Константин Эдуардович Циолковский. 2
1.Введение
Константин Эдуардович Циолковский –
выдающийся русский ученый, исследователь
огромной трудоспособности и настойчивости,
человек большого таланта. Широта и богатство
творческой фантазии сочетались у него
с логической последовательностью и математической
точностью суждений. Это был подлинный
новатор в науке. Наиболее важные и жизнеспособные
исследования Циолковского относятся
к обоснованию теории реактивного движения.
В последней четверти XIX и начале XX столетия Константин Эдуардович
создавал новую науку, определяющую законы
движения ракет, и разрабатывал первые
конструкции для исследования безграничных
мировых пространств реактивными приборами. Многие ученые считали
в то время реактивные
двигатели и ракетную технику
делом бесперспективным и ничтожным
по своему практическому
значению, а ракеты
– пригодными лишь для увеселительных
фейерверков и иллюминаций.
2.Биография
Константин Эдуардович Циолковский
родился 17 сентября 1857 года в старинном
русском селе Ижевском, расположенном
в пойме Оки, Спасского уезда, Рязанской
губернии, в семье лесничего Эдуарда Игнатьевича
Циолковского.
Отец Константина, Эдуард Игнатьевич
Циолковский (1820-1881, полное имя – Макар-Эдуард-Эразм),
родился в селе Коростянин (ныне Гощанский район Ровненской
области на северо-западе Украины). В 1841
году окончил Лесной и Межевой институт
в Петербурге, затем служил лесничим в Олонецкой
и Петербургской губерниях. В 1843 году был переведён
в Пронское лесничество Спасского уезда
Рязанской губернии. Проживая в селе Ижевском,
встретился со своей будущей женой Марией
Ивановной Юмашевой(1832-1870), матерью Константина
Циолковского. Имея татарские корни, она была
воспитана в русской традиции. Предки Марии
Ивановны при Иване Грозном переселились
в Псковскую губернию. Её родители, мелкопоместные
дворяне, владели также бондарной и корзинной
мастерскими. Мария Ивановна была образованной
женщиной: окончила гимназию, знала латынь,
математику и другие науки.
Почти сразу после
свадьбы в 1849 году чета Циолковских
переехала в село Ижевское Спасского уезда,
где проживала до 1860 года.
О своих родителях Циолковский писал: «Отец всегда был холоден, сдержан.
Среди знакомых он слыл умным человеком
и оратором. Среди чиновников – красным
и нетерпимым по своей идеальной честности…
У него была страсть к изобретательству
и строительству. Меня еще не было на свете,
когда он придумал и устроил молотилку.
Увы, неудачно! Старшие братья рассказывали,
что он строил с ними модели домов и дворцов.
Всякий физический труд отец в нас поощрял,
как и вообще самодеятельность. Мы почти
всегда все делали сами… Мать была совершенно
другого характера – натура сангвиническая,
горячка, хохотунья, насмешница и даровитая.
В отце преобладал характер, сила воли,
в матери – талантливость».
К моменту рождения Кости семья проживала
в доме на улице Польной(ныне ул. Циолковского), который сохранился
до наших дней и по-прежнему находится в частном
владении.
В Ижевском Константину довелось прожить
совсем недолго – первые три года жизни,
и воспоминаний об этом периоде у него почти
не осталось. У Эдуарда Игнатьевича начались
неприятности на службе – начальство было
недовольно его либеральным отношением
к местным крестьянам.
В 1860 году отец Константина получил перевод
в Рязань на должность делопроизводителя
Лесного отделения, а вскоре стал преподавать
естественную историю и таксацию в землемерно-таксаторских
классах Рязанской гимназии и получил
чин титулярного советника. В Рязани на Вознесенской
улице семья прожила почти восемь лет.
За это время произошло много событий, оказавших
влияние на всю дальнейшую жизнь Константина
Эдуардовича.
Начальным образованием
Кости и его братьев занималась мама.
Именно она научила Константина читать
и писать, познакомила с началами арифметики.
Читать Костя выучился по «Сказкам» Александра Афанасьева,
причём мать научила его только алфавиту,
а как складывать из букв слова Костя Циолковский
догадался сам.
Первые годы детства Константина Эдуардовича
были счастливыми. Он был живым, смышленым
ребенком, предприимчивым и впечатлительным.
Летом мальчик строил с товарищами в лесу
шалаши, любил лазить на заборы, крыши и деревья.
Много бегал, играл в мяч, лапту, городки.
Часто запускал змея и отправлял ввысь
по нитке «почту» – коробочку с тараканом.
Зимой с увлечением катался на коньках.
Циолковскому было лет восемь, когда мать
подарила ему крошечный воздушный «шар» (аэростат), выдутый из коллодиума
и наполненный водородом. Будущий создатель
теории цельнометаллического дирижабля
с удовольствием занимался этой игрушкой.
Вспоминая о годах детства, Циолковский
писал: «Я страстно любил читать и читал
все, что можно было достать… Любил мечтать
и даже платил младшему брату за то, чтобы
он слушал мои бредни. Мы были маленькие,
и мне хотелось, чтобы и дома, и люди, и животные
– все тоже было маленькое. Потом я мечтал
о физической силе. Я мысленно высоко прыгал,
взбирался, как кошка, на шесты, по веревкам».
На десятом году жизни – в начале зимы
– Циолковский, катаясь на санках, простудился
и заболел скарлатиной. Болезнь была тяжелой,
и вследствие ее осложнения мальчик почти
совершенно потерял слух. Глухота не позволила
продолжать учебу в школе. «Глухота делает мою биографию малоинтересной,
– пишет позднее Циолковский, – ибо лишает
меня общения с людьми, наблюдения и заимствования.
Моя биография бедна лицами и столкновениями»
С 11 до 14 лет жизнь Циолковского была «самымгрустным, самым темным
временем. «Я стараюсь, – пишет К. Э. Циолковский,
– восстановить его в памяти, но ничего
сейчас не могу больше вспомнить. Нечем
помянуть это время».
В это время Костя впервые начинает проявлять
интерес к мастерству. «Мненравилось делать кукольные
коньки, домики, санки, часы с гирями и пр.
Всё это было из бумаги и картона и соединялось
сургучом», – напишет он позже.
В 1868 году землемерно-таксаторские классы
были закрыты, и Эдуард Игнатьевич снова
потерял работу. Очередной переезд – в Вятку,
где была большая польская община и у отца
семейства жили два брата, которые, вероятно,
и помогли ему получить должность столоначальника
Лесного отделения.
Циолковский о жизни на Вятке: «Вятка для меня незабываема… Там началась
моя сознательная жизнь. Когда наше семейство
перебралось туда из Рязани, я думал, что это грязный,
глухой, серенький городок, по улицам медведи
ходят, а оказалось, этот губернский город
ничем не хуже, а в чём-то, своей библиотекой, например, получше Рязани».
В Вятке семья Циолковских проживала в доме
купца Шуравина на Преображенской улице.
В 1869 году Костя вместе с младшим братом
Игнатием поступил в первый класс мужской
Вятской гимназии. Учёба давалась с большим
трудом, предметов было много, преподаватели
строгие. Очень мешала глухота:«Учителей совершенно не слышал или слышал
одни неясные звуки».
Позднее, в письме Д. И. Менделееву 30 августа
1890 г. Циолковский писал: «Еще раз прошу Вас, Дмитрий Иванович,
взять мой труд под свое покровительство.
Гнет обстоятельств, глухота с десятилетнего
возраста, проистекающее отсюда незнание
жизни и людей и другие неблагоприятные
условия, надеюсь, извинят в Ваших глазах
мою слабость».
В том же, 1869 году пришло печальное известие
из Петербурга – умер старший брат Дмитрий,
учившийся в Морском училище. Эта смерть
потрясла всю семью, но особенно Марию Ивановну.
В 1870 году мать Кости, которую он горячо
любил, неожиданно скончалась.
Горе придавило осиротевшего мальчика.
И без того не блиставший успехами в учёбе,
угнетённый свалившимися на него несчастьями,
Костя учился всё хуже и хуже. Гораздо острее
ощутил он свою глухоту, делавшую его всё более
и более изолированным. За шалости он неоднократно
подвергался наказаниям, попадал в карцер.
Во втором классе Костя остался на второй
год, а с третьего (в 1873 году) последовало отчисление
с характеристикой «… для поступления в техническое
училище». После этого Константин Эдуардович
уже никогда и нигде не учился – занимался
исключительно самостоятельно.
Именно в это время Константин Циолковский
нашёл свое истинное призвание и место
в жизни. Он занимается образованием самостоятельно,
пользуясь небольшой библиотекой своего
отца, в которой были книги по естественным
наукам и по математике. Тогда же в нем пробуждается
страсть к изобретательству. Он строит
воздушные шары из тонкой, папиросной бумаги,
делает маленький токарный станок и конструирует
коляску, которая должна была двигаться
при помощи ветра. Модель коляски прекрасно
удалась и двигалась на крыше по доске даже
против ветра! «Проблескисерьезного умственного
сознания, – пишет Циолковский об этом
периоде своей жизни, – проявились при чтении.
Так, лет четырнадцати я вздумал почитать
арифметику, и мне показалось там все совершенно
ясным и понятным. С этого времени я понял,
что книги – вещь немудреная и вполне мне доступная.
Я стал разбирать с любопытством и пониманием
некоторые отцовские книги по естественным
и математическим наукам… Меня увлекает
астролябия, измерение расстояния до недоступных
предметов, снятие планов, определение
высот. И я устраиваю астролябию – угломер.
С помощью ее, не выходя из дома, определяю
расстояние до пожарной каланчи. Нахожу
400 аршин. Иду и проверяю. Оказывается, верно.
С этого момента я поверил теоретическому
знанию!». Выдающиеся способности, склонность
к самостоятельной работе и несомненный
талант изобретателя заставили родителя
К. Э. Циолковского задуматься над его будущей
профессией и дальнейшим образованием.
Поверив в способности сына, в июле 1873 года
Эдуард Игнатьевич решил послать 16-летнего
Константина в Москву поступать в Высшее
техническое училище (ныне МГТУ им. Баумана), снабдив его сопроводительным
письмом к своему знакомому с просьбой
помочь устроиться. Однако Константин
письмо потерял и помнил только адрес:
Немецкая улица (ныне Бауманская улица). Добравшись
до неё, юноша снял комнату в квартире прачки.
В училище, по неизвестным причинам, Константин
так и не поступил, но решил продолжить образование
самостоятельно. Один из лучших знатоков
биографии Циолковского инженер Б. Н. Воробьев
пишет о будущем ученом:«Как и многие юноши и девушки, стекавшиеся
в столицу для получения образования, он был полон
самых радужных надежд. Но никто и не думал
обращать внимание на молодого провинциала,
всеми силами стремившегося к сокровищнице
знаний. Тяжелое материальное положение,
глухота и практическая неприспособленность
к жизни меньше всего способствовали выявлению
его талантов и способностей».
Из дому Циолковский получал 10-15 рублей
в месяц. Питался одним черным хлебом, не имел
даже картошки и чаю. Зато покупал книги,
реторты, ртуть, серную кислоту и прочее
для различных опытов и самодельных приборов. «Я помню отлично, – пишет Циолковский
в своей автобиографии, – что, кроме воды
и черного хлеба, у меня тогда ничего не было.
Каждые три дня я ходил в булочную и покупал
там, на 9 копеек хлеба. Таким образом, я проживал
90 копеек в месяц… Все же я был счастлив своими
идеями, и черный хлеб меня нисколько не огорчал».
Кроме опытов по физике и химии, Циолковский
много читал, ежедневно с десяти утра и до трёх-четырёх
часов дня штудируя науки в Чертковской
публичной библиотеке – единственной
бесплатной библиотеке в Москве того времени.
В этой библиотеке Циолковский встретился
с основоположником русского космизма
Николаем Фёдоровичем Фёдоровым, работавшим
там помощником библиотекаря (служащий, постоянно находившийся
в зале), но так и не признал в скромном служащем
знаменитого мыслителя. «Он давал мне запрещённые книги.
Потом оказалось, что это известный аскет,
друг Толстого и изумительный философ
и скромник. Он раздавал всё свое крохотное
жалование беднякам. Теперь я вижу, что он и меня
хотел сделать своим пансионером, но это ему не удалось:
я чересчур дичился», – написал позже Константин
Эдуардович в автобиографии. Циолковский
признавал, что Фёдоров заменил ему университетских
профессоров. Однако, это влияние проявилось
много позже, через десять лет после смерти
Московского Сократа, а во время своего
проживания в Москве Константин ничего
не знал о взглядах Николая Фёдоровича,
и они так ни разу и не заговорили о Космосе.
Работа в библиотеке была подчинена чёткому
распорядку. С утра Константин занимался
точными и естественными науками, требовавшими
сосредоточенности и ясности ума. Затем
переключался на более простой материал:
беллетристику и публицистику. Активно
изучал «толстые» журналы, где публиковались
как обзорные научные статьи, так и публицистические.
Увлечённо читал Шекспира, Льва Толстого,
Тургенева, восхищался статьями Дмитрия
Писарева: «Писарев заставлял меня дрожать от радости
и счастья. В нём я видел тогда своё второе «Я»».
За первый год жизни в Москве Циолковским
изучены физика и начала математики. В 1874
году Чертковская библиотека переехала
в здание Румянцевского музея, вместе с ней перешёл
на новое место работы и Николай Фёдоров.
В новом читальном зале Константин изучает
дифференциальное и интегральное исчисление,
высшую алгебру, аналитическую и сферическую
геометрию. Затем астрономия, механика,
химия.
За три года Константин полностью освоил
гимназическую программу, а также значительную
часть университетской программы.
К сожалению, отец больше не смог оплачивать
его проживание в Москве и к тому же плохо
себя чувствовал и собирался на пенсию.
С полученными знаниями Константин уже вполне
мог начать самостоятельную работу в провинции,
а также продолжать своё образование за пределами
Москвы. Осенью 1876 года Эдуард Игнатьевич
вызвал сына обратно в Вятку, и Константин
вернулся домой.
В Вятку Константин вернулся ослабшим,
исхудавшим и измождённым. Тяжёлые условия
жизни в Москве, напряжённая работа привели
также к ухудшению зрения. После возвращения
домой Циолковский стал носить очки. Восстановив
силы, Константин начал давать частные
уроки по физике и математике. Первый урок
получил благодаря связям отца в либеральном
обществе. Проявив себя талантливым педагогом,
в дальнейшем не имел недостатка в учениках.
При ведении уроков Циолковский применял
собственные оригинальные методы, главным
из которых была наглядная демонстрация
– Константин делал бумажные модели многогранников
для уроков геометрии, вместе с учениками
проводил многочисленные опыты на уроках
физики, чем заслужил славу преподавателя,
хорошо и понятно объясняющего материал,
на занятиях с которым всегда интересно.
Для изготовления моделей и проведения
опытов Циолковский снял мастерскую. Всё свое
свободное время проводил в ней или в библиотеке.
Читал очень много – специальную литературу,
беллетристику, публицистику. Согласно
автобиографии, в это время прочитал журналы «Современник»,«Дело»,
В конце 1876 года умер младший брат Константина
Игнатий. Братья с детства были очень близки,
Константин доверял Игнатию свои самые
сокровенные мысли, и смерть брата стала
тяжёлым ударом.
К 1877 году Эдуард Игнатьевич был уже очень
слаб и болен, сказалась трагическая смерть
жены и детей (кроме сыновей Дмитрия и Игнатия в эти годы
Циолковские потеряли самую младшую дочь
– Екатерину – она скончалась в 1875 году,
во время отсутствия Константина), глава
семейства вышел в отставку. В 1878 году вся семья
Циолковских вернулась в Рязань.
По возвращении в Рязань семья жила на Садовой
улице. Сразу после приезда Константин
Циолковский прошёл медицинскую комиссию
и был освобождён от воинской службы из-за
глухоты. В семье предполагали купить дом и жить
доходами от него, однако случилось непредвиденное
– Константин рассорился с отцом. В результате
Константин снял отдельную комнату у служащего
Палкина и был вынужден искать другие средства
к существованию, так как его личные сбережения,
накопленные с частных уроков в Вятке, подходили
к концу, а в Рязани неизвестному репетитору
без рекомендаций не удавалось найти учеников.
Для продолжения работы учителем была
необходима определённая, документально
подтверждённая квалификация. Осенью
1879 года в Первой губернской гимназии Константин
Циолковский держал экзамен экстерном
на уездного учителя математики. Как «самоучке», ему пришлось сдавать«полный»
экзамен – не только сам предмет, но и грамматику,
катехизис, богослужение и прочие обязательные
дисциплины. Этими предметами Циолковский
никогда не интересовался и не занимался,
но сумел подготовиться за короткое время.
Успешно сдав экзамен,
Циолковский получил
Циолковский был назначен на должность
учителя арифметики и геометрии в Боровское
уездное училище Калужской губернии.
По рекомендации жителей Боровска Циолковский «попал на хлеба к одному вдовцу с дочерью,
жившему на окраине города» – Е. Н. Соколову.
Циолковскому «сдали две
В Боровске у Циолковских родилось четверо
детей: старшая дочь Любовь (1881) и сыновья Игнатий (1883), Александр (1885) и Иван (1888). Циолковские жили бедно,
но, по словам самого учёного, «в заплатах не ходили и никогда
не голодали». Большую часть своего жалования
Константин Эдуардович тратил на книги,
физические и химические приборы, инструменты,
реактивы.
За годы проживания в Боровске семья несколько
раз вынуждена была менять место жительства
– осенью 1883 года переезд на Калужскую
улицу в дом бараночника Баранова. С весны
1885 года жили в доме Ковалёва (натой же Калужской улице).
23 апреля 1887 года, в день возвращения Циолковского
из Москвы, где он делал доклад о металлическом
дирижабле собственной конструкции, в его доме
случился пожар, в котором погибли рукописи,
модели, чертежи, библиотека, а также всё имущество
Циолковских, за исключением швейной машинки,
которую удалось выбросить через окно
во двор. Это был тяжелейший удар для Константина
Эдуардовича, свои мысли и чувства он выразил
в рукописи «Молитва» (15 мая
Очередной переезд в дом М. И. Полухиной
на улице Круглой. 1 апреля 1889 года разлилась
Протва, и дом Циолковских был затоплен.
Снова пострадали записи и книги.
С осени 1889 года Циолковские
жили в доме купцов Молчановых по адресу:
Молчановская улица, дом 4.
В Боровском уездном училище Константин
Циолковский продолжал совершенствоваться
как педагог: преподавал арифметику и геометрию
нестандартно, придумывал увлекательные
задачи и ставил удивительные, особенно
для боровских мальчишек, опыты. Несколько
раз запускал с учениками огромный бумажный
воздушный шар с «гондолой», в которой находились
горящие лучины, для нагрева воздуха. Однажды
шар улетел, и это чуть не привело к пожару
в городе.
Иногда Циолковскому приходилось заменять других преподавателей и вести уроки черчения, рисования, истории, географии, а один раз даже замещать смотрителя училища.
B своей квартире в Боровске Циолковский
устроил маленькую лабораторию. У него
в доме сверкали электрические молнии,
гремели громы, звонили колокольчики,
загорались огни, вертелись колеса и блистали иллюминации. «Я предлагал желающим попробовать
ложкой невидимого варенья. Соблазнившиеся
угощением получали электрический удар».
Посетители любовались и дивились на электрического
осьминога, который хватал всякого своими
лапами за нос или за пальцы, и тогда у попавшего
к нему в «лапы» волосы становились дыбом
и выскакивали из любой части тела».
Самая первая работа Циолковского была
посвящена механике в биологии. Ею стала
написанная в 1880 году статья «Графическое изображени
1881 году 24-летний Циолковский самостоятельно
разработал основы кинетической теории
газов. Работу он послал в Петербургское
физико-химическое общество, где она получила
одобрение видных членов общества, в том числе
и гениального русского химика Менделеева.
Однако важные открытия, сделанные Циолковским
в глухом провинциальном городке, не представляли
новости для науки: аналогичные открытия
были сделаны несколько раньше в Германии.
За вторую научную работу, названную«Механика животного организма», Циолковского единогласно
избирают членом физико-химического общества.
Эту моральную поддержку своим первым
научным исследованиям Циолковский вспоминал
с благодарностью всю жизнь.
В предисловии ко второму изданию своей
работы «Простое учение о воздушном корабле и его построении» Константин Эдуардович писал:«Содержание этих работ несколько запоздало,
т. е. я сделал самостоятельно открытия,
уже сделанные ранее другими. Тем не менее,
общество отнеслось ко мне с большим вниманием,
чем поддержало мои силы. Может быть, оно и забыло
меня, но я не забыл господ Боргмана, Менделеева,
Фан-дер-Флита, Пелурушевского, Бобылева
и, в особенности, Сеченова». В 1883 году Константин
Эдуардович написал в форме научного дневника
работу«Свободное пространство»
«Я русский и думаю, что читать меня
будут, прежде всего, русские.
Надо, чтобы писания мои были
понятны большинству. Я этого желаю.
Поэтому я стараюсь избегнуть
иностранных слов: особенно латинских
и греческих, столь чуждых русскому
уху».
К. Э. Циолковский
3. Работы по воздухоплаванию и экспериментальной аэродинамике.
Результатом
Дирижабль Циолковского имел следующие
характерные особенности. Во-первых, это был дирижабль
переменного объема, что позволяло сохранять
постоянную подъемную силу при различных
температурах окружающего воздуха и различных
высотах полета. Возможность изменения
объема конструктивно достигалась при помощи
особой стягивающей системы и гофрированных
боковин (рис. 1).
|
Рис. 1. а — схема металлического
дирижабля К. Э. Циолковского;
б — система блочного стягивания
оболочки
Во-вторых, газ, наполняющий
дирижабль, можно было подогревать
путем пропускания по змеевикам отработанных
газов моторов. Третья особенность конструкции состояла
в том, что тонкая металлическая оболочка
для увеличения прочности и устойчивости
была гофрированной, причем волны гофра
располагались перпендикулярно оси дирижабля.
Выбор геометрической формы дирижабля
и расчет прочности его тонкой оболочки
были решены Циолковским впервые.
Этот проект Дирижабля Циолковского не получил
признания. Официальная организация царской
России по проблемам воздухоплавания –
VII воздухоплавательный отдел Русского
технического общества – нашла, что проект
цельнометаллического дирижабля, способного
изменять свой объем, не может иметь большого
практического значения и дирижабли «вечнобудут игрушкой ветров».
Поэтому автору было отказано даже в субсидии
на постройку модели. Обращения Циолковского
в Генеральный штаб армии также не имели
успеха. Печатный труд (1892 г.) Циолковского «
Циолковскому принадлежит прогрессивная
идея постройки цельнометаллического
аэроплана.
В статье 1894 года «Аэроплан или птицеподобная (авиационная) летательная машина», опубликованной в журнале «Наука и жизнь», дано описание, расчеты
и чертежи моноплана со свободнонесущим,
безрасчалочным крылом. В противоположность
зарубежным изобретателям и конструкторам,
разрабатывавшим в те годы аппараты с машущими
крыльями, Циолковский указывал, что «подражание птице в техническом отношении
весьма затруднительно вследствие сложности
движения крыльев и хвоста, а также вследствие
сложности устройства этих органов».
Аэроплан Циолковского (рис. 2) имеет форму «застывшей парящей птицы, но вместо головы
ее вообразим два гребных винта, вращающихся
в обратные стороны… Мускулы животного
мы заменим взрывными нейтральными двигателями.
Они не требуют большого запаса топлива (бензина) и не нуждаются в тяжелых
паровиках и больших запасах воды. …Вместо
хвоста устроим двойной руль – из вертикальной
и горизонтальной плоскости. …Двойной
руль, двойной винт и неподвижность крыльев
придуманы нами не ради выгоды и экономии
работы, а единственно ради исполнимости
конструкции».
|
Рис. 2. Схематическое изображение
самолета 1895 г.,
сделанное К. Э. Циолковским.
Верхний рисунок дает
на основе чертежей изобретателя
общее представление
о внешнем виде самолета
В цельнометаллическом аэроплане
Циолковского крылья уже имеют толстый
профиль, а фюзеляж – обтекаемую форму.
Весьма интересно, что Циолковский впервые
в истории развития самолетостроения особенно
подчеркивает необходимость улучшения
обтекаемости аэроплана для получения
больших скоростей. Конструктивные очертания
аэроплана Циолковского были несравненно
более совершенными, нежели более поздние
конструкции братьев Райт, Сантос-Дюмона,
Вуазена и других изобретателей. Для оправдания
своих расчетов Циолковский писал: «При получении этих чисел я принял
самые благоприятные, идеальные условия
сопротивления корпуса и крыльев; в моем
аэроплане нет выдающихся частей, кроме
крыльев; все закрыто общей плавной оболочкой,
даже пассажиры».
Циолковский хорошо предвидит значение
бензиновых (или нефтяных) двигателей внутреннего
сгорания. Вот его слова, показывающие полное
понимание устремлений технического прогресса: «Однако у меня есть теоретические основания
верить в возможность построения чрезвычайно
легких и в то же время сильных бензиновых или
нефтяных двигателей, вполне удовлетворяющих
задаче летания». Константин Эдуардович
предсказывал, что со временем маленький
аэроплан будет успешно конкурировать
с автомобилем.
Разработка цельнометаллического свободнонесущего
моноплана с толстым изогнутым крылом
есть крупнейшая заслуга Циолковского
перед авиацией. Он первый исследовал эту наиболее
распространенную в наши дни схему аэроплана.
Но идея Циолковского о постройке пассажирского
аэроплана также не получила признания
в царской России. На дальнейшие изыскания
по аэроплану не было ни средств, ни даже
моральной поддержки.
Об этом периоде своей жизни ученый писал
с горечью: «При своих опытах я сделал много-много
новых выводов, но новые выводы встречаются
учеными недоверчиво. Эти выводы могут
подтвердиться повторением моих трудов
каким-нибудь экспериментом, но когда же
это будет? Тяжело работать в одиночку многие
годы при неблагоприятных условиях и не видеть
ниоткуда ни просвета, ни поддержки».
Над разработкой своих идей о создании
цельнометаллического дирижабля и хорошо
обтекаемого моноплана ученый работал
почти все время с 1885 по 1898 год. Эти научно-технические
изобретения натолкнули Циолковского
на ряд важнейших открытий. В области дирижаблестроения
он выдвинул ряд совершенно новых положений.
В сущности, говоря, он был зачинателем теории
металлических управляемых аэростатов.
Его техническая интуиция значительно
опередила уровень промышленного развития
90-х годов прошлого столетия.
Целесообразность своих предложений он обосновал
подробными вычислениями и схемами. Осуществление
цельнометаллического воздушного корабля,
как всякая большая и новая техническая
проблема, затрагивало широкий комплекс
совершенно не разработанных в науке и технике
задач. Решить их одному человеку было,
конечно, невозможно. Ведь здесь были и вопросы
аэродинамики, и вопросы устойчивости
гофрированных оболочек, и задачи прочности,
газонепроницаемости, и задачи герметической
пайки металлических листов и т. д. Сейчас
приходится изумляться, как далеко удалось
продвинуть Циолковскому, кроме общей
идеи, отдельные технические и научные
вопросы.
Константин Эдуардович разработал метод
так называемых гидростатических испытаний
дирижаблей. Для определения прочности
тонких оболочек, какими являются оболочки
цельнометаллических дирижаблей, он рекомендовал
наполнять их опытные модели водой. Этот
метод применяется сейчас во всем мире
для проверки прочности и устойчивости
тонкостенных сосудов и оболочек. Циолковский
также создал прибор, позволяющий точно,
графически определить форму сечения
оболочки дирижабля при заданном сверхдавлении.
Однако невероятно тяжелые условия жизни
и работы, отсутствие коллектива учеников
и последователей заставили ученого во многих
случаях ограничиться, в сущности, только
формулировкой проблем.
Работы Константина Эдуардовича по теоретической
и экспериментальной аэродинамике, несомненно,
обусловлены необходимостью дать аэродинамический
расчет летных характеристик дирижабля
и аэроплана.
Циолковский был настоящим ученым-естествоиспытателем.
Наблюдения, мечты, вычисления и размышления
соединялись у него с постановкой опытов
и моделированием.
В 1890-1891 годах он пишет работу «К вопросу о летании посредством
крыльев». Выдержка из этой рукописи,
опубликованная при содействии знаменитого
физика профессора Московского университета
А. Г. Столетова в трудах Общества любителей
естествознания в 1891 году, явилась первой
напечатанной работой Циолковского. Он был полон
идей, весьма деятелен и энергичен, хотя
внешне казался спокойным и уравновешенным.
Выше среднего роста, с длинными черными
волосами и черными немного печальными
глазами, он был неловок и застенчив в обществе.
У него было немного друзей. В Боровске
Константин Эдуардович близко сошелся
с коллегой по школе Е. С. Еремеевым, в Калуге
ему много помогали В. И. Ассонов, П. П. Каннинг
и С. В. Щербаков. Однако при защите своих
идей он был решителен и настойчив, мало
считаясь с пересудами коллег и обывателей.
…Зима. Изумленные боровские жители видят,
как на коньках по замерзшей реке мчится
учитель уездного училища Циолковский.
Он воспользовался сильным ветром и, распустив
зонт, катится со скоростью курьерского
поезда, влекомый силой ветра. «Всегда я что-нибудь затевал. Вздумал
я сделать сани с колесом так, чтобы все сидели
и качали рычаги. Сани должны были мчаться
по льду… Потом я заменил это сооружение
особым парусным креслом. По реке ездили
крестьяне. Лошади пугались мчащегося
паруса, проезжие ругались. Но, по глухоте,
я долго об этом не догадывался. Потом уже,
завидя лошадь, заранее поспешно снимал
парус».
Почти все сослуживцы по школе и представители
местной интеллигенции считали Циолковского
неисправимым фантазером и утопистом.
Более злые люди называли его дилетантом
и кустарем. Идеи Циолковского казались
обывателям невероятными. «Он думает, что железный шар поднимется
в воздух и полетит. Вот чудак!» Ученый всегда
был занят, всегда трудился. Если не читал
и не писал, то работал на токарном станке,
паял, строгал, мастерил для своих учеников
много действующих моделей. «Сделалогромный воздушный
шар… из бумаги. Спирта достать не смог.
Поэтому внизу шара приспособил сетку
из тонкой проволоки, на которую клал несколько
горящих лучинок. Шар, имевший иногда причудливую
форму, поднимался вверх, насколько позволяла
привязанная к нему нитка. Однажды нитка
перегорела, и шар мой умчался в город, роняя
искры и горящую лучину! Попал на крышу
сапожнику. Сапожник заарестовал шар».
Обыватели смотрели на все опыты Циолковского,
как на курьезы и баловство, многие, не размышляя,
считали его чудаком и «немножкотронутым». Нужны были
изумительная энергия и настойчивость,
величайшая вера в пути прогресса техники,
чтобы в таком окружении и в тяжелых, почти
нищенских условиях ежедневно работать,
изобретать, вычислять, двигаясь все вперед
и вперед.
27 января 1892 года директор народных училищ
Д. С. Унковский обратился к попечителю
Московского учебного округа с просьбой
перевести«одного из
Из воспоминаний Любови Константиновны,
дочери учёного: «Стемнело, когда мы въехали
в Калугу. После пустынной дороги было
приятно смотреть на мелькавшие огоньки
и людей. Город нам показался огромным…
В Калуге было много мощёных улиц, высоких
домов и лился звон множества колоколов.
В Калуге с монастырями насчитывалось 40 церквей.
Жителей числилось 50 тысяч».
В Калуге Циолковский прожил всю оставшуюся
жизнь. С 1892 года работал преподавателем
арифметики и геометрии в Калужском уездном
училище. С 1899 года вёл уроки физики в епархиальном
женском училище, расформированном после
Октябрьской революции. В Калуге Циолковский
написал свои главные труды по космонавтике,
теории реактивного движения, космической
биологии и медицине. Также им была продолжена
работа над теорией металлического дирижабля.
После завершения преподавания, в 1921 году,
Циолковскому была назначена персональная
пожизненная пенсия. С этого момента и до самой
своей смерти Циолковский занимался исключительно
своими исследованиями, распространением
своих идей, реализацией проектов.
В Калуге были написаны основные философские
работы К. Э. Циолковского, сформулирована
философия монизма, написаны статьи о видении
им идеального общества будущего.
В Калуге у Циолковских родились сын и две дочери.
В то же время именно здесь Циолковским
пришлось пережить трагическую смерть
многих своих детей: из семи детей К. Э.
Циолковского пятеро умерли ещё при его жизни.
В Калуге Циолковский познакомился с учёными
А. Л. Чижевским и Я. И. Перельманом, ставшими
его друзьями и популяризаторами его идей,
а позднее и биографами.
В Калугу семья Циолковских прибыла 4 февраля,
поселилась в квартире в доме Н. И. Тимашовой
на Георгиевской улице, заблаговременно
снятой для них Е. С. Еремеевым. Константин
Эдуардович стал преподавать арифметику
и геометрию в Калужском уездном училище.
Вскоре после приезда Циолковский познакомился
с Василием Ассоновым, податным инспектором,
человеком образованным, прогрессивным,
разносторонним, увлекающимся математикой,
механикой и живописью. Прочитав первую
часть книги Циолковского «Аэростат металли
8 августа 1892 года у Циолковских
родился сын Леонтий, умерший от коклюша ровно через год, в первый день
своего рождения. В это время в училище были
каникулы, и Циолковский всё лето находился
в имении Сокольники Малоярославецкого
уезда у своего давнего знакомого Д. Я.
Курносова (предводителя боровс
Ассонов познакомил Циолковского с председателем
Нижегородского кружка любителей физики
и астрономии С. В. Щербаковым. В 6-ом выпуске
сборника кружка была напечатана статья
Циолковского «Тяготение как главнейший источник
мировой энергии» (1893), развивающая идеи ранней
работы «Продолжительность луче
В феврале 1894 года Циолковский написал
работу «Аэроплан или птицеподобная (авиационная) машина», продолжающую тему, начатую
в статье «К вопросу о летании посредством
крыльев» (1891). В ней, кроме прочего, Циолковский
привёл схему сконструированных им аэродинамических
весов. Действующая модель «вертушки» демонстрировалась
Н. Е. Жуковским в Москве, на проходившей
в январе этого года Механической выставке.
Примерно в то же время Циолковский сошёлся
с семьёй Гончаровых. Оценщик Калужского
банка Александр Николаевич Гончаров,
племянник знаменитого писателя И. А. Гончарова,
был всесторонне образованным человеком,
знал несколько языков, переписывался
со многими видными литераторами и общественными
деятелями, сам регулярно издавал свои
художественные произведения, посвящённые,
в основном, теме упадка и вырождения русского
дворянства. Гончаров решил поддержать
издание новой книги Циолковского – сборника
очерков «Грёзы о земле и небе»(1894), второго его художественного
произведения, в то время как жена Гончарова,
Елизавета Александровна, выполнила перевод
статьи«Железный управляемый аэростат на 200 человек,
длиною с большой морской пароход» на французский и немецкий языки
и разослала их в иностранные журналы. Однако,
когда Константин Эдуардович захотел
отблагодарить Гончарова и без его ведома
разместил на обложке книги надпись Издание А. Н. Гончарова, это привело к скандалу и разрыву
отношений между Циолковскими и Гончаровыми.
30 сентября 1894 года у Циолковских родилась
дочь Мария.
В Калуге Циолковский также не забывал
о науке, об астронавтике и аэронавтике.
Он построил специальную установку, которая
позволяла измерять некоторые аэродинамические
показатели летательных аппаратов. Поскольку
Физико-химическое общество не выделило
ни копейки на его эксперименты, ученому
пришлось использовать семейные средства
для проведения исследований. К слову, Циолковский
на свои средства построил более 100 экспериментальных
моделей и протестировал их. Через некоторое
время общество все таки обратило внимание
на калужского гения и выделило ему финансовую
поддержку – 470 рублей, на которые Циолковский
построил новую, усовершенствованную
установку –«воздуходувку».
Изучение аэродинамических свойств тел различной
формы и возможных схем воздушных летательных
аппаратов постепенно привело Циолковского
к размышлениям о вариантах полёта в безвоздушном
пространстве и о покорении космоса. В 1895
году была опубликована его книга «Грезыо земле и небе», а через год вышла статья о других
мирах, разумных существах с других планет
и об общении землян с ними. В том же, 1896 году
Циолковский приступил к написанию своего
главного труда «Исследованиемировых пространств
реактивными приборами», опубликованного в 1903 году.
В этой книге были затронуты проблемы использования
ракет в космосе.
В 1896-1898 годах учёный принимал участие
в газете «Калужскийвестник», печатавшей
как материалы самого Циолоковского, так и статьи
о нём.
Первые пятнадцать
лет XX века были самыми тяжелыми в жизни
учёного. В 1902 его сын Игнатий покончил жизнь
самоубийством. В 1908 во время разлива Оки его дом затопило,
многие машины, экспонаты были выведены
из строя, а многочисленные уникальные
расчёты утеряны. 5 июня 1919 года Совет
Русского общества любителей мироведения
принял в свои члены К. Э. Циолковского
и ему, как члену научного общества, была
назначена пенсия. Это спасло его от голодной
смерти в годы разрухи, так как 30 июня 1919
года Социалистическая академия не избрала
его в свои члены и тем самым оставила его без средств
к существованию. В Физико-химическом обществе
также не оценили значимость и революционность
представленных Циолковским моделей.
В 1923 году свёл счёты с жизнью и второй его сын,
Александр.
17 ноября 1919 года в дом Циолковских нагрянули
пятеро людей. Обыскав дом, они забрали
главу семьи и привезли в Москву, где посадили
в тюрьму на Лубянке. Там его допрашивали
в течение нескольких недель. По некоторым
данным, за Циолковского ходатайствовало
некое высокопоставленное лицо, в результате
чего учёного отпустили.
Лишь в 1923 году, после публикации
немецкого физика Германа Оберта о космических
полётах и ракетных двигателях, советские
власти вспомнили об учёном. После этого условия жизни и работы Циолковского
радикально изменились. На него обратило
внимание партийное руководство страны.
Ему была назначена персональная пенсия
и обеспечена возможность плодотворной
деятельности. Разработки Циолковского
стали интересны некоторым идеологам
новой власти.
В 1918 Циолковский был избран в число членов-соревнователей
Социалистической академии общественных
наук (в 1924 году переименована в Коммунистическую
академию), а 9 ноября 1921 года учёному была
назначена пожизненная пенсия за заслуги
перед отечественной и мировой наукой.
Эту пенсию выплачивали до 19 сентября 1935
года – в тот день Константин Эдуардович
Циолковский умер в ставшем ему родным
городе Калуге.
В 1932 году установилась переписка Константина
Эдуардовича с одним из талантливейших «поэтов Мысл
Среди великих технических и научных достижений
XX столетия одно из первых мест, несомненно,
принадлежит ракетам и теории реактивного
движения. Годы второй мировой войны (1941-1945) привели к необычайно
быстрому совершенствованию конструкций
реактивных аппаратов. На полях сражений
вновь появились пороховые ракеты, но уже на более
калорийном бездымном тротиле – пироксилиновом
порохе ( «катюши»). Были созданы самолеты
с воздушно-реактивными двигателями, беспилотные
самолеты с пульсирующими воздушно-реактивными
двигателями (ФАУ-1) и баллистические ракеты
с дальностью полета до 300 км (ФАУ-2).
Ракетная техника становится сейчас очень
важной и быстро растущей отраслью промышленности.
Развитие теории полета реактивных аппаратов
– одна из насущных проблем современного
научно-технического развития.
К. Э. Циолковский много сделал для познания
основ теории движения ракет. Он был первым
в истории науки, кто сформулировал и исследовал
проблему изучения прямолинейных движений
ракет, исходя из законов теоретической
механики.
|
Рис. 3. Простейшая схема жидкостного
реактивного двигателя
Простейший реактивный двигатель на жидком топливе (рис. 3) представляет собой камеру, похожую по форме на горшок, в котором жители сельских местностей хранят молоко. Через форсунки, расположенные на днище этого горшка, происходит подача жидкого горючего и окислителя в камеру горения. Подача компонентов топлива рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить полное сгорание. В камере сгорания (рис. 3) происходит воспламенение топлива, и продукты горения – горячие газы – с большой скоростью выбрасываются через специально профилированное сопло. Окислитель и горючее помещаются в специальных баках, располагающихся на ракете или самолете. Для подачи окислителя и горючего в камеру сгорания применяют турбонасосы или выдавливают их сжатым нейтральным газом (например, азотом). На рис. 4 приведена фотография реактивного двигателя немецкой ракеты ФАУ-2.
|
Рис. 4. Жидкостный реактивный
двигатель немецкой ракеты Фау-2,
смонтированный в хвостовой
части ракеты:
1 – воздушный руль; 2- камера
сгорания; 3 – трубопровод для
подачи горючего (спирта); 4- турбонасосный агрегат;
5- бак для окислителя; 6-выходное
сечение сопла;
7 – газовые рули
Струя горячих газов,
выбрасываемая из сопла реактивного
двигателя, создает реактивную силу, действующую
на ракету в сторону, противоположную скорости
частиц струи. Величина реактивной силы
равняется произведению массы отбрасываемых в одну секунду
газов на относительную скорость. Если скорость
измерять в метрах в секунду, а массу секундного
расхода через вес частиц в килограммах,
разделенных на ускорение силы тяжести,
то реактивная сила будет получаться в килограммах.
В некоторых случаях для сжигания горючего
в камере реактивного двигателя приходится
забирать воздух из атмосферы. Тогда в процессе
движения реактивного аппарата происходит
присоединение частиц воздуха и выбрасывание
нагретых газов. Мы получаем так называемый
воздушно- реактивный двигатель. Простейшим
примером воздушно-реактивного двигателя
будет обыкновенная трубка, открытая с обоих
концов, внутри которой помещен вентилятор.
Если заставить вентилятор работать, то он будет
засасывать воздух с одного конца трубки
и выбрасывать его через другой конец. Если в трубку,
в пространство за вентилятором, впрыснуть
бензин и поджечь его, то скорость выходящих
из трубки горячих газов будет значительно
больше, чем входящих, и трубка получит
тягу в сторону, противоположную струе
выбрасываемых из нее газов. Делая поперечное
сечение трубки (радиус трубки) переменным, можно соответствующим
подбором этих сечений по длине трубки
достигнуть весьма больших скоростей
истечения выбрасываемых газов. Чтобы
не возить с собой двигатель для вращения
вентилятора, можно заставить струю текущих
по трубке газов вращать его с нужным числом
оборотов. Некоторые трудности будут возникать
только при запуске такого двигателя. Простейшая
схема воздушно-реактивного двигателя
была предложена еще в 1887 году русским инженером
Гешвендом. Идея использования воздушно-реактивного
двигателя для современных типов самолетов
была с большой тщательностью самостоятельно
разработана К. Э. Циолковским. Он дал первые
в мире расчеты самолета с воздушно-реактивным
двигателем и турбокомпрессорным винтовым
двигателем. На рис. 5 дана схема прямоточного
воздушно-реактивного двигателя, у которого
движение частиц воздуха по оси трубы создается
за счет начальной скорости, полученной
ракетой от какого-либо другого двигателя,
а дальнейшее движение поддерживается
за счет реактивной силы, обусловленной
увеличенной скоростью отброса частиц
по сравнению со скоростью входящих частиц.
|
Рис. 5. Схема прямоточного воздушно-
реактивного двигателя
Энергия движения воздушного
реактивного двигателя
Направленная соответствующим образом
струя выбрасываемых частиц – основное
в конструкциях всех реактивных аппаратов.
Методы получения мощных потоков извергающихся
частиц очень разнообразны. Проблема получения
потоков отбрасываемых частиц простейшим
и наиболее экономичным способом, разработка
методов регулирования таких потоков
– важная задача изобретателей и конструкторов.
Если рассмотреть движение простейшей
ракеты, то легко понять, что ее вес изменяется,
так как часть массы ракеты сгорает и отбрасывается
с течением времени. Ракета представляет
собой тело переменной массы. Теория движения
тел переменной массы создана в конце XIX века
у нас в России И. В. Мещерским и К. Э. Циолковским.
Замечательные работы Мещерского и Циолковского
прекрасно дополняют друг друга. Изучение
прямолинейных движений ракет, проведенное
Циолковским, существенно обогатило теорию
движения тел переменной массы, благодаря
постановке совершенно новых проблем.
К сожалению, работы Мещерского не были
известны Циолковскому, и он в ряде случаев
повторял в своих работах более ранние
результаты Мещерского.
Изучение движения реактивных аппаратов
представляет большие трудности, так как во время
движения вес любого реактивного аппарата
значительно изменяется. Уже сейчас существуют
ракеты, у которых во время работы двигателя
вес уменьшается в 8–10 раз. Изменение веса
ракеты в процессе движения не позволяет
использовать непосредственно те формулы
и выводы, которые получены в классической
механике, являющейся теоретической базой
расчетов движения тел, вес которых постоянен
во время движения.
Известно также, что в тех задачах техники,
где проходилось иметь дело с движением
тел переменного веса (например, у самолетов с большими
запасами горючего), всегда предполагалось,
что траекторию движения можно разделить
на участки и считать на каждом отдельном
участке вес движущегося тела постоянным.
Таким приемом трудную задачу изучения
движения тела переменной массы заменяли
более простой и уже изученной задачей
о движении тела постоянной массы. Изучение
движения ракет как тел переменной массы
было поставлено на твердую научную почву
К. Э. Циолковским. Мы называем теперь теорию
полета ракет ракетодинамикой. Циолковский является основоположником
современной ракетодинамики. Опубликованные
труды К. Э. Циолковского по ракетодинамике
позволяют установить последовательное
развитие его идей в этой новой области
человеческого знания. Каковы же основные
законы, управляющие движением тел переменной
массы? Как рассчитывать скорость полета
реактивного аппарата? Как найти высоту
полета ракеты, выпущенной вертикально?
Как выбраться на реактивном приборе за пределы
атмосферы – пробить «панцирь» атмосферы? Как преодолеть
притяжение земли – пробить«панцирь»
тяготения? Вот некоторые из вопросов, рассмотренных
и решенных Циолковским.
С нашей точки зрения, самой драгоценной
идеей Циолковского в теории ракет является
добавление к классической механике Ньютона
нового раздела – механики тел переменной
массы. Сделать подвластной человеческому
разуму новую большую группу явлений,
объяснить то, что видели многие, но не понимали,
дать человечеству новое мощное орудие
технических преобразований – вот те задачи,
которые ставил перед собой гениальный
Циолковский. Весь талант исследователя,
вся оригинальность, творческая самобытность
и необычайный взлет фантазии с особой
силой и продуктивностью выявились в его работах
по реактивному движению. Он на десятилетия
вперед предсказал пути развития реактивных
аппаратов. Он рассмотрел те изменения,
которым должна была подвергнуться обыкновенная
фейерверочная ракета, чтобы стать мощным
орудием технического прогресса в новой
области человеческого знания.
В одной из своих работ (1911 г.) Циолковский высказал глубокую
мысль о простейших применениях ракет,
которые были известны людям очень давно: «Такие жалкие реактивные явления мы обыкновенно
и наблюдаем на земле. Вот почему они никого
не могли поощрить к мечтам и исследованиям.
Только разум и наука могли указать на преобразование
этих явлений в грандиозные, почти непостижимые
чувству».

- Константин Эдуардович Циолковский
- Константин Эдуардович Циолковский
- Конституирование государственности в США в 18-19вв
- Конституирование социологии как науки
- Конституциализм в дореволюционной России
- Конституции 1936 и1977 годов
- Конституции 20 лет
- Константин Дмитриевич Воробьёв: жизнь и труды
- Константин Дмитриевич Ушинский
- Константин Калиновский: политический портрет
- Константин Михайлович Мицкевич
- Константин Острожский – государственный деятель и полководец
- Константин Сергеевич Станиславский
- Константин Эдуардович Циолковский