|
"Я учился творя..."
(К. Э. Циолковский)
Константин Эдуардович Циолковский - выдающийся русский ученый, исследователь
огромной трудоспособности и настойчивости, человек большого таланта.
Широта и богатство творческой фантазии сочетались у него с логической
последовательностью и математической точностью суждений. Это был подлинный
новатор в науке. Наиболее важные и жизнеспособные исследования Циолковского
относятся к обоснованию теории реактивного движения. В последней четверти
XIX и начале XX столетия Константин Эдуардович создавал новую науку,
определяющую законы движения ракет, и разрабатывал первые конструкции
для исследования безграничных мировых пространств реактивными приборами.
Многие ученые считали в то время реактивные двигатели и ракетную технику
делом бесперспективным и ничтожным по своему практическому значению,
а ракеты - пригодными лишь для увеселительных фейерверков и иллюминаций.
Родился Константин Эдуардович 17 сентября 1857 года в старинном русском
селе Ижевском, расположенном в пойме Оки, Спасского уезда, Рязанской
губернии, в семье лесничего Эдуарда Игнатьевича Циолковского. О своих
родителях Циолковский писал:
"
Отец всегда был холоден, сдержан. Среди знакомых он слыл умным человеком
и оратором. Среди чиновников- красным и нетерпимым по своей идеальной
честности... У него была страсть к изобретательству и строительству.
Меня еще не было на свете, когда он придумал и устроил молотилку. Увы,
неудачно! Старшие братья рассказывали, что он строил с ними модели домов
и дворцов. Всякий физический труд отец в нас поощрял, как и вообще самодеятельность.
Мы почти всегда все делали сами... Мать была совершенно другого характера
- натура сангвиническая, горячка, хохотунья, насмешница и даровитая.
В отце преобладал характер, сила воли, в матери - талантливость".
Первые годы детства Константина Эдуардовича были счастливыми. Он был
живым, смышленым ребенком, предприимчивым и впечатлительным. Летом мальчик
строил с товарищами в лесу шалаши, любил лазить на заборы, крыши и деревья.
Много бегал, играл в мяч, лапту, городки. Часто запускал змея и отправлял
ввысь по нитке "почту" - коробочку с тараканом. Зимой с увлечением
катался на коньках. Циолковскому было лет восемь, когда мать подарила
ему крошечный воздушный шар (аэростат), выдутый из коллодиума и наполненный
водородом. Будущий создатель теории цельнометаллического дирижабля с
удовольствием занимался этой игрушкой. Вспоминая о годах детства, Циолковский
писал: "Я страстно любил читать и читал все, что можно было достать...
Любил мечтать и даже платил младшему брату за то, чтобы он слушал мои
бредни. Мы были маленькие, и мне хотелось, чтобы и дома, и люди, и животные
- все тоже было маленькое. Потом я мечтал о физической силе. Я мысленно
высоко прыгал, взбирался, как кошка, на шесты, по веревкам.
На десятом году жизни - в начале зимы - Циолковский, катаясь на санках,
простудился и заболел скарлатиной. Болезнь была тяжелой, и вследствие
ее осложнения мальчик почти совершенно потерял слух. Глухота не позволила
продолжать учебу в школе. "Глухота делает мою биографию малоинтересной,
- пишет позднее Циолковский, - ибо лишает меня общения с людьми, наблюдения
и заимствования. Моя биография бедна лицами и столкновениями" С
11 до 14 лет жизнь Циолковского была "самым грустным, самым темным
временем. "Я стараюсь, - пишет К. Э. Циолковский, - восстановить
его в памяти, но ничего сейчас не могу больше вспомнить. Нечем помянуть
это время".
С 14 лет Константин Эдуардович начал заниматься самостоятельно, пользуясь
небольшой библиотекой своего отца, в которой были книги по естественным
наукам и по математике. Тогда же в нем пробуждается страсть к изобретательству.
Он строит воздушные шары из тонкой, папиросной бумаги, делает маленький
токарный станок и конструирует коляску, которая должна была двигаться
при помощи ветра. Модель коляски прекрасно удалась и двигалась на крыше
по доске даже против ветра! "Проблески серьезного умственного сознания,
- пишет Циолковский об этом периоде своей жизни, - проявились при чтении.
Так, лет четырнадцати я вздумал почитать арифметику, и мне показалось
там все совершенно ясным и понятным. С этого времени я понял, что книги
вещь немудреная и вполне мне доступная. Я стал разбирать с любопытством
и пониманием некоторые отцовские книги по естественным и математическим
наукам... Меня увлекает астролябия, измерение расстояния до недоступных
предметов, снятие планов, определение высот. И я устраиваю астролябию
- угломер. С помощью ее, не выходя из дома, определяю расстояние до пожарной
каланчи. Нахожу 400 аршин. Иду и проверяю. Оказывается, верно. С этого
момента я поверил теоретическому знанию!". Выдающиеся способности,
склонность к самостоятельной работе и несомненный талант изобретателя
заставили родителей К. Э. Циолковского задуматься над его будущей профессией
и дальнейшим образованием.
Константину Эдуардовичу было 16 лет, когда
отец решил отправить его в Москву для знакомства с промышленностью и
продолжения самообразования. Один из лучших знатоков биографии Циолковского
инженер Б. Н. Воробьев пишет о будущем ученом: "Как и многие юноши
и девушки, стекавшиеся в столицу для получения образования, он был полон
самых радужных надежд. Но никто и не думал обращать внимание на молодого
провинциала, всеми силами стремившегося к сокровищнице знаний. Тяжелое
материальное положение, глухота и практическая неприспособленность к
жизни меньше всего способствовали выявлению его талантов и способностей".
Из дому Циолковский получал 10-15 рублей в месяц. Питался одним черным
хлебом, не имел даже картошки и чаю. Зато покупал книги, реторты, ртуть,
серную кислоту и прочее для различнейших опытов и самодельных приборов. "Я
помню отлично, - пишет Циолковский в своей автобиографии, - что, кроме
воды и черного хлеба, у меня тогда ничего не было. Каждые три дня я ходил
в булочную и покупал там на 9 копеек хлеба. Таким образом, я проживал
90 копеек в месяц... Все же я был счастлив своими идеями, и черный хлеб
меня нисколько не огорчал".
Кроме опытов по физике и химии, Циолковский много читал, он тщательно
изучал курсы начальной и высшей математики, аналитической геометрии.
Три года жил Циолковский в Москве. Вернувшись домой к отцу, стал давать
частные уроки по математике и физике плохо успевающим гимназистам. Несомненные
педагогические способности и хорошие отзывы об этих частных уроках решили
вопрос о выборе профессии. Осенью 1878 года Константин Эдуардович сдал
экстерном экзамен на звание учителя народного училища, а месяца через
четыре был назначен на должность учителя арифметики и геометрии в Боровское
уездное училище Калужской губернии.
По рекомендации жителей Боровска Циолковский "попал на хлеба к одному
вдовцу с дочерью, жившему на окраине города", Е. Н. Соколову. Циолковскому "сдали
две комнаты и стол из супа и каши". Дочь Соколова Варя была ровесницей
Циолковского - моложе его на два месяца. Ее характер, трудолюбие пришлись
по душе Константину Эдуардовичу, и он вскоре на ней женился. "Венчаться
мы ходили за 4 версты пешком, не наряжались. В церковь никого не пускали.
Вернулись - и никто о нашем браке ничего не знал... Помню, в день венчания
купил у соседа токарный станок и резал стекло для электрических машин.
Все же про свадьбу как-то пронюхали музыканты. Насилу их выпроводили.
Напился только венчавший поп. И то угощал его не я, а хозяин".
B своей квартире в Боровске Циолковский устроил маленькую лабораторию.
У него в доме сверкали электрические молнии, гремели громы, звонили колокольчики,
загорались огни, вертелись колеса и блистали иллюминации. "Я предлагал
желающим попробовать ложкой невидимого варенья. Соблазнившиеся угощением
получали электрический удар".
Посетители любовались и дивились на электрического осьминога, который
хватал всякого своими лапами за нос или за пальцы, и тогда у попавшего
к нему в "лапы" волосы становились дыбом.
В 1881 году 24-летний Циолковский самостоятельно разработал основы кинетической
теории газов. Работу он послал в Петербургское физико-химическое общество,
где она получила одобрение видных членов общества, в том числе и гениального
русского химика Менделеева. Однако важные открытия, сделанные Циолковским
в глухом провинциальном городке, не представляли новости для науки: аналогичные
открытия были сделаны несколько раньше в Германии. За вторую научную
работу, названную "Механика животного организма", Циолковского
единогласно избирают членом физико-химического общества. Эту моральную
поддержку своим первым научным исследованиям Циолковский вспоминал с
благодарностью всю жизнь. В предисловии ко второму изданию своей работы "Простое
учение о воздушном корабле и его построении" Константин Эдуардович
писал: "Содержание этих работ несколько запоздало, т. е. я сделал
самостоятельно открытия, уже сделанные ранее другими. Тем не менее, общество
отнеслось ко мне с большим вниманием, чем поддержало мои силы. Может
быть, оно и забыло меня, но я не забыл г.г. Боргмана, Менделеева, Фан-дер-Флита,
Пелурушевского, Бобылева и в особенности Сеченова". В 1883 году
Константин Эдуардович написал в форме научного дневника работу "Свободное
пространство", в которой он подверг систематическому изучению ряда
задач классической механики в пространстве без действия силы тяжести
и сил сопротивления. В этом случае основные характеристики движения тел
определяются только силами взаимодействия между телами данной механической
системы и особое значение для количественных вы-водов приобретают законы
сохранения основных динамических величин: количества движения, момента
количества движения и кинетической энергии. Циолковский был глубоко принципиален
в своих творческих исканиях, а его умение самостоятельно работать над
научными проблемами - великолепный пример для всех начинающих. Его первые
шаги в науке, сделанные в труднейших условиях, - это шаги большого мастера,
революционного новаторства, зачинателя новых направлений в науке и технике.
Результатом исследовательской работы Циолковского было объемистое сочинение "Теория
и опыт аэростата". В этом сочинении давалось научно-техническое
обоснование создания конструкции дирижабля с металлической оболочкой.
Циолковским были разработаны чертежи общих видов дирижабля и некоторых
важных узлов конструкции.
Дирижабль Циолковского имел следующие характерные
особенности. Во-первых, это был дирижабль переменного объема, что позволяло
сохранять постоянную подъемную силу при различных температурах окружающего
воздуха и различных высотах полета. Возможность изменения объема конструктивно
достигалась при помощи особой стягивающей системы и гофрированных боковин.
Во-вторых, газ, наполняющий дирижабль, можно было подогревать путем пропускания
по змеевикам отработанных газов моторов. Третья особенность конструкции
состояла в том, что тонкая металлическая оболочка для увеличения прочности
и устойчивости была гофрированной, причем волны гофра располагались перпендикулярно
оси дирижабля. Выбор геометрической формы дирижабля и расчет прочности
его тонкой оболочки были решены Циолковским впервые.
Этот проект Дирижабля Циолковского не получил признания. Официальная
организация царской России по проблемам воздухоплавания - VII воздухоплавательный
отдел Русского технического общества - нашла, что проект цельнометаллического
дирижабля, способного изменять свой объем, не может иметь большого практического
значения и дирижабли "вечно будут игрушкой ветров". Поэтому
автору было отказано даже в субсидии на постройку модели. Обращения Циолковского
в Генеральный штаб армии также не имели успеха. Печатный труд (1892 г.)
Циолковского "Аэростат металлический управляемый" получил несколько
сочувственных отзывов, и этим дело ограничилось.
Циолковскому принадлежит прогрессивная идея постройки цельнометаллического
аэроплана.
В статье 1894 года "Аэроплан или птицеподобная (авиационная) летательная
машина", опубликованной в журнале "Наука и жизнь", дано
описание, расчеты и чертежи моноплана со свободнонесущим, безрасчалочным
крылом. В противоположность зарубежным изобретателям и конструкторам,
разрабатывавшим в те годы аппараты с машущими крыльями, Циолковский указывал,
что "подражание птице в техническом отношении весьма затруднительно
вследствие сложности движения крыльев и хвоста, а также вследствие сложности
устройства этих органов".
аэроплан ЦиолковскогоАэроплан Циолковского имеет форму "застывшей
парящей птицы, но вместо головы ее вообразим два гребных винта, вращающихся
в обратные стороны... Мускулы животного мы заменим взрывными нейтральными
двигателями. Они не требуют большого запаса топлива (бензина) и не нуждаются
в тяжелых паровиках и больших запасах воды. ...Вместо хвоста устроим
двойной руль - из вертикальной и горизонтальной плоскости. ...Двойной
руль, двойной винт и неподвижность крыльев придуманы нами не ради выгоды
и экономии работы, а единственно ради исполнимости конструкции".
В цельнометаллическом аэроплане Циолковского крылья уже имеют толстый
профиль, а фюзеляж - обтекаемую форму. Весьма интересно, что Циолковский
впервые в истории развития самолетостроения особенно подчеркивает необходимость
улучшения обтекаемости аэроплана для получения больших скоростей. Конструктивные
очертания аэроплана Циолковского были несравненно более совершенными,
нежели более поздние конструкции братьев Райт, Сантос-Дюмона, Вуазена
и других изобретателей. Для оправдания своих расчетов Циолковский писал: "При
получении этих чисел я принял самые благоприятные, идеальные условия
сопротивления корпуса и крыльев; в моем аэроплане нет выдающихся частей,
кроме крыльев; все закрыто общей плавной оболочкой, даже пассажиры".
Циолковский хорошо предвидит значение бензиновых (или нефтяных) двигателей
внутреннего сгорания. Вот его слова, показывающие полное понимание устремлений
технического прогресса: "Однако у меня есть теоретиче-ские основания
верить в возможность построения чрезвычайно легких и в то же время сильных
бензиновых или нефтяных двигателей, вполне удовлетворяющих задаче летания".
Константин Эдуардович предсказывал, что со временем маленький аэроплан
будет успешно конкурировать с автомобилем.
Разработка цельнометаллического свободнонесущего моноплана с толстым
изогнутым крылом есть крупнейшая заслуга Циолковского перед авиацией.
Он первый исследовал эту наиболее распространенную в наши дни схему аэроплана.
Но идея Циолковского о постройке пассажир-ского аэроплана также не получила
признания в царской России. На дальнейшие изыскания по аэроплану не было
ни средств, ни даже моральной поддержки.
Об этом периоде своей жизни ученый писал с горечью: "При своих опытах
я сделал много-много новых выводов, но новые выводы встречаются учеными
недоверчиво. Эти выводы могут подтвердиться повторением моих трудов каким-нибудь
экспериментом, но когда же это будет? Тяжело работать в одиночку многие
годы при неблагоприятных условиях и не видеть ниоткуда ни просвета, ни
поддержки".
Над разработкой своих идей о создании цельнометаллического дирижабля
и хорошо обтекаемого моноплана ученый работал почти все время с 1885
по 1898 год. Эти научно-технические изобретения натолкнули Циолковского
на ряд важнейших открытий. В области дирижаблестроения он выдвинул ряд
совершенно новых положений. В сущности говоря, он был зачинателем теории
металлических управляемых аэростатов. Его техническая интуиция значительно
опередила уровень промышленного развития 90-х годов прошлого столетия.
Его техническая интуиция значительно опередила уровень промышленного
развития 90-х годов прошлого столетия. Целесообразность своих предложений
он обосновал подробными вычислениями и схемами. Осуществление цельнометаллического
воздушного корабля, как всякая большая и новая техническая проблема,
затрагивало широкий комплекс совершенно не разработанных в науке и технике
задач. Решить их одному человеку было, конечно, невозможно. Ведь здесь
были и вопросы аэродинамики, и вопросы устойчивости гофрированных оболочек,
и задачи прочности, газонепроницаемости, и задачи герметической пайки
металлических листов и т. д. Сейчас приходится изумляться, как далеко
удалось продвинуть Циолковскому, кроме общей идеи, отдельные технические
и научные вопросы.
Константин Эдуардович разработал метод так называемых гидростатических
испытаний дирижаблей. Для определения прочности тонких оболочек, какими
являются оболочки цельнометаллических дирижаблей, он рекомендовал наполнять
их опытные модели водой. Этот метод применяется сейчас во всем мире для
проверки прочности и устойчивости тонкостенных сосудов и оболочек. Циолковский
также создал прибор, позволяющий точно, графически определить форму сечения
оболочки дирижабля при заданном сверхдавлении. Однако невероятно тяже-лые
условия жизни и работы, отсутствие коллектива учеников и последователей
заставили ученого во многих случаях ограничиться, в сущности, только
формулировкой проблем.
Работы Константина Эдуардовича по теоретической и экспериментальной аэродинамике,
несомненно, обусловлены необходимостью дать аэродинамический расчет лет-ных
характеристик дирижабля и аэроплана.
Циолковский был настоящим ученым-естествоиспытателем. Наблюдения, мечты,
вычисления и размышления соединялись у него с постановкой опытов и моделированием.
В 1890-1891 годах он пишет работу "К вопросу о летании посредством
крыльев. Выдержка из этой рукописи, опубликованная при содействии знаменитого
физика профессора Московского университета А. Г. Столетова в трудах Общества
любителей естествознания в 1891 году, явилась первой напечатанной работой
Циолковского. Он был полон идей, весьма деятелен и энергичен, хотя внешне
казался спокойным и уравновешенным. Выше среднего роста, с длинными черными
волосами и черными немного печальными глазами, он был неловок и застенчив
в обществе. У него было не много друзей. В Боровске Константин Эдуардович
близко сошелся с коллегой по школе Е. С. Еремеевым, в Калуге ему много
помогали В. И. Ассонов, П. П. Каннинг и С. В. Щербаков. Однако при защите
своих идей он был решителен и настойчив, мало считаясь с пересудами коллег
и обывателей.
Зима. Изумленные боровские жители видят, как на коньках по замерзшей
реке мчится учитель уездного училища Циолковский. Он воспользовался сильным
ветром и, распустив зонт, катится со скоростью курьерского поезда, влекомый
силой ветра. "Всегда я что-нибудь затевал. Вздумал я сделать сани
с колесом так, чтобы все сидели и качали рычаги. Сани должны были мчаться
по льду... Потом я заменил это сооружение особым парусным креслом. По
реке ездили крестьяне. Лошади пугались мчащегося паруса, проезжие ругались.
Но, по глухоте, я долго об этом не догадывался. Потом уже, завидя лошадь,
заранее поспешно снимал парус".
Почти все сослуживцы по школе и представители местной интеллигенции считали
Циолковского неисправимым фантазером и утопистом. Более злые люди называли
его дилетантом и кустарем. Идеи Циолковского казались обывателям невероятными. "Он
думает, что железный шар поднимется в воздух и полетит. Вот чудак!" Ученый
всегда был занят, всегда трудился. Если не читал и не писал, то работал
на токарном станке, паял, строгал, мастерил для своих учеников много
действующих моделей. "Сделал огромный воздушный шар... из бумаги.
Спирта достать не смог. Поэтому внизу шара приспособил сетку из тонкой
проволоки, на которую клал несколько горящих лучинок. Шар, имевший иногда
причудливую форму, поднимался вверх, насколько позволяла привязанная
к нему нитка. Однажды нитка перегорела, и шар мой умчался в город, роняя
искры и горящую лучину! Попал на крышу сапожнику. Сапожник заарестовал
шар".
Обыватели смотрели на все опыты Циолковского, как на курьезы и баловство,
многие, не размышляя, считали его чудаком и "немножко тронутым".
Нужны были изумительная энергия и настойчивость, величайшая вера в пути
прогресса техники, чтобы в таком окружении и в тяжелых, почти нищенских
условиях ежедневно работать, изобретать, вычислять, двигаясь все вперед
и вперед.
При Советской власти условия жизни и работы Циолковского радикалыю изменились.
Циолковскому была назначена персональная пенсия и обеспечена возможность
плодотворной деятельности. Его труды в значительной степени способствовали
развитию ракетной и космической техники в СССР и др, странах. За «Особые
заслуги в области изобретений, имеющих огромное значение для экономической
мощи и обороны Союза ССР» Циолковский в 1932 награжден орденом Трудового
Красного Знамени.
Умер Циолковский 19 сентября 1935 года. Ученого похоронили в одном из
самых любимых мест его отдыха - городском парке. 24 ноября 1936 года
над местом захоронения был открыт обелиск (авторы - архитектор Б.Н. Дмитриев,
скульпторы И.М. Бирюков и М.А. Муратов).
Накануне 100-летия со дня рождения Ц. в 1954 АН СССР учредила золотую
медаль им. К. Э. Циолковского "3а выдающиеся работы в области межпланетных
сообщений". В Калуге и Москве сооружены памятники учёному; создан
мемориальный дом-музей в Калуге; его имя носят Государственный музей
истории космонавтики и педагогический институт, школа в Калуге, Московский
авиационно-технологический институт. Именем Циолковского назван кратер
на Луне.
|
|