© сайт "Знания-сила".
Читайте начало, часть 1

Работы Циолковского по авиации

Работы К.Э. Циолковского по авиации занимают значительное место в научном творчестве ученого.

Первый в мире самолет, на котором была установлена паровая машина, был построен в России Александром Фё́доровичем Можайским в 1881 году. Затем к созданию самолётов приступил целый ряд энтузиастов в России, Франции, США, Англии и других странах. Уже в первые десятилетия XX века были созданы самолёты, способные летать благодаря мощности собственного мотора и выполнять полёт в течение минут, а затем и часов.

Циолковский внимательно следил за достижениями авиаконструкторов и летчиков. Совершенствование двигателей внутреннего сгорания сделало возможным создание легкого и достаточно мощного авиационного двигателя. Первыми поставили на самолет двигатель внутреннего сгорания американские механики братья Райт. Первый полет был совершен ими в 1903 году.

В 1894 году Циолковский опубликовал свой труд "Аэроплан или птицеподобная (авиационная) летательная машина". Знаменательно не только то, что Циолковский предложил схему моноплана со свободнонесущими крыльями, близкую современной, но и то, что он подробно ее исследовал, проанализировал как с точки зрения прочности конструкции, так и с точки зрения аэродинамики.

В изданной в 1929 году работе "Новый аэроплан" Циолковский дал описание конструкции самолета, состоящей из нескольких веретенообразных полых тел, образующих крыло. В этой, как и в последующих работах по авиации, Циолковский обосновал неизбежность замены поршневых двигателей с воздушным винто́м реактивными двигателями. В работе "Реактивный аэроплан" (1930) он дал критическое сравнение самолетов поршневых с реактивными самолетами и доказал возможность создания реактивного самолета с неизмеримо большими скоростями.

Схема и расчёт стратосферного самолета с двигателем, который мы сейчас относим к воздушно-реактивным, даны учёным в работе "Стратоплан полуреактивный" (1932). "За эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных или аэропланов стратосферы", - писал Циолковский.

Целый ряд работ Циолковского посвящен проблеме создания двигателя и высококалорийного горючего для реактивного самолета: "Реактивный двигатель" (1929), "Как увеличить энергию взрывных тепловых двигателей" (1931) и "Сжима́тель газа" (1931).

Профессор В.А. Семенов, исследователь трудов Циолковского в области авиации, писал: "В своих трудах К.Э. Циолковский на основе развитой научной интуиции и чисто теоретических соображений предвидел конкретные формы на обозримом пути развития авиации".

Работы Циолковского по аэродинамике

К.Э. Циолковский начал заниматься вопросами аэродинамики ещё с середины 80-х годов XIX века, когда методы экспериментального исследования были несовершенны.

Работы Циолковского по теоретической и экспериментальной аэродинамике были, несомненно, обусловлены необходимостью дать более точное понимание подъемной силы и лобового сопротивления и, следовательно, более строго обосновать аэродинамические расчеты дирижабля и аэроплана.

После многочисленных экспериментов в естественных условиях Циолковский пришёл к идее испытания моделей в искусственном потоке воздуха. Для этого в 1897 году Циолковский построил первую в России аэродинамическую трубу с открытой рабочей частью ("воздуходувку", по терминологии учёного). "Воздуходувка" Циолковского отличалась равномерным потоком воздуха, что достигалось впервые примененной, ориентируемой по воздушному потоку решеткой и чувствительным прибором для измерения сил сопротивления.

Цикл экспериментов, проведенных ученым в аэродинамической трубе, дал огромный исследовательский материал, обработка которого позволила выявить важнейшие закономерности в аэродинамике дозвуковы́х скоростей. Результаты исследования Циолковский опубликовал в 1898 году в статье "Давление воздуха на поверхности, введенные в искусственный воздушный поток", которая явилась первой публикацией по вопросам аэродинамики. Предвидение учёного о значении аэродинамических труб, его программа работ по экспериментальной аэродинамике получили полное подтверждение в дальнейшем развитии авиации и воздухоплавания.

Еще в конце XIX века Циолковский писал: "Я мечтаю о построении обсерватории по сопротивлению воздуха... В ней было бы удобно хранить модели и производить опыты неопределённое число лет, потому что дело это великое, чрезвычайно великое, как океан". (Центральный аэрогидродинамический институт - ЦАГИ - был создан в 1918 году, в настоящее время является одним из крупнейших в мире центров аэрогидродинамических исследований.)

Исследователь творчества Циолковского А.А. Космодемьянский писал: "С горечью приходится отмечать, что большинство результатов по экспериментальной аэродинамике не было опубликовано в дореволюционной России, поэтому многие его выводы о законах сопротивления воздуха были повторены в XX веке другими исследователями".