Chaplygin, Serguéi Alekseevich

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Sergei Alekseevich Chaplygin
Fecha de nacimiento 24 de marzo ( 5 de abril ) de 1869( 05/04/1869 )
Lugar de nacimiento Ranenburg , Gobernación de Ryazan , Imperio Ruso
Fecha de muerte 8 de octubre de 1942 (73 años)( 08/10/1942 )
Un lugar de muerte Novosibirsk , RSFS de Rusia , URSS
País  Imperio Ruso ,RSFSR(1917-1922), URSS

 
Esfera científica mecánica , matemáticas
Lugar de trabajo Universidad de Moscú ,
MVZhK ,
Universidad Estatal de Moscú ,
TsAGI
alma mater Universidad de Moscú (1890)
Titulo academico Doctor en Matemáticas Aplicadas (1903)
Título académico Académico de la Academia de Ciencias de la URSS (1929)
consejero científico NE Zhukovsky
Estudiantes NE Kochin
Conocido como Directora de los Cursos Superiores de Mujeres de Moscú, Rectora de la 2ª Universidad Estatal de Moscú, Directora de TsAGI
Premios y premios
Héroe del Trabajo Socialista - 1.2.1941
Orden de Lenin - 1.2.1941 Orden de Lenin - 22/12/1933 Orden de la Bandera Roja del Trabajo - 10.7.1927 Orden de la Bandera Roja del Trabajo
Científico de Honor de la RSFSR.pngPremio que lleva el nombre de N. E. Zhukovsky - 1925
Orden de San Vladimir 4to grado Orden de San Estanislao de 2ª clase Orden de San Estanislao de 3ra clase Orden de Santa Ana de 2ª clase Orden de Santa Ana de 3ra clase
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Sergei Alekseevich Chaplygin ( 24 de marzo [ 5 de abril ]  de 1869 , Ranenburg , provincia de Ryazan  - 8 de octubre de 1942 , Novosibirsk ) - Mecánico y matemático ruso y soviético , uno de los fundadores de la aeromecánica y la aerodinámica modernas, académico de la Academia de Ciencias de la URSS ( 1929), Héroe del Trabajo Socialista (1941), Científico de Honor de la RSFSR (1929) [1] .

Biografía

Nacido el 24 de marzo  ( 5 de abril )  de 1869 en Ranenburg (ahora - la ciudad de Chaplygin , región de Lipetsk ). Cuando tenía dos años, su padre, el escribano Alexei Timofeevich, murió a los 24 años de cólera ; madre, Anna Petrovna, se casó por segunda vez con el comerciante de Voronezh Davydov y llevó a su hijo a Voronezh [2] [3] .

Educación

En 1877, Sergei Chaplygin comenzó a estudiar en el gimnasio Voronezh [3] . Pronto quedó claro para los maestros que el niño tenía habilidades extraordinarias y una memoria rara. Se sentía igualmente cómodo con los idiomas antiguos y nuevos, la historia y otras materias, pero mostró un interés particular por las matemáticas. A la edad de catorce años, él mismo comenzó a enseñar a los niños, instruyendo a los hijos de los terratenientes [4] .

En la primavera de 1886, Chaplygin brillantemente, con una medalla de oro, se graduó del gimnasio e ingresó a la Universidad Imperial de Moscú . En 1890, se graduó en la Facultad de Física y Matemáticas y, por sugerencia de N. E. Zhukovsky , se quedó en la universidad durante dos años para prepararse para una cátedra con una beca de 50 rublos (lo que hizo muy feliz a su familia, por lo que tal cantidad parecía un ideal inalcanzable) [ 3 ] .

Actividad pedagógica

Desde 1893, S. A. Chaplygin comenzó a enseñar física en el Instituto Catherine de Moscú . En 1894, comenzó a leer matemáticas aplicadas en la Universidad de Moscú (primero - profesor asistente, desde 1898 - profesor asociado , desde 1904 - extraordinario , y desde 1909 - profesor ordinario en el Departamento de Mecánica Teórica y Práctica) [2] [5 ] [ 6] . también enseñó mecánica en la Escuela Técnica Imperial de Moscú (1895-1906 [7] ), matemáticas superiores y mecánica teórica en el Instituto de Agrimensura de Moscú (1895-1901). También enseñó en la Escuela de Ingeniería de Moscú [8] (desde septiembre de 1896 - profesor de estadística y mecánica teórica, de 1901 a enero de 1910 - profesor extraordinario), y en los Cursos Superiores de Mujeres de Moscú (desde 1901) [7] .

En relación con los acontecimientos de 1911, dejó la Universidad de Moscú con un gran grupo de profesores. Desde 1905, fue el director de los Cursos Superiores de Mujeres de Moscú (MVZhK), y luego el rector de la 2ª Universidad Estatal de Moscú, en la que se transformaron estos cursos (en 1918-1919). En 1906, recibió permiso de la Duma de la Ciudad para construir edificios para cursos en la Plaza Tsaritsynskaya ( Campo de la Doncella ); El 3 de junio de 1907 tuvo lugar la colocación de edificios en la calle Malaya Tsaritsynskaya (ahora Malaya Pirogovskaya ). No se asignó el monto requerido para la construcción y se llevó a cabo con la seguridad del sitio asignado [8] [9] .

En ese momento se publicó el curso universitario de Chaplygin en mecánica analítica "Mecánica del sistema" (partes 1-2, 1905-1907) ; luego vino el abreviado "Curso Propedéutico de Mecánica" para colegios técnicos y facultades naturales de universidades (1915).

El 6 de abril de 1914 fue ascendido a consejero de Estado en activo . Fue profesor en el Instituto Comercial de Moscú [10] . En marzo de 1917 fue nombrado síndico del distrito educativo de Moscú [7] .

El 25 de junio de 1917, en la lista del Partido Cadete , fue elegido miembro de la Duma de la ciudad de Moscú [11] .

En la Rusia soviética

Después de la Revolución de Octubre de 1917, Chaplygin continuó activamente realizando trabajos pedagógicos e investigaciones científicas. Participó en el trabajo de la Comisión de Experimentos Especiales de Artillería en la Dirección General de Artillería y en el trabajo del Instituto Científico y Experimental de Comunicaciones.

A fines de 1918, Zhukovsky lo atrajo a la organización de TsAGI , donde comenzó a trabajar [8] , después de la muerte de Zhukovsky, asumió una posición de liderazgo (en 1921-1930 - presidente de la junta, en 1928 -1931 - director-jefe). En el seminario científico y teórico de TsAGI bajo la dirección de S. A. Chaplygin, creció la flor de la ciencia mecánica doméstica ( M. A. Lavrentiev , M. V. Keldysh , Kh. M. Mushtari , N. E. Kochin , L. I. Sedov , G (I. Petrov , L. S. Leibenzon , S. A. Khristianovich , etc.). En los años siguientes, Chaplygin lideró la creación de los laboratorios aerodinámicos más grandes en TsAGI (1931-1941).

En 1918-1925, Chaplygin también fue profesor en el Instituto Forestal de Moscú .

Fin de vida

Con el estallido de la Segunda Guerra Mundial en octubre de 1941, S. A. Chaplygin se mudó a Novosibirsk , donde parte de los laboratorios TsAGI fueron evacuados, que formaron la rama TsAGI No. 2, a partir de la cual creció posteriormente el Instituto de Investigación de Aviación de Siberia (SibNIIA).

Vivía en la casa 8 de la calle Frunze (placa conmemorativa) [12] .

S. A. Chaplygin murió de una hemorragia cerebral el 8 de octubre de 1942 , mientras se encontraba en una evacuación. Fue enterrado en Novosibirsk en el territorio de SibNIIA [13] .

Actividad científica

Los principales trabajos de S. A. Chaplygin se relacionan con la hidroaerodinámica , la mecánica no holonómica , la teoría de las ecuaciones diferenciales , la teoría de la aviación [14] . Por su contribución a la ciencia , el 6 de diciembre de 1924, Chaplygin fue elegido miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia , y el 12 de enero de 1929,  académico de la Academia de Ciencias de la URSS [15] .

Hidromecánica

Los primeros trabajos de Chaplygin, creados bajo la influencia de N. E. Zhukovsky , pertenecen al campo de la hidromecánica . En su obra "Sobre algunos casos de movimiento de un cuerpo rígido en un líquido" ( 1894 ) y en su tesis de maestría con el mismo título ( 1897 ), dio una interpretación geométrica de las leyes del movimiento de los cuerpos en un medio líquido.

Mecánica teórica

En el campo de la mecánica teórica , Chaplygin hizo una contribución significativa al desarrollo de la dinámica de los sistemas no holonómicos (caracterizados por la presencia de restricciones lineales diferenciales no integrables ). Las obras de Chaplygin "Sobre el movimiento de un cuerpo pesado de revolución en un plano horizontal" (1897), "Sobre alguna posible generalización del teorema del área con aplicación al problema de las bolas rodantes" (1897), y también leído en 1901 por Chaplygin están dedicados al estudio de tales sistemas.. en una reunión de la Sociedad Matemática de Moscú, junto con E. A. Bolotov, el informe "Una nueva mirada al principio de Hamilton" - un trabajo en el que el principio de Hamilton se generalizó al caso de sistemas no holonómicos [6] .

S. A. Chaplygin seleccionó una subclase bastante amplia de sistemas no holonómicos con restricciones cinemáticas lineales (en términos generales, no integrables), más tarde llamado el sistema Chebyshev [16] . Hablamos de sistemas en los que es posible elegir n coordenadas generalizadas de forma que se tomen como independientes las variaciones de las primeras m de ellas, y ni la energía cinética del sistema, ni las fuerzas generalizadas correspondientes a las coordenadas de las primer grupo, ni los coeficientes a velocidades generalizadas en las ecuaciones de restricciones cinemáticas.

Para estos sistemas, Chaplygin derivó las ecuaciones generales de su movimiento (pasando en el caso de integrabilidad de las ecuaciones de restricciones cinemáticas a ecuaciones ordinarias de Lagrange del segundo tipo ) [5] . Informó estas ecuaciones (ahora conocidas como las ecuaciones de Chaplygin ) el 25 de octubre de 1895 a la Sociedad de amantes de las ciencias naturales , y en 1897 publicó (en el artículo "Sobre el movimiento de un cuerpo pesado de revolución en un plano horizontal", publicado en las actuaciones de esta sociedad) [17] .

En este trabajo, Chaplygin primero estableció la integrabilidad del problema del movimiento de un disco circular pesado dinámicamente simétrico en un plano horizontal absolutamente rugoso y lo redujo al análisis de cuadraturas hipergeométricas . También mostró la integrabilidad del problema de rodadura de un cuerpo de revolución pesado dinámicamente simétrico arbitrario en un plano horizontal (en este caso, la solución del problema se reduce a integrar una ecuación diferencial lineal de segundo orden) [18] .

Por su investigación sobre el movimiento de un cuerpo sólido en un líquido y el movimiento de sistemas mecánicos con restricciones no holonómicas , Chaplygin recibió una medalla de oro honorífica de la Academia de Ciencias de San Petersburgo en 1899 .

Chaplygin continuó estudiando el fenómeno del rodamiento de cuerpos sólidos más tarde. En 1903, realizó un estudio completo del problema de hacer rodar una bola dinámicamente asimétrica sobre un plano rugoso bajo el supuesto de que el centro de masa de la bola coincide con su centro geométrico ( bola de Chaplygin ). Se las arregló para encontrar un factor de integración y obtener una solución a las ecuaciones de movimiento de tal bola en cuadraturas [19] .

Aeromecánica y dinámica de gases

A finales del siglo XIX y principios del XX, Chaplygin comenzó a estudiar las corrientes en chorro. En 1902, presentó su tesis doctoral "Sobre los chorros de gas" en la Universidad de Moscú y la defendió en 1903. En él, Chaplygin logró reducir (pasando al llamado plano hodógrafo ) el problema general de un movimiento isoentrópico plano estacionario bidimensional de un gas comprimible a la solución de una ecuación diferencial parcial lineal [20] .

Este trabajo, en el que se propuso un método para estudiar los movimientos de chorro de gas a cualquier velocidad subsónica [14] , marcó el comienzo de una nueva rama de la mecánica: la dinámica de gases ; este último más tarde jugó un papel muy importante en el desarrollo de la aviación, aunque a principios del siglo XX todavía no era relevante para la aviación estudiar los flujos de gas con velocidades cercanas a la velocidad del sonido . Solo 30 años después, el trabajo de Chaplygin sirvió como base para resolver problemas de flujos sónicos, y el desarrollo de los métodos creados en él condujo a la solución de los principales problemas relacionados con el funcionamiento del ala a altas velocidades subsónicas.

La contribución más importante la hizo S. A. Chaplygin a la solución del problema de las fuerzas que actúan desde el lado del flujo de aire sobre el ala del avión aerodinámico por él . El primer avance serio en esta dirección fue realizado por N. E. Zhukovsky, quien en 1906 demostró un teorema ( el teorema de Zhukovsky ) , según el cual  la fuerza de sustentación  de un ala se expresa  mediante la fórmula a lo largo del contorno que encierra el ala. Pero Zhukovsky no dio una forma general de calcular la circulación , y su teorema prácticamente no se usó [21] .

En 1910, S. A. Chaplygin hizo un informe en la Sociedad Matemática de Moscú "Sobre la presión de un flujo plano-paralelo en cuerpos que obstruyen (sobre la teoría de un avión)", que se publicó en el mismo año como un folleto separado, y el año siguiente - en forma de artículo en la revista "Mathematical Collection". En él, Chaplygin, utilizando los métodos de la teoría de funciones de variable compleja , dio una nueva derivación analítica de la fórmula de Zhukovsky (fórmula de Chaplygin ) e indicó que el valor de circulación se determina únicamente a partir del requisito de que la velocidad en el borde de salida del perfil del ala sea finito ( el postulado de Zhukovsky-Chaplygin ) [22] .

El nombre del postulado se explica por el hecho de que, independientemente de S. A. Chaplygin y casi simultáneamente con él, N. E. Zhukovsky también llegó a la hipótesis de la finitud de la velocidad en el borde de salida del perfil del ala (en el trabajo "Sobre los contornos de las superficies de apoyo de los aviones”); Al mismo tiempo, los científicos se guiaron por diferentes consideraciones. Si Zhukovsky procedió de observaciones de flujos de fluidos reales cerca de la superficie aerodinámica del ala en ángulos de ataque bajos, entonces Chaplygin procedió de la forma de la función característica del flujo de la superficie aerodinámica y el requisito de que la solución analítica sea única. Con base en esta hipótesis, se puede calcular sin ambigüedad la circulación de la velocidad alrededor del perfil aerodinámico, conociendo su forma [23] . Así, el postulado de Zhukovsky-Chaplygin sirve como complemento natural al teorema de Zhukovsky y, junto con él, da una solución completa al problema de las fuerzas del flujo sobre un cuerpo aerodinámico [14] .

En el informe "Teoría del vórtice de la sustentación del ala", leído el 22 de octubre de 1913 en una reunión de la Sociedad Matemática de Moscú , S. A. Chaplygin consideró por primera vez la teoría de un ala de envergadura finita y demostró que en este caso, al encontrar la fuerza de sustentación, es necesario tener en cuenta un flujo adicional, que crea dos vórtices terminales cerca del ala, escapando de los extremos del ala, llevando todo el estudio a una fórmula explícita [24] .

En 1914 apareció el trabajo fundamental de Chaplygin "La teoría de las alas de celosía", que sentó las bases de la teoría del flujo circulante alrededor de las celosías, que fue la base para el cálculo de hélices , turbinas y otras máquinas de palas. En trabajos posteriores, Chaplygin resolvió una serie de problemas complejos relacionados con la determinación del punto de aplicación de la fuerza de sustentación, la determinación de las fuerzas que actúan en vuelo inestable, la teoría del llamado ala mecanizada, problemas de estabilidad del ala en vuelo, etc.

S. A. Chaplygin derivó fórmulas para la fuerza de sustentación y la resistencia inductiva, que no fueron confirmadas en los experimentos de N. E. Zhukovsky, pero resultaron ser ciertas; unos años más tarde se convirtieron en la base de la "teoría inductiva" de Prandtl [ 2] .

En 1922, Chaplygin, en su ensayo “Sobre la teoría general del ala del monoplano”, fue el primero en estudiar la curva metacéntrica del ala; al mismo tiempo demostró que para un monoplano siempre es una parábola , averiguó el significado mecánico del foco y parámetro de esta parábola, y estableció cómo se relaciona su forma con la estabilidad del ala [25] .

Teoría de la lubricación

S. A. Chaplygin también hizo una contribución significativa al desarrollo de la teoría hidrodinámica de la lubricación . En 1906, en colaboración con Zhukovsky, publicó el trabajo "Sobre la fricción de la capa lubricante entre una punta y un cojinete". Dio una solución exacta al problema del movimiento de la capa lubricante. El trabajo fue de gran importancia práctica; dio lugar a una serie de estudios teóricos y experimentales que desarrollan el tema [26] .

Ecuaciones diferenciales

Chaplygin hizo una gran contribución a las matemáticas . Propuso (1919) un método de integración aproximada de ecuaciones diferenciales y demostró al mismo tiempo el teorema de las desigualdades que lleva su nombre ( teorema de Chaplygin ) [14] ; más tarde siguió tratando este tema. La investigación de Chaplygin sobre la integración aproximada de ecuaciones diferenciales es uno de los principales logros del pensamiento matemático; sus ideas resultaron ser aplicables no sólo a la solución de clases amplias de ecuaciones diferenciales, sino también a la solución aproximada de clases muy generales de ecuaciones funcionales. Además, S. A. Chaplygin y D. F. Egorov desarrollaron la teoría geométrica de las ecuaciones diferenciales parciales .

Premios y premios

en el Imperio Ruso [10] en la URSS

Memoria

Familia

La hija de S. A. Chaplygin Olga Sergeevna era bailarina. Abandonó los Cursos Superiores de Mujeres , de los que Chaplygin había sido directora desde 1905, en su cuarto año, cediendo a una apasionada atracción por el teatro. Durante sus estudios, a menudo escuchaba: "¡Esta es su hija!". Sin embargo, le prometió a su padre volver a los cursos cuando se pusiera a prueba en un escenario real. Olga Sergeevna fue admitida en una sucursal del Teatro Bolshoi . Durante la gira de teatro en Odessa, S. A. Chaplygin estuvo presente en la función con la participación de su hija. Al final de la actuación, escuchó a la gente decir sobre él: "¡Este es su padre!" [9] . La hija no estaba casada y no tenía hijos.

Son Yuri Gorshkov nació de una relación con una trabajadora doméstica, luego demostró ser un científico capaz. Adoptó el apellido de su padre poco antes de la muerte de su primera esposa, quien lo conoció [28] .

Bibliografía

Véase también

Notas

  1. ↑ Bogolyubov, 1983 , pág. 515-516.
  2. ↑ 1 2 3 Kolyagin, Savvina, 2010 .
  3. ↑ 1 2 3 Veselovsky, 1974 , p. 251.
  4. ↑ V. V. Golubev escribe: “Ya en las clases medias del gimnasio, él [Chaplygin] gana dinero con lecciones, y en el verano con viajes a las haciendas circundantes “con condición”, donde prepara a los hijos de los terratenientes para los exámenes. Estas ganancias dieron una adición bastante significativa al escaso presupuesto familiar ”( Golubev V.V. Sergey Alekseevich Chaplygin. - M. , 1947. - P. 14. Reedición: Golubev V.V. Chaplygin. - M. , 2002. - S. 11. - ISBN 5-93972-152-4 . ).
  5. ↑ 1 2 Anales de la Universidad de Moscú
  6. ↑ 1 2 Veselovsky, 1974 , p. 252.
  7. ↑ 1 2 3 Profesores de Moscú, 2003 , p. 258.
  8. ↑ 1 2 3 Bogolyubov, 1983 , p. 515.
  9. ↑ 1 2 Gumilevski, 1969 .
  10. ↑ 1 2 Chaplygin Sergey Alekseevich // Lista de rangos civiles de la clase IV. Corregido el 1 de septiembre de 1915. Parte 2. - S. 2368.
  11. ↑ Duma de la ciudad de Moscú después de octubre // Archivo rojo, volumen 2 (27), 1928, p. 58-109
  12. ↑ Placa conmemorativa a Chaplygin en Novosibirsk
  13. ↑ La tumba de S. A. Chaplygin en el territorio del Instituto SibNIIA
  14. ↑ 1 2 3 4 Bogolyubov, 1983 , pág. 516.
  15. ↑ Chaplygin Sergey Alekseevich. Perfil en el sitio web de RAS
  16. ↑ Neimark, Fufaev, 1967 , pág. 103-104.
  17. ↑ Neimark, Fufaev, 1967 , pág. 109-110.
  18. ↑ Borisov, Mamaev, Kilin, 2002 , pág. 99
  19. ↑ Kilin, 2002 , pág. 76.
  20. ↑ Landau, Lifshitz, 1986 , pág. 607.
  21. ↑ Historia de la mecánica en Rusia, 1987 , p. 356.
  22. ↑ Historia de la mecánica en Rusia, 1987 , p. 356-357.
  23. ↑ Historia de la mecánica en Rusia, 1987 , p. 264.
  24. ↑ Historia de la mecánica en Rusia, 1987 , p. 358.
  25. ↑ Grigoryan, Fradlin, 1977 , pág. 122.
  26. ↑ Serguéi Alekseevich Chaplygin
  27. ↑ Nº 2019-073. 150 años del nacimiento de S.A. Chaplygin (1869-1942), mecánica, matemáticas
  28. ↑ Árbol de la familia: 150 años de Chaplygin Sergey Alekseevich

Literatura

Enlaces

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