Читать интересную книгу Русские инженеры - Лев Гумилевский

Циолковский выходил из затруднения таким образом: оболочка у него делалась гофрированной, так что получался металлический мешок, способный значительно изменять объем.

В этой столь своеобразно устроенной металлической оболочке и заключалась основа проекта Циолковского. Конечно, существовал и еще целый ряд сравнительно второстепенных вещей, отличающих его дирижабль от существующих и тем более от существовавших в то время, когда он разрабатывал свой проект. Например, гондола была прикреплена не к нижней части судна, как это обычно бывает, а посредством специальной подвески связана с его верхней частью. Подвеска служила одновременно и для того, чтобы управлять увеличением ИЛИ уменьшением объема оболочки.

Модель цельнометаллического дирижабля Циолковского.

В особое достоинство своему «аэронату» Циолковский ставил его несгораемость, непроницаемость металлической оболочки, долговечность, дешевизну, прочность и гладкую поверхность.

Водород, наполняющий металлический мешок, в случае прободения оболочки и случайного огня будет спокойно гореть, как горит, скажем, светильный газ у отверстия трубки, так как сам по себе водород, не смешанный с кислородом, не взрывает. Оболочка не загорится, и дирижабль, теряя газ, будет лишь плавно спускаться.

Металлическая оболочка дешевле, прочнее, долговечнее и непроницаемее матерчатой. Блестящая же поверхность ее меньше нагревается от солнца и меньше охлаждается ночью, а это для дирижабля имеет большое значение.

Проектирование воздушного корабля отняло два года. Весною 1887 года Циолковский отправился в Москву. Здесь в Обществе любителей естествознания он сделал свое первое публичное сообщение о металлическом управляемом воздушном корабле для перевозки грузов и пассажиров.

Профессор А. Г. Столетов передал рукопись доклада на отзыв Н. Е. Жуковскому. Жуковский засвидетельствовал, что оригинальный метод исследования и остроумные опыты автора характеризуют его как талантливого экспериментатора.

Опираясь на отзывы виднейших авторитетов того времени, общество выдало изобретателю небольшую сумму денег для изготовления модели. Боровский учитель возвратился домой с необыкновенным душевным подъемом. Он развивает огромную энергию и уже в 1890 году посылает в Русское техническое общество новый доклад и складную модель. Посылка адресуется Д. И. Менделееву, который, как это было известно, очень интересовался вопросами воздухоплавания и совершал полеты на воздушном шаре для наблюдения солнечного затмения.

И на этот раз расчеты Циолковского были признаны правильными. Однако председатель воздухоплавательного отдела общества В. В. Федоров, докладывая членам отдела работу Циолковского, сделал в заключение вывод, который убивал интерес к идее воздушного корабля.

— Аэростат, — заявил он, — должен навсегда силой вещей остаться игрушкой ветров.

Теперь мы знаем, насколько такое утверждение неверно, но в свое время в возможность управлять полетами аэростата почти никто не верил. С этим предвзятым убеждением надо было бороться, надо было доказать правоту своих расчетов и предложений, доказать полную управляемость воздушного корабля при любом ветре.

Так Циолковский был приведен к необходимости поставить опыты, исследовать вопрос о том, как сопротивляются газы и жидкости движению в них тел той или иной формы. И вот на заре аэродинамики, как науки, Циолковский начинает производить свои опыты.

Сначала опыты производились самым примитивным путем и при помощи очень грубых приборов, построенных изобретателем. Аэродинамические весы Циолковского для определения законов сопротивления воздуха движущимся телам представляли собой рычаг, вращающийся на вертикальной оси. На одном конце рычага он укреплял испытываемую модель — скажем, шар или куб, на другом — пластинку, которая служила мерилом сопротивления воздуха, или, как говорят, эталоном. Подбирая пластинки такого размера, чтобы рычаг не вращался при ветре, исследователь уравновешивал давление воздуха на модель и на эталон, а затем делал свои заключения.

«Опыты производились отчасти в комнате, отчасти на крыше, — вспоминал Циолковский. — Помню, как я был радостно взволнован, когда коэффициент сопротивления при сильном ветре оказался мал: я чуть кубарем не скатился с крыши и земли под собой не чувствовал».

При всем несовершенстве своих приборов Циолковский все-таки установил ряд интересных положений. Так, он нашел, что с увеличением продолговатости тела его сопротивление сначала, уменьшается, а затем возрастает под влиянием трения воздуха о поверхность тела. Затем он дал формулу для определения коэффициента трения воздуха в зависимости от скорости движения, определил коэффициент сопротивления ряда моделей аэростатов.

Опубликованные в специальной работе результаты опытов сводили на нет голословное утверждение Федорова о невозможности управлять воздушным кораблем. Не довольствуясь этим, Циолковский продолжал страстно пропагандировать свои идеи. Он выпустил книгу об управляемом аэростате.

В то же время Циолковский ищет и реального способа передвижения по воздуху. Твердо веруя в свой дирижабль, он на некоторое время увлекается идеей аэроплана.

В 1895 году он публикует замечательное сочинение «Аэроплан, или птицеподобная летательная машина», где дает чертежи и расчет самолета, удивительно приближающегося к современному типу. А через три года, в 1898 году, Циолковский выводит формулы теории ракетного движения и, таким образом, располагает, хотя бы и в плане теоретическом, возможностью решить вопрос о наиболее реальном средстве для межпланетных сообщений.

Через пять лет, в знаменитой статье «Исследование мировых пространств», Циолковский окончательно решает вопрос в пользу ракеты.

Этой проблемой Циолковский занимался неустанно все последнее десятилетие XIX века, и это были годы необычайного расцвета его творческой жизни. В середине этого десятилетия он получил место учителя в Калуге. Здесь и оставался до конца своей жизни необыкновенный ученый, изобретатель и исследователь.

В маленьком домике на краю города калужский учитель совершенствует методику своих аэродинамических опытов и убеждается, что для повышения точности исследования необходимо иметь регулярное течение воздушных струй, искусственный ветер. Так совершенно самостоятельно он приходит — вероятно, первым в мире — к идее «аэродинамической трубы». Такие трубы, или, как он называл сам их, «воздуходувки», Циолковский начал строить у себя в Калуге с 1897 года. Искусственный ветер в них создавался при помощи вентилятора. Вентилятор приводился в движение падающим грузом — изобретатель для осуществления своих грандиозных задач не располагал даже мотором. Испытываемая модель помещалась перед устьем трубы на поплавке, погруженном в воду. Давление ветра на модель измерялось при помощи простой нитки, привязанной к модели и перекинутой через блок; к другому концу нитки подвешивались грузы.

При помощи своих «воздуходувок» Циолковский сделал ряд ценнейших выводов о влиянии на сопротивление тел их диаметра, длины, формы и скорости.

Сейчас мы испытываем в таких же аэродинамических трубах не только модели. В больших трубах Центрального аэрогидродинамического института имени Жуковского помещаются большие самолеты. Наши расчеты несравненно точнее, а выводы глубже, чем у Циолковского. Тем более достойны удивления терпение, настойчивость и изобретательность Циолковского, который в своей, с современной точки зрения, несовершенной трубе получил все же хорошие результаты.

Одновременно Циолковский предложил гидростатический метод испытания моделей дирижаблей, основанный на том, что вода, налитая в модель оболочки, распирает ее изнутри так же, как легкий газ. Этот остроумный метод, придуманный Циолковским, теперь несколько усовершенствован и применяется при испытании. Модель вешают «вверх ногами» и наливают водой. Вода изображает при этом подъемную силу газа, с тем, конечно, отличием, что в то время, как подъемная сила газа в натуральном дирижабле тянет его кверху, вода тянет модель книзу. Это дает возможность осуществить чрезвычайно простым способом такое распределение нагрузок, которое позволяет исследовать на модели то, что произойдет с воздушным кораблем: определить деформации, предсказать, где нужно ввести изменение в ту или иную конструкцию, — одним словом, предвидеть целый ряд свойств и особенностей корабля, которые не поддаются расчету.

Чем больше Циолковский делал для осуществления своих замечательных идей, тем глубже, неизбежнее и неотвратимее становилось его одиночество, трагическое расхождение с окружающей средой, с гнетущей действительностью глухой провинции царской России.

Дом в Калуге, где жил К. Э. Циолковский.