Аэродинамическая труба циолковского кратко
Обновлено: 03.07.2024
Когда заходит речь об истории космического ракетостроения, часто вспоминают Королева, Янгеля, Цандера. За всеми этими людьми стоят конкретные технологии и разработки: первый искусственный спутник Земли, стратегические ракетные комплексы, первая советская ракета на жидком топливе. Константин Эдуардович Циолковский оставил после себя чертежи, научную фантастику и идеи (иногда по-хорошему безумные). Однако именно его называют отцом космонавтики.
Детство гения
Юноша пропадал в библиотеке, где читал буквально все, что под руку попадалось: с утра — книги по точным и естественным наукам, вечером — художественную литературу и публицистику.
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.
Эта и последующие работы Циолковского вызвали заметный интерес научного сообщества. Отношение к самородку из Боровска было совершенно полярным.
Аэродинамика и ракеты
Полетами Циолковский начал интересоваться с 1891 года. В это время он вплотную занимается проектированием аэростатов и самолетов.
Основываясь лишь на своих книжных познаниях, ученый дал теоретическое обоснование конструкции дирижабля с металлической оболочкой и самолета-моноплана с изогнутым крылом.
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.
Ракеты для меня — только способ, только метод проникновения в глубину Космоса, но отнюдь не самоцель.
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
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.
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.
Долгое время было принято считать, что первая аэродинамическая труба в России была построена Н.Е. Жуковским в начале 20го века, когда он создал в Кучино под Москвой аэродинамическую лабораторию, которую в 1918 году переименовали в ЦАГИ – центральный аэродинамический институт. Но потом выяснилось, что Циолковский был первый, а случись эта история на сто лет позже, то наверняка бы попала в одну из программ "Пусть говорят" или что то типа того…
В конце 19 века, Циолковский К.Э. усиленно работал над проблемами аэродинамики и внимательно следил за научными публикациями касательно споров о перспективности ЛА легче воздуха (дирижаблей) или ЛА тяжелей воздуха (аэропланов). Ответ на этот вопрос должны были дать опыты по сопротивлению воздуха.
К.Э. Циолковский сперва на собственные деньги, а затем при финансовой поддержке Российской академии наук соорудил в Калуге первую в России аэродинамическую трубу с открытой рабочей частью. Она была предназначена для испытания в искусственном воздушном потоке аэродинамических свойств ЛА различных геометрических форм, которые ученый так же делал самостоятельно из плотной бумаги и т.п.
В некоторых источниках говорят что это труба Циолковского, но я в этом сомневаюсь т.к. это совершенно точно не дом Циолковского в Калуге, где он по воспоминаниям дочери проводил свои опыты.
В некоторых источниках говорят что это труба Циолковского, но я в этом сомневаюсь т.к. это совершенно точно не дом Циолковского в Калуге, где он по воспоминаниям дочери проводил свои опыты.
После завершения своих опытов, К.Э. Циолковский собрал все результаты, записав их в одну тетрадь объемом 272 страниц, которую послал Жуковскому.
А далее началось самое интересное:
Очная встреча Циолковского и Жуковского состоялась в Петербурге на Всероссийском воздухоплавательном съезде в 1914 году, где он лично задал вопрос о судьбе рукописи Жуковскому, но получил ответ что тот не получал никакой рукописи…
Циолковский был сильно расстроен, но продолжал поиски рукописи. Рукопись в итоге нашлась спустя 30 лет в архиве Н.Е. Жуковского.
Аэродинамическая труба представляет собой устройство для моделирования процессов, протекающих при движении тела в атмосфере. В то время как самолеты и другие воздушные суда передвигаются в неподвижном воздухе, их модели, размещенные в аэротрубе, покоятся, а движется поток воздуха вокруг них. Испытания в аэротрубе требуются как для материалов, так и для отдельных деталей и целых конструкций: самолетов, вертолетов, ракет или их моделей.
Первые аэродинамические трубы появились в Великобритании (конструктор — Фрэнсис Уэнхэм) и России (Владимир Пашкевич) в 1871 году. Однако последний, преподаватель Артиллерийской академии, использовал ее изучения полета снарядов.
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.
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
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.
Читайте также: