4 февраля 1875 года, 139 лет назад, во Фрайзинге (Германия) в семье преподавателей сельскохозяйственного института родился Людвиг Прандтль. Жизнь будущего выдающегося аэрогидродинамика вначале мало чем отличалась от многих судеб сверстников, избравших инженерную стезю. После окончания Высшей технической школы в Мюнхене Прандтль несколько лет занимается проблемами расчёта деформаций нагруженных деталей, получает ряд интересных результатов. Блестяще защищает докторскую диссертацию и в 25 лет (!) становится главой кафедры инженерной механики в Высшей технической школе Ганновера.
1
Здесь его научные интересы круто меняются. Он начинает заниматься проблемами движения жидкостей и газов. В 1904 году выходит его работа «Течение жидкости с малой вязкостью», в которой впервые вводится понятие пограничного слоя и развивается приближённая теория обтекания реального крыла; формулируются принципы расчёта лобового сопротивления; приводится математическое описание явлений срыва потока на крыле и сваливания самолёта. Одна эта работа моментально поставила его в один ряд с крупнейшими авторитетами в области аэродинамики своего времени.

клейнВ том же году знаменитый математик, профессор Гёттингенского университета Феликс Клейн (потрясающая «бутылка Клейна» – односторонняя объёмная поверхность — его находка) пригласил Прандтля работать с ним в университетском Математическом институте. Надо отметить, что, хотя сам Клейн отошёл от занятий наукой по причине перенесённого нервного расстройства, он всё-таки прикладывал много сил в области организации научной работы. Интуитивно почувствовав возрастающую роль прикладной науки в период бурного роста промышленности, он по мере возможностей направлял в практическое русло деятельность как гёттингенских корифеев Давида Гильберта и Германа Минковского, так и новичков – Карла Рунге и Людвига Прандтля. На семинары, посвящённые прикладным аспектам исследований, Клейн приглашал множество инженеров и руководителей промышленных компаний, и результаты не замедлили появиться: в Гёттинген потекли деньги. А резко выросший объём заказов на прикладные исследования позволил создать при университете специализированный Институт гидро- и аэромеханики. Директором этого института становится Людвиг Прандтль.
мат_институт_геттинген
Именно здесь начинается новый период его научного творчества. Механика деформаций решительно отставлена. Все силы направляются в новую область — теоретическую и экспериментальную аэродинамику. Развив ряд важнейших положений теории подобия физических процессов, Прандтль разработал математический аппарат, позволяющий распространять результаты экспериментальной отработки уменьшенных моделей на динамику полноразмерных летательных аппаратов. Аналогичный подход мог быть применён и для моделей надводных кораблей и подводных лодок. Для исследования приложений теории подобия в гидродинамике в 1904 году Прандтль много экспериментирует с моделями водных каналов — прообразом современных опытовых каналов, являющихся важнейшим инструментом конструкторов-судостроителей.
800px-Ludwig_Prandtl_1904
В 1908 году по проекту Прандтля в Институте прикладной математики и механики строится аэродинамическая труба – одна из первых в истории и первая, построенная по замкнутой схеме. А уже год спустя вступает в строй первая в мире сверхзвуковая аэродинамическая труба.

обертЗа время работы в Гёттингене Людвигу Прандтлю удалось создать мощную школу аэродинамиков, активно сотрудничавшую как с авиастроителями, так и с немецкими ракетчиками. В своих воспоминаниях Герман Оберт (на фото справа), конструктор первой немецкой жидкостной ракеты, отмечал, что первым консультантом его работ был именно Людвиг Прандтль.

Создав вместе с Теодором Майером и Адольфом Буземанном теорию сверхзвуковой ударной волны, он заложил фундамент для конструирования важнейших узлов силовых установок самолётов и ракет, способных обеспечить разгон и движение аппарата на сверхзвуке, — воздухозаборника и сверхзвукового сопла. Математические методы, разработанные Прандтлем, успешно применяются и сегодня при создании динамически подобных летающих моделей, предназначенных для отработки режимов сгорания в двигателях сверхзвуковых и гиперзвуковых летательных аппаратов (из малоизвестных отечественных примеров можно назвать модельные исследовательские гиперзвуковые аппараты серии «Холод»)
холод2

холод
В честь великого аэродинамика немецкое Аэрокосмическое общество учредило награду — «Перстень Людвига Прандтля». Перстень вручается не за конкретную разработку, а как признание выдающегося вклада того или иного учёного в копилку знаний аэрогидродинамики. Кольцо выполнено из золота со вставкой из горного хрусталя, на которой выгравирована летящая птица. За все время её существования награды было удостоено всего 50 человек.
кольцоЧтобы представить уровень лауреатов, достаточно вспомнить некоторых из них. Клод Дорнье — авиаконструктор. Герман Шлихтинг — автор классического учебника по теории пограничного слоя, переведённого на языки всех стран, где есть инженерные школы. Теодор Карман — «вихревая дорожка Кармана», эффект возникновения периодических вихрей при обтекании тела потоком, ставший основой целой индустрии промышленных датчиков расхода жидкостей. Курт Магнус («эффект Магнуса») — исследователь, посвятивший себя не только аэродинамике, но и теории гироскопов, развитию принципов автоматического управления полётом.

качановЛауреатом «Перстня Людвига Прандтля» в 2008 году стал российский учёный, главный научный сотрудник новосибирского Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича, доктор физико-математических наук Юрий Качанов за цикл работ в области управления вихреобразованием в пограничном слое.

Имя Прандтля увековечено в названии одного из кратеров на обратной стороне Луны. В его честь назван один из критериев подобия тепловых процессов в жидкостях и газах — число Прандтля. Известный авиаторам всего мира прибор — приёмник воздушного давления (ПВД) был изобретён Прандтлем и имеет второе название — «трубка Прандтля» (или трубка Пито — Прандтля).
1366745299_18
Один из красивейших физических эффектов, имеющих место при сверхзвуковом движении тел в воздухе (на фото внизу), был теоретически предсказан Прандтлем, обнаружен и исследован экспериментально; сегодня он носит название «эффекта Прандтля — Глоерта».

эффект_прандтля