Циолковский Константин Эдуардович

ЦИОЛКОВСКИЙ Константин Эдуардович (1857—1935) — русский советский учёный и изобретатель в области аэродинамики, ракетодинамики, теории самолёта и дирижабля; основоположник совр. космонавтики. Родился в семье лесничего. После перенесённой в детстве скарлатины почти полностью потерял слух; глухота не позволила продолжать учебу в школе, и с 14 лет он занимался самостоятельно. С 16 до 19 лет жил в Москве, изучал физико-математич. науки по циклу средней и высшей школы. В 1879 экстерном сдал экзамены на звание учителя и в 1880 назначен учителем арифметики и геометрии в Воровское уездное училище Калужской губернии. К этому времени относятся первые научные исследования Циолковского. Не зная об уже сделанных открытиях, он в 1880—81 написал работу «Теория газов», в которой изложил основы кинетической теории газов. Вторая его работа — «Механика животного организма» (те же годы) получила благоприятный отзыв И. М. Сеченова, и Циолковский был принят в Руское физико-химическое общество. Основные работы Циолковского после 1884 были связаны с четырьмя большими проблемами: научным обоснованием цельнометаллического аэростата (дирижабля), обтекаемого аэроплана, поезда на воздушной подушке и ракеты для межпланетных путешествий. С 1896 Циолковский систематически занимался теорией движения реактивных аппаратов и предложил ряд схем ракет дальнего действия и ракет для межпланетных путешествий. После Октябрьской революции 1917 Циолковский много и плодотворно работал над созданием теории полёта реактивных самолётов, изобрёл свою схему газотурбинного двигателя; в 1927 опубликовал теорию и схему поезда на воздушной подушке.

Первым печатным трудом о дирижаблях был «Аэростат металлический управляемый» (1892), в котором дано научное и техническое обоснование конструкции дирижабля с металлической оболочкой. Прогрессивный для своего времени проект дирижабля Циолковского не был поддержан; автору было отказано в субсидии на постройку модели. Обращение Циолковского в Генеральный штаб русской армии также не имело успеха. В 1892 Циолковский переехал в Калугу, где преподавал физику и математику в гимназии и епархиальном училище. В этот период он обратился к новой и мало изученной области летательных аппаратов тяжелее воздуха.

Циолковскому принадлежит идея постройки аэроплана с металлическим каркасом. В статье «Аэроплан или Птицеподобная (авиационная) летательная машина» (1894) даны описание и чертежи моноплана, который по своему внешнему виду и аэродинамической компоновке предвосхищал конструкции самолётов, появившихся через 15—18 лет. В аэроплане Циолковского крылья имеют толстый профиль с округлённой передней кромкой, а фюзеляж — обтекаемую форму. Циолковский построил в 1897 первую в России аэродинамическую трубу с открытой рабочей частью, разработал методику эксперимента в ней и в 1900 на субсидию Академии наук сделал продувки простейших моделей и определил коэффициент сопротивления шара, плоской пластинки, цилиндра, конуса и др. тел. Но работа над аэропланом, так же как над дирижаблем, не получила признания у официальных представителей русской науки. На дальнейшие изыскания Циолковский не имел ни средств, ни даже моральной поддержки. Много лет спустя, уже в совесткое время, в 1932 он разработал теорию полёта реактивных самолётов в стратосфере и схемы устройства самолётов для полёта с гиперзвуковыми скоростями.

Важнейшие научные результаты получены Циолковский в теории движения ракет (ракетодинамике). Мысли об использовании ракетного принципа в космосе высказывались Циолковским ещё в 1883, однако строгая теория реактивного движения изложена им в 1896. Только в 1903 ему удалось опубликовать часть статьи «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в которой он обосновал реальную возможность их применения для межпланетных сообщений. В этой статье и её продолжениях (1911, 1912, 1914) он заложил основы теории ракет и ЖРД. Рассмотрение практической задачи прямолинейного движения ракеты привело Циолковского к решению новых проблем механики тел переменной массы. Им впервые была решена задача посадки КА на поверхность планет, лишённых атмосферы. В 1926—29 Циолковский разработал теорию многоступенчатых ракет. Он рассмотрел (приближённо) влияние атмосферы на полёт ракеты, а также вычислил небоходимые запасы топлива для преодоления сил сопротивления воздушной оболочки Земли.

Циолковский - основоположник теории межпланетных сообщений. Его исследования впервые показали возможность достижения космических скоростей, доказав осуществимость межпланетных полётов. Он первым изучил вопрос о ракете — искусственном спутнике Земли и высказал идею создания околоземных станций как искусственных поселений, использующих энергию Солнца, и промежуточных баз для межпланетных сообщений; рассмотрел медико-биологические проблемы, возникающие при длительных космических полетах. Циолковский написал ряд работ, в которых уделил внимание использованию ИСЗ в народном хозяйстве.

Циолковский выдвинул ряд идей, которые нашли применение в ракетостроении. Им предложены: газовые рули (из графита) для управления полётом ракеты и изменения траектории движения её центра масс; использование компонентов топлива для охлаждения внешней оболочки КА (во время входа в атмосферу Земли), стенок камеры сгорания и сопла ЖРД; насосная система подачи компонентов топлива (для уменьшения массы ДУ); оптимальные траектории спуска КА при возвращении из космоса и др. В области ракетных топлив Циолковский исследовал большое число различных окислителей и горючих для ЖРД; рекомендовал топливные пары: жидкие кислород с волородом, кислород с углеводородами и др.

Циолковский явился первым идеологом и теоретиком освоения человеком космического пространства, конечная цель к-рого представлялась ему в виде полной перестройки биохимической природы порожденных Землей мыслящих существ. В связи с этим он выдвигал проекты новой организации человечества, в которых своеобразно переплетаются идеи социальных утопий различных историч. эпох.

Циолковский - автор ряда научно-фантастических произведений, а также исследований в др. областях знаний: лингвистике, биологии и др.

При Советской власти условия жизни и работы Циолковского радикалыю изменились. Циолковскому была назначена персональная пенсия и обеспечена возможность плодотворной деятельности. Его труды в значительной степени способствовали развитию ракетной и космической техники в СССР и др, странах. За «Особые заслуги в области изобретений, имеющих огромное значение для экономической мощи и обороны Союза ССР» Циолковский в 1932 награжден орденом Трудового Красного Знамени. Накануне 100-летия со дня рождения Ц. в 1954 АН СССР учредила золотую медаль им. К. Э. Циолковского "3а выдающиеся работы в области межпланетных сообщений". В Калуге и Москве сооружены памятники учёному; создан мемориальный дом-музей в Калуге; его имя носят Государственный музей истории космонавтики и педагогический институт, школа в Калуге, Московский авиационно-технологический институт. Именем Циолковского назван кратер на Луне.

А. А. Космодемьянский
Энциклопедия КОСМОНАВТИКА, издательство «Советская энциклопедия», 1985

Годы жизни

1857, 17 (5 cентября) — в семье польского дворянина, служившего по ведомству государственных имуществ, родился Константин Эдуардович Циолковский. Отец ученого - Эдуард Игнатьевич Циолковский. Мать ученого, Мария Ивановна Юмашева, была русской с примесью татарской крови. Русская земля и ее язык стали родными для будущего ученого. Его родители являли собой полную противоположность. Вот как писал много лет спустя сам Константин Эдуардович в автобиографических набросках "Черты моей жизни": "... среди знакомых отец слыл умным человеком и оратором. Среди чиновников - красным и нетерпимым по идеальной честности... Вид имел мрачный. Был страшный критикан и спорщик... Отличался сильным и тяжелым для окружающих характером... Придерживался польского общества и сочувствовал фактически бунтовщикам-полякам, которые у нас в доме всегда находили приют... Мать - веселая, жизнерадостная, хохотунья и насмешница..." Обычно с детьми занималась мать. Именно она научила Константина читать и писать, познакомила с началами арифметики.

1860 — семья Циолковских переехала в Рязань. Отец, Эдуард Игнатьевич, был определен делопроизводителем Лесного от деления Рязанской палаты государственных имуществ.

1866 — Константин Циолковский заболел скарлатиной. В результате осложнения после болезни он потерял слух. Наступило то, что впоследствии он назвал "самым грустным, самым темным временем моей жизни". Тугоухость лишила мальчика многих детских забав и впечатлений, привычных его здоровым сверстникам.

1868 — переезд семьи Циолковских в Вятку. Новая должность отца - столоначальник Лесного отделения Вятской палаты государственных имуществ.

1869 — поступление в гимназию. Большими успехами будущий ученый не блистал. Предметов было много, и полуглухому мальчику учиться было нелегко. А вот за шалости он неоднократно попадал в карцер.

1870 — смерть матери - Марии Ивановны Циолковской (Юмашевой). Горе придавило осиротевшего мальчика. Гораздо острее ощущает он свою глухоту, делавшую его все более и более изолированным. Лишенный поддержки, мальчик учится все хуже и хуже... А затем наступает день, когда он вынужден поменять плохие отношения с гимназией на многолетнюю дружбу с книгами...

1871 — отчисление из гимназии c характеристикой "... для поступления в техническое училище". Но именно в это время Константин Циолковский находит свое истинное призвание и место в жизни. Он занимается образованием самостоятельно. В отличие от гимназических учителей книги щедро оделяют его знаниями и никогда не делают ни малейших упреков. В это же время Константин Циолковский приобщается к техническому и научному творчеству. Он самостоятельно изготавливает астролябию (первое измеренное ей расстояние - до пожарной каланчи), домашний токарный станок, cамодвижущиеся коляски и локомотивы (бесценным материалом для них стали стальные пластины каркасов от пышных дамских юбок, полностью вышедших уже из моды, и продававшиеся поэтому за бесценок на рынке).

1873 — переезд Циолковского в Москву для продолжения образования. Способности сына стали очевидны для Эдуарда Циолковского, и он решает послать мальчика в столицу. Константин сам находит себе квартиру (точный адрес, по которому проживал Циолковский, неизвестен) и, живя буквально на хлебе и воде (отец присылал десять-пятнадцать рублей в месяц), упорно занимается. Каждодневно с десяти утра и до трех-четырех дня пополудни трудолюбивый юноша штудирует науки в Чертковской библиотеке (ныне - Румянцевская). За первый год жизни в Москве пройдены физика и начала математики. На втором Константин преодолевает дифференциальное и интегральное исчисление, высшую алгебру, аналитическую и сферическую геометрию.

1876 — возвращение Циолковского в Вятку. Состарившийся отец собирается в отставку и ему уже не по силам поддерживать сына материально. Константин становится частным репетитором и зарабатывает самостоятельно, а в свободное время продолжает заниматься в городской публичной библиотеке.

— смерть от брюшного тифа гимназиста Игнатия Циолковского, брата Константина.

1878 — переезд семьи в Рязань. Вышедший в отставку Эдуард Циолковский решил покинуть город, где умерли его жена и один из сыновей и возвратиться доживать свой век в Рязань. Константину пришлось снова вести борьбу за существование - в Рязани уже не было знакомств, не было и частных уроков. Константин Циолковский решает готовиться к экзаменам экстерном на звание учителя уездной школы. Он хочет иметь определенную профессию и не зависеть более от случайных заработков. В это же время, не оставляя занятий наукой, молодой ученый вплотную приблизился к ответу на вопрос, заданный самому себе еще в Вятке: "Нельзя ли изобрести машину, чтобы подняться в небесные пространства?"

— 8 июля - Константин Циолковский начал составлять астрономические чертежи и таблицы

1879 — Константин Циолковский построил первую в мире центробежную машину (предшественницу современных центрифуг) и провел на ней опыты с разными животными. Вес рыжего таракана был увеличен в 300 раз, а вес цыпленка - в 10, без малейшего для них вреда.

1880 — Константин Циолковский сдает экзамены на учительское звание и переезжает в Боровск по назначению от Министерства просвещения на свою первую государственную должность.

— 20 августа - Константин Циолковский женится на Варваре Евграфовне Соколовой. Молодая чета начинает жить отдельно и молодой ученый продолжает физические опыты и техническое творчество. В доме у Циолковского сверкают электрические молнии, гремят громы, звенят колокольчики, пляшут бумажные куколки. Посетители дивились также на "электрического осьминога", который хватал каждого своими ногами за нос или за пальцы, и тогда у попавшего к нему в "лапы" волосы становились дыбом и выскакивали искры из любой части тела. Надувался водородом резиновый мешок и тщательно уравновешивался посредством бумажной лодочки с песком. Как живой, он бродил из комнаты в комнату, следуя воздушным течениям, подымаясь и опускаясь.

В это же время Циолковский самостоятельно разрабатывает кинетическую теорию газов, незадолго до него доведенную до законченного облика трудами Клаузиуса, Больцмана, Максвелла и Ван-дер-Ваальса (о чем Циолковский попросту не знал). Несмотря на открытие уже открытого, рукопись "Теория газов", направленная в Русское физико-химическое общество, незадолго до этого основанное Менделеевым, принесла Циолковскому известность в мире науки.

— смерть отца - Эдуарда Игнатьевича Циолковского

1883 — Циолковский строит и запускает монгольфьер над Боровcком.

1885 — начало работы над рукописью "Теория аэростата"

1890 — VII отдел Русского технического общества pассмотрел проект цельнометаллического дирижабля Циолковского. И хотя в денежной субсидии автору было отказано (на основании чисто технических трудностей осуществления, не до конца преодоленных в проекте), сама идея и теоретические расчеты были признаны верными

1891 — публикация в трудах Общества любителей естествознания статьи Циолковского "Давление жидкости на равномерно движущуюся в ней плоскость"

1892 — семья Циолковских переезжает в Калугу в связи с переназначением Константина Эдуардовича по службе

— Циолковский выпускает брошюру "Аэростат металлический управляемый". Работа над ней была закончена еще в Боровске, а выпущена она была московской типографией Волчанинова уже после переезда Константина Эдуардовича.

1893 — Циолковский принят в число членов Нижегородского кружка любителей астрономии

— Циолковский публикует в приложении к журналу "Вокруг света" фантастическую повесть "На Луне"

1894 — публикация в журнале "Наука и жизнь" работы "Аэроплан или птицеподобная (авиационная) летательная машина".

Здесь состоялся грандиозный парадокс - Циолковский был увлечен в то время идеями построения воздухоплавательных аппаратов (достаточно сказать, что ему пришлось выдержать ряд длительных боев за свой цельнометаллический дирижабль, и что именно заложенные в него идеи стали фундаментом для разработки в Германии знаменитых цеппелинов (по фамилии конструктора - графа Фердинанда Цеппелини). Петербургские идейные противники Циолковского - M.M. Поморцев и А.C. Кованько, хорошо знакомые с его проектом, вошли в комиссию технического контроля за разработкой управляемого аэростата австрийского изобретателя Шварца, специально приглашенного в Петербург российским военным министром. После нескольких неудач Шварцу удалось осуществить первый запуск уже в Германии. Граф Цеппелини приобрел у него патент и сумел наладить выпуск дирижаблей. Так идеи Циолковского, не реализованные на Родине, подпитали чужой проект. Наконец, и знаменитый батискаф Огюста Пикара имеет очень много общего с проектом Циолковского).

Однако в этой работе, задуманной поначалу для "посрамления" аэростатов, Циолковский пришел к совершенно иным выводам и намного опередил свое время. Именно в этой работе были высказаны идеи моноплана, автопилота и применения гироскопов в авиации.

1895 — выход книги "Грезы о земле и небе"

1896 — Циолковский знакомится с книгой А.П. Федорова "Новый способ воздухоплавания", исключающий воздух как опорную среду

1897 — Циолковский строит аэродинамическую трубу. Эта труба стала второй в России (первую построил в 1871 году в Петербурге инженер Пашкевич для исследования вопросов баллистики). Циолковский же стал первым в вопросах поиска закономерностей полета с малыми скоростями. Так поборник дирижаблей стал одним из основателей новой науки - экспериментальной аэродинaмики.

1897, 10 мая — Циолковский вывел формулу, установившую зависимость между:

скоростью ракеты в любой момент
cкоростью истечения газов из сопла
массой ракеты
массой взрывных веществ

Катализатором для этой вывода этой гениальной формулы (она получила название "формула Циолковского") и послужила схема реактивного движения, предложенная Федоровым в своей книге. Циолковский и сам Федоров не знали тогда о такой же схеме Николая Кибальчича, разработанной им перед казнью.

Закончив математические записи, Циолковский машинально поставил дату: 10 мая 1897 года. Разумеется, он ни на секунду не подозревал, сколько радости доставит впоследствии историкам находка пожелтевших и измятых листков. Ведь написав дату вычислений, Циолковский, сам того не ведая, закрепил cвое первенство в вопросах научного освоения космоса.

1899 — приглашение на работу в Женское епархиальное училище

1900 — Академия наук приняла решение помочь Циолковскому в проведении опытов по аэродинамике. Циолковский на основе опытов выводит формулу, связывающую потребную мощность двигателя с аэродинамическим коэффицентом сопротивления и коэффициентом подъемной силы и подходит к проблеме турбулентного обтекания, которая составила впоследствии одну из важнейших задач в самолетостроении

1902 — самоубийство сына Игната.

1903 — публикация в "Научном обозрении первой части труда "Исследование мировых пространств реактивными приборами". В этом пионерском труде Циолковский:

полностью доказал невозможность выхода в космос на аэростате или с помощью артиллерийского орудия,
вывел зависимость между весом топлива и весом конструкций ракеты для преодоления силы земного тяготения,
высказал идею бортовой системы ориентации по Солнцу или другим небесным светилам
проанализировал поведение ракеты вне атмосферы, в среде, свободной от тяготения

Так на берегах Оки взошла заря космической эры. Правда, результат первой публикации оказался совсем не тот, какого ожидал Циолковский. Ни соотечественники, ни зарубежные ученые не оценили исследования, которым сегодня гордится наука. Оно просто на эпоху обогнало свое время.

1905 — покупка дома на Коровинской улице в Калуге

1911 — "Вестник воздухоплавания" начинает публиковать вторую часть труда "Исследование мировых пространств реактивными приборами". Циолковский вычисляет работу по преодолению силы земного тяготения, определяет скорость, необходимую для выхода аппарата в Солнечную систему ("вторая космическая скорость") и время полета. На этот раз статья Циолковского наделала много шума в научном мире. Восемь лет для развития науки - срок немалый! Циолковский обрел много друзей в мире науки.

К этому времени относится и начало дискуссий с зарубежными авторами о научном приоритете (сначала с французом Робером Эсно Пельтри, и впоследствии, уже после смерти Циолковского - с американцем Фрэнсисом Годдардом)

1914 — публикация брошюры "Второе начало термодинамики"

— участие в работе "Третьего Всероссийского воздухоплавательного съезда в Петербурге

1918 — журнал "Природа и люди" начинает публиковать повесть "Вне Земли"

— участие в работе Пролетарского университета Калуги

август — Циолковский избран в число членов-соревнователей Социалистической академии

1919, 5 июня — Циолковский избран почетным членом Русского общества любителей мироведения

29 ноября — Совет Народных Комиссаров РСФСР принимает решение о назначении Циолковскому персональной пенсии

1922 — Циолковский принимает участие в годичном съезде Ассоциации натуралистов

1923 — начало переписки с Ф.A. Цандером

1924, 23 августа — Циолковский избран почетным профессором Военно-воздушной академии имени Н. Е. Жуковского

1925, 3 мая — диспут в Политехническом музее Москвы о целесообразности постройки дирижабля Циолковского

1926 — публикация большой работы "Исследование мировых пространств реактивными приборами"

1935, 23 июня — Реактивный научно-исследовательский институт избрал Циолковского почетным членом технического совета

13 сентября — письмо-завещание в ЦК ВКП(б)

19 сентября — смерть Константина Эдуардовича Циолковского

С.С.Монахов