Блеск и нищета К.Э. Циолковского

По его мнению, компоненты топлива: «Должны при горении развивать возможно низкую температуру, чтобы не сжечь или не расплавить камеру сгорания» ^[158] [с. 371], что далеко неточно. По этой причине, а также из-за его малой плотности, водород был признан им не пригодным в качестве горючего ^[158] [с. 374].

Г. Оберт еще в 1923 году обратил внимание, что при водородно-кислородном топливе выгоднее расходовать «…больше водорода, чем нужно для соединения Н₂О. При превращении в газ этот (избыточный – Г.С.) водород отнимет тепло и уменьшит температуру в камере сгорания. Несмотря на это, истекающий (из сопла – Г.С.) газ имеет более легкий удельный вес и большую С (скорость истечения – Г.С.)» ^[198] [с. 27].

К.Э. Циолковский, по-видимому, вообще не подозревал об этой важнейшей особенности некоторых ракетных топлив, широко использовавшейся специалистами СССР на спиртокислородных двигателях. Не понимая существа проблемы выбора топлива, он даже не включил в требования к нему охлаждающие способности различных компонентов.

В настоящей работе рассмотрены фактически все идеи К.Э. Циолковского по ракетно-космической технике. Если какие-нибудь из них и остались за рамками этого анализа, то только потому, что они второстепенны, иногда избыточны, редко подтверждаются респектабельными расчетами и в большинстве своем экзотичны.

Наземные технические объекты

Выше уже отмечалось, что идея воздушной подушки вела свой отсчет еще с начала XVIII в.

К.Э. Циолковский активно сотрудничал с заведующим кафедрой Петербургского (Ленинградского) Института инженеров железнодорожного транспорта Н.А. Рыниным и, видимо, в результате этого ему пришла идея приспособить эту подушку к скоростному поезду.

Сама по себе такая задача содержит внутреннее противоречие, состоявшее в том, что идея К.Э. Циолковского требовала строительства специального пути, в то время как воздушная подушка представляется привлекательной именно потому, что позволяет обеспечивать движение по бездорожью, по воде и пр.

В 1927 году он опубликовал результаты своих проектно-конструкторских работ ^[164]. Сущность конструкции его вагона сводилась к следующему.

На рис. 22 представлено сечение вагона (В), полутрубы (Т,Т) в его основании, рельсы (Р) и полотно между ними, находящееся в одной плоскости с рельсами.

В Т,Т независимыми насосами накачивается воздух, который распространяется в узкой щели между вагоном и дорогой. Он поднимает поезд на несколько миллиметров и вырывается по краям основания вагона. Благодаря закраинам вагон не может сойти с рельсов.

По всему вагону проложена большая расширяющаяся труба с входным (Ж) и выходным (От) отверстиями, которые могут сообщаться с каналами (Т,Т) или быть независимыми от них.

«Воздух поступает снаружи через переднее жерло (Ж) вагона и отчасти вытекает через щели кругом его, отчасти выходит через заднее отверстие (От), где через реакцию, или отдачу дает давление на поезд, заставляющее его двигаться» ^[164] [с. 325]. Мотор, накачивающий воздух в заднее отверстие, также может быть независим от других моторов.

К.Э. Циолковский писал, что давление реактивной воздушной струи сзади вагона будет создаваться независимыми моторами и насосами ^[164] [с. 326]. При этом:

«Работа моторов на поезде будет трех видов: 1) накачивание воздуха для поддержания вагона на весу слоем сжатого под полом воздуха; 2) накачивание воздуха под другим давлением для получения сзади давления, одолевающего сопротивление встречного воздуха (в покойной атмосфере, т.е. без ветра) и, наконец, 3) мы должны встречному воздуху сообщить скорость, равную скорости поезда» ^[164] [с. 327].

Тут трудно понять, что он имел ввиду. Он, как уже отмечалось, считал, что проходящий по трубе воздух будет создавать реактивную силу, которая будет появляться за счет создания с помощью насосов избыточного давления струи. Вместе с тем, из его математических выкладок следовало, что он попросту не понимал принцип работы реактивного двигателя. Он писал, что:

P₂ = (P_CTP – P)S_CTP

где по порядку обозначены:

реактивное давление, разность давления в потоке и атмосферного давления и площадь поперечного сечения струи. Ошибка тут состоит в том, что такой двигатель работать не будет, поскольку избыточное давление воздействует на воздух. Это заблуждение К.Э. Циолковского представляется устойчивым и проявляется и в последующих его выкладках. В самом деле, он далее писал, что:

«Установившееся равномерное движение поезда требует равенства:

P₂ = Х_ПОЛН

т.е. реактивное давление должно равняться полному сопротивлению воздуха

Х_ПОЛН = K V² n, откуда

S_СТР = K V² n (P_СТР – P)

(тут он ошибся, поскольку S_СТР = K V² n / (P_СТР – P)

«Отсюда, – писал он, – мы можем вычислить площадь и диаметр круглого сечения струи или отверстия в задней стенке вагона» ^[164] [с. 326].