门捷列夫与茹科夫斯基
化学家门捷列夫(1834—1907)发现了化学元素周期表。他还研究过飞行理论,并撰写了论文《流体阻力与浮空飞行论》。论文指出,“必须积累介质阻力经验数据,一旦获得浮空研究的彻底胜利,就会实现在空中飞行,为此必须清楚了解空气阻力”。1875年,门捷列夫绘制了气球控制的草图,并进行了必要的计算。他相信飞机会有“光明前景”,并深信飞行器的发明“将开启新文明史的时代”。俄罗斯航空之父茹科夫斯基这样评论道:“这是一篇很有价值的专题学术论文,它可以作为从事浮空研究人士的指南。”
尼古拉·茹科夫斯基(1847—1921)是俄罗斯空气动力学和航空科学的开拓者、奠基者。茹科夫斯基1868年毕业于莫斯科大学物理数学系,1885年开始在莫斯科大学等大学教授流体动力学。1895年,茹科夫斯基访问德国,与德国航空先驱奥托·李林塔尔会面,购买了一架李林塔尔的滑翔机,从此转向飞行理论研究,着重研究飞机气流,创立了机翼升力理论。1898年,茹科夫斯基做了名为“浮空论”的报告,展望了重力空气飞行器的发展前景。1902年,茹科夫斯基开始研究空气动力学,建造了沙俄时期的第一个风洞实验室。1904年,茹科夫斯基发现了机翼升力定律,发展了机翼剖面理论,发现了飞机获得升力的原理,不知道莱特兄弟这时是否了解这些原理。1906年,茹科夫斯基发表了著作《论汇合涡流》,对旋转涡流和机翼升力的大量研究进行了总结,并结合伯努利方程,总结出“流体等速流动并不产生任何自下而上的举力,当旋转涡流的速度与等速流体前进的速度汇合时,马上产生举力”,还得出了准确计算作用于机翼上的力的数学公式——“单位翼展上机翼的升力值是空气密度与速度环流和飞机飞行速度的乘积”。同时,他还根据这些理论第一个找到和计算出了最合理的机翼形状。(https://www.daowen.com)
茹科夫斯基的这些发现是现代机翼升力理论和空气动力学的基础。1916年,茹科夫斯基开始管理空气动力实验室下的计算测试局,在此基础上,研究出了飞行器强度的计算方法。他的主要著作有《浅谈飞机动力学》《计算测试局之成果》《飞机构造稳定性研究》。
这一时期,俄罗斯比美国在航空理论方面研究得要深。美国在这一时期是莱特、寇蒂斯、波音等飞行家、工程师、企业家唱主角。当然,美国在麻省理工学院已经开设了航空系。