Борис Воробьев - Циолковский

• Название: Циолковский
• Автор: Борис Воробьев
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1940

Изданная в серии ЖЗЛ, книга является несколько сокращенным изложением написанной автором в 1937-1939 годах научно-исследовательской работы о жизни, изобретательской и научной деятельности К. Э. Циолковского, великого ученого, исследователя в области воздухоплавания, сторонника и пропагандиста освоения космического пространства.

---

Циолковский решил обратиться за границу, где техника стояла на большей высоте и где, как он надеялся, к его предложениям должны были отнестись с большим вниманием.

В необходимости подобного шага особенно настойчиво убеждал ученого П. П. Каннинг. Друг Циолковского твердо верил в осуществимость цельнометаллического дирижабля (как впоследствии и межпланетной ракеты), притом не в будущем, а сегодня же. Нужно было, по его мнению, лишь найти людей, которые захотели бы вложить в это дело необходимые денежные средства.

Каннинг видел, правда, воочию, что не только реализация какого-либо проекта, но даже и печатание научных работ, на которое требовалось всего несколько десятков рублей, удавалось Циолковскому лишь после долгих мытарств и неудач, а напечатанные работы замалчивались и не находили отклика. Но это не смущало энтузиаста Каннинга. Он полагал, что все это происходило единственно от того, что Циолковскому не удавалось напасть на «настоящих деловых людей».

Для ознакомления заграничных научных кругов с трудами Циолковского решено было издать эскизные чертежи цельнометаллического дирижабля и его наиболее важных деталей, сопроводив соответствующим описанием. Чертежи помещались на отдельном большом листе хорошей бумаги формата газеты средней величины, а текст описания, по-русски и по-французски, на двойном листе такого же формата с заголовком:

«ЖЕЛЕЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ АЭРОСТАТ НА 200 ЧЕЛОВЕК, ДЛИНОЮ С БОЛЬШОЙ МОРСКОЙ ПАРОХОД, К. ЦИОЛКОВСКОГО»

(«Ballon dirigeable en fer, portant 200 hommes et ayant 210 mеtres de Iongueur. Par C. Tziolkovsky».)

В описании большое место было уделено истории проекта дирижабля и полемике с руководством VII Отдела. Текст заканчивался следующим «резюме»:

«Наш аэростат на 200 человек устроен из волнистой лампочной жести или из алюминия толщиною в 1 мм. Оболочка покрыта солидными и близко расположенными друг от друга цилиндрическими обручами, составляющими с ней одно целое. Несомненно, что волнистая жесть растягивается и изгибается гораздо больше, чем нужно, что всякий интересующийся может видеть у меня на дому. Воздухоплавательный отдел Имп. Русского технического общества находит весьма вероятным, что аэростаты со временем будут строить металлические.

Подражая Гираму Максиму, можно употребить двигатели в 50 раз более энергичные, чем принимаемые нами; запас подъемной силы позволяет еще увеличить их силу в 4 раза; всего сила двигателей может быть увеличена в 200 раз. Г-н Поморцев дает формулу, из которой вытекает полная управляемость аэростатов даже очень малых размеров (по объему — в 19 раз меньше моего). Аэростат может быть полезен не менее парохода и паровоза.

Хотя разум и говорит за аэростаты, однако, не скрою, что при построении их из металла на практике могут встретиться такие затруднения, которые я теперь решительно не вижу.

Итак, прошу вас, защитите истину».

Перевод был сделан Гончаровой. Она же перевела статью «Возможен ли металлический аэростат», а также часть второго выпуска книги «Аэростат металлический управляемый».

Переводы были отправлены во французскую Академию наук и различные другие научные учреждения, а также в редакции заграничных журналов и газет, в библиотеки и т. д.

Разумеется, вся эта наивная затея не дала ни малейшего эффекта, если не считать случайного упоминания имени Циолковского и его дирижабля года через два в одном из номеров французского журнала «Revue Scientifique» за 1897 год.

В статье, посвященной отправлению воздушного шара шведского инженера Андре на Северный полюс, говорилось, что если бы Андре ознакомился с книгой Циолковского (подразумевалась, очевидно, работа «Аэростат металлический управляемый»), то он никогда не предпринял бы своего рискованного полета. Самого же Циолковского ни одна из зарубежных научных организаций не удостоила даже ответом.

ГЛАВА IX ПЕРВАЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА В РОССИИ

Изучение сопротивления воздуха начало теперь занимать все внимание Циолковского. Он был глубоко убежден, что точное, научное разъяснение этого вопроса докажет окончательно права гражданства дирижаблей как воздушных судов и выбьет почву из-под ног всех противников дирижаблестроения.

Циолковский прямо указывал впоследствии, что он «вынужден был производить опыты по изучению сопротивления воздуха, защищая управляемость аэростата, так как представители VII Отдела Технического общества теоретически давали громадные коэфициенты сопротивления даже тел лучшей, идеальной формы»[59].

Разрешение этой проблемы одновременно должно было дать ключ и к наивыгоднейшему устройству аэропланов. Но точных, бесспорных данных опыта по этому вопросу в литературе не было. Выход поэтому оставался один — и в этой области итти своим собственным путем.

Циолковский не был первым в России, кто практически работал над изучением законов сопротивления воздуха. Еще за пятьдесят с лишним лет до него военный моряк Р. Черносвитов, задавшийся целью создать проект управляемого аэростата, самостоятельно произвел в течение нескольких лет ряд опытов в этом направлении. Он производил их по методу, давно применяемому при испытании моделей морских судов, которые протаскивали с разными скоростями в бассейне с водой. Черносвитов заставлял двигаться в воздухе тела различной формы, измеряя величину сопротивления воздуха.

Из этих опытов Черносвитов сделал, между прочим, тот вывод, что «самое меньшее сопротивление претерпевает цилиндр, имеющий на обоих концах конические продолжения, ограниченные дугами круга, касательными к бокам цилиндра, коего диаметр служит основанием этому кругу, и притом сопротивление это тем меньше, чем больше высота конуса» г. Опыты повторялись им несколько раз.

Для определения силы тяги винтового пропеллера в воздухе он устроил вентилятор из железа диаметром в 1,5 метра; опыты, а также расчеты убедили его, что применение пропеллера для продвижения в воздухе корпуса дирижабля соответствующей формы — вещь вполне возможная. Все это дало ему основание выступить с проектом управляемого аэростата, который он и описал в кратких чертах в статье «О воздушных локомотивах».

В начале 70-х годов русский ученый М. А. Рыкачев, впоследствии академик и директор Главной метеорологической обсерватории, также производил опыты над воздушным пропеллером, определяя его подъемную силу.

Несколько позднее вопросами сопротивления среды вплотную занялся Д. И. Менделеев, выпустивший в свет замечательную работу «О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании», о которой уже говорилось. В процессе ее подготовки Менделеев поставил ряд опытов. Излагая их в своей книге, он дал блестящую критику работы своих предшественников — Скотта, Росселя, Фроуда, Колардо, Дюшмена, Ранкина и других. Сопоставляя иногда противоречивые результаты их трудов, он доказал, что точной теории сопротивления не существует, а есть лишь ряд теорий и гипотез.

Кроме того, в конце 80-х годов опытами по изучению сопротивления воздуха занимался также в связи с попыткой сооружения геликоптера один из самых выдающихся русских ученых-металлургов, профессор Д. К. Чернов[60].

Вот за разрешение этой трудной задачи и взялся Константин Эдуардович Циолковский.

Первое время опыты над сопротивлением воздуха производились Циолковским совсем примитивно, но и они уже показали правильность его утверждений, что при полете дирижаблей сопротивление воздуха вовсе не представляет такой громадной величины, как ошибочно предполагали М. М. Поморцев и руководители VII Отдела.

«Мои опыты показали, — пишет Циолковский, — что оно [сопротивление воздуха] далеко не так значительно, и коэфициент сопротивления уменьшается с увеличением скорости движения аэростата...

Опыты производились отчасти в комнате, отчасти на крыше, в сильный ветер. Помню, как я был радостно взволнован, когда коэфициент сопротивления, при сильном ветре, оказался мал: я чуть кубарем не скатился с крыши и земли под собой не чувствовал»[61].

Факсимиле фрагментов письма К. Э. Циолковского в президиум Русского физико-химического общества (1897).

Факсимиле фрагментов письма К. Э Циолковского в президиум Русского физико-химического общества (1897).

Таким образом, для первых опытов Циолковский, подобно Лилиенталю, Ланглею и некоторым другим зарубежным экспериментаторам, использовал струю ветра. Вот как описывает сам Константин Эдуардович некоторые из этих своих экспериментов:

«Для непосредственного определения коэфициента сопротивления продолговатых тел, при больших скоростях движения, я устроил прибор (фиг. 9), состоящий из двух горизонтальных труб, укрепленных на треножнике; они имели в длину около 75 сант. и в отверстии около 25 сант. В одной из них помещалась на стержне (фиг. 8 и 9) испытываемая форма, а в другой пластинка; стержень, конечно, проходил в трубы через особые отверстия, и средняя часть его, как всегда, вращалась свободно на острие. Трубы выносились на крышу и ставились по направлению ветра. Я становился сбоку и смотрел на промежуток между двумя трубами на стержень, чтобы заметить, на какую его половину давление воздуха было больше, т. е. какая его половина перетягивала...Мною испытывалась форма в 62 сант. длины. Скорость ветра в месте наблюдения постоянно и быстро изменялась, переходя от 0 до 5 метров в секунду. Я употреблял последовательно, в роли пластинок равного сопротивления, медные монеты с площадями в 11,6, 8 и в 6,2 кв. сант. Когда скорость ветра мала, перетягивает форма, но лишь скорость ветра достигает 2—3 метров — и перевес на стороне пластинки (площ.— 11,6; соответствующий коэфициент — 1/7). При скорости около 4 метров перетягивает площадь в 8 кв. сант.; соответствующий коэфиц. — 1/10. При скорости, большей 5 метров, перетягивает даже монета с площадью в 6,2 кв. сант.; соответствующий коэфициент будет 1/13.