Что изобрел циолковский кратко
Константин Эдуардович Циолковский, чем знаменит
Выдающийся русский изобретатель и учёный Константин Эдуардович Циолковский известен как отец космонавтики. Но на пути к проектированию первых ракет и выдвижению идей орбитальных станций, он прошёл много этапов. Его работы в областях аэродинамики, воздухоплавания, физики, внесли неоценимый вклад в развитие современной реактивной авиации.
На его трудах выросло несколько поколений талантливых учёных, инженеров и конструкторов. Оставил он и достаточно изобретений, прочно вошедших в жизнь человечества. Мы кратко и с картинками расскажем о самых выдающихся из них.
Моноплан
Настоящим прорывом могла бы стать предложенная Циолковским конструкция моноплана — летательного аппарата с одной плоскостью крыла.
Он сделал все необходимые расчёты и теоретически обосновал более высокие технические характеристики такого корпуса. Особый упор он делал на аэродинамические свойства обтекаемых форм. Он опубликовал свои разработки в 1894 году, но интереса они не вызвали. Это было действительно прорывом по сравнению с распространёнными в то время бипланами и трипланами.
Первый подобный самолёт был продемонстрирован французом Эдуаром Ньюпором только в 1910 году. При этом конструкция моноплана внедрялась очень медленно.
Кстати! В годы Первой мировой войны в небе продолжали сражаться преимущественно морально устаревшие аппараты.
Дирижабль
Первые опыты с полётами на аэростатах начались в XIX веке во Франции. Результаты изысканий первых воздухоплавателей были обнадёживающими, но сама конструкция летательных аппаратов отличалась недолговечностью и опасностью эксплуатации. Циолковский первым, в 1885 году, предложил идею аэростата с металлической оболочкой — прообраза дирижаблей, которые появились лишь через полтора десятилетия.
Проект русского учёного выгодно отличался: оболочка из металла позволяла сохранять подъёмную силу аппарата в разных условиях, а вместо взрывоопасного водорода планировалось использовать нагретый воздух.
Дирижабль Циолковского, будь он построен, в два раза превышал бы по размерам знаменитые немецкие «Цеппелины». В Российской империи денег на реализацию проекта не нашлось. Лишь в 1931 году уже советские инженеры попытались воплотить его в жизнь, но из-за недостатка опыта и низкого качества оборудования затея провалилась.
Шасси
Исследования движения обтекаемых тел и сопротивления воздуха подали ему идею улучшения аэродинамических показателей аэропланов. Суть её заключалась в создании убирающихся в корпус шасси в противовес стационарным. В серию подобные самолёты пошли только в 1930-х годах. Пионерами в этом отношении стали американский Боинг-247 и советский ХАИ-1 конструкции Иосифа Немана.
Аэродинамическая труба
Циолковский известен как создатель первой в России аэродинамической лаборатории. В ней он соорудил трубу для исследования воздействия набегающего потока воздуха на движущиеся объекты.
Это была первая подобная экспериментальная установка в России. Его разработки легли в основу конструкции аэродинамической трубы Московского университета, построенной Николаем Жуковским в 1902 году. Выдающийся авиатор не раз говорил, что многими своими идеями он обязан трудам Константина Эдуардовича.
Поезд на подушке
В 1927 году изобретатель опубликовал статью, в которой описал схему и принцип действия поезда на воздушной подушке. Подобная конструкция позволяла почти полностью исключить силу трения. По мнению учёного, затраты энергии на создание необходимого давления воздуха под вагоном были бы намного меньше.
Пока такой поезда не сконструировали, но труды Циолковского легли в основу создания кораблей, работающих на этом же принципе.
Лифт в небеса
Одной из самых оригинальных его идей стал космический лифт. Проект орбитальной космической станции, которая соединялась бы с поверхностью Земли тросом для подъёма людей и грузов, был создан Циолковским в 1895 году. А ведь в это время ещё в зачаточном состоянии находилась авиация! Эта задумка была более детально проработана в 1960-х годах инженером Юрием Арцутановым. В 2005 году американское космическое агентство объявило конкурс на создание проекта подобного лифта.
Ракета
Летательный аппарат для преодоления земного притяжения волновал умы писателей-фантастов с XIX века. Работы Циолковского сделали его реальностью. В 1929 году свет увидела его книга «Космические ракетные поезда», так учёный называл многоступенчатые ракеты.
Он доказал, что только таким способом можно развить скорость, необходимую для преодоления земного притяжения. Он же и рассчитал величину этой скорости, которая сейчас называется второй космической — 11,2 км/с. На практике труды изобретателя удалось проверить во время Великой Отечественной войны, когда немецкая ракета Фау-2 впервые совершила суборбитальный полёт.
Что изобрел циолковский кратко
164 года назад, 17 сентября 1857 года, в селе Ижевском Рязанской губернии родился выдающийся русский ученый, исследователь и изобретатель Константин Эдуардович Циолковский. Уже более века прошло с момента публикации его первых научных статей и научно-популярных произведений, в которых он описал принципы космических полетов. Сегодня многие идеи Константина Эдуардовича нашли свое воплощение в современных ракетах-носителях, орбитальных станциях, скафандрах, системах жизнеобеспечения и др.
Широта творческой мысли Циолковского удивительным образом сочеталась с логической последовательностью и математической точностью суждений. Это был подлинный новатор в науке. Важные исследования Циолковского относятся к обоснованию теории реактивного движения. Вопреки существовавшему в последней четверти XIX и начале XX столетия научному мнению Константин Эдуардович создавал новую науку, определяющую законы движения ракет, и разрабатывал первые конструкции для покорения космического пространства реактивными аппаратами.
Константин Эдуардович Циолковский обладал потрясающим трудолюбием и упорством в получении знаний. В 16 лет он приехал из Вятки, куда переехала его семья, в Москву поступать в Высшее техническое училище (сегодня — это МГТУ имени Баумана), но по неизвестным причинам не поступил и решил продолжить образование самостоятельно. Ведя аскетичный образ жизни, молодой Циолковский тратил все средства, присылаемые родными, на книги, ингредиенты и оборудование для различных опытов.
Константин Циолковский самостоятельно изучил физику, химию, математику, проводя целый день в единственной бесплатной в то время в Москве Чертковской библиотеке. Именно там он познакомился с Николаем Фёдоровым, основоположником философского направления — русского космизма. Позже Циолковский признавал, что Николай Фёдорович заменил ему университетских профессоров. За основами точных и естественных наук пришло время дифференциального и интегрального исчисления, высшей алгебры, аналитической и сферической геометрии, астрономии, механики. За три года молодой Константин полностью освоил гимназическую программу и значительную часть университетской, но сильно подорвал свое здоровье.
По возвращении домой, в Вятку, Константин Эдуардович начал давать частные уроки физики и математики и проявил себя талантливым педагогом. Свободное время Циолковский проводил в мастерской и библиотеке. Затем был переезд в Рязань, получение свидетельства уездного учителя, работа в Боровске и женитьба. Константин продолжал совершенствоваться как педагог, занимался научными изысканиями и изобретательством. В 1887 году он представил в городе Москве доклад о металлическом дирижабле собственной конструкции. В своей квартире в Боровске Циолковский устроил лабораторию, где ставил опыты.
Самая первая, но неопубликованная работа Циолковского «Графическое изображение ощущений» была посвящена механике в биологии. Затем была работа по кинетической теории газов, которая получила одобрение Менделеева. За научный труд «Механика животного организма ЦИОЛКОВСКОГО избирают членом физико-химического общества. В 26 лет Константин Эдуардович написал работу «Свободное пространство», в которой изучил механику движения тел без воздействия сил тяжести и сил сопротивления. А его конструкции металлического управляемого дирижабля, а впоследствии и цельнометаллического обтекаемого свободнонесущего моноплана с толстым изогнутым крылом стали крупнейшей заслугой Циолковского перед авиацией, хотя и не были оценены в свое время.
К.Э.Циолковский был настоящим ученым-естествоиспытателем. Свои идеи он старался не только обосновать с научной точки зрения, но и проверить на практике. То он запускал воздушные шары с детьми, то мчался на коньках по льду, расправив парус. Обыватели смотрели на опыты Циолковского как на причуды чудака. Однако, мало кто мог в то время подумать, что идеи этого непонятого гения, фантазера и утописта предвидели многие важные открытия и изобретения ближайшего столетия.
В 1892 году Константин Циолковский был переведен в город Калугу для работы в уездном училище. Именно в этом городе Константин Эдуардович написал свои труды по теории реактивного движения, космонавтике, космической биологии и медицине. Изучение аэродинамических свойств различных тел и возможных схем воздушных летательных аппаратов привело Циолковского к размышлениям о вариантах полёта в безвоздушном пространстве и о покорении космоса. В 1895 году была опубликована его книга «Грезы о земле и небе», а через год вышла статья о других мирах, разумных существах с других планет и об общении землян с ними. В том же году Константин Эдуардович приступил к написанию своего главного труда «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В этом тексте была затронута тема использования ракет в космосе.
Затем были тяжелые годы начала века: семейная драма, наводнение, уничтожившее уникальные расчёты и экспонаты, арест и допрос на Лубянке, забвение. Лишь в 1923 году, после публикации немецкого ученого Германа Оберта о космических полетах и ракетных двигателях о Циолковском вспомнили. Ему была назначена пожизненная пенсия за заслуги перед наукой и созданы условия для плодотворной работы. А разработки Константина Эдуардовича стали интересны государству. Умер К.Э. Циолковский 19 сентября 1935 года в Калуге.
Одним из самых великих технических и научных достижений является создание технологий покорения космоса. Гениальный русский ученый Константин Циолковский стал одним из родоначальников современной космонавтики. Его идеи «космического поезда», теории реактивного движения и ракетодинамики, описание принципиальных конструкций ракетных двигателей, математические обоснования и расчеты легли в основу знаний и технологий, которые позволили человечеству выйти на околоземную орбиту.
Пять главных открытий и изобретений Циолковского
Константин Эдуардович Циолковский – выдающийся российский ученый, основатель современной космонавтики, труды и идеи которого по аэродинамике, физике и воздухоплаванию оказали существенное влияние на освоение космического пространства.
Изобретатель и бизнесмен Илон Маск с большим уважением вспоминает русского ученого. По его словам, Циолковский вдохновил его на исследование космоса. Маск признался, что один из конференц-залов его компании назван в честь Циолковского.
В свое время его взгляды называли утопией, однако в 1950–1960-х годах, когда Советский Союз вышел в космос, научные разработки Циолковского получили мировое значение. Константин Эдуардович создал собственную философскую концепцию освоения космоса и заселения его людьми нового типа – высокоинтеллектуальными личностями. Ему принадлежит идея создания орбитальных станций, которые в 1920-х годах казались фантастикой, но в настоящее время уже никого не удивляют.
В начале своего научного пути Циолковский работал в области аэродинамики. Он обосновал необходимость увеличения числа экспериментов в этой области, сделал немало ценных наблюдений над конструкцией дирижаблей. Дело в том, что с конца 19 века проводились пробные полеты на аэростатах, однако их конструкции были недолговечны, а водород, которым они наполнялись, был взрывоопасен.
Аэростат Циолковского 
Циолковский предложил покрыть летательные аппараты металлической оболочкой, которая бы сохраняла их подъемную силу в разных условиях, и использовать вместо водорода нагретый воздух.
И хотя эти идеи казались ученым того времени фантастическими, они привлекли внимание не только представителей академических кругов императорской России конца 19 века, но и иностранных инженеров. Но несмотря на то, что Циолковский много трудился над проектом аэростата, его разработки не привели к созданию аппарата. Но сильно пригодились ученым в дальнейшем.
Ракета Циолковского 
Макет ракеты Циолковского
Зато большой интерес вызвали его труды по строительству ракет и космонавтике. Циолковский верил в возможность освоения космоса и усиленно пропагандировал свою философию новой жизни вне пределов Земли.
Константин Эдуардович создал план многоракетного космического «поезда». Ученый считал, что для выхода в космос нужно соединить несколько ракет, каждая из которых передает топливо следующей для увеличения скорости, необходимой для отрыва от планеты Земля.
Вместе с тем, понимая всю сложность конструкции, Циолковский разрабатывал план одноступенчатой ракеты, которая могла бы без дополнительных приборов выйти в космос.
Вторая космическая скорость
В 1911 году Циолковский вычислил скорость, необходимую для преодоления земного притяжения. Ее называют второй космической, и она равна 11,2 км/с. 
Луна-1
Советские инженеры не подвели. Впервые вторая космическая скорость была достигнута именно нашими конструкторами. Космический аппарат Луна-1 достиг второй космической скорости 2 января 1959 года.
Аэроплан Циолковского 
Ученый интересовался устройством аэроплана: изучая его конструкцию, он предложил улучшить его аэродинамические показатели путем создания убирающихся внутрь корпуса шасси в противовес стационарным.
Циолковский создал первую в России аэродинамическую лабораторию, где изучал действие воздуха на движущиеся объекты в атмосфере. Его разработками воспользовался другой выдающийся российский учёный Николай Жуковский, который построил свою аэродинамическую трубу.
Философия Циолковского
Циолковский разработал собственную оригинальную философскую концепцию, основанную на современных ему естественно-научной картине мира и математических методах исследования.
В труде «Свободное пространство» и в повести «На Луне» он высказал идею возможности обитания человека в безатмосферной области. По мнению Циолковского, в таком месте все нужды людей будут удовлетворены с минимальными энергетическими затратами.
Это стимулировало людей дальше изучать космос. Развивать идеи космической экспансии. Человечеству, действительно, важно освоить другие планеты, ведь время Земли — конечно и есть риски глобальных катастроф.
Циолковский был сторонником механистической картины мира и категорически не принимал теорию относительности Эйнштейна. Ученый также возражал против тезиса о невозможности движения быстрее скорости света. Циолковскому не нравилась конечно скорости света, ведь тогда заселение космоса будет идти слишком медленно.
Циолковский строил глобальные планы совершенствования Земли, космоса и человека. Он искренно верил в возможность освоения космического пространства техническими средствами.
Наблюдая за естественным приростом населения, Циолковский пришел к выводу о необходимости равномерного заселения всей поверхности Земли – включая джунгли Африки и Южной Америки, гидросферу и атмосферу. А в трактате «Исследование мировых пространств реактивными приборами» он изложил 16 пунктов заселения космоса человечеством.
Ученый считал, что сначала люди должны создать космические поселения на околоземных орбитах, затем освоить Солнечную систему и Млечный путь. Циолковский разрабатывал необычные планы изменения биологической природы человека, который был бы способен жить в космическом пространстве без скафандра и специально оборудованных станций.
Наука и технологии 10 сентября, 2021 597 просмотров
Гений, который ничего не построил: чем велик Константин Циолковский
Детство гения
Сын мелких дворян Костя Циолковский был способным ребенком, но в учебе не блистал. Виной тому была глухота, наступившая в результате перенесенной скарлатины. Из-за этого уже во втором классе гимназии мальчик остался на второй год, а на третьем был отчислен. «Учителей совершенно не слышал или слышал одни неясные звуки», — писал Циолковский в своих воспоминаниях; к этому добавлялось отчуждение от сверстников. Таким образом, один из столпов ракетной науки так и остался формальным недоучкой, хотя ему это, скорее, помогло, чем помешало.
Недостаток общения и школьного образования Константин «добирал» запойным чтением и ремесленничеством. Начинал он с игрушечных домиков и часиков, а к 14 годам уже сделал для себя токарный станок и перешел с игрушек на научные приборы — например, изготовил астролябию. Глядя на эти успехи, Циолковский-старший отправляет сына из родной Вятки на учебу в Москву, поступать в Высшее техническое училище (нынешняя Бауманка), при этом пообещав поддерживать Костю «домашней стипендией» в 10-15 рублей ежемесячно.
Однако Константин, пообещав отцу все что тот хотел услышать, сделал все по-своему. С радостью отправившись в большой город, Циолковский никуда не стал поступать («что я мог сделать там со своей глухотой?»). Присылаемые из дома деньги тратил на книги и реагенты для опытов, питался скудно, ходил в обносках.
Из самоучки в учителя и ученого
В 1876 году Константин Эдуардович возвращается домой, где благодаря помощи отца становится репетитором. Однако уже очень скоро репутация молодого педагога начала работать на него: слава об оригинальных и доходчивых методах преподавания распространилась по округе, учеников стало много и в помощи родителя Константин больше не нуждался.
Рассказывая о мире и науках детям, Циолковский продолжал учиться и сам: вместе со школьниками проводил опыты и строил модели, а все свободное время читал, читал и снова читал. В 1878 году он переезжает в Рязань, где сдает экзамены для подтверждения квалификации учителя, а еще через два года едет в Боровск Калужской губернии. В этом диком и захолустном месте, где, по воспоминаниям дочери ученого, «на улицах царил кулачный бой и право сильного», начался путь Циолковского-ученого.
Сначала «отец космонавтики» о космонавтике даже не задумывался: его первая работа «Графическое изображение ощущений» была посвящена философии, а вторая — кинетической теории газов. И если первая статья попросту осталась незамеченной, то вторая обернулась, как сказали бы сейчас, фейлом: ученый-одиночка по сути открыл то, что. уже открыли за 25 лет до него.
Так, известный зоолог и антрополог Анатолий Богданов назвал работы Циолковского «сумасшествием», а физиолог Иван Сеченов признал талант Константина Эдуардовича. Впрочем, сам Циолковский из интереса к своей собственной персоне никакой пользы извлечь не пытался — даже не ответил на письмо из Русского физико-химического сообщества, члены которого проголосовали за принятие ученого в свои ряды. Сам он позже объяснял это собственной «наивной дикостью».
Аэродинамика и ракеты
Полетами Циолковский начал интересоваться с 1891 года. В это время он вплотную занимается проектированием аэростатов и самолетов.
К сожалению, эти работы на пару десятилетий опередили свое время — финансирования на реализацию своих проектов Циолковский выбить не смог. Все, что удалось, — получить от российской Академии Наук субсидию на создание аэродинамической трубы, первой в России.
Но к этому времени мысли Константина Эдуардовича уже были устремлены выше, в космос. Конечно, сегодня смешно читать его рассуждения о полетах из Москвы на Луну, а из Калуги — к Марсу, но именно Циолковский пытался проложить дорогу к практической реализации идей, высказанных еще в романах Жюля Верна. При этом летательные аппараты как таковые для Циолковского были вторичны — его занимала возможность оказаться в бескрайнем космосе, вне пределов «земной колыбели».
В 1903 году вышла работа под названием «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в которой ученый утверждал: «Небесный корабль должен быть подобен ракете». Отталкиваясь от работ Николая Кибальчича и Александра Федорова, Циолковский точно предсказывает облик ракеты будущего: продолговатый металлический корпус, жидкостный реактивный двигатель, газовые рули для маневрирования. Во второй части работы, которая вышла восемью годами позже, ученый вычислил скорость и время, необходимые для преодоления ракетой земного тяготения.
Идея полета в космос на ракете — одна из самых известных наработок Циолковского, опередивших свое время. Другие придумки ученого сегодня вызывают скорее улыбку, нежели восхищение умом, который их родил. Например, работая над вопросом количества топлива, необходимого для полета, Циолковский выдвинул прекрасную в своей наивности идею. Предположим, с Земли стартует некое четное число ракет: после того, как топливо в них выработалось наполовину, эти ракеты попарно стыкуются, и топливо из одной перекачивается в другую. Опустошенный аппарат вместе с пилотом падает на планету, а остальные ракеты повторяют такой же трюк, пока не останется один единственный аппарат, вышедший на орбиту.
Другая безумная идея — космический лифт. Суть этого изобретения в теории очень проста: между определенной точкой на Земле и каким-то противовесом в космосе (допустим, астероидом) натягивается трос, по которому в космос поднимается груз. Стоит сказать, что эта концепция, больше похожая на римейк сказки про Джека и бобовый стебель, увлекала не только Циолковского: ее пропагандировал Артур Кларк.
Преемники и наследие
Увы, в царской России, да и в первые годы существования СССР проекты Циолковского никакого шанса на развитие не имели. В религиозно настроенном государстве даже первый проект московского метрополитена «зарубили» — негоже человеку спускаться под землю, ближе к царству дьявола. Что уж говорить о полетах в космос — ничего, кроме удара о небесную твердь, ракетам ожидать не приходилось.
В первые годы существования советского государства тоже было не до космоса. Сперва гражданская война, затем подготовка к установлению коммунизма на всей Земле, а уж потом космос. Но преемственность идей Циолковского все же была: его первым и главным учеником можно назвать Фридриха Цандера, рижского немца, который еще школьником, прочел ту самую работу «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Это заложило в мозг Цандера программу на всю оставшуюся жизнь, а фраза «Вперед, на Марс» стала его личным мотто.
Уже в 1908 году Цандер опубликовал свою первую статью на тему дальнего космического полета. В ней он кроме прочего он впервые подробно рассмотрел проблему продовольственного обеспечения космонавтов и предложил концепцию космических оранжерей. Позже Фридрих сконцентрировался на менее масштабных, но более полезных вещах, став в итоге одним из создателей первой советской ракеты на жидком топливе ГИРД-Х.
Циолковский как писатель-фантаст малоизвестен, однако его работы были одним из источников вдохновения Александра Беляева, одного из столпов русскоязычной фантастики. Это можно понять по роману «Звезда КЭЦ», где в названии были зашифрованы инициалы ученого, а в сюжете были использованы многие наработки К. Э. Не стоит забывать и о вкладе Циолковского в кинематограф — ученый был консультантом на съемках фильмов «Аэлита» и «Космический рейс».
При всей своей бурной активности, «отец русской космонавтики» ничего конкретного или впоследствии развитого учениками не породил. Все его идеи так и остались на бумаге, а многие другие пионеры космонавтики (например, немец Оберт и американец Годдард) свои проекты разрабатывали независимо от работ К. Э. Даже история о том, что Циолковский встречался с Королевым и был его учителем не более чем апокрифическая легенда: в реальности они никогда не встречались.
Влияние Циолковского было скорее идеологическим: гений-самоучка, не признанный при царизме, нелюдимый подвижник, тративший родительские деньги на серу и цинк для опытов, он был весьма полезен новой власти молодой Страны Советов. Наверное, без Циолковского полеты в космос не были бы овеяны таким романтическим ореолом.
Немаловажную роль сыграла и романтическая направленность философии ученого. Государству, в котором не всем хватало нормальной еды и жилья, необходимы были заоблачные цели, в которые можно было верить и к которым можно было стремится. Идеи Циолковского с его верой во множество обитаемых миров и нескончаемым космическим оптимизмом подходили для этого как нельзя лучше.