МЕХАНИКА ФӘНЕНЕҢ БЕРЕНЧЕ САФЫНДА
Мехавика — әйберләрнең тигезләнеш һәм хәрәкәтләре турындагы фән. Бу фәнне үстерүдә рус һәм совет механиклары гаять күренекле хезмәтләр иҗат иттеләр. Без биредә илебездәге теоретик-механиклар- ның фәнни хезмәтләреннән иң зурларына гына тукталып үтәргә уйлыйбыз. Теоретик механикадан капиталь хезмәтләр Россиядә моннан 200 еллар элек үк чыга башлаган: 1722 нче елда Скорняков-Писаревның «Статик фән яки механика» исемле китабы басылып чыгарыла. Аннан соңрак, гомере буе Россиядә эшләгән, Петербург Фәннәр Академиясенең академигы Леонард Эйлер механика фәненең кыйммәтле хәзинәсен үстерү юлында зур хезмәтләр күрсәткән. Аның «Механика» исемле классик әсәре хәзерге заман аналитик механикасының нигезе булып торач Механиканың бүтән тармакларында да, Эйлер исеме белән йөртелә торган формулалар аз түгел. 1760 нчы елда Эйлер «Каты әйбернең хәрәкәте турында» исемле әсәрен чыгара. Монда ул башка мәсьәләләр арасында, бер ноктасы кузгалышсыз беркетелгән каты әйбернең инерция буенча хәрәкәтен тикшерә. Бу мәсьәлә каты әйбер динамикасының иң мөһим проблемасы булып тора, чөнки каты әйбернең ирекле хәрәкәтен (мәсәлән, снарядның яки самолетның очышын) тикшерү шуңа кайтып кала. Ләкин бу кыен мәсьәлә өстендә бөтен дөньядагы йөзләрчә галимнәр 200 ел буе эшләсәләр дә, аны өч кенә очракта чишә алганнар. Бу очракларның берсе, югарыда әйтелгәнчә» Эйлер тарафыннан тикшерелгән, икенчесен француз математигы һәм механигы Лагранж тикшергән. Мәсьәләне өченче бер яңа очракта. чишү хезмәтен рус галиме Софья Васильевна Ковалевская үти. Ул үзенең моңа карата язган гыйльми хезмәтен 1888 нче елда бу проблемага багышланган халыкара конкурс жюрие карамагына тапшыра. Жюри Ковалевскаяның әсәрен «Фәнне шактый алга илтүче хезмәт» дип табып, аңа беренче премияне бирергә дигән карар чыгара. Сыек әйберләр механикасын (гидромеханиканы) үстерү өлкәсендә дә рус галимнәренең тоткан урыны зур. Монда Эйлердан башка. 1801 —1861 нче елларда яшәгән бөек рус математигы һәм механигы Михаил Васильевич Остроградский һәм 1847—1921 нче елларда яшәгән бөек рус механигы Николай Егорович Жуковский зур урын тоталар. Хәзерге вакытта бу фәннең, жир катлауларында нефть һәм газ хәрәкәтен тикшерә торган, практик яңа тармагы безнең академик Лейбен- зон һәм фәннәр академиясенең член-корреспонденты Полубарино- ва-Кочина җитәкчелегендә эшләүче совет галимнәре тарафыннан мәйданга чыгарылды. Гидромеханика һәм аэродинамиканың авиация теориясенә кулланылуы тагын да мөһимрәк урын алды. Дөньяда беренче самолетны 1882
132
лыгин ижат итәләр. Жуковский, һавадан авыр очкым аппаратларны төзү теориясен бирү белән бергә, аларның очу шартларын да тикшергән. Мәсәлән, 1891- нче елда кошларның очышлары турындагы хезмәтендә ул сүле элмәк» нең теориясен бирә. Шул теориядән файдаланып беренче мәртәбә 1913 нче елда бу фигураны самолетта башкаручы да рус очучысы Нестеров булды. 1913—18 нче елларда Жуковский самолет винтлары теориясен эшли. Хәзерге вакытта бөтен дөнья конструкторлары шул теориядән файдаг ланалар. Моннан 40 еллар элек академик Чаплыгин «Газ агынтылары турында» дип аталган гениаль фәнни хезмәтен чыгарып, газ динамикасына нигез сала. Хәзер бу теория тиз очышлы самолетлар, реактив двигательләр, газ турбиналары төзү кебек эшләрдә кулланыла. Бөек галимнәр Жуковский белән Чаплыгинның эшләрен совет галимнәре академик Юрьев һәм талантлы яшь академиклар Христианович, Келдыш һәм башкалар уңышлы рә
колаевич Крыловның да гыйльми казанышлары бик зур. Аның «Корабльнең батырылм аучылык теориясе»
исемле китабы бөтен дөньяда фәнни нигез салды. Күперләр, корабльләр, машиналар, йорт корылмалары ныклыгын дөрес исәпләүнең кирәклеге һәркем өчен ачык Кайбер очракларда, куелган көчләр билгеле бер зурлыкка җиткәндә, конструкциянең яки аның дс- “Хреиек
гади тигезләнеш фор- масы бозыла, конструкция үзенең тотрыклылыгын җуя. Мондый критик көчләрне алдан белеп тору конструктор-инженер өчен бик кирәк. Шулай ук машиналарның тирбәнүләрен (вибрацияләрен) тикшерү дә мөһим бер эш. Бу мәсьәләләрнең барысы да, деформацияләнүче каты әйбер механикасында тикшерелә. Эластик тигезләнешнең тотырыклы- льпгын тикшерүне Эйлер башлап җибәргән. Аның формуласы буенча, ике яктан нинди көч белән кысканда, багананың бөгелә башлаганЫн билгеләп, зур авырлык тоткан колонналарны! дөрес исәпләргә була. Хәзерге корабль төзү механикасына нигез салган Бубнов Tai 1914 нче елда «Корабль төзү механикасы» исемле капиталь хезмәтен чыгарып, фән һәм техника үсешенә зур йогынты ясый. Аның бу өлкәдәге эшләрен СССР Фәннәр Академиясенең членкорреспондентлары Папкович, Шиманский һәм башкалар уңышлы рәвештә дәвам иттерделәр. Эластиклык теориясенең мәсьәләләрен төгәл чишкәндә, без күп вакытта җиңә алмаслык математик кыенлыкларга очрыйбыз. Шуңа күрә аларны якынча чишү методларым эзләргә туры килә. Мондый методларның берсен совет академигы Галеркин тәкъдим итте. Хәзер
бу метод, Ритц-Тимошенко методы белән беррәттән, киң рәвештә кулланыла. Шулай ук Грузия Фәннәр Академиясе
президенты академик Мусхелишвили эластиклык теориясендә зур теоретик һәм практик әһәмияте булган фәнни хезмәтләре белән танылды һәм бу эшне хәзер дә уңышлы дәвам иттерә. Металларны чүкегәндә, штамплаганда һәм шуның кебек башка эшләр вакытында, әйбернең формасы үзгәреп кала, ягъни деформация пластик була.
нче елда ук рус конструкторы Александр Федорович Можайский ясый. Ә инде авиация теориясен Жуковский һәм аның белән бергә эшләгән академик Сергей Алексеевич Чап
вештә дәвам иттерәләр. 1863—1945 нче елларда яшәгән атаклы академигыбыз Алексей Ни
дан казанды. Шуның өстенә, 18 иче йөздә яшәгән гениаль рус инженеры Кулибинның ошашлык методын киңәйтеп ҺӘхМ тирәнәйтеп, Крылов корабльләрнең сыйфатлары турында аларның модельләрен сынау нәтиҗәләре буенча хөкем итү эшенә
133
Мондый үзгәрешләр пластиклык теориясендә тикшерелә. Хәзерге вакытта бу фәннең үсешендә совет галимнәре беренче урынны алып торалар. Алар арасында иң күренеклеләреннән Сталин премиясе лауреаты СССР Фәннәр Академиясенең члсн-корреснондснты Илыо- шинны күрсәтеп була. Аның, нечкә
134
пластинка һәм сүрүләрнең пластик деформация вакытында тотырыклы- лыкларын югалту-турында теориясе бетен дөнья күләмендә дан алды. 1821 —1894 нче елларда яшәгән бөек математик һәм механик Паф- нутий Львович Чебышев фәндә тирән эз калдырды. Ул үзенең функцияләрне иң яхшы якынайту теориясен механизмнар төзү теориясенә кулланды. Кәкре хәрәкәтләрне туры хәрәкәткә әйләндерү өчен хезмәт итүче механизмнарның иң яхшылары — Чебышев иҗатлары. Чебышев- ны хәзерге механизм нар теориясенең атасы дип әйтергә хаклыбыз. Машиналарда ышкылу турында- гы беренче гыйльми хезмәт 1727 нче елда Петербургта чыга. 1765 нче елда Эйлер, каешлы күчергечләр кебек бөгелешле бәйлекләре булган механизмнардагы ышкылу көчен исәпләү өчен формула бирә. 1882 нче елда атаклы академик Николай Павлович Петров «Машиналарда ышкылу» исемле капиталь хезмәтендә, хәзерге фәндә тулысын- ча кабул ителгән теорияне — ышкылуның гидродинамик теориясен фән хәзинәсенә кертә. Хәрәкәтнең тотырыклылык теориясе механикада бик мөһим урын тота. Мәсәлән, горизонтка почмак ясап ыргытылган әйбер, стабилизатор дип аталган койрыклары бу.лма- са, очканда мәтәлчек атышынып бара. Очышның тотырыклылыгы өчен снарядка алга бару хәрәкәте белән бергә үз күчәрендә әйләнү хәрәкәтен дә бирергә кирәк. Хәзерге винтовка элекке заман мылтыкларыннан бигрәк шуның белән аерыла да. Хәрәкәт тотырыклылыгының хәзерге теориясен Александр Михайлович Ляпунов иҗат иткән. Аның хезмәтләрен совет галимнәре зур уңыш белән дәвам иттерәләр. Мондыйлардан бигрәк тә, элек Казанда эшләгән, хәзер СССР Фәннәр Академиясенең член-корреспонденты һәм артиллерия фәннәре академиясенең академигы Николай Гурьевич Четасвны күрсәтеп була. Хәзерге вакытта, катлаулы автомат конструкцияләре, бнк еракка ата торган туплар һәм башкалар, хәрәкәтләренең тотырыклы булуы ягыннан, Ляпунов һәм аның шәкертләре күрсәткән методлар белән тикшереләләр һәм сыналалар. Транспортның бөтен гади төрләрендә хәрәкәтләнүче әйбер әйләнә- тирәдән этәрелү аркасында гына йөри. Реактив тәэсир нәтиҗәсендә йөрү, ягъни реактив
хәрәкәт, бөтенләй башка нигезгә корылган. Мәсәлән, ракетаның югарыга, күтәрелүе, аның эчендә янган дары газларының зур тизлек белән түбәнгә чыгарып ташлануыннан килә. Моның өчен һавадан этәрелүнең һич кирәге юк. Киресенчә, һавасыз бушлыкта реактив тәэсир тагын да көчлерәк булырга тиеш. Реактив хәрәкәтнең; идеясе бик күптәннән билгеле. Ләкин аның теория һәм практикасына чын мәгънәсе белән нигез салучылар рус галимнәре булдылар. 1680 нче елда ук Москвада ракеталар ясау өчен беренче мастерской оештырыла. Сугышта кулланыла торган төрле ракеталарны» иҗа.т итеп, аларның төзелеш теорияләрен бирүче, галимартиллерист генерал- лейтенант Константиновның, 1856 нчы елда Петербургта бу турыда чыккан китабы чит телләрнең күбесенә тәрҗемә ителә. Авиациядә реактив йөреткеч куллану мәсьәләсе беренче мәртәбә 1881 нче елда Николай Иванович Кибальчич тарафыннан күтәрелә. Александр II нчене үтергән бомбаны ясаган өчен үлем җәзасына хөкем ителгән бу галим, үләргә берничә көн калганда Петропавловский крепость казематында «һавада йөрүче прибор» проектын язып калдыра, һавада реактив очкыч аппарат яки ракетопланның беренче проекты булган бу проект, патша хөкүмәте канцелярияләрендә озак еллар ябылып яткан Һәм 1918 нче елда гына патша охранкасының аеруча яшерен эшләре арасында табылган. Ракетаның хәрәкәтен теоретик җентекләүгә багышланган беренче капиталь гыйльми хезмәт тә 1897 нче елда Россиядә чыккан. Мин бу урында механика профессоры Me- щерскийньпң «Массасы үзгәрә тор
ган ноктаның динамикасы» исемле әсәрен күздә тотам. Бу китапта» башка мәсьәләләр белән беррәттән, дары янган саен авырлыгы кими баручы ракетаның хәрәкәтен табуга математик нигез салынга.н. Реактив хәрәкәтнең теория һәм практикасында моннан соңгы бик зур адымны эшләүче дә безнең бөек ватандашыбыз Константин Эдуардович Циолковский булды. (1857 нче елда туа., 1935 нче елда үлә.) Ул 1903 нче елда басылган «Дөнья пространствосын реактив приборлар белән тикшерү» исемле гыйльми әсәрендә, ракетаның атмосферада һәм аның тышында очыш шартла.- рын җентекләгән һәм, Кибальчич- ның проектын белмәгән килеш, ра- кетопланнарның беренче конструкцияләрен биргән. Үзенең космик очыш өчен билгеләнгән ракетопла- нын йөртүче итеп Циолковский, ягулыгы сыек әйбер булган, реактив двигатель тәкъдим иткән. Реактив самолетларга, һәм снарядларга куела торган шул типтагы хәзерге двигательләр Циолковский двигателеннән бик аз аерылалар. Бу мәсьәләдә, Циолковский, чит илләрдә реактив двигательләрне өйрәнүчеләрнең беренчеләрен, — француз Пельтрине 9 елга, америкалы Годдарны 16 елга артта калдыра. Шуңа карамастан, ул вакытта Циолковскийның идеяләрен ватанында яклаучылар табылмаган. Рус галимнәренең гыйльми казанышларына мондый салкын караш патша заманында гади бер хәл иде һәм бу Россиядә фәннең үсешенә зур киртә ясадьр. Шуңа күрә зур талантлы галимнәрнең дә бик сирәкләре генә күтәрелеп чыга алганнар. Моның өстенә ул заманда халыкның киң массасы фәннән ерак торганын да онытырга ярамый. Бөек Социалистик Октябрь революциясе барлык халыкларның оеп яткан иҗат көчләрен уятып җибәрде һәм Советлар Союзында гыйльми хезмәт фронты киң колач алды. Фәнгә һәм галимнәргә бездә зур игътибар белән, сөеп карыйлар, чөнки бездә фән бөтен халык эше, дәүләт эше. Циолковскийның гы й льм и хезмәт- ләренә дә совет заманында гына тиешле бәя бирелде. Бөек юлбашчыбыз иптәш Сталин Циолковский- ны «фәннең атаклы эшлеклесе» дип атады. Совет галимнәре реактив хәрәкәтнең теоретик һәм практик мәсьәләләрен чишүдә зур уңышларга ирештеләр.
Шуның нәтиҗәсендә, бөек Ватан сугышында безнең гаскәрләребез реактив коралдан кин файдаландылар. Мәсәлән, безнен данлыклы гвардия минометлары «Катюша»лар фашист гаскәрләрен тармар итүдә зур ярдәм күрсәттеләр. Безнең галимнәр механиканың тулай принципларын эшләүдә дә хезмәтләр бирделәр. Бу өлкәдә Ос- троградокийньпң хезмәте аеруча зур. Ул механикада бик еш кулланыла торган «иң ким тәэсир принцибы»н иҗат иткән. Аннан ничә еллар соңгарак бу принципны табучы булып Англия галиме Гамильтон фән мәйданына чыга. Хәзерге вакытта чит- илләрдә генә түгел, хәтта бездә дә күп вакытта ул принципны Гамильтон исеме белән йөртәләр. Гаделлек өчен иң ким тәэсир принцибын Ос- троградский принцибы дип атарга тиешбез. Безнең меңнәрчә галимнәрдән торган фән армиябезнең хезмәтләре турында тулырак сөйләү өчен фәннең һәрбер тармагы буенча аерым мәкаләләр язарга кирәк булыр иде. Ләкин югарыда китерелгән аз гына мисаллар да, Бөек Октябрь революциясеннән соң илебездә фәннең искиткеч үсүен, алга китүен ачык күрсәтә. Дөньядагы беренче социалистик илдә, даһи Сталин җитәкчелегендә совет фәне яңадан-яңа уңышларга ирешә, фәнни казанышлар көннән көн үсә баралар.