Chaplygin, Sergei Alekseevich

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 25 mars 2021; kontroller kräver 18 redigeringar .
Sergei Alekseevich Chaplygin
Födelsedatum 24 mars ( 5 april ) 1869( 1869-04-05 )
Födelseort Ranenburg , Ryazan Governorate , Ryska riket
Dödsdatum 8 oktober 1942 (73 år)( 1942-10-08 )
En plats för döden Novosibirsk , ryska SFSR , Sovjetunionen
Land  Ryska imperiet ,RSFSR(1917-1922), Sovjetunionen

 
Vetenskaplig sfär mekanik , matematik
Arbetsplats Moscow University ,
MVZhK ,
Moscow State University ,
TsAGI
Alma mater Moskvas universitet (1890)
Akademisk examen Doktor i tillämpad matematik (1903)
Akademisk titel Akademiker vid USSR:s vetenskapsakademi (1929)
vetenskaplig rådgivare N.E. Zhukovsky
Studenter N.E. Kochin
Känd som Direktör för Moscow Higher Women's Courses, rektor för 2nd Moscow State University, direktör för TsAGI
Utmärkelser och priser
Hero of Socialist Labour - 1.2.1941
Leninorden - 1.2.1941 Leninorden - 1933-12-22 Order of the Red Banner of Labour - 10.7.1927 Orden för Arbetets Röda Banner
Hedrad vetenskapsman vid RSFSR.pngPris uppkallat efter N. E. Zhukovsky - 1925
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Sergei Alekseevich Chaplygin ( 24 mars [ 5 april ]  1869 , Ranenburg , Ryazan-provinsen  - 8 oktober 1942 , Novosibirsk ) - Rysk och sovjetisk mekaniker och matematiker , en av grundarna av modern aeromekanik och aerodynamik, akademiker i USSR 1929), Hero of Socialist Labour (1941), Honoured Scientist of the RSFSR (1929) [1] .

Biografi

Född den 24 mars  ( 5 april )  1869 i Ranenburg (numera staden Chaplygin , Lipetsk-regionen ). När han var två år gammal dog hans far, kontoristen Alexei Timofeevich, vid en ålder av 24 av kolera ; mor, Anna Petrovna, gifte sig en andra gång med Voronezh-handlaren Davydov och tog sin son till Voronezh [2] [3] .

Utbildning

1877 började Sergej Chaplygin studera vid Voronezh gymnasium [3] . Det stod snart klart för lärarna att pojken hade extraordinära förmågor och ett sällsynt minne. Han var lika tillfreds med gamla och nya språk, historia och andra ämnen, men han visade särskilt intresse för matematik. Vid fjorton års ålder började han själv undervisa barn och undervisade jordägares barn [4] .

Våren 1886 tog Chaplygin briljant, med en guldmedalj, examen från gymnasiet och gick in på Imperial Moscow University . År 1890 tog han examen från fakulteten för fysik och matematik och, på förslag av N. E. Zhukovsky , lämnades han vid universitetet i två år för att förbereda sig för en professur med ett stipendium på 50 rubel (vilket gjorde hans familj mycket glad, för vilken ett sådant belopp verkade vara ett ouppnåeligt ideal) [3] .

Pedagogisk verksamhet

Sedan 1893 började S. A. Chaplygin att undervisa i fysik vid Moskva Catherine Institute . 1894 började han läsa tillämpad matematik vid Moskvas universitet (först adjunkt, sedan 1898 - docent , sedan 1904 - extraordinär och sedan 1909 - ordinarie professor vid institutionen för teoretisk och praktisk mekanik) [2] [5 ] [6] . han undervisade också i mekanik vid Imperial Moscow Technical School (1895-1906 [7] ), högre matematik och teoretisk mekanik vid Moscow Land Survey Institute (1895-1901). Han undervisade också vid Moskvas ingenjörsskola [8] (sedan september 1896 - lärare i statistik och teoretisk mekanik, från 1901 till januari 1910 - en extraordinär professor), och vid Moskvas högre kvinnokurser (sedan 1901) [7] .

I samband med händelserna 1911 lämnade han Moskvas universitet med en stor grupp lärare. Sedan 1905 var han chef för Moscow Higher Women's Courses (MVZhK) och sedan rektor för 2nd Moscow State University, till vilket dessa kurser omvandlades (1918-1919). 1906 fick han tillstånd från Stadsduman att bygga byggnader för kurser på Tsaritsynskaya-torget ( Jungfrufältet ); Den 3 juni 1907 ägde uppläggningen av byggnader rum på Malaya Tsaritsynskaya Street (nu Malaya Pirogovskaya ). Det erforderliga beloppet tilldelades inte för bygget och det utfördes på säkerheten för den tilldelade platsen [8] [9] .

Vid den tiden publicerades Chaplygins universitetskurs i analytisk mekanik "Systemets mekanik" (del 1-2, 1905-1907) ; sedan kom den förkortade "Propaedeutic Course in Mechanics" för tekniska högskolor och naturfakulteter vid universiteten (1915).

Den 6 april 1914 befordrades han till aktiv riksråd . Han var professor vid Moscow Commercial Institute [10] . I mars 1917 utsågs han till förvaltare av Moskvas utbildningsdistrikt [7] .

Den 25 juni 1917, på kadettpartiets lista , valdes han till medlem av Moskvas stadsduma [11] .

I Sovjetryssland

Efter oktoberrevolutionen 1917 fortsatte Chaplygin aktivt att bedriva pedagogiskt arbete och vetenskaplig forskning. Han deltog i arbetet i kommissionen för särskilda artilleriexperiment vid huvudartilleridirektoratet och i arbetet vid det vetenskapliga och experimentella kommunikationsinstitutet.

I slutet av 1918 lockades han av Zjukovsky till organisationen av TsAGI , där han började arbeta [8] , efter Zjukovskys död tog han en ledande position (1921-1930 - styrelseordförande, 1928 -1931 - direktör-chef). I det vetenskapliga och teoretiska seminariet av TsAGI under ledning av S. A. Chaplygin växte blomman av inhemsk mekanisk vetenskap ( M. A. Lavrentiev , M. V. Keldysh , Kh. M. Mushtari , N. E. Kochin , L. I. Sedov , G ( I. S. Petrov , L. S. Petrov . S. A. Khristianovich , etc.). Under de följande åren ledde Chaplygin skapandet av de största aerodynamiska laboratorierna vid TsAGI (1931-1941).

1918-1925 var Chaplygin också professor vid Moskvas skogsinstitut .

Slutet på livet

Med andra världskrigets utbrott i oktober 1941 flyttade S. A. Chaplygin till Novosibirsk , där en del av TsAGI- laboratorierna evakuerades, vilket bildade TsAGI- grenen nr 2, från vilken Siberian Research Institute of Aviation (SibNIIA) därefter växte.

Han bodde i hus 8 på Frunze Street (minnesmärke) [12] .

S. A. Chaplygin dog av en hjärnblödning den 8 oktober 1942 under evakueringen. Han begravdes i Novosibirsk på SibNIIAs territorium [13] .

Vetenskaplig verksamhet

S. A. Chaplygins huvudverk relaterar till hydroaerodynamik , icke- holonomisk mekanik , teorin om differentialekvationer , teorin om flyg [14] . För sitt bidrag till vetenskapen valdes Chaplygin den 6 december 1924 till motsvarande medlem av Ryska vetenskapsakademin och den 12 januari 1929 till  akademiker vid USSR:s vetenskapsakademi [15] .

Hydromekanik

De första verken av Chaplygin, skapade under inflytande av N. E. Zhukovsky , hör till området för hydromekanik . I sitt arbete "On some cases of motion of a rigid body in a liquid" ( 1894 ) och i sin magisteravhandling med samma titel ( 1897 ) gav han en geometrisk tolkning av kropparnas rörelselagar i ett flytande medium.

Teoretisk mekanik

Inom området teoretisk mekanik gav Chaplygin ett betydande bidrag till utvecklingen av dynamiken i icke- holonomiska system (kännetecknas av närvaron av linjära differentiella icke-integrerbara begränsningar ). Chaplygins verk "Om rörelsen av en tung rotationskropp på ett horisontellt plan" (1897), "Om någon möjlig generalisering av areasatsen med tillämpning på problemet med rullande bollar" (1897), och även läst 1901 av Chaplygin ägnas åt studiet av sådana system. Vid ett möte med Moscow Mathematical Society, tillsammans med E. A. Bolotov, rapporten "A new look at the Hamiltonian principle" - ett arbete där Hamilton-principen generaliserades till fallet med icke-holonomiska system [6] .

S. A. Chaplygin pekade ut en ganska bred underklass av icke-holonomiska system med linjära kinematiska begränsningar (allmänt sett icke-integrerbara), senare kallad Chebyshev-systemet [16] . Vi talar om system där det är möjligt att välja n generaliserade koordinater så att variationerna av den första m av dem kan tas som oberoende, och varken systemets kinetiska energi eller de generaliserade krafterna som motsvarar koordinaterna för första gruppen, inte heller koefficienterna vid generaliserade hastigheter i ekvationerna för kinematiska begränsningar.

För dessa system härledde Chaplygin de allmänna ekvationerna för deras rörelse (som går över i fallet med integrerbarheten av ekvationerna av kinematiska begränsningar till vanliga Lagrange-ekvationer av det andra slaget ) [5] . Han rapporterade dessa ekvationer (nu kända som Chaplygin-ekvationerna ) den 25 oktober 1895 till Society of Natural Science Lovers och publicerade 1897 (i artikeln "On the motion of a heavy body of revolution on a horizontal plane", publicerad i detta sällskaps arbete) [17] .

I detta arbete etablerade Chaplygin först integrerbarheten av problemet med rörelsen av en tung dynamiskt symmetrisk cirkulär skiva på ett absolut grovt horisontellt plan och reducerade det till analys av hypergeometriska kvadraturer. Han visade också integrerbarheten av problemet med rullning av en godtycklig dynamiskt symmetrisk tung rotationskropp på ett horisontellt plan (i detta fall reduceras lösningen av problemet till att integrera en linjär differentialekvation av 2:a ordningen) [18] .

För forskning om rörelsen hos en fast kropp i en vätska och rörelsen hos mekaniska system med icke-holonomiska begränsningar , fick Chaplygin en hedersguldmedalj från St. Petersburgs vetenskapsakademi 1899 .

Chaplygin fortsatte att studera fenomenet med rullning av fasta kroppar senare. År 1903 genomförde han en fullständig studie av problemet med att rulla en dynamiskt asymmetrisk boll på ett grovt plan under antagandet att kulans masscentrum sammanfaller med dess geometriska centrum ( Chaplygin ball ). Han lyckades hitta en integrerande faktor och få en lösning på rörelseekvationerna för en sådan boll i kvadraturer [19] .

Aeromekanik och gasdynamik

I slutet av 1800-talet och början av 1900-talet började Chaplygin studera jetströmmar. 1902 lämnade han in sin doktorsavhandling "On Gas Jets" till Moskvas universitet och försvarade den 1903. I den lyckades Chaplygin reducera (genom att passera till det så kallade hodografplanet ) det allmänna problemet med en tvådimensionell stationär platt isentropisk rörelse av en komprimerbar gas till lösningen av en linjär partiell differentialekvation [20] .

Detta arbete, där en metod föreslogs för att studera jetrörelser av gas vid alla subsoniska hastigheter [14] , markerade början på en ny gren av mekanik - gasdynamik ; den senare spelade senare en enorm roll i flygets utveckling, även om det i början av 1900-talet ännu inte var aktuellt för flyget att studera gasflöden med hastigheter som närmade sig ljudhastigheten . Bara 30 år senare fungerade Chaplygins arbete som grunden för att lösa problem med ljudflöden, och utvecklingen av metoderna som skapades i den ledde till lösningen av de viktigaste frågorna relaterade till driften av vingen vid höga subsoniska hastigheter.

Det viktigaste bidraget gjordes av S. A. Chaplygin till lösningen av problemet med de krafter som verkar från sidan av luftflödet på flygplanets vinge som strömlinjeformas av den . Det första allvarliga framstegen i denna riktning gjordes av N. E. Zhukovsky, som 1906 bevisade ett teorem ( Zhukovskys teorem) , enligt vilket  lyftkraften hos  en vinge uttrycks  med formeln längs konturen som omger vingen. Men Zjukovsky gav inte ett allmänt sätt att beräkna cirkulationen , och hans teorem användes praktiskt taget inte [21] .

År 1910 gjorde S. A. Chaplygin en rapport vid Moscow Mathematical Society "Om trycket från ett planparallellt flöde på hindrande kroppar (om teorin om ett flygplan)", som publicerades samma år som en separat broschyr, och följande år - i form av en artikel i tidskriften "Matematisk samling". I den gav Chaplygin, med hjälp av metoderna för funktionsteorin för en komplex variabel , en ny analytisk härledning av Zhukovsky- formeln (Chaplygin-formeln ) och indikerade att cirkulationsvärdet är unikt bestämt från kravet att hastigheten vid bakkanten av vingprofilen vara ändlig ( Zhukovsky-Chaplygin postulatet ) [22] .

Namnet på postulatet förklaras av det faktum att oberoende av S. A. Chaplygin och nästan samtidigt med honom, kom N. E. Zhukovsky också till hypotesen om ändligheten av hastigheten vid vingprofilens bakkant (i arbetet "On the contours" av flygplanens stödytor”). Samtidigt vägleddes forskarna av olika överväganden. Om Zhukovsky utgick från observationer av verkliga vätskeflöden nära vingprofilen vid låga anfallsvinklar, utgick Chaplygin från formen av den karakteristiska funktionen av vingflödet och kravet att den analytiska lösningen skulle vara unik. Baserat på denna hypotes kan man entydigt beräkna hastighetscirkulationen runt bärytan, med kännedom om dess form [23] . Således fungerar Zhukovsky-Chaplygin-postulatet som ett naturligt tillägg till Zjukovsky-satsen och ger tillsammans med det en komplett lösning på problemet med flödeskrafterna på en strömlinjeformad kropp [14] .

I rapporten "Vortex theory of wing lift", läst den 22 oktober 1913 vid ett möte i Moscow Mathematical Society , övervägde S. A. Chaplygin för första gången teorin om en vinge med ändlig spännvidd och visade att i detta fall, när man hittade lyftkraften, är det nödvändigt att ta hänsyn till ett ytterligare flöde, vilket skapar två terminala virvlar nära vingen, som flyr från ändarna av vingen, vilket för hela studien till en explicit formel [24] .

1914 kom Chaplygins grundläggande verk "The Theory of Lattice Wing", som lade grunden för teorin om cirkulerande flöde runt galler, som låg till grund för beräkning av propellrar , turbiner och andra bladmaskiner. I efterföljande arbeten löste Chaplygin ett antal komplexa problem relaterade till att bestämma tillämpningspunkten för lyftkraften, bestämma krafterna som verkar i ostadig flygning, teorin om den så kallade mekaniserade vingen, frågor om vingstabilitet under flygning, etc.

S. A. Chaplygin härledde formler för lyftkraften och induktivt motstånd, som inte bekräftades i N. E. Zhukovskys experiment, men visade sig vara sanna; några år senare blev de grunden för Prandtls "induktiva teori " [2] .

År 1922 var Chaplygin, i sin essä "Om den allmänna teorin om monoplanvingen", den förste som studerade vingens metacentriska kurva ; samtidigt visade han att det för ett monoplan alltid är en parabel , tog reda på den mekaniska innebörden av denna parabels fokus och parameter och fastställde hur dess form är relaterad till vingens stabilitet [25] .

Smörjteori

S. A. Chaplygin gjorde också ett betydande bidrag till utvecklingen av den hydrodynamiska teorin om smörjning . 1906 publicerade han i samarbete med Zjukovsky verket "Om smörjskiktets friktion mellan en spik och ett lager." Det gav en exakt lösning på problemet med smörjskiktets rörelse. Arbetet var av stor praktisk betydelse; det gav upphov till ett antal teoretiska och experimentella studier som utvecklade temat [26] .

Differentialekvationer

Chaplygin gjort ett stort bidrag till matematik . Han föreslog (1919) en metod för ungefärlig integration av differentialekvationer och bevisade samtidigt satsen om ojämlikheter som bär hans namn ( Chaplygins sats ) [14] ; senare fortsatte han att ta itu med detta ämne. Chaplygins forskning om den ungefärliga integrationen av differentialekvationer är en av de största framgångarna inom matematisk tanke; hans idéer visade sig vara tillämpliga inte bara på lösningen av breda klasser av differentialekvationer, utan också på den ungefärliga lösningen av mycket allmänna klasser av funktionella ekvationer. Dessutom utvecklade S. A. Chaplygin och D. F. Egorov den geometriska teorin om partiella differentialekvationer .

Utmärkelser och priser

i det ryska imperiet [10] i Sovjetunionen

Minne

Familj

Dotter till S. A. Chaplygin Olga Sergeevna var en ballerina. Hon lämnade Higher Women's Courses , som Chaplygin hade varit chef för sedan 1905, under sitt fjärde år, vilket gav efter för en passionerad attraktion till teatern. Under sina studier fick hon ofta höra: "Detta är hans dotter!". Hon lovade dock sin pappa att återvända till kurserna när hon testat sig på en riktig scen. Olga Sergeevna antogs till en gren av Bolsjojteatern . Under teaterturnén i Odessa var S. A. Chaplygin närvarande vid föreställningen med deltagande av sin dotter. I slutet av föreställningen hörde han folk säga om honom: "Det här är hennes far!" [9] . Dottern var inte gift och hade inga barn.

Sonen Yuri Gorshkov föddes från ett förhållande med en hemtjänsteman, som senare visade sig vara en kapabel vetenskapsman. Antog sin fars efternamn kort innan hans första frus död, som träffade honom [28] .

Bibliografi

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Bogolyubov, 1983 , sid. 515-516.
  2. ↑ 1 2 3 Kolyagin, Savvina, 2010 .
  3. ↑ 1 2 3 Veselovsky, 1974 , sid. 251.
  4. ↑ V. V. Golubev skriver: "Redan i gymnasiets medelklass tjänar han [Chaplygin] pengar på lektioner och på sommaren genom resor till de omgivande ägorna "på villkor", där han förbereder barnen till jordägare för examen. Dessa inkomster gav ett ganska betydande tillskott till den magra familjebudgeten ”( Golubev V.V. Sergey Alekseevich Chaplygin. - M. , 1947. - P. 14. Återutgivning: Golubev V.V. Chaplygin. - M. , 2002. - S. 11. - ISBN 5-93972-152-4 . ).
  5. ↑ 1 2 Annals of Moscow University
  6. ↑ 1 2 Veselovsky, 1974 , sid. 252.
  7. ↑ 1 2 3 Moskvaprofessorer, 2003 , sid. 258.
  8. ↑ 1 2 3 Bogolyubov, 1983 , sid. 515.
  9. ↑ 1 2 Gumilevsky, 1969 .
  10. ↑ 1 2 Chaplygin Sergey Alekseevich // Lista över civila grader av IV-klassen. Rättad den 1 september 1915. Del 2. - S. 2368.
  11. ↑ Moskva stadsduma efter oktober // Red Archive, vol. 2 (27), 1928, sid. 58-109
  12. ↑ Minnesplakett till Chaplygin i Novosibirsk
  13. ↑ S. A. Chaplygins grav på SibNIIA-institutets territorium
  14. ↑ 1 2 3 4 Bogolyubov, 1983 , sid. 516.
  15. ↑ Chaplygin Sergey Alekseevich. Profil på RAS hemsida
  16. ↑ Neimark, Fufaev, 1967 , sid. 103-104.
  17. ↑ Neimark, Fufaev, 1967 , sid. 109-110.
  18. ↑ Borisov, Mamaev, Kilin, 2002 , sid. 99.
  19. ↑ Kilin, 2002 , sid. 76.
  20. ↑ Landau, Lifshitz, 1986 , sid. 607.
  21. ↑ Mekanikens historia i Ryssland, 1987 , sid. 356.
  22. ↑ Mekanikens historia i Ryssland, 1987 , sid. 356-357.
  23. ↑ Mekanikens historia i Ryssland, 1987 , sid. 264.
  24. ↑ Mekanikens historia i Ryssland, 1987 , sid. 358.
  25. ↑ Grigoryan, Fradlin, 1977 , sid. 122.
  26. ↑ Sergey Alekseevich Chaplygin
  27. ↑ nr 2019-073. 150 år sedan S.A.s födelse. Chaplygin (1869–1942), mekanik, matematik
  28. ↑ Familjens träd: 150 år av Chaplygin Sergey Alekseevich

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk