Создатели двигателей

Таким образом, ракету движет давление газа, заключенного в ней самой, и в опоре вне себя ракета для полета не нуждается. Наоборот, сопротивление воздуха только мешает скорости ракетного движения, и в безвоздушном пространстве она будет двигаться быстрее. Это соображение было положено в основание утверждения Циолковского о возможности полета в безвоздушном, межпланетном пространстве.

С математической точки зрения ракета есть летящее тело, масса которого непрерывно меняется, так как она выбрасывает беспрестанно продукты сгорания и теряет свой вес. И целый ряд математиков и физиков в последнюю четверть XIX века делали анализ движения тел с переменной массой, но конкретный случай такого движения — полет ракеты — был рассмотрен только одним математиком, профессором П. А. Мещерским, в сочинении «Динамика точки переменной массы», опубликованном в 1897 году. Это, так сказать, первая попытка теоретического исследования полета ракеты, но ничего общего с теорией Циолковского, одновременно занимавшегося тем же вопросом, она не имеет.

Заслуга Циолковского как пионера ракетного и вообще реактивного движения состоит в том, что он разработал основы этого движения, дал не только расчет полета ракеты, но и расчет расхода горючего, определил коэффициент полезного действия реактивного двигателя. Он показал, что все работы в области ракетной техники окажутся бесплодными, если не создать надежный реактивный двигатель и не подобрать для него наивыгоднейшее топливо.

Вопреки существовавшему всеобщему убеждению, что для ракеты лучшим, да, пожалуй, и единственным видом горючего является порох, Циолковский первый говорит о том, что выгоднее брать жидкие горючие смеси: бензин и жидкий кислород или жидкие водород и кислород.

Это предложение Циолковского, как самое целесообразное, подтвердилось опытами Годдарда. В декабре 1925 года им была сконструирована ракета с двигателем, работающим по реактивному принципу на бензине и жидком кислороде. В этом двигателе невоспламеняющийся газ, запасенный в сжатом виде, силой своего давления подавал из топливных баков бензин и кислород по длинным трубкам в камеру сгорания. Ракета Годдарда взлетала за 2,5 секунды на 60 метров вверх.

Опыты с первыми ракетами редко приводили энтузиастов этого дела к успеху по многим — совершенно, впрочем, устранимым — причинам, в частности из-за разрушения камер сгорания. Выходящие газы имеют температуру в несколько тысяч градусов, и практически редко кому удавалось подобрать материал, способный хотя бы и очень малый срок выдерживать такую температуру.

В качестве боевого снаряда ракета вывелась из употребления после того, как появились нарезные пушки. Но предметом развлечения она оставалась неизменно в течение многих веков.

Естественно, что, когда появились первые самолеты с тяжелыми и неудобными двигателями, у многих возникла мысль применить здесь ракетообразный двигатель, простой и легкий, как нарочно созданный для авиации.

Таких предложений было сделано на заре авиации очень много, но теоретического обоснования их работы не имелось. Теория «воздушно-реактивного двигателя», могущего заменить авиационный, впервые была разработана Борисом Сергеевичем Стечкиным.

«Отец русской авиации» Николай Егорович Жуковский, никогда не сомневавшийся в возможности динамического полета, не раз говорил своим ученикам, что надо бы кому-нибудь из членов Воздухоплавательного кружка посвятить себя вопросам авиационного моторостроения. При организации Авиационного расчетно-испытательного бюро и Курсов авиации при Московском высшем техническом училище в особенности специалист по авиамоторам стал совершенно необходимым. Развитие авиации в то время настоятельно требовало разделения специальностей пилота, конструктора и моториста, на первых порах соединявшихся в одном лице.

Выбор Николая Егоровича пал на тяготевшего к энергетической технике студента, бывавшего часто в Воздухоплавательном кружке, Бориса Сергеевича Стечкина.

Это был очень удачный выбор. Стечкин воспитывался в Орловском кадетском корпусе как раз в те годы, когда кадетские корпуса перестраивали свои учебные программы, приближая их к вопросам естествознания. Орловский кадетский корпус, в частности, отличался такой хорошей постановкой преподавания естественных наук и математики, что Стечкин по окончании его в 1908 году без всякой дополнительной подготовки выдержал конкурсный экзамен для поступления в Московское высшее техническое училище, где и начал учиться.

Юноша, часто бывавший в доме Жуковского и испытывавший на себе огромное влияние его светлого ума, принял совет Николая Егоровича и, еще будучи студентом, начал заниматься вопросами авиационного моторостроения. В 1915 году, когда открылись Курсы авиации, Стечкин заведовал моторной лабораторией курсов. Общее руководство занятиями в лаборатории осуществлял профессор, ныне академик, Н. И. Кулебакин, читавший на курсах лекции по вопросам авиационного моторостроения.

По окончании училища, в 1918 году, Стечкин был оставлен при нем для научно-исследовательской работы. Моторная лаборатория Курсов авиации помещалась, как и курсы, на Вознесенской улице. Когда тут организовался по инициативе Н. Е. Жуковского и А. Н. Туполева Экспериментально-аэродинамический отдел Народного комиссариата путей сообщения, моторная лаборатория вошла в его винтомоторную секцию, которой заведовать стал Стечкин.

А в конце того же 1918 года Б. С. Стечкин вместе со своей лабораторией вошел в состав ЦАГИ, возглавив здесь винтомоторный отдел.

В непосредственной близости к Жуковскому Стечкин формировался скорее как ученый и исследователь, нежели как конструктор. Он ставил перед винтомоторным отделом чисто исследовательские задачи. С организацией ЦАГИ ему удалось превратить моторную лабораторию из учебной в научно-исследовательскую и создать для этой цели экспериментальную базу.

Отдельных оригинальных и ценных научно-исследовательских работ сотрудниками винтомоторного отдела было проведено очень много.

Вопросами реактивного движения с особенной страстностью занимался здесь Ф. А. Цандер, человек совершенно необычайной целеустремленности, скромный, застенчивый и тихий в жизни, но исполненный внутренне грандиознейших замыслов и непреклонной веры в их осуществление.

Подобно Циолковскому, он мечтал о межпланетных сообщениях, давал своим детям имена планет и, увлеченный расчетами, заставлял вздрагивать углубленных в свои занятия сотрудников лаборатории, когда восклицал, высоко подняв голову:

— О Марс, о Юпитер! Я увижу вас…

Он рано умер от туберкулеза легких, не успев высказать всех своих идей и не дожив даже до появления реактивных самолетов, но и сделанные им предложения показывают, каким оригинальным и изобретательным умом энтузиаста обладал этот скромный, тихий человек.

Цандер начал заниматься реактивным движением еще до революции. После целого ряда работ по вычислению скорости истечения газов и по изучению сверхвысотного самолета с обычной винтомоторной группой он предложил в 1917 Году присоединить к этому самолету ракеты для полетов на больших высотах.

В 1923 году Цандер разрабатывает идею применения металла в качестве топлива в жидкостных реактивных двигателях с использованием для той же цели и отдельных частей конструкции летательного аппарата, с тем чтобы таким образом увеличить запас топлива. По его проекту летательный аппарат должен был во время полета постепенно втягивать крылья в камеру сгорания, расплавляя втянутые части и используя их далее в качестве топлива. К концу полета аппарат, таким образом, превращается в самолет с маленькими крыльями, необходимыми только для спуска и посадки. Проведенные Цандером позднее опыты подтвердили возможность сжигания в воздухе сплавов, содержащих магний и алюминий.

Из других предложений Цандера интересны крылатые ракеты для полетов в высшие слои земной атмосферы. В низших слоях атмосферы он рекомендовал пользоваться реактивными двигателями, приспособленными для полетов в воздухе.