ПРЕДИСЛОВИЕ
В основу настоящего курса положены лекции, читанные автором в Ленинградском политехническом институте им. М. И. Калинина.
Название книги подчеркивает, что содержание этих лекций является естественным продолжением общего курса теоретической механики и не претендует на удовлетворение специализированных программ авиационных, судостроительных, машиностроительных и других втузов. В наше время техника каждый день выдвигает перед механикой жидкости и газа новые и разнообразные задачи, требуя от инженера умения самостоятельно и творчески применять самые разнохарактерные как теоретические, так и экспериментальные приемы для их решения.
Опыт многолетнего общения автора с лицами, занимающимися практическими применениями гидродинамики, показывает, что главной причиной встречающихся у них затруднений является по большей части не столько отсутствие специальных знаний, сколько недостаточное понимание общих физических основ.
Воспитание советского инженера, исследователя и рационализатора, активного борца за новую технику, ставит перед преподаванием общего курса гидроаэродинамики прежде всего задачу серьезного и четкого изложения основных представлений механики жидкости и газа, выяснения своеобразия ее методов и создания у учащегося правильного понимания физической сущности используемых техникой гидроаэродинамических процессов. Только такое, направленное вглубь, а не вширь, изложение может дать в руки инженера способность легко осваивать новое и самому это новое создавать.
Отсюда, с другой стороны, конечно, не следует, что общий курс механики жидкости и газа должен содержать лишь теоретическое изложение основных законов и быть оторванным от практических применений. Приходится, однако, ввиду крайнего разнообразия современных применений гидроаэродинамики, довольствоваться лишь изложением отдельных, наиболее важных областей приложения теории. Так, например, настоящий курс подчинен в этом смысле общей для подавляющего большинства технических приложений гидроаэродинамики проблеме взаимодействия жидкости или газа с движущимися в них твердыми телами или со стенками труб и каналов, сквозь которые
жидкость и газ протекают. Это направление определило и все содержание курса.
Первые три главы курса посвящены изложению общих положений кинематики, статики и динамики жидкостей и газов, установлению основных уравнений, формулировке главнейших законов и теорем. Стремление к максимальному приближению к процессам, происходящим при движениях с большими скоростями, заставляет тесно связывать динамические явления с термодинамическим балансом энергии в них.
В четвертой главе излагается простейшая задача одномерного движения сжимаемого газа по трубе и распространение в газе возмущений как малой, так и конечной интенсивности; здесь же даются элементарные представления о скачке уплотнения, о явлениях в сверхзвуковом сопле, о влиянии притока тепла на одномерное течение газа и др.
Пятая глава содержит изложение классических результатов теории плоского безвихревого движения идеальной несжимаемой жидкости, в частности, элементов теории крылового профиля в плоскопараллельном потоке.
Шестая глава дает элементарное представление о плоском безвихревом потоке сжимаемого газа при больших до- и сверхзвуковых скоростях. Содержание этой главы не может претендовать на полноту изложения столь быстро развивающейся и сложной с теоретической стороны области.
Седьмая глава содержит основные вопросы теории пространственного потока идеальной несжимаемой жидкости. В качестве практических приложений излагаются задачи о протекании жидкости сквозь осесимметричный канал, о стационарном и не стационарном пространственном обтекании тела и, наконец, элементы теории крыла конечного размаха.
Восьмая глава посвящена выяснению влияния вязкости жидкости и газа на взаимодействие их с движущимся твердым телом. Эта глава, содержащая также изложение основ учения о пограничном слое, является введением в теорию профильного сопротивления и подъемной силы крыла.
Заключительная, девятая, глава курса содержит самые необходимые сведения о турбулентном движении жидкости сквозь гладкие и шероховатые трубы и полуэмпирическую теорию турбулентного пограничного слоя, позволяющую решить вопрос о разыскании профильного сопротивления отдельного профиля и профиля в решетке. Глава заканчивается изложением близких к теории пограничного слоя вопросов турбулентного движения в струях и следе за телом, а также затухания возмущений в однородном изотропном турбулентном потоке.
С чувством законной гордости можем мы., советские механики, выпускать курсы, почти целиком посвященные изложению замечательных достижений наших знаменитых ученых, основоположников современной гидроаэродинамики. Цель помещенного во введении исторического
очерка заключается в том, чтобы показать, как на протяжении двух веков, благодаря работам создателя гидродинамики, петербургского академика Леонарда Эйлера и замечательным исследованиям основоположника аэродинамики, по словам В. И. Ленина, "отца русской авиации" Н. Е. Жуковского, его гениального соратника С. А. Чаплыгина и славной плеяды их последователей — советских ученых, наша страна заняла ведущее место в развитии современной гидроаэродинамики.
Автор выражает надежду, что его курс окажется полезным для лиц, занимающихся техническими приложениями механики жидкости и газа, а также сможет послужить введением для изучения специальных разделов гидроаэродинамики, которые не нашли себе освещения в настоящем курсе.
