ограждающей дамбы, которые вполне защищали караваны судов от бурного потока».

Инженеров волновало: велики ли погрешности в проведении опытов; иначе говоря, можно ли безоговорочно доверять данным эксперимента? У них имелись точные цифры скоростей течения, полученных на Днепре до начала строительства. Захотелось сравнить их с результатами, полученными при испытании в лабораторных условиях. На модели убрали плотину, электростанцию, дамбу, вылепили из бетона, словно из пластилина, пороги, острова, скалы и пустили в воду. Расхождения в данных, полученных «на натуре» и экспериментально, оказались незначительными. Это придало уверенность цагистам, проектантам и создателям Днепрогэса.

Каких только опытов не проводили с моделью! Опробовали почти все элементы станции: водосливы, аванкамеры, решетку для улавливания мусора при входе в турбину. Опыты помогли строителям внести необходимые поправки. Сквозь решетку, например, вода шла туго. Сконструировали новую решетку, придали ей обтекаемую форму. И потери энергии воды значительно сократились.

Благодаря ЦАГИ днепростроители усовершенствовали и бетонный гребень, соединяющий плотину с дном. Весной паводковые воды польются через плотину сплошным бурлящим потоком. Обрушиваясь вниз, поток встречается с водяной толщей нижнего бьефа и отскакивает от него, как от резинового буфера, при этом завихряясь. Надо помочь потоку погасить энергию, иначе он может наделать много бед. Цагисты испытали на модели 22‑сантиметровый гребень в основании тела плотины. Эти бетонные уступы на самом деле достигают высоты больше десяти метров. Падающий с плотины поток не бьет прямо в дно, а как бы перепрыгивает с одной ступеньки гребня на другую, теряя энергию и постепенно успокаиваясь.

Днепрострой консультировала американская фирма «Купер». В то время Советская страна нуждалась в помощи высококвалифицированных специалистов из-за рубежа. Саму станцию предполагалось оснастить турбинами западного производства. Необходимо было выбрать лучшие. И опять кстати оказалась помощь института, возглавляемого Чаплыгиным. В ЦАГИ смонтировали специальный агрегат для испытаний турбин различной мощности. Сюда прибыли модели турбин Ленинградского металлического завода, фирм «Кристингам» (Швеция), «Рива» (Италия), «Шелиасьер» (Франция), «Фойт» (Германия), «Фынхсьютан» и «Эшервисс» (Швейцария). Советский заказ вызвал у конкурентов небывалый ажиотаж. Шведы, в частности, доставили свою тщательно запломбированную модель по воздуху, никого к ней не подпускали. В спор включились и американцы. По результатам испытаний, проведенных в ЦАГИ, был определен лучший образец.

10 октября 1932 года была торжественно пущена Днепровская гидроэлектростанция имени В. И. Ленина. Седой непокорный Днепр потек по проводам электротоком. За четыре с половиной года была завершена грандиозная стройка, на два года раньше, чем прогнозировали иностранные специалисты. Американский консультант Хью Купер воскликнул:

— Ни один сознательный человек, который видит Днепрострой, теперь не может усомниться в том, что народы СССР могут стать мощной индустриальной силой!

Сергей Алексеевич Чаплыгин с полным правом разделял успех создателей крупнейшей тогда в мире ГЭС.

ДОРОГУ НОВОМУ!

На заседаниях коллегии ЦАГИ ставились, обсуждались и решались всевозможные вопросы. Прежде всего они касались хода строительства института. Но, разумеется, научная деятельность подразделений, эксперименты и исследования не менее занимали мысли Сергея Алексеевича и его коллег. Ученые смело пробивали дорогу новому.

Так, успешно шло возведение гидроканала длиной около двухсот метров, шириной двенадцать метров и глубиной шесть с половиной метров. Грандиозное сооружение! Гидроканал создавался для испытания моделей судов, в особенности глиссеров, а также гидросамолетов. Опыты с ними похожи на опыты в аэродинамической трубе с той лишь разницей, что в трубе модель висит неподвижно, а здесь двигается по воде.

Новое связывалось и с геликоптерной группой, появившейся в 1926 году в экспериментально-аэродинамическом отделе. Вскоре она преобразовалась в секцию особых конструкций — СОК. Возглавил секцию конструктор А. М. Изаксон.