Приключения изобретений - Александр Ивич
Кибальчич сделал чертёж ракеты, с пороховым двигателем на стене своей камеры.
Он писал:
«Находясь в заключении, за несколько дней до своей смерти, я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей идеи, и эта вера поддерживает меня в моём ужасном положении».
Работая над проектом, Кибальчич сделал чертёж ракеты с пороховым двигателем на стене тюремной камеры.
Кибальчич просил безжалостных жандармов, чтобы ему дали свидание с кем-либо из учёных: «… я спокойно тогда встречу смерть, зная, что моя идея не погибнет вместе со мной, а будет существовать среди человечества, для которого я готов был пожертвовать своей жизнью».
Но напрасно томился Кибальчич, напрасно шагал взад и вперёд по камере, ожидая свидания. Какое дело было жандармам до науки, до великих идей? Они обещали Кибальчичу передать проект учёным, а на самом деле спрятали его в шкаф, написав «Учёным не передавать во избежание неприятных толков».
Нашли проект Кибальчича в архивах полиции только после Февральской революции.
Ракета без пороха
Удобство пороховой ракеты в том, что ей не нужен кислород для движения в безвоздушном пространстве. Но расчёты Циолковского показали, что порох неподходящее горючее для космического корабля. Его нужно слишком много, чтобы ракета могла преодолеть земное тяготение. Самолёт, летящий почти со скоростью звука, пролетает около шестнадцати километров в минуту, а ракета, отправленная на Луну, должна развить скорость больше шестисот семидесяти километров в минуту.
Знаменитый писатель Жюль Верн, романы которого вы, конечно, читали, тоже предложил использовать порох для полёта на Луну, но иначе. Он предлагал построить огромную пушку и выстрелить в Луну снарядом, внутри которого помещаются люди и приборы. Сообщить пушечному снаряду скорость, достаточную для преодоления земного тяготения, невозможно. Да и, кроме того, выстрел привёл бы к катастрофе. Погибли бы люди в снаряде, не уцелел бы ни один прибор.
Дело в том, что человек может летать с любой скоростью, но только при одном условии: если скорость нарастает постепенно. Выстрел же из пушки придаёт снаряду огромную скорость сразу, мгновенно – и это гибельно не только для живого организма, но даже для металлических приборов. Ракета же может наращивать скорость постепенно.
Это понимал Циолковский. Когда он убедился в том, что порох неподходящее горючее для ракеты, то предложил использовать в ракете жидкое топливо, например бензин. А для того чтобы он горел, взять запас жидкого кислорода. Почему жидкого? Да просто потому, что литр жидкого кислорода, испаряясь, даёт восемьсот литров газа – значит, ему нужно в ракете в восемьсот раз меньше места. А жидкое топливо вместе с жидким кислородом будет весить в несколько раз меньше пороха.
Жидкий кислород, по мысли Циолковского, должен выполнять ещё одну важную работу: охлаждать стенки ракеты, чтобы они не раскалились при движении с огромной скоростью в атмосфере. Своей ракете Циолковский придал обтекаемую форму яйца. На пути газа, вырывающегося из сопла и толкающего ракету ввысь, изобретатель предусмотрел рули. Поворачивая руль, астронавт изменяет направление струи газа, и это вызывает поворот ракеты. Иначе говоря, Циолковский изобрёл управляемый аппарат для межпланетных путешествий.
Почти никто не обратил внимания на статью Циолковского в журнале «Научное обозрение». Но он до конца жизни – ещё тридцать два года – продолжал разрабатывать и совершенствовать свой проект. Он писал о звездоплавании и научные труды, и фантастические романы. Но мало было людей, принимавших всерьёз его работы.
Только после Октябрьской революции Циолковский получил возможность широко публиковать результаты своих исследований и ставить новые опыты.
Но прежде чем отправиться на ракете в космос, вернёмся к авиации, которую мы покинули, когда конструкторы напряжённо думали, как увеличить скорость и высоту полёта.
Скрещение двух идей
Мы с вами уже несколько раз видели – изобретатель разрабатывает идею, имея в виду одну цель, а другие изобретатели или конструкторы используют эту идею для иного назначения. Так было со станком для выжимания виноградного сока, который Гуттенберг приспособил к печатанию книг. Так было и с вертолётом, заменившим подъёмный кран. Это самые простые случаи – существующая машина применяется для новой, неожиданной работы.
С идеей Циолковского было сложнее. Он трудился над двигателем для межпланетных путешествий. Изобретение его разработано во всех деталях, обогащено другими советскими учёными и конструкторами. Но прежде чем наступила пора запустить ракету в космос, конструкторы подумали: двигатель Циолковского можно применить не только для космических ракет, но и в надземной авиации.
Реактивный двигатель – вот что даст возможность резко увеличить скорость и высоту полёта.
Эта мысль возникла почти одновременно у конструкторов разных стран, когда оказалось, что они ничего больше не выжмут из двигателя внутреннего сгорания.
Но тут ещё надо было подумать. Что хорошо для космических полётов, не годится для «земных». Ведь Циолковский и его последователи работали над аппаратом, развивающим огромную скорость – достаточную, чтобы преодолеть силу земного тяготения.
Такая скорость для сообщений в пределах нашей планеты слишком велика. И управлять ракетным самолётом, летающим с космической скоростью на расстояния сравнительно небольшие, трудно, и двигатель получился бы очень неэкономным.
Нужно было использовать принцип ракеты, но создать двигатель, приспособленный для движения в атмосфере и развивающий не космическую, а умеренную скорость.
Конструкторы решили «скрестить» старое изобретение с молодым и на этой основе создать новый двигатель для самолёта. Старое изобретение – это турбина, а молодое – ракетный, реактивный двигатель. Стали работать конструкторы над турбореактивным двигателем.
Вы помните – лопасти турбины может приводить в движение струя воды, пара и даже глинистый раствор. Но ведь может их приводить в движение и сила расширяющихся газов, которые образуются при сгорании топлива, – та же сила, что толкает поршни двигателя внутреннего сгорания, та же сила, что заставляет взлетать ракету.
Первые газовые турбины для работы на земле появились ещё в конце XIX века. Двигатель сулил большие выгоды – у него по расчётам должен быть очень высокий коэффициент полезного действия.
Однако было препятствие, с которым никак не удавалось справиться изобретателям. Чтобы КПД газовой турбины был высок, нужна очень большая температура газа, около полутора тысяч градусов. А лопасти газовой турбины тонкие, как лист бумаги. И они не выдерживают высокой температуры, сгорают. Эту сложность не совсем преодолели и до сих пор. Приходится уменьшать температуру газа, а тогда сильно снижается КПД турбины.
Но прежде чем удалось запустить ракету в космос и прежде чем была построена удачная газовая турбина для работы на земле, обе технические идеи – реактивного двигателя и газовой турбины – совместились в работах авиационных конструкторов.
Зачем им понадобилась газовая турбина? Ведь реактивному двигателю для космических полётов она не нужна. В
