Описание изобретения Циолковского. Описание изобретения Циолковского (отчёт, Чайкин Дмитрий, группа. Описание изобретения К. Э. Циолковского Упрощённый металлический дирижабль

Название	Описание изобретения К. Э. Циолковского Упрощённый металлический дирижабль
Анкор	Описание изобретения Циолковского
Дата	18.12.2021
Размер	428.73 Kb.
Формат файла
Имя файла	Описание изобретения Циолковского (отчёт, Чайкин Дмитрий, группа.docx
Тип	Документы #308022

Описание изобретения К. Э. Циолковского: Упрощённый металлический дирижабль

Ц

иолковский Константин Эдуардович (1857-1935) - русский и советский учёный-самоучка и изобретатель, школьный учитель. Основоположник теоретической

космонавтики. ¹

Обосновал использование ракет для полётов в космос, пришёл к выводу о необходимости использования «ракетных поездов» — прототипов многоступенчатых ракет. Основные научные труды относятся к аэронавтике, ракетодинамике и космонавтике.

Представитель русского космизма, член Русского общества любителей мироведения. Автор научно-фантастических произведений, сторонник и пропагандист идей освоения космического пространства. Циолковский предлагал заселить космическое пространство с использованием орбитальных станций, выдвинул идеи космического лифта, поездов на воздушной подушке. Считал, что развитие жизни на одной из планет Вселенной достигнет такого могущества и совершенства, что это позволит преодолевать силы тяготения и распространять жизнь по Вселенной.²

Одной из основных проблем, занимавших мысли Циолковского, была теория аэростатов. Ученый разработал свой вариант конструкции этого летательного аппарата, характеризующегося тонкой металлической оболочкой. Свои мысли Циолковский изложил в труде 1885—1886 гг. «Теория и опыт аэростата», в котором дано научное и техническое обоснование конструкции дирижабля с металлической оболочкой. К работе были приложены чертежи, поясняющие детали конструкции.³

Однако этот проект дирижабля Циолковского не получил признания.

Циолковскому принадлежит прогрессивная идея постройки цельнометаллического аэроплана. В статье 1894 года «Аэроплан или птицеподобная (авиационная) летательная машина», опубликованной в журнале «Наука и жизнь», дано описание, расчёты и чертежи моноплана с принципиально новыми особенностями конструкции.

Циолковский К.Э. Металлический дирижабль. Заявочные материалы на изобретение. 1928 г. Предмет патента. Чертёж.

РГА в г. Самаре. Ф. Р-1. Оп. 1-5. Д. 13157. Л. 9, 10, 31

Общеизвестно, что основные работы Циолковского были связаны с четырьмя большими проблемами: научным обоснованием цельнометаллического аэростата (дирижабля), обтекаемого аэроплана, поезда на воздушной подушке и ракеты для межпланетных путешествий.

Советский математик и физик Я. Перельман в Журнале «Вокруг света» (Ленинград), 1930 год № 35 так описывал дирижабль Циолковского:

«Чтобы наглядно представить себе форму проектируемого Циолковским дирижабля, вообразите плоский чемодан, весьма удлиненный и суживающийся к краям. Оболочка целиком сделана из листов волнистого металла (стали, железа). Благодаря этой волнистости, а также вследствие шарнирного соединения боков с основаниями, дирижабль растяжим: он может свободно и безвредно изменять свой объем и форму в зависимости от давления наполняющего его газа и наружного воздуха. Когда давление внутри дирижабля понижается, боковые стенки сжимаются, когда оно повышается, бока раздаются, аэростат раздувается.

Другая особенность, дирижабля – регулирование температуры наполняющего его газа. «Продукты горения из моторов устремляются в трубу, откуда часть их направляется внутрь оболочки по металлической трубе, нагревает легкий газ и самую оболочку и тогда уже выходит наружу. Другая же часть продуктов горения направляется в другую трубу и выходит непосредственно в атмосферу. Заслонка, приводимая в движение рукою пилота, более или менее закрывает или открывает отверстие в одну из труб, открывая и закрывая в то же время отверстие другой трубы. Обыкновенно оба отверстия частью прикрыты, так что в оболочке устанавливается некоторая средняя температура, например в 30°; передвигая заслонку, эту температуру можно понизить до нуля (точнее – до температуры наружного воздуха) или повысить до 60°... Нагревание это и охлаждение ничего не стоят, так как совершаются продуктами горения, которые выбрасываются моторами, служащими для поступательного движения дирижабля». Изменения температуры газа, раздувая или сжимая оболочку, заставляют тем самым дирижабль подниматься или опускаться.

Не останавливаясь на второстепенных подробностях конструкции, отметим ценные преимущества дирижабля Циолковского:

Несгораемость. Ни в оболочке, ни в гондоле нет ничего воспламеняемого. «Газ сам по себе не дает взрывов, а только горюч. Если бы образовались небольшие отверстия в оболочке и случайно загорелся выходящий газ, то получился бы ряд спокойных огней, обращенных наружу, так как давление изнутри препятствовало бы воздуху входить в оболочку; смешения не будет, не последует и взрыва. Оболочка не загорится, не расплавится, а только будет терять газ. Дирижабль будет спокойно сжиматься, теряя понемногу подъемную силу». Как это не похоже на картину катастрофы и неизбежной паники при пожаре на современных дирижаблях, когда в одну минуту воздушный корабль охватывается пламенем и гибнет. А опасность пожара на дирижабле существует всегда; он может возникнуть даже от электрической искры, вызванной трением или атмосферным электричеством.
Непроницаемость оболочки, отсутствие обмена газов через нее. Металлическому дирижаблю нечего опасаться потерять подъемную силу из-за утраты газа. Поэтому «буря, ураган, вихри, непогода, невозможность спуска на землю – не страшны: всегда можно подняться в спокойные слои атмосферы, где хороша погода и безмятежно светит солнце. В этих высотах можно пробыть сколько угодно и спуститься в благоприятное время в благоприятном месте совершенно безопасно».
Негигроскопичность металла. Вследствие этого дирижабль не утяжеляется от влажности воздуха и дождя.
Долговечность. Железная оболочка, надлежаще обработанная, может служить неопределенно долго. «Надлежаще устроенные металлические оболочки больших дирижаблей почти вечны».
Дешевизна. Железная оболочка раз в 50 дешевле прорезиненной ткани. А, принимая во внимание большую долговечность, огнестойкость и т. д., надо признать металлический дирижабль дешевле в тысячу раз.
Прочность. Крепость материала допускает сооружение дирижаблей в 300 метров высоты! Такой дирижабль способен был бы поднять население большого города – 200.000 человек,
«Блестящая поверхность металлической оболочки мало нагревается от солнца и меньше охлаждается от ночного лучеиспускания». (В обычных аэростатах перемена температуры внутреннего газа от этой причины заставляет либо выпускать газ, либо терять балласт).

Мы рассмотрели здесь лишь главнейшие достоинства дирижабля системы Циолковского. Остальные преимущества ясны из приведенных в его книге «Проект металлического дирижабля на 40 человек» (1930) следующих основных положений:

Вполне металлический, дешевый, крепкий материал. Нет потери газа. Долговечность. Изменяемость объема без нарушения плавности формы, прочности и сохранности оболочки. Простота конструкции. Наполнение водородом без предварительного поднятия. Отсутствие верфи и ангара для хранения. Ненадобность причальной башни, так как дирижабль, не имея каркаса, упруг (достаточно невысокой мачты). Ненадобность воздушных отделений и перегородок. Подогревание внутренности оболочки продуктами горения и естественное ее охлаждение избавляет от балласта и потери газа. Успешная борьба с метеорологическими влияниями. Ничего не стоящее изменение высоты удаляет от бурь, гроз, качки. Простота устройства и легкость построения. Двигатели, воздушный винт и проч. устроено приблизительно так, как у обычных дирижаблей.

Что касается стоимости металлического дирижабля, то К. Э. Циолковский определяет его в 400.000 рублей и полагает, что 1500 таких кораблей могли бы заменить работу всех железных дорог нашего Союза, дав 90°/о экономии».⁴

Литература:

1 Боголюбов А. Н. Математики. Механики. Биографический справочник. — Киев: Наукова думка, 1983. — 513 с. http://bookre.org/reader?file=754277&pg=514

2 К. Э. Циолковский в воспоминаниях современников. 2-е изд / Сост. А. В. Костин, Н. Т. Усова. — Тула: Приокское книжное издательство, 1983. — 288 с. — 300 000 экз. http://padaread.com/?book=209063

3 Космодемьянский А. А. Очерки по истории механики. 2-е изд. — М.: Просвещение, 1964. — 456 с. http://bookre.org/reader?file=452543&pg=88

4 Я. Перельман. Журнал «Вокруг света» (Ленинград), 1930 год № 35 стр. 18-19 http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/v_s-leningrad/1930/35/dir.html