Значение работ Циолковского для космонавтов

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                             Реферат

                  по физике                                         На тему: « Значение работ Циолковского для космонавтов»

                    Ученицы 6(10) – А класса

                       Одесской гимназии №5

                         Бондаревой Ирины

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                Содержание 
 
 
 

1.Работы Циолковского  по авиации………………………………………………………….3

2.Работы Циолковского  по аэродинамике…………………………………………………....4

3.Работы Циолковского  по воздухоплаванию……………………………………………….5

4.Работы Циолковского  по космонавтике……………………………………………………7

5. Философские сочинения Циолковского…………………………………………………...9

6. Формула Циолковского…………………………………………………………………….11

7. Мировое признание Циолковского………………………………………………………...12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Работы К.Э. Циолковского по авиации занимают значительное место  в научном творчестве ученого.  

Первый в мире самолет, на котором была установлена  паровая машина, был построен в России Александром Федоровичем Можайским в 1881 году. Затем к созданию самолетов приступил целый ряд энтузиастов в России, Франции, США, Англии и других странах. Уже в первые десятилетия XX века были созданы самолеты, способные летать благодаря мощности собственного мотора и выполнять полет в течение минут, а затем и часов.  

Циолковский внимательно  следил за достижениями авиаконструкторов  и летчиков. 

Совершенствование двигателей внутреннего сгорания сделало  возможным создание легкого и достаточно мощного авиационного двигателя. Первыми поставили на самолет двигатель внутреннего сгорания американские механики братья Райт. Первый полет был совершен ими в 1903 году. 

В 1894 году Циолковский  опубликовал свой труд "Аэроплан или птицеподобная (авиационная) летательная машина". Знаменательно не только то, что Циолковский предложил схему моноплана со свободнонесущими крыльями, близкую современной, но и то, что он подробно ее исследовал, проанализировал как с точки зрения прочности конструкции, так и с точки зрения аэродинамики. 

В изданной в 1929 году работе "Новый аэроплан" Циолковский  дал описание конструкции самолета, состоящей из нескольких веретенообразных полых тел, образующих крыло. В этой, как и в последующих работах  по авиации, Циолковский обосновал неизбежность замены поршневых двигателей с воздушным винтом реактивными двигателями. В работе "Реактивный аэроплан" (1930) он дал критическое сравнение самолетов поршневых с реактивными самолетами и доказал возможность создания реактивного самолета с неизмеримо большими скоростями.  

Схема и расчет стратосферного самолета с двигателем, который мы сейчас относим к воздушно-реактивным, даны ученым в работе "Стратоплан полуреактивный" (1932). "За эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных или аэропланов стратосферы", - писал Циолковский.  

Проблеме создания двигателя и высококалорийного  горючего для реактивного самолета посвящен целый ряд работ Циолковского: "Реактивный двигатель" (1929), "Как  увеличить энергию взрывных тепловых двигателей" (1931) и "Сжиматель газа" (1931).  

Профессор В.А. Семенов, исследователь трудов Циолковского в области авиации, писал: "В  своих трудах К.Э. Циолковский на основе развитой научной интуиции и  чисто теоретических соображений  предвидел конкретные формы на обозримом пути развития авиации". 
 
 
 
 
 
 
 
 

Работы Циолковского по аэродинамике 

К.Э. Циолковский  начал заниматься вопросами аэродинамики с середины 80-х годов XIX века, когда  методы экспериментального исследования были несовершенны. 

Работы Циолковского по теоретической и экспериментальной  аэродинамике были, несомненно, обусловлены  необходимостью дать более точное понимание  подъемной силы и лобового сопротивления  и, следовательно, более строго обосновать аэродинамические расчеты дирижабля и аэроплана. 

После многочисленных экспериментов в естественных условиях Циолковский пришел к идее испытания  моделей в искусственном потоке воздуха. С этой же целью в 1897 году Циолковский построил первую в России аэродинамическую трубу с открытой рабочей частью ("воздуходувку", по терминологии ученого). "Воздуходувка" Циолковского отличалась равномерным потоком воздуха, что достигалось впервые примененной, ориентируемой по воздушному потоку решеткой и чувствительным прибором для измерения сил сопротивления.  

Цикл экспериментов, проведенных ученым в аэродинамической трубе, дал огромный исследовательский  материал, обработка которого позволила  выявить важнейшие закономерности в аэродинамике дозвуковых скоростей. Результаты исследования Циолковский  опубликовал в 1898 году в статье "Давление воздуха на поверхности, введенные в искусственный воздушный поток", которая явилась первой публикацией по вопросам аэродинамики. 

Предвидение ученого  о значении аэродинамических труб, его программа работ по экспериментальной аэродинамике получили полное подтверждение в дальнейшем развитии авиации и воздухоплавания. 

Еще в конце XIX века Циолковский писал: "Я мечтаю о построении обсерватории по сопротивлению  воздуха...В ней было бы удобно хранить  модели и производить опыты неопределенное число лет, потому что дело это великое, чрезвычайно великое, как океан". (Центральный аэрогидродинамический институт - ЦАГИ - был создан в 1918 году, в настоящее время является одним из крупнейших в мире центров аэрогидродинамических исследований.) 

Исследователь творчества Циолковского А.А. Космодемьянский  писал: "С горечью приходится отмечать, что большинство результатов  по экспериментальной аэродинамике не было опубликовано в дореволюционной  России, поэтому многие его выводы о законах сопротивления воздуха были повторены в XX веке другими исследователями". 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Работы Циолковского по воздухоплаванию 

К.Э. Циолковский  проблеме воздухоплавания посвятил более 50 трудов. 

"Мысль о  металлическом аэростате засела  у меня в мозгу. Иногда она меня утомляла, и тогда я по месяцам занимался другим, но в конце концов я возвращался к ней опять", - писал ученый в своей работе "Простое учение о воздушном корабле и его построении". К систематическим исследованиям в области воздухоплавания Циолковский приступил в 1885 году. Уже через год он закончил первый большой научно-теоретический труд "Теория аэростата, имеющего в горизонтальном направлении удлиненную форму" и в 1887 году в Москве на заседании физического отделения Общества любителей естествознания сделал доклад о результатах своих исследований. 

Циолковский сразу  же поставил перед собой труднейшую задачу - создать такой дирижабль, который был бы наиболее совершенным, безопасным для пассажиров, прочным, простым в эксплуатации, наиболее выгодным экономически. Он пришел к выводу о необходимости строить корабль целиком из металла. Этой идее цельнометаллического дирижабля ученый оставался верен всю жизнь. 

Свои технические  идеи Константин Эдуардович Циолковский  всегда подтверждал математическим анализом и опытным моделированием. 

Ученый вводил простейшую систему изменения объема несущего газа как для выдерживания заданной высоты полета при различных  температурах, так и для совершения маневров. При этом дирижабль Циолковского не нуждался в балласте. Система блоков и тросов внутри оболочки обеспечивала изменения ее объема в зависимости от высоты полета дирижабля, его горизонтальную устойчивость. 

В 1890 году Константин Эдуардович послал свою статью "О  возможности построения металлического аэростата" вместе с бумажной моделью в Русское физико-химическое общество Д.И. Менделееву, который переслал ее со своим отзывом в VII (воздухоплавательный) отдел Русского технического общества. Работа ученого была рассмотрена и одобрена, но никакой практической поддержки ему оказано не было. Несмотря на это, Циолковский продолжал упорно работать. Он публиковал свои работы, строил модели, проводил эксперименты. В 1914 году Циолковский выезжал в Петербург на III съезд воздухоплавания, где был заслушан его доклад о цельнометаллическом дирижабле. 

Проект воздушного корабля Циолковский дал еще  в 1892 году в работе "Аэростат металлический, управляемый". В работах "Возможен ли металлический аэростат?", "Простое  учение о воздушном корабле и  его построении", "Аэростат и  аэроплан" и многих других Циолковский приводил теоретические обоснования деталей конструкций дирижабля, разъяснял свои технические замыслы. 

Циолковский фактически выдвинул программу поэтапного дирижаблестроения - от эксперимента, моделирования, научно-теоретических  обобщений до поисков совершенно новых решений и их осуществления в рабочих чертежах, при обязательном соблюдении ранее выдвинутых им положений, гарантирующих полную безопасность пассажиров и экипажа. Все это составляет научную и практическую ценность теоретических работ Циолковского по дирижаблям. 

Циолковский пытался  заинтересовать идеями управляемого аэростата  зарубежных ученых. В 1893 году он послал свои труды по воздухоплаванию вместе с моделью дирижабля во Французскую  Академию наук. Желая защитить приоритет России в воздухоплавании, Циолковский запатентовал свои изобретения в девяти зарубежных странах. 

Однако К.Э. Циолковскому не удалось осуществить мечты  о создании дирижабля. Попытка построить  дирижабль Циолковского в 1931 году на комбинате "Дирижаблестрой" не увенчалась успехом, главным образом из-за низкого по тому времени технологического уровня. Но постройка и испытание модели дирижабля объемом 1000 кубических метров убедили инженеров в справедливости основных теоретических положений ученого о преимуществах его цельнометаллического дирижабля. 

В наше время  жизнь выдвигает новые задачи перед воздушным транспортом. Этим и объясняется все возрастающий интерес, который проявляют к  воздухоплавательному транспорту специалисты  разных стран. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Работы Циолковского по космонавтике 

Основное место  в научном творчестве К.Э. Циолковского занимают вопросы ракетодинамики и  космонавтики. 

Наиболее ранние записи Циолковского по вопросам межпланетных сообщений относятся к 1878-1879 годам, когда он начал составлять "астрономические чертежи", тогда же им был сконструирован прибор для изучения действия на живой организм ускорения силы тяжести. 

Первой научной  работой, в которой ученый высказал мысль о возможности использования  принципа реактивного движения для перемещения в мировом пространстве, была монография "Свободное пространство" (1883).  

В 1903 году в журнале "Научное обозрение" № 5 Циолковский  опубликовал работу "Исследование мировых пространств реактивными  приборами", в которой впервые была научно обоснована возможность осуществления космических полетов при помощи жидкостных ракет и даны основные расчетные формулы их полета. Константин Эдуардович Циолковский был первым в истории науки, кто строго сформулировал и исследовал прямолинейное движение ракет как тел переменной массы. 

В архиве Российской Академии наук сохранился листок, датированный 10 мая 1897 года, на котором была дана формула, устанавливающая зависимость  между скоростью ракеты в любой  момент времени, скоростью истечения  газа из сопла двигателя, массой ракеты и массой израсходованных взрывчатых веществ: 

Vmax = V * Ln ( Мо / Мk ) = V * Ln ( 1+Мт / Мk ),