7. ЛЕГЧЕ ИЛИ ТЯЖЕЛЕЕ ВОЗДУХА?

Две схватки между Циолковским и VII отделом Русского технического общества — в 1890 году, ког­да Менделеев переслал туда проект аэростата, и в 1893 году, после выхода в свет брошюры о цельнометаллическом аэростате, — закончились вничью. Каждый из противников остался при своем мнении, не отступив ни на шаг. Но ничто не проходит бес­следно. Внесли свою лепту в творчество Циолковско­го и эти ожесточенные споры. Они породили жела­ние изучить аппараты тяжелее воздуха, которые так рьяно защищали его оппоненты, проанализировать возможности самолета.

Константин Эдуардович читал в журналах о сме­лых полетах Лилиенталя. Знал он и точку зрения немецкого исследователя: прежде чем строить ле­тательные аппараты, надо освоить искусство полета. Было известно Циолковскому и о широких экспери­ментах изобретателя пулемета Максима, пытавшего­ся построить огромный тяжелый самолет. Ну, а коль неглупые люди пытаются строить аэропланы, заклю­чил он, надо составить об этих попытках и собствен­ное суждение. Таково было неизменное правило Циолковского. И на этот раз он не собирался делать из него исключения.

Последовательно, шаг за шагом, начал анализи­ровать Константин Эдуардович возможности само­лета. Уж очень хотелось выяснить, по плечу ли ле­тательной машине тяжелее воздуха тягаться с полю­бившимся ему аэростатом?

Противники Циолковского начисто зачеркивали целесообразность аэростата. Но Константин Эдуар­дович далек от того, чтобы платить им той же моне­той. И не случайно, написав в 1894 году статью «Аэроплан или птицеподобная (авиационная) лета­тельная машина», он заметил, что главные выводы были сделаны им еще в 1890 году. Иными словами говоря, Циолковский не упускал из поля своего зре­ния аэропланы даже в ту пору, когда его влюблен­ность в аэростаты достигла апогея.

Подобно Менделееву и Жуковскому, своим духов­ным наставникам в теории полета, Циолковский — противник рабского подражания природе. Ему изве­стны многочисленные опыты с машущими крыльями, но он не верит в них. Вряд ли эти опыты приведут к успеху. И дело не только в том, что машущие кры­лья конструктивно сложны. Взлет потребует гигант­ской мощности, если к взмахам крыльев не приба­вить поступательного движения летательного аппа­рата.

Итак, скорость! Ее значение несомненно. Циолков­ский видит в ней одновременно и союзника и врага, понимает, что скорость определяет собой величину не только подъемной силы, но и сопротивления. «Со­противление среды, — замечает он, — будучи при ма­лых скоростях едва заметно и пренебрегаемо, стано­вится невыносимым бременем при очень быстром по­ступательном движении. Эти выводы должны не­сколько охладить наш пыл и увлечение авиацион­ными приборами. Тем не менее невозможно удер­жаться, чтобы не сделать точных расчетов для опре­деления степени выгоды и условий полета».

В этом противоречии весь Циолковский. Ему дей­ствительно трудно удержаться. Страстная вера в аэростаты борется с желанием заглянуть в неизве­данное. Он стремится постичь секреты аэропланов и одновременно жаждет разобраться в том, что не­сколькими строчками ниже с пренебрежением назо­вет «модным вопросом». Но Циолковский не был бы истинным ученым, если бы потребность к исследова­нию не одержала верх над слепой верой, над пред­взятостью мнения.

Предпослав упоминавшиеся выше рассуждения о роли скорости для аппаратов тяжелее воздуха, уче­ный набрасывает облик крылатой машины. Прообраз его аэроплана — парящая птица или жесткокрылый жук. Два винта в головной части создадут необхо­димую для полета тягу. Вместо мускулов — взрыв­ные бензиновые двигатели, охлаждаемые потоком встречного воздуха. Вертикальный и горизонтальный рули заменят хвостовое оперение, которым наделила птиц природа.

Все продумано в этой схеме. Горизонтальная часть руля «будет управлять наклонением снаряда к горизонту, вторая — направлением его к меридиа­ну... Желательно, чтобы оба руля действовали авто­матически, как это теперь собираются устраивать для пароходов».

Жук, стальной, жесткокрылый жук — вот образ, которым исследователь пытается закрепить у чита­телей представление о придуманном им воздушном снаряде. То, что аэроплан не совсем похож на жука, не смущает Циолковского: «Не считайте, однако, это очень печальным, — пишет он, — потому что и ло­комотив не есть точная копия лошади, а пароход — рыбы».

Обгоняя время, увлекаясь и подчас удивляясь соб­ственным выводам, трудится исследователь. И происходит чудо: вместо посрамления аэропланов рождает­ся гимн их будущего торжества. Легко понять редактора первого тома Собрания сочинений Циол­ковского Н. Я. Фабриканта, который написал, что этот труд «бесспорно, составляет эпоху в развитии авиационной техники».

Да только ли в авиационной? «Ракеты выращены и вскормлены под заботливым крылом самолета», — сказал однажды известный советский авиаконструк­тор А. И. Микоян. И эти слова еще раз подчерки­вают, как глубоко заблуждался Циолковский, пола­гая, что путь к космической ракете лежит не через аппараты тяжелее воздуха, а через управляемый аэростат *.

* Время заставило Циолковского пересмотреть свою точку зрения на аэростат и аэроплан, как ступени, предшествующие ракете В 1926 году, намечая план работ по освоению космоса, он подчеркивал, что следует идти от известного к неизвестному: от швейной иголки к швейной машине, от ножа к мясорубке. «Так и мы думаем перейти от аэроплана к реактивному прибо­ру — для завоевания солнечной системы». (Примечание автора.)

Итак, на рубеже XIX и XX веков Циолковский от­несся к самолету предвзято. Эта предвзятость побу­дила его исследовать проблему создания аэроплана особенно обстоятельно и всесторонне. Прежде всего он много раз подчеркнул значение аэродинамических форм: «Нужно придавать снаряду возможно более острую и плавную форму (как у птиц и рыб) и не давать крыльям очень больших размеров, чтобы не увеличивать чрезмерно трения и сопротивления среды».

Нет, ему не по душе аэродинамический облик гро­моздких конструкций, избранных Максимом и Лилиенталем.

«Никаких летающих этажерок! Никаких мачт! Никаких расчалок! Разные мачты и тяжи создадут большое сопротивление», — говорит сам себе Циол­ковский, и этот вывод примерно на четверть века оп­ределил воззрение десятков конструкторов с миро­выми именами.

Свободнонесущий моноплан, за который ратовал Циолковский, вошел в практику самолетостроения лишь в двадцатых годах XX столетия.

Но свободнонесущее крыло не исчерпывает откры­тия Циолковского. Ведь самолет, который он набро­сал, не просто свободнонесущий моноплан, а моно­план типа «Чайка». Эту схему применили на практи­ке в тридцатых годах нынешнего столетия, через десяток лет после появления первых свободнонесущих монопланов. «Чайка» показала несомненные аэродинамические преимущества перед своими пред­шественниками.

Оппоненты из VII отдела упрекали Циолковского: проект аэростата конструктивно слаб. Но дай бог им понимать самолет так, как понял его этот провинци­альный поборник газовых воздушных кораблей.

Он продумал взлет и посадку. Предусмотрел «вы­двигающиеся внизу корпуса» колеса (к слову ска­зать, колесного шасси не имел появившийся спустя полтора десятка лет самолет братьев Райт). Ука­зал, что взлетать и садиться надо против ветра. Из полетов Лилиенталя с характерным для них акро­батическим балансированием в воздухе сделал вывод о том, что аэроплану понадобится автоматический регулятор для поддержания равновесия.

Циолковский вновь возвращается к мысли об ав­топилоте. Но новый автопилот отнюдь не повторение того, который предлагался год назад для аэростата. «Мне кажется, — пишет ученый, — для аэроплана следует употребить как регулятор горизонтальности маленький, быстро вращающийся диск, укрепленный на осях таким образом, чтобы его плоскость могла всегда сохранять одно положение, несмотря на вра­щение и наклонение снаряда. При быстром, непре­рывно поддерживаемом вращении диска (гироскоп) его плоскость будет неподвижна относительно сна­ряда».

Поразительное техническое чутье! Именно гиро­скоп — основа современных автопилотов. И все же сколь ни гениальна прозорливость Циолковского, не в ней главное...

Отвлечемся на миг от нашего рассказа, и мы уви­дим, какое плодотворное зерно бросил авиационной практике Циолковский, вернувшись к идее автома­тического пилота. Трудно, да, пожалуй, просто невоз­можно переоценить роль этой идеи. Развитие техни­ки наделило ее огромной силой. Ни скоростная ави­ация, ни ее наследница — ракетная техника немыс­лимы без автоматики. Без нее человек никогда бы не пробился в область тех грандиозных скоростей, где сегодня он полновластный хозяин.

Развивая идею Циолковского, современные кон­структоры создали не только автопилот, но и авто­маты, присматривающие за двигателем. Однако и этого мало. Даже при автоматических системах обоб­щения информации, которую получает летчик, тре­буется время, а за 0,5-0,7 секунды, необходимых лет­чику, чтобы прореагировать на сигналы приборов, околозвуковой самолет пролетает 150-220 метров. И тогда на самолеты потянулись счетно-решающие устройства. Тягаться с ними в быстроте действия че­ловеку просто бессмысленно. Электронные математи­ки обрабатывают сигналы приборов, быстро и уверен­но отдают необходимые команды. Современные ав­томаты воздушных кораблей впитали в себя и дости­жения кибернетики. За последнее время появились системы, приспосабливающиеся к различным, зача­стую совсем не похожим друг на друга условиям по­лета. Таковы плоды замечательного открытия, сделан­ного Циолковским еще на заре авиации.

Разумеется, гироскопический автомат далеко не исчерпывает того нового, что раскрыла в 1894 году читателям журнала «Наука и жизнь» эта работа. Интересны и новы для авиационной практики рас­суждения Циолковского о равнопрочном крыле, о не­обходимости уменьшать его толщину от корня к кон­цевым частям, о металлических пустотелых трубках, как основном элементе конструкции. Авиация придет к этим трубкам через эпоху бамбука. А Циолковский перешагнул через ступень бамбуковой авиации. Он делает далеко идущие выводы, анализируя лучшие конструкции своего времени. Не случайно напоми­нает он читателю о нашумевшей тогда Эйфелевой башне. Ведь если покрыть эту башню чехлом, ее средняя плотность приблизится к средней плотности крыла, за которое он ратует.

Когда проект цельнометаллического аэростата обсуждался в Техническом обществе, Кованько упре­кал Циолковского в недостаточной осведомленности о достижениях в области двигателей. Своим исследованием аэроплана Константин Эдуардович отвечает бравому генералу от воздухоплавания:

«У меня есть теоретические основания верить в возможность построения чрезвычайно легких и в то же время сильных бензиновых или нефтяных дви­гателей, вполне удовлетворяющих задаче летания». Выводы Циолковского ошеломляющи! Но даже им не под силу опрокинуть власть безграничной веры в дирижабли. Отсюда наивные оговорки, которыми ученый пытается ослабить результаты своих расче­тов. Подсчитав возможный вес конструкции и мощ­ность, необходимую для полета аэроплана при тех или иных условиях, он заключает: «Отсюда видно, как трудно устраивать корабли, поднимающие значи­тельное число воздушных путешественников. Между тем как самый громадный теоретический аэростат, при условиях гораздо менее натянутых, поднимает до 600 пассажиров, требуя на каждого не более 1 л. с. и двигаясь со скоростью 62 км/час... во сто раз боль­ше пассажиров и во сто раз меньше энергия двига­телей: во сто раз большая возможность исполнения и во сто раз меньшие расходы на путешествие...»

И, свидетельствуя о том, что он не сумел освобо­диться от собственных заблуждений, Циолковский спустя несколько десятилетий писал: «В 1894 году я отдал последнюю дань увлечения аэропланом, напе­чатав в журнале «Наука и жизнь» теоретическое ис­следование «Аэроплан», но и в этом труде я указал на преимущества газовых, металлических, воздушных кораблей».

Вот тут бы, после опубликования статьи об аэро­плане, VII отделу самое время всерьез заняться Циолковским. Взять бы этот труд, проанализировать, раскрыть его вопиющие противоречия, доказать Циолковскому его неправоту и направить энергию боль­ших исканий в правильное русло. Но нет! Петербург­ских специалистов не интересует калужский учитель. Они замалчивают его исследования, не обращают на них ни малейшего внимания.

Итак, Циолковский забыт. Забыт преднамеренно. Но упрямый учитель не упускает случая напомнить о себе VII отделу. Этот случай дал ему Михаил Ми­хайлович Поморцев — тот третий оппонент, что при­соединился в 1893 году к Федорову и Кованько при вторичном обсуждении проекта цельнометаллическо­го аэростата.

Образованный артиллерийский офицер, отличный математик, Поморцев принадлежал к числу весьма уважаемых членов Русского технического общества. По окончании Академии генерального штаба, он был прикомандирован к Пулковской обсерватории. Начав там свою деятельность с занятий высшей геодезией, перешел затем к вопросам метеорологии. Под влия­нием Менделеева Поморцев серьезно занялся метеорологией. Он использовал для научных наблюдений воздушные шары, совершив около сорока полетов.

Однако пионер аэрологических исследований и от­нюдь незаурядный ученый не верил в будущность дирижаблей. В 1896 году он высказал свои взгляды в книге «Привязной свободный и управляемый аэро­стат», подкрепив их подробными и обстоятельными расчетами. Разумеется, Циолковский ознакомился с этой книгой. А прочитав ее, обнаружил грубую ошибку, допущенную автором. Дело в том, что По­морцев по рассеянности спутал в одном из расчетов диаметр с радиусом. Казалось бы, пустяк, описка, но последствия ее оказались разительными. Логика Поморцева рухнула как дом, из-под которого вытащи­ли фундамент.

«Что написано пером, того не вырубишь топором!» Прочитав письмо Циолковского, опубликованное в журнале «Технический сборник», Поморцев букваль­но схватился за голову. Что делать?!. Как избавиться от позора? Михаил Михайлович заторопился в книж­ные магазины Петербурга, куда он передал для ко­миссионной продажи свой труд. Скорее собрать зло­получные книги! Собрать, изъять и уничтожить! Но, как ни спешил извозчик в ожидании богатых чаевых, скупить все книги Поморцев не успел. Сделало свое дело и письмо Циолковского. История приобрела не­желательную для VII отдела огласку.

3 ноября 1896 года газета «Калужский вестник» напечатала научный фельетон Е. Ф-ва «К вопросу об управляемых аэростатах». Изложив историю схватки с Поморцевым, автор заканчивал свою статью так: «Работа г. Циолковского, видимо, есть плод солидно­го труда, выражена весьма определенно и заслужи­вает того, чтобы ею занялись не только «рассеянные» люди».

Но, разумеется, дело было не только в вопиющей рассеянности Поморцева. Расхождения оказались ку­да серьезнее. Вместе со своими товарищами по VII отделу Поморцев старался доказать, что при­чина большого сопротивления дирижаблей — высо­кие аэродинамические коэффициенты. Восстав против такой точки зрения, Циолковский твердо решил «про­изводить опыты по сопротивлению воздуха, защищая управляемость аэростата».

Циолковский пытается защитить дирижабль. Увы, результат обратный — его аэродинамические опыты, как и статьи об аэроплане, ускоряют мораль­ную смерть дирижаблей, приближая час торжества аппаратов тяжелее воздуха.

Простим Циолковскому его ошибку. Мы увидим сейчас, сколь плодотворной оказалась она для стано­вления и развития экспериментальной аэродинамики, еще совсем молодой, неоперившейся науки...

далее
в начало
назад