Страница 51 из 80
К.Э. Циолковский рассматривал и другие способы, способствующие экономии топлива ракеты. Некоторые из них находили применение в экспериментальных беспилотных ракетах, некоторые (как, например, запуск с крылатого авиационного аппарата) рассматриваются ныне как перспективные, а некоторые, и таких большинство, видимо бесперспективны. Вместе с тем, для межпланетной ракеты ни один из этих способов проблему не решал. В лучшем случае она могла бы вылететь на околоземную орбиту (трудности из-за обеспечения требуемого числа Z).
В конце 1921 года К.Э. Циолковскому пришла мысль о возможности использования для выхода в космос самолетов с реактивными двигателями (впервые на эту дату, как на начало его работ по крылатым аппаратам указала Т.Н. Желнина [17]). Сама по себе идея крылатых космических ракет не была в то время новой. Впервые ее высказал в 1913 году Эсно-Пельтри, а в России ее на рубеже 10-х – 20-х гг. XX в. широко пропагандировал Ф.А. Цандер, от которого она, видимо, и пришла к К.Э. Циолковскому.
В 1924 году в популярной статье [118], которая в то время не была опубликована, он отметил, что космическая скорость может быть достигнута и аэропланами, если их снабдить специальными двигателями.
Разработке таких двигателей он посвятил несколько лет жизни, но, не владея методами их расчета не смог подняться выше своих интуитивных догадок.
В своей работе «Реактивный двигатель», впервые напечатанной в виде брошюры «Новый аэроплан» в Калуге, на его средства, в 1926 году он писал:
«Реактивными приборами я занимаюсь с 1895 г. И только теперь, в конце 34-летней работы, я пришел к очень простому выводу относительно их системы. Ларчик, как видно, открывался просто: эти двигатели уже давно изобретены и требуют только незначительных дополнений…
Взрывные (внутреннего сгорания или тепловые) моторы в то же время и реактивные. Только реакциею выбрасываемых газов теперь не пользуются: они выбрасываются без всякой пользы в разные стороны и без посредства конических труб (сопла – Г.С.).
Причина разумная: их действие довольно слабо вследствие малого количества сжигаемого горючего» [153] [с. 296].
Строго говоря, направлять выхлопные газы в специальные сопла и получать при этом дополнительный выигрыш в тяге двигателей целесообразно и нашло свое применение в авиации.
Но К.Э. Циолковский предложил совершенно иную идею: «…применять аэроплан в разреженных слоях атмосферы, при больших скоростях его поступательного движения и при употреблении конических труб (сопел – Г.С.), направленных в одну сторону – назад. Через них будут вырываться выхлопные газы» [153] [с. 296].
Далее он уточняет. Сначала поршневые двигатели работают как обычно, но имеют еще на выхлопных трубах реактивные сопла. По мере набора высоты пропеллер устраняется «или вертится без тяги, или совсем останавливается, направив свои лопасти вдоль встречного воздушного потока» [153] [с. 297]. Полет будет происходить под воздействием реактивной силы выхлопных газов, вытекающих через эти сопла.
Идея эта совершенно непонятна. Зачем выхлопные газы авиационного двигателя направлять в сопла, а сам двигатель для создания тяги не использовать?
Может быть, это случайная ошибка К.Э. Циолковского, и он, высказав эту идею, тут же о ней забыл, может быть, сам понял ее ошибочность?
В 1930 году опять выходит брошюра [152] за его собственные средства, которая начинается словами:
«Реактивный аэроплан отличается от обыкновенного тем, что совсем не имеет гребного винта.
Действие винта заменяется отдачей (реакцией) продуктов горения в обыкновенных авиационных моторах» [152] [с. 327]
Непонятно. Почему нельзя обеспечить сгорание топлива в камере сгорания реактивного или ракетного двигателя, зачем «заставлять» работать сначала поршневой двигатель, чтобы направлять его выхлопные газы в реактивные сопла?
Работа [152] вышла в тот момент, когда советский ученый Б.С. Стечкин закончил разработку своей теории воздушно-реактивных двигателей и в 1929 году опубликовал соответствующую работу [77]. Но К.Э. Циолковский и здесь верен себе и занимается вопросом, историю и переднего фронта которого он не знает. Конечно, он вынужден в очередной раз довольствоваться изобретением «велосипеда», причем довольно нелогичного.
В вышедшей в том же 1930 году работе [107] опять разрабатывается та же идея:
«Продукты горения вырываются из мотора с большой силой. Глушители мы не будем употреблять, а пользуемся их отдачей. Чем больше скорость аэроплана, тем это выгодней…
Понятно, что продукты горения направляют в особые конические трубы (сопла – Г.С.), расположенные вдоль аэроплана и обращенные своими широкими жерлами назад, к хвосту самолета» [107] [с. 342].
И далее: «Проще совсем выбросить пропеллер» [107] [с. 342].
Тут же содержится и еще идея: «Воздушный винт (пропеллер – Г.С.) можно заменить движущимися, как у птицы, крыльями. Это хотя и очень выгодно, так как увеличивает подъемную силу самолета, но сложно в строительном (конструктивном) отношении» [107] [с. 342].
В этой же работе он снова проводит идею охлаждения камеры сгорания ракетного двигателя передачей тепла от горячих к холодным ее местам, т.е. к срезу сопла.
Все в том же году вышла работа [96], и опять здесь обсуждается та же идея:
«Наш самолет подобен обыкновенному аэроплану. Но он имеет небольшие крылья и у него нет совсем наружного воздушного винта. Он заменяется особым пропеллером. Самолет обладает очень сильным мотором, который выбрасывает продукты горения через особые конические трубы, назад, к кормовой части пропеллера» [96] [с. 346].
Назначение здесь особого пропеллера не ясно. К.Э. Циолковский свой стратоплан представлял в виде двух «веретен», где размещаются люди, грузы и запасы топлива и пр. Между этих веретен лежит параллельно им особая труба с особым пропеллером. Поршневой двигатель находится в этой трубе и имеет сопла для истечения продуктов сгорания. Пропеллер же, видимо, необходим для подачи воздуха в двигатель.
Впрочем, бог с ним со стратопланом, обратимся к звездолету (1931 г.): «Винтовой его пропеллер мы должны выбросить…, а выхлопное действие газов так значительно, что стратоплан… мчится со скоростью 50-100 метров в секунду» [140] [с. 366-367].
Нельзя сказать, что К.Э. Циолковский не понимал, что мощность такого двигателя существенно ниже, чем у поршневого, но он предполагал, что эти потери будут компенсироваться тем обстоятельством, что полет будет проходить в сильно разряженной атмосфере, а значит будет наблюдаться выигрыш в аэродинамическом сопротивлении. Однако здесь возникал еще один вопрос, состоящий в отыскании способа получения воздуха в разряжении, т.е. его сжатии для питания двигателя внутреннего сгорания. Для этой цели он предлагал использовать того или иного вида компрессор [152] [с. 337], но тогда опять возникает все тот же вопрос о том, а зачем направлять воздух в двигатель внутреннего сгорания, когда его можно использовать в ЖРД, превратив его, тем самым, в воздушно-реактивный двигатель.