尼古拉·葉戈羅維奇·茹科夫斯基 (Николай Егорович Жуковский) ,杰出的俄羅斯力學家, 空氣動力學和水動力的創始人。1847年1月5日生于弗拉基米爾省,1921年3月17日逝于莫斯科。
茹科夫斯基出生在弗拉基米爾附近的奧列霍沃莊園(現位于弗拉基米爾州索賓斯基地區)。父親是一位鐵路工程師,退休后管理鄰近地主家的莊園。祖父是一名軍官,曾參與1812年衛國戰爭。母親和孩子們一直住在自家的小莊園里,她教孩子們文法、音樂和繪畫,其他學科由客座老師教授。
教育和職業經歷
1858年2月,茹科夫斯基就讀于莫斯科第四中學。他擅長精確的科學,尤其是代數、幾何和自然科學。但對他來說,學習外語卻很困難,尤其是拉丁語和德語。
1864年,茹科夫斯基以銀牌從學校畢業,被莫斯科大學物理數學系錄取。在那個年代,成功完成學業的畢業生無需參加考試就能被錄取。由于家里寄來的錢不足以支付學費、食宿費,況且還要支持正在上中學的弟弟,大學期間,茹科夫斯基在莫斯科來回奔走教課。
1868年,茹科夫斯基從莫斯科大學畢業,試圖考入圣彼得堡交通工程學院(父親的母校)。但他沒能完成制圖,因此未能通過大地測量學考試。就這樣,世界上多了一位航空領域的著名科學家,盡管鐵路行業顯然少了一位優秀工程師。
1870年8月,茹科夫斯基開始在莫斯科第二女子中學教授物理。
1871年,他成功通過了碩士考試,開始在莫斯科高等技術學校教授數學和力學。1874年,任分析力學系副教授。正是在這所著名的技術學校,茹科夫斯基奉獻了半個世紀。
茹科夫斯基一生中最重要的事件之一是1876年完成其碩士論文 《流體動力學》的答辯。1882年,茹科夫斯基完成博士論文 《論運動強度》,獲得了應用數學博士學位。
1885年起,他同時在莫斯科大學授課,講授水動力學,并很快獲得了應用力學系杰出教授的頭銜。
1894年,被選為科學院通訊院士。
俄羅斯航空探索歷程
18世紀,俄羅斯第一所大學的開創者米哈伊爾·瓦西里耶維奇·羅曼諾索夫就已開始研究氣球問題。在直升機作為一項發明獲得官方認可前很長一段時間,羅曼諾索夫就在俄羅斯制造并測試了這種設備。
米·瓦·羅曼諾索夫
的確,達芬奇早在1475年就寫過關于建造直升機的可能性,但羅曼諾索夫直到18世紀末才發現其作品的存在。羅曼諾索夫是最早理解空氣阻力定律的人之一,同時他發現了支持和推進設備飛行的力量。他奠定了空氣動力學的基礎,直到19世紀末空氣動力學才作為科學出現。
達芬奇所作直升機草圖
19世紀60年代末,物理氣象臺的學者兼主任米哈伊爾·亞歷山德羅維奇·雷卡喬夫研究了人類飛行的問題。幾乎同時,著名的“化學元素周期表”的作者德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫也在研究這個問題。
1875年,門捷列夫繪制了氣球控制的草圖,并進行了必要的計算。他相信飛機會有“光明前景”,并深信飛行器的發明“將開啟新文明史的時代”。
門捷列夫1875年所作飛行器控制項目草圖
俄羅斯航空之父
第一次世界大戰推動了俄國航空領域的發展,正如尤里耶夫所寫:“戰爭從一開始就表明了航空的重要性,沙皇政府被迫開始組織航空科學……”。令人驚喜的是,俄羅斯科學家在航空科學方面取得了重大進展。莫斯科高等技術學校成為了第一次世界大戰期間俄國航空思想的中心,當時最優秀的科學家之一尼古拉 · 茹科夫斯基就在這里工作。航空是茹科夫斯基的主要研究領域,正是他開創了科學及實用航空,成為名副其實的“俄羅斯航空之父”。他創立了俄羅斯空氣動力學流派,既是理論家又是實踐者。
茹科夫斯基的主要成就在于其思想奠定了航空科學未來發展的基礎。他特別研究了鳥類飛行的動力,并在1891年11月發表了相關論文《鳥之飛翔》。次年,又發表了關于切爾努申科飛行炮彈的報告。此外,茹科夫斯基編寫了在攻角不變時確定滑翔物體重心的關鍵公式,他描述了不同氣流條件下的運動軌跡,包括詳細地預言了倒飛筋斗的可能性。
1895年,茹科夫斯基訪問德國,與德國航空先驅,以“德國滑翔機之王”聞名于世的奧托·李林塔爾進行了一次富有成效的會面。茹科夫斯基從其處購買了一架滑翔機用于進一步開展研究。
空氣動力研究
1902年,茹科夫斯基開始深入研究空氣動力學。他致力于建造一個以吸力運作的風洞。這項研究是在莫斯科大學力學辦公室的基礎上進行的。
1910年平式風洞試驗
1904年,茹科夫斯基發現了機翼的升力定律,發展了機翼剖面理論。同年,成為歐洲第一個空氣動力學研究所的負責人。該研究所位于莫斯科附近的庫奇諾,由科學家德米特里·帕夫洛維奇·里亞布欽斯基資助建成。
1905年,茹科夫斯基當選莫斯科數學學會主席。
1908年,在高等技術學校成立“氣球俱樂部”,由此誕生了許多著名的航空和技術人才。1909年,主管該學校的空氣動力實驗室。
1916年,茹科夫斯基開始管理空氣動力實驗室下的計算測試局,在此基礎上,研制出飛行器強度的計算方法。其所得結論詳細記錄在作品《淺談飛機動力學》、 《計算測試局之成果》、 《飛機構造穩定性研究》中。
1918年12月,蘇聯政府根據茹科夫斯基的建議成立了由其領導的中央航空動力研究院。茹科夫斯基創立的理論飛行課程進入莫斯科航空技術學院,1920年在此基礎上成立了紅色空軍工程師研究院。茹科夫斯基奠定了實驗和理論空氣動力學的基礎,對航空的發展產生了巨大影響。
對相對論的看法
有趣的是,茹科夫斯基在其學術著作和評論中一再否認相對論。1918年3月,茹科夫斯基在莫斯科數學學會的一次會議上發表題為“新物理學中的舊力學”的演講,他特別提到,1905年愛因斯坦從形而上學的角度出發,使數學問題的解決轉變為物理現實。茹科夫斯基確信電磁理論和光速的問題可以用牛頓和伽利略的力學來解決。由此,他稱愛因斯坦在該領域研究的重要性有待商榷。
茹科夫斯基于1921年逝世。
彼得羅夫斯基公園里的茹科夫斯基紀念碑
“人類能飛行,不是靠肌肉的力量,而是源于自身的智慧。”
——尼·葉·茹科夫斯基
*本文內容及圖片由俄原文資料整理而成。
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