инж. Б. Воробьев

Жизнь и труды К. Э. Циолковского

Константин Эдуардович Циолковский родился 5 сентября (старого стиля) 1857 г, в селе Ижевском б. Рязанской гу­бернии, в семье лесничего. В детстве Циолковский перенес скарлатину в тяжелой форме и в результате ее потерял значительную часть слуха, это обстоятельство наложило в отпечаток на всю дальнейшую жизнь Константина Эдуардовича. Вследствие плохого слуха ему не пришлось учиться в школе с другими детьми и он занимался дома сначала под руководством матери, а затем, после ее смер­ти (она умерла через год), он был представлен в этом отношении самому себе.

Мальчик большую часть времени проводил с книжками, или же занимался постройкой разных физических прибо­ров, о которых вычитал в учебниках и в большом коли­честве строил всевозможные модели паровых и электриче­ских машин, аэраторов, станков, самоездящих колясок, причем в этих изделиях шел всегда своим, самостоятель­ным путем.

В процессе этих работ он убедился, что даже для осуществления моделей и приборов необходима обстоятель­ная теоретическая подготовка и с особой, присущей ему уже тогда, энергией, обратился к изучению математики, физики, механики. Эти занятия, во время которых он не прерывал своих работ с моделями и приборами, естествен­но, приводили его все к новым и новым мыслям и само­стоятельной проработке новых проблем.

Средства к жизни Циолковский зарабатывал уроками, а затем; с 1879 г. - учительством в народной школе в г. Бо­ровске б. Калужской губ. С средины 80-х годов оформилась одна из двух его главнейших проблем, которым он впоследствии посвятил свою жизнь, - проблема построе­ния цельнометаллического дирижабля.

В 1887 г. скромный школьный учитель, собрав свои гроши, едет в Москву и впервые предстает перед ученым миром в обществе естествоиспытателей с научным докла­дом о возможности построения большого! цельнометалли­ческого дирижабля. Слушателями1 его явились профессора-Столетов, Н. Е. Жуковский, Вейнберг и др. Н. Е. Жуковский которому на ртзьш был передан' труд Циолковского по В°просу' ДаЛ ° нем Вполне благоприятно.- заключе-

сорпр.п Т°ГДа российскими военными кругам,

зедоточивались в своей научной части в воздухоплава-•гом отделе, который придавал значение исключителъ-еЛЬНЬ1М аггааРатам тяжелее воздуха, за управляв аэростатами не признавал никакого будущего, при обсуждении работы К. Э. Циолковского я высказана историческая (в отрицательном смысле конечно) фраза М. М. Поморцева Годного из оуко-водителей

Константин Эдуардович Циолковский родился 5 сентября (старого стиля^ 1857 г. в селе Ижевском б. Рязанской гу бернии в семье лесничего. В детстве Циолковскил скарлатину в тяжелой форме и в результате ее : значительную часть слуха. Ьто обстоятельство на; свой отпечаток на всю дальнейшую жизнь Эдуардовича. Вследствие плохого слуха ему не пришл учиться в шЖоле! с другими детьми и он занимался дома сначала под руководством матери,

Д' И' Менделеев придавал большое

значение

ко начавшиеся тогда российскими военными кругами, сосредоточивались в своей научной часто в воздухоплава­тельном отделе, который придавал значение исключитель­но летательным аппаратам тяжелее воздуха, за управляе­мыми же аэростатами не признавал никакого будущего. Именно при обсуждении работы К. Э. Циолковского и была высказана историческая (в отрицательном смысле конечно) фраза М. М. Поморцева (одного из руководителей воздухоплавательного отдела) - «аэростат должен навсегда силою вещей остаться игрушкой ветров» 1. Правда, в ос­нове вывода М. М. Поморцева лежали две грубейшие ошибки в расчетах, на которые возмущенный Циолковский немедленна же и указал в печатном ответе, и Поморцев бросился изымать из книжных магазинов свою вышеупо­мянутую работу.

Тем не менее, несмотря на явную ошибочность, предвзя­тое и необоснованное мнение воздухоплавательного отдела продолжало после это!го существовать еще 15 лет - время, вполне достаточное, чтобы нанести жесточайший ущерб разработке дирижаблестроения в России.

Разумеется, противоречащие ка^ке взгзод л и иро иче кое отношение ни в какой мере не сломили энергии К. Э. Циол-КОВ'СКО'ГО. Наоборот, он развертывает свои работы все шире и помимо' ряда работ по дирижаблям 2 печатает интереснейшую работу в журнале «Наука и жизнь» в 1894 г., «Аэроплан! или птицеподобная (авиационная) лета­тельная машина» в которой дает основные очертания будущего' самолета монопланной формы.

Эти работы заставили его заняться обстоятельным ис­следованием вопросов сопротивления воздуха, что- и привело его к постройке первой в мире аэродинамической трубы, в которой воздушный поток производился вентилятором от кузнечного горка. Опыты в этой трубе привели его к пра­вильным, подтвержденным впоследствии выводам, которые он и изложил в своей работе: «Давление воздуха ка поверхности, введенные в искусственный воздушный по­ток» 3. На) эту работу обратила внимание Академия наук,

1 Заключительные слова доклада председателя VII воздухоплаватель­ного отдела русско-технического общества о работе К. Э. Циолковского „Цельнометаллический управляемый аэростат". 1йо<э ?тС!СТат металлический. управляемый". Калуга, 1882 г. (I выпуск) и

« г. (П выпуск); „Возможен ли металлический аэростат?" ж. „Наука г жизнь' № 51-52 1893 г.; „Железный управляемый аэростат на 200 чело­век", Калуга, 1896г.

Напечатана впервые в „Вестнике опытной физики и элементарной ма­тематики (Одесса) в 1898 г. № 269-272, а в следующем году вымучи-"-' отдельным оттиском.

,

емик Рыкачев (известный своими работами в области " 3Тото воздухоплавания) дал о ней настолько благо-КауЧтный отзыв, что Академия нашла нужным поощрить К^стантияа Эдуардовича и отпустила ему 400 руб. ла .Гдолжение работ.

Ута первая и (ничтожная по размерам1 материальная П0ддержка российских официальных кругов была в то же время и единственной, но Константин Эдуарович! с 'неуга­симой энергией не только, продолжал свои работы 1в обла­сти летательных аппаратов, но вскоре' помеле этого развер-щгд их еще более широким фронтом.

Уже несколько лет его. занимали мысли о. космических мирах, о всемирном тяготении и способах его преодоления. Прочитанная им! в 1896 г. небольшая книжечка Ал. Федо­рова * «Новый принцип воздухоплавания, исключающий атмосферу как опорную среду», побудила е,го> вплотную подойти к вопросу о. реактивных летательных аппаратах и заняться: их основательной теоретической разработкой. Утот способ летания в сущности по- своему принципу имеет очень большую давность - о'н в несколько раз старше аэростатического способа, но теоретически не был до Того времени разработан сколько'-нибудь основательно. И |вот скромный школьный учитель (К. Э. Циолковский к этому времени перевелся в Калугу и получил место- преподава­теля физики| в местном епархиальном училище) вкладывает >есь свой досуг и гроши от своего: ничтожного* жало-!нья в эту обширную и исключительно' трудную про^ блему и открывает в ней новые горизонты.

с-го не смущает1 и не останавливает еще более уси­

лившаяся ирония со стороны официальных кругов к .его

отам '-он слишком хороню знал, что рано или: поздно,

человечество! оценит его работы и продолжал свой тя­

желый путь. '

К

журнале «Научное обозрение» (редактировавшемся по-

впоследствии при научных опытах над производ-взрывов на расстоянии проф. Филипповым) появи-• егх> первая статья «Исследование мировых пространств • ' гие«ыми приборами» 2. Печатание дальнейших статей ^ эту тему было прервано последовавшей в этом °ДУ смертью проф. Филиппова и возобновилось толь-

АО й 1 П-1 -|, *• г тг У%

в г- в редактировав/шемся мною журнале

^ч сумел взглянуть на роль и значвение ре-ахгпкных „' -'-льных аппаратов достаточно широко и на много

Духоплавания». В этих исследованиях Константин Дду-

К0 в № редактировавшемся мною журнал

,лухоплав,ания». В этих исследованиях К/, гс

ардош* сумел взглянуть на роль и значс, „.тигишх

/ета^Аьных аппаратов достаточно широко и и, т лет определил в своих выводах работы зарубежных ра< и,!Ко;Б - Оберта, Мивса, Вамера, Годдарда и друпй по-Шедших фактически по его пути. Но тогда он был едино-,-За ним была поддержка немногих техников и ученых того воемеяи й и только после Октябрьской революции пре­кратилось это его одиночество и; открылась, хотя и перед концом! «го жизни,, широкая дорога свободного творчества. Вокруг двух основных, его работ - цельнометаллического дирижабля большой кубатуры и реактивных летательных аппаратов - возникали и прорабатывались им в виде от­дельных самостоятельных, вопросов, различные способы ле­тания, включительно: до исследования полетов насекомых и.дт!й^ 4 И вопросы аэродинамики.

Дореволюционный период жизни К. Э.--период упорной и тяжелой борьбы за свои научные идеи. Ни одно из его изобретений, ни одна из его идей не были до революции осуществлены! к России, несмотря на то, что> за рубежом уже постепенно ученый мир* начинал приходить к его идеям! и даже признавать (хотя и медленно) его приоритет. С Октябрьским переворотом для идей Циолковского, как и для всей науки! и техники, наступили: в молодой, и первой в мире Страны советов новые, сов-сем другие времена. Повеяло совсем другим духом. И на склоне лет старый ученый ясно увидел близящееся осуществление идей 'и проектов, на создание и тщательную проработку которых ушла вся его жизнь.

1Не следует смешивать этого автора с Е. В. Федоровым, председате-ле«^1 Воздухоплавательного отдела русского технического общее противника управляемых аэростатов. «Научное обозрение" № 5, 1903 г.

рюм™"огие обратили к моей работе свои взоры, именно тоОЫуН> ПеРельман, Рябушинокий, Воробьев, Мануйлов и другие, к2» ИСТ°РИЯ не забудет",-писал он уже в советское время-»Рак

Ч?ческое пространство", стр. IV, 1924 г. „ясекомы-с и

птиц а' ДРО статыо „Устройство летательного аппарата васе^Ш« 181?,* спос°бы их полета" в журнале „Техника воздухоплаваш

Самое же главное -- быстро росли группы его. последо­вателей и1 уже начали осуществляться его идеи как в об­ласти реактивных летательных аппаратов, та'к и! в^ цельно­металлическом дирижаблестроении. Начал) свои работы его замечательный и высокоталантливый последователь инж. Ф. А. Цандер),, к сожалению скончавшийся от тифа в* моло­дом возрасте,, но успевший дать ценМейшиэ работы и кон­струкции в (области реактивного летания, а также, подгото­вить к печати специальный том трудов К. Э. Циолковского к юбилею последнего, который праздновала вся Советская страна.

Полетели: опытные ракеты и за границей и в Советском союзе. Во всю ширь развернулось исследование и освое­ние высших слоев атмосферы. Наконец Осоавиахим; и Аэро­флот в лице Дирижаблестроя вплотную занялись непо­средственным реальным осуществлением первого! в мире цельнометаллического дирижабля с изменяемым об'емом системы К. Э. Циолковского.

После тщательной разработки сложного технологического процесса производства оболочки; этого дирижабля и по<-стройки ряда небольших моделей в, настоящее.! время 'За­канчивается последняя большая модель в1 1000 л*3 из гофри­рованной нержавеющей стали (будет закончена, примерно., в течение месяца) и результаты ее испытаний по специ­альной программе будут положены в основу рабочего проекта дирижабля соответствующих размеров1, к созданию которого будет приступлени в 1936 г.

Но в разгар всех этих работ неумолимая старость; а главное - - тяжкий неизлечимый недуг окончательно под­точили его жизнь. Приближался конец. И тогда в мозгу ученого, озабоченного1 дальнейшей судьбой своих любимых трудов и работ, с логически неотразимой ясностью воз­никла мысль: единственно, кто может на деле обеспечить полное их осуществление на благо всего: человечества, к чему всю свою трудовую жизнь стремился Константин Эду-

ювич,- это боевой авангард мирового! пролетариата -Всесоюзная коммунистическая партия (большевиков) и в первую очередь ее великий вождь товарищ Сталин. Именно к нему незадолго! до роковой развязки пишет ои краткое, но историческое по значимости своего содержания, письмом

«ЦК ВКП (б) - - вождю народа товарищу Сталину. Мужоейший вождь и 'друг всех трудящихся товарищ Ста-

первую очередь ее великий вождь товарищ Сталин, пм

к нему) незадолго! ДО' роковой развязки1 пишет <>•'.<. краткое*

но историческое по> значимости своего содержания, пис'

«ЦК ВКП (б) - - вождю народа товарищу Сталину.

Мудрейший вожДь, и (друг всех трудящихся товарищ Ста-лкн.

Всю свою жизнь я мечтал своими трудами хоть немно­го продвинуть человечество' вперед. До революции моя мечта не могла осуществиться.

Лишь Октябрь дринес признание трудам самоучки, лишь советская власть и партия Ленина-Сталина оказали мне действенную помощь. Я почувствовал любовь народных масс и это давало1 мне силы продолжать работу, уже будучи больным. Однако сейчас болезнь не дает мне закончить 'начатого дела.

Все свои труды по авиации, ракетотглаванию и межпла­нетным сообщениям передаю партии большевиков и со­ветской власти. - подлинным руководителям прогресса чело­веческой культуры. Уверен, что они успешно закончат эти труды.

Всей душой и мыслями Ваш

с последним искренним приветом эсегда .Ваш

К. Циолковский 13 сентября 1935 г.»

Немедленно же пришел теплый ответ товарища Сталина:

«Знаменитому деятелю науки товарищу К. Э. Циолков­скому.

Примите мою благодарность за письмо, полное доверия к партии большевиков и советской власти.

Желаю Вам здоровья и дальнейшей плодотворной рабо­ты на пользу трудящихся.

Жму Вашу руку.

И. Сталин».

Теперь престарелый ученый, силы которого угасали с каждым часом, ясно< понял, что) с его кончиной его трудам обеспечено не забвение, а полное их осуществление.

19 -сентября! в !22 часа 34 минуты Константина Эдуардо­

вича не стало, 5

ПРОБЛЕМА СТ

Инж. Пв

НАИБОЛЕЕ актуальной проблемой современной авиа­ции является проблема скорости полета. К увеличению скорости можно итти различными путями: путем улучшения аэродинамических форм самолета, повыше­ния мощности моторной установки, уменьшения веса само--лета и мотора и, наконец, уменьшения лобового сопротивле­ния. Ыо все эти методы дают очень мало по сравнению с возможностями, открываемыми перспективой скоростных полетов за счет параметра р, т. е. плотности воздуха. Суть этой проблемы очень проста: скорость увеличивается с уменьшением плотности воздуха, так как с уменьшением плотности воздуха уменьшается сопротивление. А так как уменьшение плотности воздуха достигается с увеличением высоты, то мы приходим к выводу о необходимости для увеличения скорости летать возможно выше. Отсюда про­блема создания сверхвысотного самолета - стратоплана, ко­торый бы летал в стратосфере, как обыкновенный самолет, подчиняясь направляющей воле пилота.

Для иллюстрации особых выгод полета в стратосфере до­статочно указать, что на высоте, например, 20 км, где плотность воздуха равна 0,0078, т. е. в 16 раз меньше, чем плотность воздуха над землей, для самолета весом до 1000 кг для создания скорости з 200 м/сек нужен мотор в 400 л. с., тогда как для создания этой же скорости на небольшой высоте над землей нужна мощность в 6400 л. с., е. нужно увеличить мощность мотора в 16 раз сравни­тельно с мощностью, нужной для полета на высоте 20 км. Моторы такой большой мощности из-за большого веса са-/Молетов применять невозможно. Отсюда и начинаются труд­ности разрешения задачи сверхвысотных полетов.

препятствие для достижения больших высот ""гея в том, что мощность обыкновенного двигателя

' II II, г,« |>1.1Г-<-,1-<.т •.,»,, ^И^^^^^^^™

Первое препятствие для достижения больших высот встречается в том, что мощность обыкновенного двигателя с увеличением высоты з'меныпается от уменьшения плотно­сти воздуха. Нормальный невысотный мотор может сберечь свою мощность в среднем до высоты 6 - 8 км. Применение сжимающих воздух нагнетателей (компрессоров) отодвигает границу высоты до 9-10 км. Усовершенствованные турбо­компрессоры - до 12 - 13 км. Новейшие работы в этой области, проводимые за границей, предполагают сохранение мощности мотора до высоти 15 - 16 км. Это сравнительно небольшие пределы высоты, но наша цель - завоевать го­раздо более высокие. Эти высоты -- только первые ступени в высоту, первые шаги на пути полного овладения страто­сферой.

Что же ставит предел повышению мощности мотора? Применяя нагнетатели, мы усиливаем мощность мотора, но вместе с тем увеличивается и мощность нагнетателя, а зна­чит, и его вес. На некоторой высоте мощность всех трех агрегатов мотора: мотора, нагнетателя и двигателя, приво­дящего в движение нагнетатель, становится одинаковою. Значит, общий вес моторной группы увеличивается втрое и недопустимо высок для самолета. Помимо веса большим дефектом нагнетателей (турбокомпрессоров) является их не­большой коэфициент полезного действия: 0,5 - 0,6. При этом расходуемая на движение нагнетателя мощность увели­чивается скорее, чем получаемая от нагнетателя полезная мощность. Это приводит к постепенной нейтрализации по­лезного действия нагнетателя, и сводит в конце концов на* ют мощность основного мотора (работающего на винт). Приведенное выше препятствие в работе нормального мо­тора с нагнетателем внутренне непреодолимо, и поэтому иатехническая мысль обратилась к применению на само-тах других видов двигателей, в частности - паровых тур-Применение их дает возможность увеличить высоту по­та, так как турбина приводится в движение паром, рабо-1К>Щ.им по замкнутому циклу без выхода в атмосферу. Воз-*е используется только для горения топлива в котле, его плотности не потребует увеличения веса установки, как это имеет место с бензиновыми

Г БЕНИНГ

двигателями. Чтобы сохранить мощность паровых турбин на больших высотах, нужно только увеличить скорость подачи воздуха в топку, что сравнительно легко осуществимо. По­лученные теоретические данные показывают, что применение паровых турбин дает возможность увеличить высоту полета до 18 - 20 км.

Как видим, применение компрессоров с бензиновым мото­ром" и паровых3 турбин для разрешения проблемы высотных полетов ограничено определенными пределами, сравнительно небольшими. Чтобы достигнуть больших высот, приходится обращаться к другому методу, а именно: устраивать на самолете реактивный двигатель. Крупнейшим, особенным преимуществом реактивного двигателя является то, что в отличие от бензиновых и паровых установок мощность его от уменьшения плотности воздуха не уменьшается, а, на­оборот, увеличивается. Это замечательное свойство реактив­ного двигателя объясняется тем, что нужный для горения кислород воздуха находится здесь в самом топливе двига­теля (а не берется из воздуха) и противодавление выход­ным газам с увеличением высоты уменьшается. Поэтому ре­активный двигатель должен дать наибольший эффект в безвоздушном пространстве (а значит и является един­ственным двигателем, вполне подходящим для межпланет­ных сообщений).

Вместе с тем практическое применение реактивного двига­теля встречает также ряд препятствий. Одно из них за­ключается в^том, что для получения нужного коэфициента полезного действия у реактивного двигателя необходимы та­кие высокие температуры горения, каких не могут выдер­жать материалы современных камер сгорания. Другое пре­пятствие в том, что скорость газа, выходящего из двига­теля, слишком велика сравнительно со скоростью двигателя современного самолета. Как мы видим, отсутствие соответ­ствующих термостойких материалов является препятствием для создания высоких температур. Авиационная техника -иге не достигла скоростей, нужных для работы реактив­ного двигателя. Все это в целом приводит к мысли о при-[ИИ реактивного двигателя не в нормальном виде а в комбинации его с другими, что вполне удо-

г

пятствие в том, что скорость газа, выходящего из двига­теля, слишком велика сравнительно со скоростью двигателя современного самолета. Как мы видим, отсутствие соответ­ствующих термостойких материалов является препятствием для" создания высоких температур. Авиационная техника еще не достигла скоростей, нужных для работы реактив­ного двигателя. Все это в целом приводит к мысли о при­менении реактивного двигателя не в нормальном виде (ракеты), а в комбинации его с другими, что вполне удо­влетворяет запросам авиации, стремящейся осуществить по­леты в стратосфере, а не в межпланетном пространстве.

Для стратосферных полетов применять реактивный дви­гатель в виде ракеты нет нужды, и полезно поэтому кис­лород воздуха брать весь или частично, из воздуха. Такая форма работы реактивного двигателя значительно облегчает самолет, так как вес горючего от этого уменьшается втрое сравнительно с двигателем, работающим на «чистом» ре­активном принципе. Наилучшая на наш взгляд и вполне осуществимая форма стратосферного самолета дается схе­мою - самолет, винт и реактивный аппарат как тяговая установка на самолете.

Для иллюстрации создаваемых возможностей такого стра­тосферного самолета - стратоплана - приведем такой при­мер. На самолете типа планера весом в 300 кг на высоте 20 км нужна будет для полета со скоростью 300 км/час мощность в 25 л. с. При этом вес двигателя (реактивного аппарата на винте) будет около 25 - 30 кг, что является идеальным для такой небольшой мощности.

Аппарат именно такого типа с реактивным двигателем и пилотом, снабженным специальным скафандром для погло­щения кислорода (это проще, чем создавать специальную кабину), представляется нам как прообраз самолета для регулярных сверхскоростных полетов в стратосфере.

Борьба за скорость-это борьба за высоту. Задача освое­ния больших воздушных высот-стратосферы-уже не фан­тастическая мечта. Мы бесспорно стоим на пороге практи­ческого осуществления этой вполне реальной и насущной проблемы.

о

Согласно бюллетеню Американского общества ракетных полетов, известный изобретатель ракеты Годдар ведет работы над приборами, обеспечивающими устойчивость и направление курса ракеты с жидким горючим. Ему удалось добиться для своих ракет скорости до 800 км/час. Свои, опыты он производит в довольно глухой местности Росвель в штате Новая Мексика.

(„Нью-Йорк таПмс". 2Г-Х 1934.)