Циолковский. Жизнь и технические идеи

Перельман Яков Исидорович

«Представим себе ряд связанных между собою (тросами) одинаковых или неодинаковых воздушных управляемых кораблей.

Самостоятельная скорость каждого из них пусть будет тем меньше, чем дальше отстоит дирижабль от главного переднего. Тогда задний будет тянуть второй, этот — третий, третий — четвертый и т. д., вплоть до главного. Такой системе трудно колебаться и изменять наклон продольной оси. Эта система будет устойчива даже при слабом оперении. Разумеется, разность между скоростями дирижаблей должна быть ничтожной, и дирижабли могут быть разных размеров. Размеры могут постепенно уменьшаться от переднего к заднему. Для устойчивости оси мы можем даже ограничиться одним или двумя небольшими задними дирижаблями.

Каковы еще преимущества такого поезда, помимо достижения горизонтальности оси и сопряженных с этим выгод безопасности и большой скорости поступательного

движения?

Выгоды эти следующие:

1) взаимная поддержка и помощь в случае всякого рода аварий;

2) некоторое уменьшение сопротивления среды вследствие увлечения ее общим ходом многих дирижаблей.

Действие же пропеллеров не ослабится в виду их значительного расстояния.

Может быть, со временем найдут возможность сливать все дирижабли в один общий очень удлиненный воздушный гигант, который и будет двигаться с поражающей скоростью».

РАКЕТА

«Невозможное сегодня станет возможным завтра».

ЦИОЛКОВСКИЙ

Овладение ракетой

амое удивительное, смелое и оригинальное создание творческого ума Циолковского — его идеи в области ракетоплавания. Здесь он не имеет предшественников и надолго опережает своих зарубежных единомышленников. Ему довелось дожить до дней, когда заветная мысль о покорении надатмосферных высот, об управляемом летании в мировом пространстве перестала считаться несбыточной грезой и сделалась проблемой, интересующей техническую мысль современников. В Советском Союзе, как и в некоторых других странах, деятельно трудятся над разработкой идеи, впервые высказанной Циолковским, и всюду работа идет по путям, им намеченным.

Циолковский ракеты не изобрел, как ошибочно думают иные, но обосновал возможность ее применения. Ракетой пользовались за столетия до Циолковского; она давно находила себе не только увеселительное, но и военное применение. Мысль об использовании ее в транспортных целях, в воздухоплавании, также не нова; общеизвестно, что проект летательной машины, составленный знаменитым революционером Николаем Кибальчичем за несколько дней до казни, основан именно на принципе ракеты.

Поясним, что мы хотим этим сказать. До Циолковского пользовались ракетой, так сказать, вслепую; самая причина ее полета мало кем правильно понималась. Никакой теории ракетного движения не существовало; довольствовались внешним знакомством с свойствами ракеты, не давая себе отчета в тех законах механики, которые управляют ее движением. Циолковский первый в мире разработал научную теорию ракеты, глубоко проник в ее сущность и сковал математическими формулами ее полет.

«Мысль о применении реактивных (т. е. ракетных) приборов к движению в небесном пространстве едва ли новость, — писал мне Циолковский, — но оригинальные и точные расчеты о применении их к высоким целям, а также многие строго научные соображения и выводы принадлежат только мне, по крайней мере, я ни у кого их не заимствовал».

Более того: Циолковский предуказал для ракеты путь дальнейшей эволюции; на десятилетия вперед были им намечены те изменения, которые должна ракета претерпеть, чтобы увеличить свою мощь и сделаться способной к разрешению заманчивых задач, невыполнимых никакими другими техническими средствами.

Мы поймем, почему именно на ракету возлагается Циолковским задача разрешения проблемы покорения заатмосферных пространств, если внимательно разберемся в причине полета зажженной ракеты. Остановимся же немного на обыкновенной фейерверочной ракете, вникнем в то, как она устроена и как летит.

Механика ракетного полета

«Долго

на ракету я смотрел, как все: с точки зрения увеселений и маленьких применений», — сознается Циолковский. Привычность ракеты, ее декоративное применение для украшения вечерних гуляний в садах и парках являются, вероятно, причиной того, что над этой старинной игрушкой никто глубоко не задумывался. На вопрос: почему зажженная ракета взлетает вверх? — у большинства готов ответ: ракета летит потому, что отталкивается от воздуха струей вырывающихся из нее пороховых газов. Мало кому известно, что это старинное объяснение, которое уподобляет летящую ракету рыбе, отталкивающейся от воды своим хвостом, совершенно неправильно. Ракета при полете в воздухе вовсе не опирается об этот воздух; она взлетела бы и в безвоздушном пространстве. Это знал еще Кибальчич, но не знает огромное большинство людей, даже знакомых с физикой. Опыты, произведенные в 1918 г. американским ученым проф. Годдардом, доказали, что в пустоте зажженная ракета должна развить даже бoльшую скорость, нежели в воздухе, который своим сопротивлением замедляет всякое быстрое движение. (Не приходится опасаться, что заряд ракеты в пустоте вообще гореть не будет: порох заключает кислород в своем составе и не нуждается для горения в притоке кислорода извне.)

Но обратимся к устройству пороховой ракеты.

Слово «ракета» — итальянское и означает «трубка»; ракета — трубка, набитая порохом. В картонную трубку плотно набивают порох так, что при поджигании с одного конца, масса заряда не загорается вся сразу, а горит постепенно. С одного конца трубка закрыта, с другого оставляется открытой; здесь делается лишь сужение просвета трубки. Против отверстия трубки вдавливается в плотной массе пороха продольная полость, так называемое «пролетное пространство». Ракету зажигают с помощью шнура, введенного через отверстие. Пороховая масса загорается, и ракета стремительно летит закрытым концом вперед.

Почему? Истинная причина взлета зажженной ракеты такова: в трубке ее скопляются при горении пороха газообразные продукты сгорания. Сжатые с тесном объеме, они давят во все стороны — в бока, вверх, вниз. Боковые давления не могут двигать ракеты; они взаимно уравновешиваются, но напор вверх не уравновешивается напором вниз, так как стенка имеет внизу отверстие; напор на нее, следовательно, меньше (часть газов свободно вырывается наружу). Давление вверх превозмогает, и избыток напора увлекает ракету в сторону закрытого конца.

Отсюда ясно, что ракета движется напором не того газа, который из нее вытекает, и не того, который находится под ней, а того газа, который заключается внутри ее самой. Вот почему ракета способна к управляемому полету за пределами атмосферы, и вот почему на ракетные аппараты возлагается задача завоевания безвоздушного мирового пространства.

Аэроплан, дирижабль так или иначе опираются о воздух; вне атмосферы они не только не могут управляться, но даже держаться. Ракетный корабль, т. е. огромная ракета с каютой для людей, — единственный аппарат, который сможет, управляясь, двигаться в безвоздушном пространстве.

У ракеты есть и еще одна важная особенность, также имеющая решающее значение в рассматриваемой проблеме. Вынестись за границы атмосферы мог бы со временем, пожалуй, и пушечный снаряд; родоначальник научной фантастики, Жюль Верн, произведения которого и послужили толчком для Циолковского [19] , мечтал о полете на Луну внутри снаряда исполинской пушки. Но если бы пушка и могла когда-нибудь закинуть снаряд на Луну, в нем не уцелели бы люди; они неминуемо погибли бы в момент выстрела, так как человеческий организм не может перенести подобного сотрясения. Человеку внутри снаряда, — это сознавал еще и Жюль Верн, — грозит при выстреле совершенно такая же опасность, как если бы он находился у жерла пушки, направленной в него в упор. Резкий переход от состояния покоя к быстрому движению (а для вылета в мировое пространство нужна огромная скорость) есть лишь иное обозначение того, что мы называем сотрясением.

19

«Стремление к космическим путешествиям заложено во мне известным фантазером Жюль Верном. Он пробудил работу мозга в этом направлении. Явились желания. За желаниями возникла деятельность ума. Конечно, она ни к чему бы не повела, если бы не встретила помощь со стороны науки». Так начинает Циолковский заключительный выпуск своего «Исследования мировых пространств реактивными приборами» (1925 г.).