Самые знаменитые ученые России

Научное и техническое обоснование конструкции цельнометаллического дирижабля Циолковский дал в 1887 году в работе «Теория и опыт аэростата». К работе были приложены подробные чертежи. Дирижабль, разработанный Циолковским, выгодно отличался от всех предшествующих конструкций. Во-первых, это был дирижабль переменного объема, что позволяло сохранять постоянную подъемную силу при различных температурах окружающего воздуха и при различных высотах полета, во-вторых, газ, наполняющий дирижабль, можно было подогревать за счет тепла уже отработанных газов, пропускаемых по специальным змеевикам, а в-третьих, оболочка дирижабля была выполнена из тонкого гофрированного металла. Геометрическая форма дирижабля и расчет прочности оболочки были выполнены самим Циолковским.

К сожалению, проект цельнометаллического дирижабля не был поддержан научными учреждениями. Обращение Циолковского в Генеральный штаб русской армии тоже не имело успеха. В сущности, все ограничилось публикацией работы «Аэростат металлический управляемый».

В 1892 году Циолковский переехал в Калугу.

Там он начал преподавать физику и математику в гимназии и епархиальном училище, а в научной деятельности обратился к новой, мало изученной тогда области летательных аппаратов тяжелее воздуха.

В статье 1894 года «Аэроплан или птицеподобная (авиационная) летательная машина» Циолковский дал описание и чертежи моноплана, который по внешнему виду и аэродинамической компоновке предвосхищал конструкции самолетов, появившихся только через пятнадцать-двадцать лет. В аэроплане Циолковского крылья имели толстый профиль с округленной передней кромкой, а фюзеляж – обтекаемую форму.

В 1897 году Циолковский своими силами построил аэродинамическую трубу, как он ее называл – воздуходувку, и разработал специальную методику экспериментов. Но самые значительные результаты он все же получил в области теории движения ракет.

Об использовании принципа реактивного движения Циолковский заговорил еще в 1883 году. Однако только в 1903 году в знаменитой статье «Исследование мировых пространств реактивными приборами», опубликованной в журнале «Научное обозрение», он дал теорию полета ракеты с учетом изменения ее массы в процессе движения, а также обосновал возможность применения реактивных аппаратов для межпланетных сообщений. И строгое математическое доказательство возможности применения ракеты для решения научных проблем, и сама идея использования ракетных двигателей для создания движения грандиозных межпланетных кораблей – все целиком принадлежало Циолковскому. В той же статье он разработал основы теории жидкостного реактивного двигателя, а также элементов его конструкции.

Углубляя свои исследования, в 1929 году Циолковский предложил оригинальную теорию ракетных «поездов».

В первом варианте его теории должна была использоваться большая ракета, составленная из нескольких других последовательно соединенных одна за другой ракет. При взлете такого «поезда» толкающей являлась последняя (нижняя) ракета. Использовав топливо, она отделялась от «поезда» и падала на землю. Далее включался и начинал работать двигатель следующей нижней ракеты. Выработав топливо, она также отделялась от «поезда». К конечной цели приходила головная ракета, достигшая скорости, какой она никогда не смогла бы достигнуть будучи одинарной. Во втором варианте «поезд» состоял из параллельного соединения ракет, названного Циолковским эскадрильей. Все ракеты такой эскадрильи должны были работать одновременно – до момента использования половины своего топлива. После этого запас топлива из крайних ракет сливался в полупустые баки внутренних, а сами ракеты отделялись от эскадрильи. Указанный процесс должен был повторяться до тех пор, пока оставалась только одна ракета. Она и достигала цели.