Устройство, использовавшееся К.Э. Циолковским, было не прогрессивным, а регрессивным развитием этой трубы В.А. Пашкевича, да и прибора Х. Максима тоже. Кроме того, заимствование чужой идеи в принципе не может быть вопросом приоритета, а К.Э. Циолковский откровенно «списал» свою трубу с устройства Х. Максима и сам никогда на приоритет здесь не претендовал.
В работе [100] после описания «веялки» К.Э. Циолковский сделал обзор величин давления на плоскость, расположенную нормально к потоку, полученных зарубежными авторами. Разброс значений составлял 0,13-0,071.
Затем, он сделал обзор формул зарубежных ученых, посвященных расчетам давления воздушного потока на наклонную плоскость:
«По Ньютону:
Грубая неверность этой формулы теперь вполне выяснена на опытах и в теории (он имел ввиду свои совершенно несостоятельные теорию и опыты, изложенные в работе [101] – Г.С).
По Ф.Р. Лессли:
По теории лорда Рейля и Герлаха (1876 год – Г.С.):
По опытам С. Ланглея (1891 год – Г.С.) на коловратных машинах:
Кроме того, как свидетельствовал сам К.Э. Циолковский, к выводу о том, что давление при острых углах пропорционально sin(i), (где i – угол наклона пластинки) пришли путем опыта Дюшмен (1842 г.) и О. Лилиенталь (1880 г.). Почему тогда К.Э. Циолковский утверждал, что это он нашел ошибку у И. Ньютона?
Тем не менее, он в автобиографии еще раз вспомнил в связи с этим имя И. Ньютона: «Вообще, – писал он, – я еще не вижу надобности уклоняться от механики Ньютона, за исключением его ошибок» [171].
Теперь он уже говорит не об ошибке, а об ошибках. При этом, как это следует из результатов, приведенных в работе [100] [с. 11], разброс опытных данных у разных исследователей достигал 100% при угле между плоскостью пластинки и набегающего потока в 5-35° и составлял 0% при 90° [100] [с. 11]. Это, в частности означает, что в большей части этих углов неточности формулы И. Ньютона, как уже отмечалось, находились в границах разброса опыта и не являлись принципиальными (хотя теоретическая ошибка, несомненно, имела место).
К.Э. Циолковский провел свои аналогичные опыты и получил неточные результаты: в пределах углов i (между плоскостью пластинки и направлением потока), составлявших 35-60°, он получил, что давление даже больше, чем при нормальной ориентации пластинки.
Далее он экспериментировал с продолговатыми пластинками (т.е. имеющими удлинение – по современной терминологии).
Отметим, что, во-первых, плоская пластинка – это еще не крыло, поэтому утверждения, что в этой работе он занимался изучением крыльев представляется несостоятельным. Во-вторых, и его опыты с «продолговатыми пластинками» не были для того времени новаторскими. Сам К.Э. Циолковский сослался на работу [192], автор которой показал, что если пластинка перпендикулярна к направлению воздушного потока, то давление почти не зависит от степени ее удлинения, а зависит только от величины ее площади. Если же она наклонена «к ветру» под острым углом, то и продолговатость ее имеет большое влияние на степень давления [100] [с. 12].
«На то же, – добавил К.Э. Циолковский, – указывают и опыты Ланглея» [100] [с. 12].
Далее он привел результаты своих опытов, в отношении которых можно сделать такой вывод:
«Он подтвердил уже известное из работы [192]». В его опытах пластинка шириной b = 4 см устанавливалась под некоторым острым углом атаки (угол не указан) и измерялось давление (Р) на нее при различной ее длине (а):
а = 4 8 12 16 20 24 см
P = 6 14,5 25 38 47,5 59,5
Площадь пластинки
F = 16 32 48 64 80 96
P/F = 0,38 0,45 0,52 0,6 0,6 0,62
Таким образом, при увеличении длины пластинки в 6 раз, давление на ее единицу площади изменилось в 1,6 раза.
(Недостающие для полной ясности изложения расчеты проведены нами – Г.С.)
Таким образом, К.Э. Циолковскому не принадлежит приоритет ни в теоретическом, ни в экспериментальном обосновании зависимости силы сопротивления воздуха от степени удлинения плоской пластинки.
Далее он переключил свое внимание на опыты, связанные с определением силы трения. Результаты его исследования состояли в следующем:
«Величина трения не пропорциональна квадрату скорости… Величина трения не пропорциональна длине цилиндра» [100] [с. 14].
Он считал, что величина трения Т для цилиндров одного и того же диаметра, принятого им, выразится формулой: T = A Va Lb, где: V – скорость; L – длина цилиндра; A, a, b = const.
Далее он находит, что для пластинки: Т = 0,0004423 V1,604 L0,63 (1)
Автор работы [80] писал: «Циолковский отчетливо установил, что в формулу для коэффициента трения скорость и размер модели входят с одним и тем же показателем степени, как это и должно быть согласно теории динамического подобия» [80] [с. 13].
К.Э. Циолковский этого не понял и не понимал всю жизнь.
А.А. Космодемьянский в связи с достижениями К.Э. Циолковского писал: «Несмотря на то, что в опытах Циолковского скорость воздушного потока изменялась в очень малом диапазоне, ему удалось показать, что сила сопротивления трения изменяется в зависимости от произведения скорости воздушного потока и характерного линейного размера тела в некоторой степени, причем показатели степени у скорости и длины – одинаковы. Так как Циолковский производил свои опыты, как он писал в Академию наук, примерно в одинаковых условиях (давление и температура воздуха), то сделанные им выводы впервые установили зависимость аэродинамического сопротивления трения от числа Рейнольдса» [29] [с. 43].
Однако до понимания теории подобия, как мы только что видели, К.Э. Циолковский еще не дошел. Учет атмосферных условий в своих формулах он не осуществлял, что вызывает недоверие к его и без того приблизительным результатам.
Использование степенной зависимости в его формуле Т = f(VL) также не было его открытием, как это приписывают ему некоторые авторы. Он сам указал на работы Фруде, проводившему аналогичные опыты для воды, и написал: «По аналогии с опытами Фруде в воде, надо думать, что показатели формулы [1] [см. (1) – Г.С.] постепенно уменьшаются с увеличением L и V» [100] [с. 16]. Здесь же дается ссылка и на аналогичные исследования Гагена.
В этой своей работе он уточнил представления о силе трения для поверхностей аэростатов, показав, что она в полтора раза меньше самого смелого из его расчетов [100] [с. 17], а для некоторых аэростатов (в 200 м длиной) – в четыре раза [100] [с. 31].