Людвиг Прандтль (нем. Ludwig Prandtl, 4 февраля 1875, Фрайзинг — 15 августа 1953, Гёттинген) — немецкий физик. Он внёс существенный вклад в основы гидродинамики и разработал теорию пограничного слоя. В честь его был назван один из критериев подобия (число Прандтля), а также гидроаэрометрическое устройство, ставшее классическим приёмником воздушного давления для многих самолётов и вертолётов (трубка Прандтля).

Защитил докторскую диссертацию в Мюнхенском техническом университете в 1900 году. Был профессором в Ганновере и с 1 сентября 1904 в Гёттингене.

Биография

Людвиг Прандтль родился в Фрайзинге, недалеко от Мюнхена. Его мать часто болела, поэтому мальчик много времени проводил с отцом, профессором инженерии. Под его влиянием он научился наблюдать природу и размышлять о наблюдениях.

В 1894 году Прандтль поступил в Мюнхенский технический университет, который окончил через шесть лет со степенью PhD по гидромеханике. После защиты диссертации молодой Прандтль работал над усовершенствованием фабричного оборудования.

В 1901 году Прандтлю предложили место профессора гидромеханики в технической школе Ганновера, позднее Ганноверский Университет. Именно там он написал свои основные работы. В 1904 году он опубликовал фундаментальную работу — «Течение жидкости с малой вязкостью» (англ. Fluid Flow in Very Little Friction). В работе он впервые описал теорию пограничного слоя и его влияние на лобовое сопротивление и на срыв потока, дав таким образом объяснение явлению сваливания. Приближенная теория пограничного слоя, предложенная Прандтлем, широко используется в наше время. После опубликования этой работы Прандтлю предложили кафедру в университете Гёттингена. В последующее десятилетие Прандтль основал сильнейшую школу аэродинамики, на основе которой в 1925 году был организовано Общество кайзера Вильгельма по изучению течений жидкости и газа (теперь оно носит название Общество Макса Планка).

Продолжая исследование, начатое Фредериком Ланчестером в 1902—1907 годах, Прандтль объединил свои усилия с физиком Альбертом Берцем и инженером Михаэлем Мунком для исследования подъемной силы реального аэродинамического крыла, используя математический аппарат. Результаты исследования опубликованы в 1918—1918 годах и теперь известнs как «теория крыла Ланчестера-Прандтля».

В 1908 году Прандтль и его студент Теодор Майер впервые предложили теорию сверхзвуковой ударной волны. На основе течения Прандтля — Майера в Гёттингене в 1909 году построена первая в мире сверхзвуковая аэродинамическая труба. В 1929 году вместе Адольфом Буземанном предложил метод проектирования сверхзвукового сопла. В настоящее время все сверхзвуковые сопла и аэродинамические трубы сконструированы на основе этой теории. Студент Прандтля Теодор фон Карман развил теорию сверхзвукового течения.

В 1922 году Прандтль и математик Рихард Эдлер фон Мизес основали GAMM (the International Association of Applied Mathematics and Mechanics). Вплоть до 1945 года Прандтль сотрудничал с Рейхсминистерством авиации Германии.

Среди его работ: сжимание жидкости при сверхскоростном режиме течения — Эффект Прандтля — Глоерта, труды по метеорологии и теории упругости.

Прандтль проработал в университете Гёттингена до самой смерти 15 августа 1953 года. Его называют отцом современной аэродинамики.

Личная жизнь

В возрасте 34 лет Прандтль решил, что пришло время жениться и обратился к своему профессору из Мюнхенского Университета с просьбой руки и сердца его дочери. Однако он забыл уточнить, о какой именно из дочерей ведет речь. Тогда профессор и его жена приняли решение сами и выдали за него свою старшую дочь. Брак оказался счастливым, долгим и крепким.

Интересные факты

• (по Т. фон Карману) Явление внезапного изменения лобового сопротивления сферы впервые наблюдали довольно забавным способом. Прандтль в Геттингене и Эйфель в Париже измерили сопротивление сферы; Прандтль получил значение коэффициента лобового сопротивления в два раза больше, чем Эйфель. Они обменялись информацией, и один из молодых инженеров в лаборатории Прандтля сказал: «О, господин Эйфель забыл множитель 2. Он рассчитал коэффициент, относящийся к ρU², а не ½ ρU²». Это замечание каким-то образом стало известно в Париже, и престарелый Эйфель очень рассердился. Затем он провел измерения в широком диапазоне и обнаружил зависимость этого явления от числа Рейнольдса.

• Будучи постоянным посетителем купальни университета Геттингена, устроенной на берегу речки Лайне, под имевшейся на реке плотиной, Л. Прандтль неоднократно предупреждал (главным образом, студентов) об опасности прыжков в воду непосредственно с плотины, прыжков в самый водопад (эти прыжки были запрещены и в особом объявлении). Прандтль компетентно разъяснял, что непосредственно под водопадом образуется так называемое мёртвое пространство, попав в которое пловец рискует погибнуть. Все посетители купальни отнеслись к предупреждению Прандтля с большим вниманием и в тече-ние долгого времени правила предосторожности строго соблюдались. Но вот однажды какой-то молодой студент всё-таки прыгнул в водопад, был сразу схвачен потоком и благополучно вынесен им к проти-воположному берегу водоема. Потом молодой человек несколько раз повторил свой эксперимент — с тем же благополучным исходом. Затем несколько товарищей смелого студента последовали его примеру, и скоро прыжки в водопад стали излюбленным развлечением купающейся молодежи, развлечением, не омрачённым никакой аварией. Прандтль посмеялся и признал своё поражение. (по П.С. Александрову)

Признание

• в честь Прандтля назван кратер на темной стороне Луны
• в честь Прандля учреждена награда немецкого Аэрокосмического Общества -«Перстень Людвига Прандтля», которая вручается за достижения в области аэрокосмической инженерии.

Известные студенты

• Теодор фон Карман
• Курт Магнус
• Рейнгольд Руденберг

Литература

• Herbert Oertel: Prandtl — Führer durch die Strömungslehre. Grundlagen und Phänomene; Vieweg Verlag; Braunschweig 2002; ISBN 3-528-48209-5
• Johanna Vogel-Prandtl: Ludwig Prandtl. Ein Lebensbild. Erinnerungen, Dokumente; [Nachdr. der Ausg.] Göttingen, Max-Planck-Inst. für Strömungsforschung, 1993; Univ.-Verl. Göttingen 2005; ISBN 3-938616-34-2
• Schmitt, G. und Schwipps, W. — Pioniere der frühen Luftfahrt,Gondrom Verlag, Blindlach 1995, ISBN 3-8112-1189-7

Переведено на русский язык

• Прандтль Л. Гидроаэромеханика[1944] // изд-во РХД, 2000

См. также

• Число Прандтля
• Магнитное число Прандтля
• Турбулентное число Прандтля
• Трубка Прандтля
• Эффект Прандтля — Глоерта
• Течение Прандтля — Майера