ЦИОЛКО́ВСКИЙ КОНСТАНТИ́Н ЭДУА́РДОВИЧ

0 комментариев

Русский и советский ученый, изобретатель, основоположник современной космонавтики 

Происхождение и образование. Ранние годы жизни

Константин Циолковский родился в Рязанской губернии в семье лесничего. Он происходил из польского дворянского рода Циолковских, владевшими поместьями в Плоцком воеводстве. В конце XVII в. предки Циолковского принимали участие в избрании польского короля Августа II Сильного. В 1777 г. прадед  К. Циолковского Томаш продал свое имение и переселился в Бердичевский уезд Киевского воеводства на Правобережной Украине, а затем в Житомирский уезд Волынской губернии. Многие последующие представители рода занимали небольшие должности в судебных органах. В 1834 г. дед К. Циолковского, Игнатий получил свидетельства «о дворянском достоинстве», чтобы его сыновья, согласно законам того времени, имели возможность продолжать образование. Отец Константина, Эдуард Игнатьевич Циолковский (1820-1881) родился в с. Коростянин (ныне Малиновка в Ровненской области Украины), в 1841 г. окончил Лесной и Межевой институт в Санкт-Петербурге, затем служил лесничим в Олонецкой и Петербургской губерниях. В 1843 г. 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.

В 1868 г. семья Циолковских переселилась в Вятку (ныне Киров). В 1869 г. Константин поступил в первый класс мужской Вятской гимназии, но в 1873 г. был отчислен. С тех пор он занимался только самостоятельно, пользуясь библиотекой отца. В это же время Циолковский стал увлекаться точными науками. Он самостоятельно изготовил астролябию, домашний токарный станок, бумажную модель аэростата. В том же 1873 г. отец отправил К. Циолковского в Москву для поступления в  Высшее техническое училище (ныне МГТУ им. Баумана). Однако тот решил остаться в Москве и продолжить самостоятельные занятия, не поступая в училище. Он занимался в Чертковской публичной библиотеке, где познакомился с русским философом Н.Ф. Федоровым, основоположником русского космизма. Циолковский самостоятельно изучает дифференциальное и интегральное исчисление, высшую алгебру, аналитическую и сферическую геометрию, астрономию, механику, химию. За три года Циолковский полностью освоил гимназическую программу, а также значительную часть университетской. Все эти годы отец оплачивал его проживание в Москве, но к 1876 г. уже не мог этого делать, и К. Циолковский возвращается в Вятку.

 

Учительская деятельность в Вятке. Переезд в Рязань

       Вернувшись в Вятку, К. Циолковский начал давать частные уроки по физике и математике. При проведении занятий Циолковский применял собственные оригинальные методы, главным из которых была наглядная демонстрация моделей и проведение опытов. Для изготовления моделей и проведения опытов Циолковский снял мастерскую. Все свое свободное время он проводил или в ней или в библиотеке. В 1878 г. вся семья Циолковских вернулась в Рязань. К. Циолковскому не удалось найти там учеников, и в 1879 г. он решил сдавать экзамен на уездного учителя математики в Первой губернской гимназии. Успешно сдав экзамен, Циолковский получил направление от Министерства просвещения на должность учителя арифметики и геометрии в Боровское уездное училище Калужской губернии. В январе 1880 г. Циолковский покинул Рязань.

 

Переезд в Боровск. Первые научные работы.

         В Боровском уездном училище К. Циолковский преподавал арифметику и геометрию по своей излюбленной методике, ставя опыты. После занятий в училище и по выходным Циолковский продолжал свои исследования дома: работал над рукописями, делал чертежи, ставил эксперименты.

         Самые первые работы Циолковского повторяли выводы, сделанные задолго до него; сказывалась изолированность от научного сообщества. Первая статья Циолковского была написана в 1880 г. и посвящена применению механики в биологии. Это была статья «Графическое изображение ощущений». В 1881 г. Циолковский написал работу «Теория газов» (рукопись не найдена). В статье 1883 г. «Продолжительность лучеиспускания Солнца» Циолковский описал механизм действия звезды. Он рассмотрел Солнце как идеальный газовый шар, постарался определить температуру и давление в его центре, время жизни Солнца. Циолковский в своих расчетах использовал лишь основные законы механики (закон всемирного тяготения) и газовой динамики (закон Бойля-Мариотта). Следующая работа Циолковского «Свободное пространство» того же 1883 г. была написана в форме дневника. Это своеобразный мысленный эксперимент, повествование ведётся от имени наблюдателя, находящегося в свободном безвоздушном пространстве и не испытывающем действия сил притяжения и сопротивления. Циолковский описывает ощущения такого наблюдателя, его возможности и ограничения в передвижении и манипуляции с различными объектами. Он анализирует поведение газов и жидкостей в «свободном пространстве», функционирование различных приборов, физиологию живых организмов, растений и животных. Главным результатом этой работы можно считать впервые сформулированный Циолковским принцип о единственно возможном методе передвижения в «свободном пространстве» – реактивном движении.

 

Циолковский и теория аэростатов

           Одной из главных проблем, занимавших Циолковского почти со времени приезда в Боровск, была теория аэростатов. Вскоре к нему пришло осознание, что это именно та задача, которой стоит уделить наибольшее внимание. Циолковский разработал аэростат собственной конструкции, результатом чего стало сочинение «Теория и опыт аэростата, имеющего в горизонтальном направлении удлинённую форму» (1885-1886). В нём было дано научно-техническое обоснование создания совершенно новой и оригинальной конструкции дирижабля с тонкой металлической оболочкой. Циолковский привёл чертежи общих видов аэростата и некоторых важных узлов его конструкции. Основные особенности разработанного Циолковским дирижабля. Объём оболочки был переменным, что позволило сохранять постоянную подъёмную силу при различной высоте полёта и температуре атмосферного воздуха, окружающего дирижабль. Эта возможность достигалась за счёт гофрированных боковин и особой стягивающей системы.

         Циолковский ушёл от применения взрывоопасного водорода, его дирижабль наполнялся горячим воздухом. Высоту подъёма дирижабля можно было регулировать с помощью отдельно разработанной системы подогрева. Воздух нагревался путём пропускания по змеевикам отработанных газов моторов. Тонкая металлическая оболочка также была гофрированной, что позволяло увеличить её прочность и устойчивость. Волны гофра располагались перпендикулярно оси дирижабля.

          Во время работы над рукописью Циолковский пишет письмо в Москву, профессору Московского университета А. Г. Столетову, в котором рассказывает о своём дирижабле. Вскоре пришло ответное письмо с предложением выступить в московском Политехническом музее на заседании Физического отделения Общества любителей естествознания. В апреле 1887 г. Циолковский выступил там с докладом «О возможности постройки металлического аэростата, способного изменять свой объём и даже складываться в плоскость».

          В 1889 г. Циолковский продолжил работу над своим дирижаблем. В 1890 г. он пишет новую статью «О возможности построения металлического аэростата» и вместе с бумажной моделью своего дирижабля посылает её в Петербург Д. И. Менделееву. Менделеев по просьбе Циолковского передал все материалы в Императорское Русское техническое общество В.И. Срезневскому. Циолковский просил деятелей науки выделить средства на создание металлической модели. В октябре 1890 г. на заседании VII отдела Общества просьба Циолковского была рассмотрена и отклонена. Последнюю попытку защитить свой дирижабль в глазах научного сообщества Циолковский предпринял в 1891 г. Он написал большую работу «Аэростат металлический управляемый», которую отправил А.Г. Столетову, но и на этот раз успеха не добился. Тогда ученый обратился за помощью к знакомым и на собранные средства заказал издание своей книги,  которая вышла в двух выпусках: первый в 1892 году,  второй в 1893 г.

 

Жизнь и деятельность Циолковского в Калуге. Последние годы.

              В 1892 г. директор народных училищ Д.С. Унковский обратился к попечителю Московского учебного округа с просьбой перевести К. Циолковского в уездное училище города Калуги. В это время Циолковский продолжал свои работы по аэродинамике и теории вихрей в различных средах, а также ожидал издания книги «Аэростат металлический управляемый» в московской типографии. Решение о переводе было принято уже в феврале. В Калуге Циолковский прожил всю оставшуюся жизнь.

       С 1892 г. он работал преподавателем арифметики и геометрии в Калужском уездном училище. С 1899 г. вел уроки физики в епархиальном женском училище. Именно 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. В Калуге он построил специальную установку, которая позволяла измерять некоторые аэродинамические показатели летательных аппаратов

           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 г. была опубликована его книга «Грезы о земле и небе». Через год Циолковский приступил к написанию своего главного труда  – «Исследование мировых пространств реактивными приборами», опубликованного в 1903 г. В этой книге были затронуты проблемы использования ракет в космосе.

       Послереволюционные годы были для ученого непростыми, хотя уже в 1918 г. Циолковский был избран в число членов-соревнователей Социалистической академии общественных наук (в 1924 г. переименована в Коммунистическую академию).  В ноябре 1919 г. ученый был арестован и вывезен в Москву, в тюрьму на Лубянке. Там его допрашивали в течение нескольких недель, но в итоге отпустили. В 1921 г. ученому была назначена пожизненная пенсия за заслуги перед отечественной и мировой наукой. Эту пенсию учёному выплачивали до самой смерти.

Константин Эдуардович Циолковский скончался от рака желудка 19 сентября 1935 г. в Калуге.

 

Достижения Циолковского в области ракетостроения

         Еще в 1903 г. Циолковский опубликовал статью «Исследование мировых пространств реактивными приборами», где впервые доказал, что аппаратом, способным совершить космический полёт, является ракета. В статье был предложен и первый проект ракеты дальнего действия. Корпус её представлял собой продолговатую металлическую камеру, снабжённую жидкостным реактивным двигателем. В качестве горючего и окислителя он предлагал использовать соответственно жидкие водород и кислород. Для управления полётом ракеты предусматривались газовые рули. В 1911 г. опубликована вторая часть труда «Исследование мировых пространств реактивными приборами», где Циолковский вычисляет работу по преодолению силы земного тяготения, определяет скорость, необходимую для выхода аппарата в Солнечную систему («вторая космическая скорость») и время полета. Циолковский выдвинул идею использования для космических полётов изобретённых ещё в XVI веке составных (многоступенчатых) ракет и предложил два типа таких ракет (с последовательным и параллельным соединением ступеней). В ряде его работ была детально разработана строгая математическая теория движения одноступенчатых и многоступенчатых ракет с жидкостными реактивными двигателями. В 1926-1929 гг. Циолковский решает практический вопрос: сколько нужно взять топлива в ракету, чтобы получить скорость отрыва и покинуть Землю. Выяснилось, что конечная скорость ракеты зависит от скорости вытекающих из неё газов и от того, во сколько раз вес топлива превышает вес пустой ракеты. Циолковский выдвинул ряд идей, которые нашли применение в ракетостроении. Им предложено следующее: газовые рули (из графита) для управления полётом ракеты и изменения траектории движения её центра масс, использование компонентов топлива для охлаждения внешней оболочки космического аппарата (во время входа в атмосферу Земли), стенок камеры сгорания и сопла, насосная система подачи компонентов топлива и др. В области ракетных топлив Циолковский исследовал большое число различных окислителей и горючих, рекомендовал топливные пары: жидкие кислород с водородом, кислород с углеводородами. Циолковским был предложен и старт ракеты с эстакады (наклонная направляющая). В теоретической космонавтике Циолковский исследовал прямолинейные движения ракет в ньютоновском гравитационном поле. Он приложил законы небесной механики к определению возможностей реализации полётов в Солнечной системе и исследовал физику полёта в условиях невесомости.

 


Памятник Циолковскому в Москве.
Смежные статьи
Литература
  • Космодемьянский А.А. Очерки по истории механики. М.,1964.
  • Циолковский в воспоминаниях современников. Сост. А.В. Костин, Н. Т. Усова, В. С. Зотов, А. Т. Скрипкин. Тула, 1971.
  • Боголюбов А.Н. Математики. Механики. Биографический справочник. Киев,1983.
  • Глушко В.П. Развитие ракетостроения и космонавтики в СССР. М., 1987.
  • Дёмин В.Н. Циолковский (серия «ЖЗЛ»). М.,2005.
Статью разместил(а)

Путятин Владимир Сергеевич

кандидат исторических наук

Приглашаем историков внести свой вклад в Энциклопедию!

Наши проекты