«Труды по ракетной технике»
Сборник трудов
Константин Эдуардович Циолковский
Оборонгиз
1947
СОДЕРЖАНИЕ
Работы К. Э. Циолковского по ракетной технике (вводная статья М. К. Тихонравова)
Ракета в космическое пространство (1903)
Высота подъема на воздушных шарах; размеры, вес их
Температура и плотность атмосферы
Ракета и пушка
Преимущества ракеты
Ракета в среде, свободной от тяготения и атмосферы. Соотношение масс в ракете
Скор сти полета в зависимости от расхода горючего
Коэфициенг полезного действия (утилизация) ракеты при подъеме
Ракета под влиянием тяжести
Вертикальный подъем
Определение достигнутой скорости. Разбор полученных числовых значений. Высота подъема
Коэфициенг полезного действия
Поле тяготения. Отвесное возвращение на Землю
Поле тяготения. Наклонный подъем
Подъем по наклонной. Работа подъема по отношению к работе в среде без тяготения. Потери работы
Исследование мировых пространств реактивными приборами (1911)
Резюме работы 1903 г.
Работа тяготения при удалении от планеты
Скорость, необходимая телу для удаления от планеты
Время полета
Сопротивление атмосферы
Картина полета
Кривые движения ракеты и ее скорость
Средства существования во время полета
Питание и дыхание
Спасение ог усиленной тяжести
Борьба с отсутствием тяжести
Будущее реактивных приборов
Исследование мировых пространств реактивными приборами (дополнение 1914 г.)
Исследование мировых пространств реактивными приборами (1926)
Небесный корабль должен быть подобен ракете
Основные данные, необходимые для изучения вопроса
Работа тяготения при удалении от планеты
Необходимые скорости
Время полета
Работа солнечного тяготения
Сопротивление атмосферы движению снаряда
Имеющаяся энергия.
Получение космических скоростей вообще
Действие ракеты
Коэфициент полезного действия ракеты
Скорость ракеты при пользовании энергией извне
Превращение тепловой энергии в механическое движение
Движение ракеты от взрывания в пустоте и в среде, свободной от тяжести
Определение скорости ракеты
Время взрывания
Механический коэффициент полезного действия
Движение ракеты в среде тяжести, в пустоте
Определение результирующего ускорения
Работа ракеты и отброса; механический к. п. д.
Полег ракеты в среде тяготения, в атмосфере
Более точное вычисление сопротивления атмосферы
Самый выгодный угол полета
Подъем, посещение планет и спуск на Землю
Горизонтальное движение снаряда в равноплотной атмосфере при наклоне его длинной оси
Горизонтальное движение снаряда, если наклона его длинной оси нет
Подъем в атмосфере по восходящей линии
Двигатель и расход горючего
Земная подготовительная ракета
Форма земной ракеты
Космическая ракета
Материал взрывчатых веществ
Детали ракеты
План завоевания межпланетных пространств
Космический корабль (1924)
Космическая ракета. Опытная подготовка (1927)
Космические ракетные поезда (1929)
Что такое ракетный поезд
Устройство и действие поезда
Определение скорости и других характеристик поезда
Различные системы поездов
Температура космической ракеты
Реактивный двигатель (1929)
Новый аэроплан (1929)
Определение скорости полета и других характеристик
Типы аэропланов, пригодные для разных скоростей полета
Реактивный аэроплан (1930)
Ракетоплан (1930)
Стратоплан полуреактивный (1932)
Краткое описание
Воздушный компрессор
Расчет компрессора
Пропеллер
Ускорение стратоплана
Плотность воздуха
Работа пропеллера
Реакция выхлопа моторов
Продоліовктость корпуса
Толщина крыльев
Форма снаряда. Рули
Размеры, площади, поверхности и объемы
Предельные запасы горючего, мотор
Сверхдавление и толщина оболочки
Реактивное движение (1932)
Топливо для ракеты (1933—1934)
Двигатели и взрывание
Выбор элементов взрыва
Парогазовый турбинный двигатель (1933—1934)
Снаряды, приобретающие космические скорости на суше или воде (1933)
Наибольшая скорость ракеты (1935)
A. Зависимость между скоростью ракеты и массой элементов взрыва
Б. Скорость ракеты при неполном сгорании запаса
B. Скорость, достигаемая одной ракетой при помощи вспомогательных
Г. Практический путь
Д. Цель нового приема
Е. Скорость вылета продуктов взрыва
Приложение.
Предисловие и замечания инж. Ф. А. Цандера к избранным трудам К. Э. Циолковского, 1934 г
Работы К. Э. Циолковского по ракетной технике
Весьма значительную часть из общего количества своих работ К.Э. Циолковский посвятил проблеме летания с помощью различных реактивных устройств. Без преувеличения можно сказать, что своим работам в этом направлении Циолковский придавал первостепенное значение. Непрерывно, одна за другой, до самой смерти Циолковского следуют статьи, заметки и расчеты, посвященные всестороннему анализу возможностей и методов межпланетных сообщений…
Грандиозность задачи и последствий ее решения ни для кого не были так отчетливо ясны, как для Циолковского. Никто из авторов, занимавшихся проблемой межпланетных полетов, не пошел так далеко, как Циолковский в обсуждении будущих социальных и экономических результатов решения этой задачи.
Сама по себе проблема полета с помощью ракет чрезвычайно обширна. И Циолковский разработал ее во всех деталях, начиная от стратосферного полуракетного самолета с подъемом на высоту около 30 км и кончая межпланетным ракетным кораблем для совершения путешествий в межзвездных пространствах. Среди сочинений Циолковского читатель найдет предложения по использованию реактивного выхлопа из авиадвигателей, проекты мощных полуракетных двигателей для самолета, проект воздушного ракетного двигателя для полетов в стратосфере, эскизы ракетного самолета для вылета из атмосферы, соображения по устройству межпланетных станций и, наконец, предположения о будущих колоссальных поселениях где-то в области астероидов. Все эти темы обсуждались им не при помощи голой фантазии, а вполне научно. Логические выводы высказывались Циолковским на основании результатов, полученных им математическими вычислениями и использованием достижений науки и техники всех областей.
В этом томе сочинений Циолковского помещены главнейшие его труды по ракетной технике. Но, разрабатывая проблему полета ракетных летательных аппаратов, Циолковский не мог пройти мимо других проблем, связанных с ней. Поэтому те работы Циолковского по авиации, которые непосредственно связаны с ракетной техникой, не могли быть опущены.
Все работы Циолковского, вошедшие в настоящий том, мы можем разделить на научно-технические и научно-популярные.
Последние однако имеют своеобразный характер, они популярны по форме, но иногда содержат оригинальные технические идеи и поэтому не могут быть исключены из научного наследства Циолковского. Поэтому к научно-техническим статьям мы отнесли не только те, в которых математически доказывается то или иное положение, но также и те, в которых заключены проекты, предложения и т. п.
Особое место занимают работы, в которых Циолковский пропагандировал свои технические идеи. За сухими математическими выкладками у Циолковского всегда стояла жизнь.
Ракетами он занимался не ради простого интереса к новой проблеме, но ради того идеала будущего материального устройства человеческого общества, который он себе представлял.
Циолковский мечтал о расселении человечества по всей солнечной системе; он мечтал о возможно полном использовании энергии солнца; он мечтал о более удобной жизни в среде без тяжести, о городах в межпланетном пространстве. Стоило поискать средства для достижения всего этого. Средство было найдено самим Циолковским. Это ракета. Но сколько надо положить труда и энергии, чтобы осуществить межпланетный корабль! Циолковский знал, что «придется поработать еще, ой-ой, как много». (Замечание к письму Г. Оберта Циолковскому от 24 октября 1929 г.). Но он был уверен, что межпланетная ракета обязательно будет осуществлена. Поэтому все статьи Циолковского, посвященные проблеме межпланетных путешествий, представляют большой» интерес и сообщают целеустремленность всем его работам в области ракетного летания.
Циолковский начал работать над ракетной проблемой, так сказать, «официально» с 1903 г., когда им был опубликован первый труд на эту тему под названием «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Впоследствии название этой работы было изменено самим Циолковским на «Ракета в космическое пространство». Но в действительности работа Циолковского по ракетам началась значительно раньше. Сам он считал, что он начал свои теоретические изыскания о возможности применения ракет к космическим путешествиям с 1896 г. В этом году, получив мало известную книжку А. П. Федорова «Новый принцип воздухоплавания» (Петербург, 1896), Циолковский начал самостоятельную работу. Он пишет: «Мне показалась она (т. е. книга Федорова) неясной, а в таких случаях я принимаюсь за вычисления самостоятельно. Она мне ничего не дала, но все ж е толкнула меня к серьезным работам» (см. «Исследование мировых пространств реактивными приборами», 1926).
Но Циолковский предложил использовать ракетный принцип для передвижения в межпланетных пространствах много раньше. Инж. Б. Н. Воробьев, разбирая рукописи, оставшиеся после смерти Циолковского, обнаружил работу под заглавием «Свободное пространство», относящуюся к 1883 г. (была начата в феврале и окончена в апреле 1883 года), из которой ясно, что еще тогда Циолковский знал о ракетном принципе движения и думал применить его к движению в безвоздушном, свободном от тяжести, пространстве.
Вот несколько отрывков из этого сочинения Циолковского: «Вот некоторые применения к свободному пространству 1 законов движения двух взаимодействующих тел… Насколько сил хватило, я отбросил камень по направлению, противоположному тому, куда я хочу двигаться. Камень получил скорость з 10 ж. Масса всего тела 100 кг, следовательно, мое тело оттолкнулось со скоростью в 100 раз меньшею скорости камня, т. е. со скоростью 7м метра.
Камень же будет нестись в пространстве до тех пор, пока его (хотя бы через тысячу лет) не встретит и не притянет к себе какая-нибудь значительная масса.
В примере для сообщения движения человеку потребовался неодушевленный предмет (камень), который так ж е уносится в пространство и, если не будет пойман другим и возвращен каким-нибудь способом обладателю, теряется для последнего бесследно.
В этом случае можно сказать: без потери материи невозможно движение в свободном пространстве.
Когда опора имеет, сравнительно, очень незначительную массу, то, хотя скорость отталкиваемого тела во много раз меньше скорости опоры, тем не менее скорость отталкиваемого тела все-таки может быть произвольно велика.
Положим, что дана была бочка, наполненная сильно сжатым газом. Если отвернуть один из ее кранов, то газ непрерывной струей устремится из бочки, причем упругость газа, отталкивающая его частицы в пространство, будет так же непрерывно отталкивать и бочку. Результатом этого будет непрерывное изменение движения бочки.
Посредством достаточного количества кранов (шести) можно так управлять выходом газа, что движение бочки или полого шара будет совершенно зависеть от желания управляющего кранами, т. е. бочка может описать какую угодно кривую и по какому угодно закону скоростей.
Во всяком случае общий свободный центр тела и отлетающих молекул газа всегда сохранит свое первоначальное движение или свой первоначальный покой.
Изменение движения бочки возможно только до тех пор, пока не вышел из нее весь газ.
Но так как потеря его идет непрерывно и при средних условиях, эта потеря пропорциональна времени, то и движение может быть произвольным только ограниченное время — минуты, часы, день, а затем оно делается прямым равномерным.
Вообще кривое равномерное движение или прямое неравномерное движение сопряжено в свободном пространстве с непрерывною потерею вещества (опоры).
Так же ломаное движение сопряжено с периодическою потерею вещества».
Конечно, здесь описана не ракета, но принцип движения в безвоздушном пространстве намечен правильно. Вероятно, сам Циолковский забыл об этих листках…
Прошло долгих 13 лет, и упомянутая выше книга Федорова толкнула Циолковского на новое исследование.
В 1896 г. Циолковский написал начало повести «Вне земли» 1. В третьей главе этой повести он указывает на ракету как на аппарат для межпланетных путешествий. Восьмая глава названа «Два опыта с ракетой в пределах атмосферы», а десятая — «Приготовления к полету кругом земли».
Годы 1896—1901 были заняты у Циолковского опытами и исследованиями по аэродинамике, постройкой первой в России аэродинамической трубы (1897) и опытами по сопротивлению воздуха. В начале 1903 г. он подготовил первую часть работы «Исследование мировых пространств реактивными приборами».
В этой цепи событий мы должны отметить три даты: 1883, 1896 и 1903 гг. Этим исчерпывается весь спор о приоритете Циолковского з области ракет, о котором, кстати, сам Циолковский писал: «приоритет сегодня есть, а завтра исчезает» (см. его статью «От самолета к звездолету»); «Никогда я не претендовал на полное решение вопроса» (см. «Исследование мировых пространств реактивными приборами», 1926). Но несомненно, что Циолковский первый отдал себе ясный отчет о тех перспективах, которые имеет ракета в деле осуществления межпланетных полетов.
После 1903 г. следующая работа Циолковского по ракетам появилась в 1910 г. Далее в 1911—1912 г. им была опубликована II часть, а в 1914 г.— дополнение к I и II частям «Исследования мировых пространств [реактивными приборами»].
Затем следует перерыв в 10 лет. И только после Октябрьской революции Циолковский продолжает дальнейшую разработку своих идей в области ракетного летания. От 1924 г. сохранилась его рукопись «Космический корабль». Статьи Циолковского следуют одна за другой, и с 1926 г. он каждый год пишет по нескольку статей. Продуктивность работы Циолковского приводит в изумление. Необходимо принять во внимание, что здесь мы говорим исключительно о его работах, посвященных ракетам, а ведь он успевал писать и работать по воздухоплаванию, по астрофизике, геологии и геохимии, философии и по другим дисциплинам.
Нужно сказать несколько слов об отношении к работам Циолковского старой касты дипломированных ученых царской России. В то время Циолковский оставался непризнанным самоучкой-изобретателем. Д аж е попытки крупнейших ученых, как Менделеев и Столетов, привлечь внимание общественности к идеям талантливого новатора, разбивались о равнодушие буржуазии царской России.
Ничто так не возмущало Циолковского, как указание на несвоевременность его технических идей. По этому поводу он написал однажды письмо, в котором громил узость мысли и отсутствие дальновидности. Вот это письмо почти полностью.
«Есть действительно вещи и дела несвоевременные, но они падают сами собой без всякого насилия над ними. В то же время известно, что все великие начинания оказывались несвоевременными и хотя не запрещались, но, не находя сочувствия, гасли или проникали по-малу с большими усилиями и жертвами. Так, несвоевременными оказались железные дороги.
Комиссии известных ученых и специалистов не только находили их несвоевременными, но даже вредными и губительными, например, для здоровья. Пароход сочли игрушкой и не кто-нибудь, а сам великий Наполеон с гениальными людьми его времени.
Любое изобретение, любая оригинальная мысль вызывала насмешки, преследование за зловредность и, в лучшем случае, за несвоевременность. Было множество и глупых мыслей и нелепых открытий и изобретений, и процент их был огромный, но уже давно исторический опыт показал, что ни ученые, ни специалисты, ни мудрецы, никогда не умели отличать великое от ничтожного.
…
М. К. Тихонравов
Москва, 1946 г.
Вы прочитали сборник трудов Константина Эдуардовича Циолковского.
Хотите изучить другие его статьи? Вы можете читать их онлайн или скачать бесплатно в формате PDF в разделе сайта «Научное наследие».
Приятного прочтения!