Михаил Стародумов - Замечательные изобретения известных людей авторство которых забыто

Первый технически обоснованный проект большого грузового дирижабля Циолковский предложил еще в 1880 годах. Он предлагал построить огромный — объемом до 500 000 кубометров — дирижабль жесткой конструкции с металлической обшивкой. Проверить его расчеты и сделать конструкторские разработки смогли только в 1930 годы сотрудники «Дирижаблестроя» СССР (работал в 1932–1940 годах), и они показали обоснованность этой концепции. Однако дирижабль построить так и не удалось: по большей части работы по крупным дирижаблям из-за многочисленных аварий были свернуты не только в СССР, но и во всем мире.

Когда Циолковский разрабатывал эту конструкцию, слово «дирижабль» еще не придумали, и он писал про «управляемый аэростат». В то время аэростаты были с оболочками из прорезиненной ткани, а Константин Эдуардович хотел построить цельнометаллический.

В тканевых аэростатах ткань быстро изнашивалась и срок службы был небольшим. Кроме того, из-за проницаемости ткани водород, которым тогда наполняли аэростаты, улетучивался, а внутрь оболочки проникал воздух. Образовывался гремучий газ (водород + воздух), достаточно было случайной искры, и происходил взрыв.

Результатом теоретических разработок Циолковского стало объемистое сочинение «Теория и опыт аэростата, имеющего в горизонтальном направлении удлиненную форму» (1885–1886). В нем было дано научно-техническое обоснование создания совершенно новой и оригинальной конструкции дирижабля с тонкой металлической оболочкой. Циолковский привел чертежи общих видов аэростата и некоторых важных узлов его конструкции. Объем оболочки должен был быть изменяемым, дирижабль наполнялся горячим воздухом. Высоту подъема дирижабля можно было регулировать с помощью отдельно разработанной системы подогрева.

Денег на постройку у ученого не было, и он просил субсидию у разных организаций вплоть до Генерального штаба армии. Везде отказали. Работа не получила признания и среди ученых. И только при Советской власти, в 1931 году, на комбинате «Дирижаблестрой» попытались построить дирижабль конструкции Циолковского, но это не удалось из-за низкого технологического уровня предприятия. Была только построена и испытана модель дирижабля объемом в 1000 кубометров. Инженеры убедились в работоспособности основных теоретических предположений Циолковского и преимуществах его цельнометаллического дирижабля.

Циолковский — автор научно-фантастических произведений, сторонник и пропагандист идей освоения космического пространства. Он предлагал заселить космическое пространство с использованием орбитальных станций, выдвинул идеи космического лифта, поездов на воздушной подушке. Считал, что развитие жизни на одной из планет Вселенной достигнет такого могущества и совершенства, что это позволит преодолевать силы тяготения и распространять жизнь по Вселенной. Промежуточным этапом к расселению человечества в космосе является возвышение интеллектуалов и выведение человечества, лишённого страстей, но с великим разумом, который позволит осуществить рациональное умиротворённое существование.

Обосновал использование ракет для полётов в космос, в 1920-е годы пришёл к выводу о необходимости использования «ракетных поездов» — прототипов многоступенчатых ракет; осмысливал вопросы выживания человека в невесомости и при длительных космических перелётах. Основные научные труды относятся к аэронавтике, ракетодинамике и космонавтике. Множество исследователей, в том числе Я. Перельман, характеризовали Циолковского как мыслителя, существенно опередившего своё время.

В рукописи «Ракета», датированной 10 (22) мая 1897 года, Циолковский привел формулу, которая устанавливала зависимость между скоростью ракеты в любой момент её движения, скоростью истечения газов из сопла, массой ракеты, массой взрывных веществ. Она была опубликована в 1903 году в первом варианте статьи «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Как выяснилось впоследствии, аналогичные формулы выводились между 1810 и 1897 годами, как минимум, У. Муром, П. Тэйтом, и И. В. Мещерским. Циолковский, выводя свою формулу, не пытался анализировать полёт ракеты на активном участке траектории, поэтому его расчёты не учитывали потерь в скорости из-за аэродинамического сопротивления и притяжения Земли. Ничего он не знал и о законах изменения массы во времени, что сказалось в расчёте расстояния, пройденного ракетой. Полученные результаты оказались обнадёживающими, свидетельствуя о возможности обеспечить достижение второй космической скорости с помощью одноступенчатой ракеты. Только в конце жизни в одной из рукописей он отметил, что энергии существующих топлив едва ли будет достаточно «для роли близкого земного спутника», то есть его ракета не сможет осуществить межпланетного перелёта.

К. Э. Циолковский впервые предложил использовать на космических ракетах жидкое двухкомпонентное топливо. Он понимал, что при его использовании в камере сгорания будут столь высокие температуры, что сгорит и сама ракета, и это противоречие так и не сумел разрешить до конца жизни.

В 1914 году американец Р. Годдард получил патент на проект двухступенчатой жидкостной ракеты, а в 1923 году свою идею ракеты с отделяющимися ступенями опубликовал немецкий исследователь Г. Оберт. Однако ещё ранее в научно-фантастической повести «Вне Земли» (1920) Циолковский предложил ракету пакетной схемы, но без отделения ступеней. В 1929 году он описал «ракетный поезд» — «соединение нескольких одинаковых реактивных приборов, двигающихся сначала по дороге, потом в воздухе, потом в пустоте вне атмосферы». Согласно его замыслу, поезд начинает двигаться на воздушной подушке по специальной дороге длиной 288–700 км. Потом эта первая ракета отделяется и уходит в сторону, а работать начинает вторая ракета. Постепенно поезд поднимается на «4–8 км над уровнем океана», а последняя ракета выходит за пределы атмосферы и приобретает космическую скорость.

Главным своим достижением Циолковский считал разработанную им космическую философию, которую определял как раскрытие смысла жизни и цели человечества на пути к «совершенному и прекрасному» будущему.

В 1880 — 1890-е годы Циолковский опубликовал несколько текстов, которые воспринимаются как научно-фантастические. Ещё в 1887 году он написал большой рассказ или маленькую повесть «На Луне» (опубликована Сытиным как приложение к «Вокруг света» в 1893 году), повести «Грёзы о Земле и небе» (1895), «Вне Земли» (частично опубликована в журнале «Природа и люди» в 1916 году, полное издание 1920 года вышло тиражом всего 300 экз.). Были и другие произведения, например рукопись 1894 года, неточно названная «Изменение относительной тяжести на Земле» (первая публикация 1960). В повести «На Луне» безымянный герой-астроном со своим другом-физиком, а также с домом и всем хозяйством внезапно оказался на Луне. Циолковский не касался проблем межпланетного перелёта, сосредоточившись на описании ощущений человека в мире с уменьшившейся в шесть раз тяжестью. В рукописи «Изменение относительной тяжести» описывались физические условия на Меркурии, Венере (эта глава была утеряна), Марсе, Весте, Церере и Палладе через ощущения главного героя. Циолковский считал все эти небесные тела обитаемыми, на описываемом им Меркурии цивилизация по развитию даже обогнала земную. Примерно те же идеи были положены в основу научно-фантастической зарисовки «На Весте» (1930), в которой автор пытался представить условия на этом астероиде, включая картину восхода Солнца или жизнь существ, приспособленных к вакууму.