Глухой учитель из провинциального города совершил революцию в науке, которая позже позволила человечеству достичь звёзд. 17 октября 1897 года Константин Циолковский отправил в редакцию научного журнала рукопись, которая изменила историю аэродинамики. Примечательно то, что эта революция родилась не в академической лаборатории и не в хорошо оснащённом научном центре - она произошла в скромной калужской квартире, где учёный собственноручно собрал свою легендарную «воздуходувку».
🔍 Подготовка и проведение:
Циолковский начал свои работы по экспериментальной аэродинамике ещё в 1894 году. К тому времени он уже завершил свой первый теоретический труд - «К вопросу о летании посредством крыльев» (1890-1891), в которой доказывал необходимость широких экспериментальных исследований для понимания поведения воздушного потока.
«Опыты производились отчасти в комнате, отчасть на крыше, в сильный ветер. Помню, как я был радостно взволнован, когда коэффициент сопротивления, при сильном ветре, оказался мал». - позже вспоминал Циолковский.
Но постоянно меняющаяся скорость ветра не позволила провести точные измерения. Это подтолкнуло исследователя к созданию устройства, которое станет прообразом современных аэродинамических труб. Циолковский, почти полностью оглохший после скарлатины, ориентировался по вибрации и визуальным показателям, не полагаясь на слуховые приборы.
Конструкция:
- Центробежный вентилятор с ручным приводом, который нагнетал воздух.
- Узкий канал диаметром около 20 см с опорной площадкой для образцов.
- Механический динамометр для измерения сопротивления.
- Скорость потока воздуха в трубе достигала 5,15 м/с .
- Аэродинамическая труба Циолковского 1897 года была открытого типа, - обдуваемая модель находилась снаружи, а не внутри трубы.
Научные открытия:
- Первые количественные данные о сопротивлении воздуха и подъёмной силе в зависимости от формы тела.
- Подтверждение теоретической зависимости силы сопротивления от площади поперечного сечения и скорости потока.
- Революционный вывод: вертикальная пластина даёт максимальное сопротивление, тогда как обтекаемые конусообразные формы обеспечивают минимум.
Последний вывод был критически важен для будущих ракет. Циолковский первым пришёл к выводу, что ракета должна иметь обтекаемую конусообразную форму.
🏆 Признание и финансирование:
Статью о своих опытах Циолковский отправил в журнал «Вестник опытной физики и элементарной математики». Её публикация произвела впечатление на научное сообщество. В результате в 1900 году Российская Академия наук выделила Циолковскому грант в размере 470 рублей - первые значительные государственные средства на проведение аэродинамических экспериментов были выданы по рекомендации академика М.А. Рыкачева.
Интересно, что Циолковский не был первым, кто создал аэродинамическую трубу. Первые трубы появились в 1871 году в Великобритании (Фрэнсис Уэнхем) и России (Владимир Пашкевич). Но Пашкевич использовал свою трубу для артиллерийских снарядов, Уэнхем - для крыльев летательных аппаратов. Циолковский был первым, кто применил аэродинамическую трубу для систематического и комплексного изучения различных форм и первым кто использовал эти результаты для проектирования как летательных аппаратов, так и ракет.
Его работа стала опорной точкой для Николая Егорьевича Жуковского, который осознав необходимость таких исследований, поручил молодому студенту Андрею Туполеву в 1909 году построить плоскую аэродинамическую трубу при Московском техническом училище. Эта труба достигала невиданной по тем временам скорости потока в 36 м/с .
🚀 Последствия:
Открытие Циолковского стало отправной точкой для развития аэродинамических испытаний в России:
- Появление полноразмерных и стационарных аэродинамических труб.
- Применение методик испытаний в авиации и автомобилестроении.
- Развитие ракетной техники и проектирование обтекателей для космических аппаратов.
Константин Эдуардович Циолковский продемонстрировал, что наука не требует огромных лабораторий или бесконечных бюджетов. Ему требовались только любопытство, настойчивость и способность видеть суть явлений.
Когда он проводил свои эксперименты, аэропланов ещё не было - первый управляемый полёт братьев Райт произойдёт только через 6 лет. Когда он писал о многоступенчатых ракетах на жидком топливе, это казались фантастикой. И всё же, его методы, его расчёты, его выводы о форме обтекаемых тел стали азбукой.
Опередить своё время на полвека - это уже великое достижение. Но Циолковский опередил и наше время. Его принципы всё ещё работают в аэродинамических трубах XXI века, его уравнения используют инженеры, разрабатывающие современные космические аппараты, а его мечта об исследовании космоса остаётся актуальной и сейчас.
Иногда, кажется, что наличие двух детей не даёт возможность в срок написать статью, но Константин Эдуардович, отец семерых детей, в корне опровергает это убеждение.
Читайте так же:
1 ноября 1977 г. Конкорд vs Ту-144.
21 октября 1966 г. Первый полёт самолёта Як-40.
15 ноября 1957 г. Первый полёт Ту-114.
20 ноября 1935 г. Проект "Звено-7".
9 ноября 1911 г. Инженером Котельниковым получен патент на парашют РК-1.
13 ноября 1907 г. Полёт первого в мире вертолёта.
17 октября 1897 г. Создание первой в России модели аэродинамической трубы.
21 октября 1783 г. Второй полёт воздушного шара Монгольфье.
Источники:
- Коммерсант. "Труба мечты"
https://www.kommersant.ru/doc/3436435 - GMIK.ru. "Новое о семье К. Э. Циолковского"
https://gmik.ru/2017/09/12/novoe-o-seme-k-e-tsiolkovskogo/ - ЦАГИ. История института.
https://www.tsagi.ru/institute/history/ - Tsiolkovsky.org "Biography of Konstantin Tsiolkovsky".
https://www.tsiolkovsky.org/en/the-cosmic-philosophy/biography-from-russian-wiki-translated-into-english/
#аэродинамика #Циолковский #история_науки #труба #исследования