Циолковский. Биография и основные научные труды
Информация - Авиация, Астрономия, Космонавтика
Другие материалы по предмету Авиация, Астрономия, Космонавтика
Циолковский утверждал, что теорию ракетостроения он разработал лишь как приложение к своим философским изысканиям. Им написано более 400 работ, большинство которых мало известны широкому читателю ввиду их сомнительных ценностей.
Первые научные исследования Циолковского относятся к 1880 1881 году. Не зная об уже сделанных открытиях, он написал работу Теория газов, в которой изложил основы кинетической теории газов. Вторя его работа Механика животного организма получил благоприятный отзыв И.М. Сеченова, и Циолковский был принят в Русское физико-химическое общество.
Основные работы Циолковского после 1884 были связаны iетырьмя большими проблемами: научным обоснование цельнометаллического аэростата (дирижабля), обтекаемого аэроплана, поезда на воздушной подушке и ракеты для межпланетных путешествий.
В своей квартире создал первую в России аэродинамическую лабораторию. Циолковский построил в 1897 первую в России аэродинамическую трубу с открытой рабочей часть, разработал методику эксперимента в ней, и в 1900 на субсидию Академии наук сделал продувки простейших моделей. Определил коэффициент сопротивления шара, плоской пластинки, цилиндра, конуса и других тел. Циолковский описал обтекание воздушным потоком тел различной геометрической формы.
Циолковский занимался механикой управляемого полета, в результате чего им был спроектирован управляемый аэростат. Константин Эдуардович первым предложил идею цельнометаллического дирижабля и построил его модель. Прогрессивный для своего времени проект дирижабля Циолковского не был поддержан; автору было отказано в субсидии на постройку модели.
В 1892 он обратился к новой и мало изученной области летательных аппаратов тяжелее воздуха. Циолковскому принадлежит идея постройки аэроплана с металлическим каркасом.
С 1896 года Циолковский систематически занимался теорией движения реактивных аппаратов. Мысли об использовании ракетного принципа в космосе высказывались Циолковским ещё в 1883, однако строгая теория реактивного движения изложена им в 1896. Циолковский вывел формулу (она получила название формула Циолковского), установившую зависимость между:
- Скоростью ракеты в любой момент;
- Удельным импульсом топлива;
- Массой ракеты в начальный и конечный момент времени
В 1903 году он опубликовал статью Исследование мировых пространств реактивными приборами, где впервые доказал, что аппаратом, способным совершить космический полет, является ракета. В этой статье и последовавших её продолжениях (1911 и 1914) он разработал некоторые идеи теории ракет и использования жидкостного ракетного двигателя.
Результат первой публикации оказался совсем не тот, какого ожидал Константин Эдуардович. Ни соотечественники, ни зарубежные учёные не оценили исследования, которым сегодня гордится наука. Оно просто на эпоху обогнало своё время. В 1911 году опубликована вторая часть труда. 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 наделала много шума в научном мире. Циолковский обрел много друзей в мире науки.
В 1926 1929 годы 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 предложены: 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; оптимальные траектории спуска космического аппарата при возвращении из космоса и др. В области ракетных топлив Циолковский исследовал большое число различных окислителей и горючих; рекомендовал топливные пары; жидкие кислород с водородом, кислород с углеродами. Константин Эдуардович 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. Он первый предложил выдвигающиеся внизу корпуса шасси. Космические полеты и дирижаблестроение были главными проблемами, которым он посвятил свою жизнь.
Циолковский отстаивал идею разнообразия форм жизни во Вселенной, являлся первым теоретиком и пропагандистом освоения человеком космического пространства.
Циолковский как противник теории относительности Эйнштейна
Циолковский скептически относился к теории относительности Альберта Эйнштейна.
Он отрицал теорию расширяющейся Вселенной на основании спектроскопических наблюдений (красное смешение) по Э. Хабблу, iитая это смещение следствием других причин. В частности, он объяснял красное смещение замедлением скорости света в космической среде, вызванное препятствием со стороны всюду рассеянной в пространстве обыкновенной материи, и указывая при этом на зависимость: чем скорее кажущееся движение, тем дальше туманность (галактика).
По поводу ограничения на скорость света по Эйнштейну Циолковский в этой же статье писал: