Проект дирижабля К.Э. Циолковского рассматривали многие современные ученые и инженеры.
Биограф К.Э. Циолковского, весьма благожелательно к нему относившийся и, как уже было показано, не раз и не два доказывавший это делом, профессор А.А. Космодемьянский вынужден был в конечном итоге признать несостоятельность рассматриваемых идей по дирижаблю.
Он отметил, что в 1933 году стали известны опыты Никурадзе по влиянию шероховатости на коэффициент аэродинамического сопротивления, из которых следовало, что для ее величин, и чисел Рейнольдса (характеризующих скорость, некоторый характерный размер и атмосферные параметры), присущих большим дирижаблям, даже двигающимся с небольшой скоростью, коэффициент трения из-за гофр мог увеличиться от 2,3 раза до 16 раз, что вызывало резкое уменьшение скорости в пределах 1,5-4 раза.
Кроме того, несмотря на хорошую обтекаемость корпуса дирижабля, за его кормой возникают сложные вихреобразные течения (вихревые кольца, спиралеобразные вихревые жгуты), что вызывало серьезные колебания оболочки.
Совершенно нереалистичной была задача об оперативном нагреве подъемного газа продуктами сгорания двигателей [28] [с. 6-7].
Автор работы [6] также отметил, что большая часть поверхности, образованная гофрами с волнами поперек потока вызывает заметное увеличение коэффициента сопротивления трения по сравнению с гладкой обшивкой; изменяемость формы поперечных сечений дирижабля на различных этапах полета будет изменять аэродинамические силы и моменты, действующие на него, что затруднит управление им; нежесткая подвеска гондолы и оперения дает вредную интерференцию с корпусом, что также значительно увеличивает лобовое сопротивление.
Все эти аэродинамические особенности существенно уменьшают скорость полета по сравнению с дирижаблем неизменяемых внешних форм и гладкой обшивкой.
Гофрированная оболочка вызывала серьезные прочностные проблемы вплоть до того, что при больших моделях гофры оболочки оснований теряли устойчивость.
Стягивание оснований оболочки при изменении высоты полета на 1 км оказывалось столь большим, что могло быть опасным для ее прочности. Стягивание этих оснований для продольной балансировки дирижабля приводило в конечном итоге к ухудшению продольного управления движением. «Попытка применения полиспастной системы стягивания оснований была неудачной и показала неконструктивность этого метода изменения объема оболочки» [6] [с. 16].
Совершенно неконструктивным является также подвеска гондолы к верхнему и нижнему основаниям.
Расчеты также показали, что отношение массы полезного груза, массы топлива и массы экипажа к полной массе дирижабля у аппаратов К.Э. Циолковского было вдвое хуже, чем у летавших в то время дирижаблей.
Были, разумеется, и серьезные проблемы технологического характера. Конечно, большинство этих замечаний основаны на знаниях, полученных позже появления проекта К.Э. Циолковского, но они отчасти показывают, почему он не был реализован и в последующие годы. Проект дирижабля К.Э. Циолковского появился не в результате понимания им внутренних проблем дирижаблестроения, а как следствие «догадок», т.е. абстрактного проектирования, ориентированного не на практику, а на логику мышления его конструктора, находящуюся в стороне от научных и технологических проблем того времени.
Проект цельнометаллического дирижабля конструкции К.Э. Циолковского явился неудачным его изобретением, что было объективной проекцией его отстраненности от непосредственного процесса развития дирижаблестроения того времени.
И в эту область своей деятельности ему не удалось внести какого-либо вклада. Кроме того, из-за своего упрямого характера, нежелания считаться с мнением специалистов, он нанес государству прямой экономический ущерб, связанный с расходами двух рабочих групп, пытавшихся построить его дирижабль в 30-е годы в «Дирижаблестрое».
Конечно, представляются несостоятельными все попытки возведения К.Э. Циолковского в ранг основоположника дирижаблестроения подобно тому, как это делалось в работе [14]. В XXI веке наверняка появятся прекрасные управляемые дирижабли, которые будут лучше предложенного К.Э. Циолковским, но его дирижабля не будет никогда.
Обратим внимание на то обстоятельство, какое огромное количество людей попались в сети его «воздухоплавательной» агитации и пропаганды. Он «изобрел» им сказку, и они в нее поверили, видимо, потому, что очень хотелось верить в возможность управляемого полета. Сложилась парадоксальная ситуация, когда все специалисты в один голос заявляли о неосуществимости проекта, а большая армия людей, далеких от воздухоплавания, всячески его поддерживала.
Что понимала в дирижаблях Е.А. Гончарова, родственница писателя И.А. Гончарова, когда в 1893 году перевела на французский его статью «Возможен ли металлический аэростат». Он отправил эту статью с моделью аэростата и книжкой «Аэростат металлический управляемый» во французскую академию наук.
Полковник Е.С. Федоров выступает в печати доказывая, что «мысль о металлическом аэростате как пустые бредни» [147] [с. X], а И.А. Гончарова переводит в 1896 году и другую его работу, а П.П. Каннинг и некий Назаров вкладывают свои деньги в ее издание.
В печати прокатилась волна публикаций в поддержку этой идеи К.Э. Циолковского. Редактор журнала «Воздухоплаватель» Ю.Н. Герман в течение четырех лет (1905-1908 гг.) публиковал большой труд об аэростате. И это после полемики в печати, в ходе которой Е.С. Федоров, как отмечал К.Э. Циолковский, доказывал, что воздушный корабль-химера а его автор – псевдоизобретатель [69] [с. 35].
Окружающие К.Э. Циолковского искренне негодовали на закостенелых профессионалов, которые «душили» гениальные идеи их товарища и друга, и не позволяли создать замечательный дирижабль, отнимали у них саму мечту об управляемом полете. А так хотелось летать…
Звездолеты и стратопланы
После революции свои работы по ракетной технике К.Э. Циолковский продолжил. В 1920 году в книге «Вне Земли» он описал проект ракеты, который целесообразно здесь рассмотреть подробнее.
Ракета имела длину 100 метров, диаметр 4 м и была похожа на «гигантское веретено». Была она пакетной схемы и состояла из двадцати простых ракет. В двадцать первой, средней ракете располагалось помещение для 20 пассажиров. Масса ракеты составляла 800 т. Менее трети ее приходилось на гипотетическое топливо, т.е. Z =1/3, но этого было достаточно, чтобы 50 раз придать ракете скорость, достаточную для удаления снаряда навеки от солнечной системы, и вновь 50 раз ее потерять.
Сопла двигателей были завиты спиралью и постепенно расширялись к выходному отверстию. «Извивы одних были расположены поперек длины ракеты, других – вдоль. Газы, вращаясь во время взрыва в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, придавали огромную устойчивость ракете. Она не вихляла, как дурно управляемая лодка, а летела стрелой» [93] [с. 41].
Некоторые сопла были расположены так, что их «отверстия» составляли винтообразную линию вокруг ракеты. Таким образом ракета должна была получить вращение вокруг продольной оси с тем, чтобы обеспечить искусственную тяжесть.
Опять тут рассматривался вопрос о стабилизации ракеты с помощью «извивов» и, конечно, это была по-прежнему его догадка, не подкрепленная расчетом. Это техническое решение глубоко ошибочно.
Его идея в целом представляется понятной: он попытался создать на борту из потока газов своего рода гироскопы, свойство которых, как известно, состоит в том, что они в раскрученном состоянии сохраняют неизменное направление своей оси в пространстве.
Однако все эти «извивы» не только не решали проблему, но и создавали новые. Не решали они ее потому, что масса газа в сопле ничтожно мала, чтобы оказывать сколько-нибудь заметное воздействие на стабилизацию ракеты. А создавали новые в связи с большими потерями на трение из-за значительной длины сопла, в результате мощных газодинамических потерь на поворот потока газов, а также из-за серьезного увеличения удельного (да и суммарного тоже) теплового потока в стенку сопла, что несомненно приводило бы к ее прогару или, по крайней мере, к серьезному усложнению проблемы охлаждения.
28
А.А. Космодемьянский. Д.И. Менделеев и К.Э. Циолковский о путях развития аэронавтики // Труды XI Чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Калуга, 1976. Секция: «Исследование творчества К.Э. Циолковского». М: ИИЕиТ АН СССР. С. 3-14.