Ефим Алексеевич и Мирон Ефимович Черепановы 5 page

Решая проблему сжигания нефти и нефтяных осадков в топках, В. Г. Шухов пришел к счастливой мысли превращать нефть в мельчайшую пыль, используя для этого силу стремительно вытекающего из узкого отверстия пара, и в 1880 году построил первую паровую форсунку для сжигания нефти. Форсунка Шухова, обладающая прекрасными качествами, быстро получила широкое распространение в нашей стране. В своей форсунке В. Г. Шухов задолго до изобретения «сопла Лаваля» применил те же механические идеи. Форсунка Шухова была одной из лучших в мире.

Для транспорта нефти на суше В. Г. Шухов предложил перекачивать ее по трубопроводам, подобно воде, и в 1879 году построил первый у нас нефтепровод с Балаханских нефтяных промыслов на нефтеперегонные заводы в Черном городе (Баку). Он обстоятельно изучил перекачку нефти по построенному им нефтепроводу и на основании своих опытов вывел знаменитую «формулу Шухова» для расчета движения нефти по трубам, которой инженеры всего мира пользуются и сейчас.

Для транспорта нефтепродуктов по воде В. Г. Шухов первый в России стал строить нефтеналивные суда — шхуны для перевозки по Каспийскому морю и железные клепаные баржи для перевозки по Волге. На судостроительном заводе в Саратове по чертежам В. Г. Шухова начали строить огромные клепаные железные баржи до 150 метров длиной, что было в то время чудом строительной техники. На чествовании В. Г. Шухова

26 мая 1924 года один из присутствовавших инженеров сказал, что в то время практикам такая постройка казалась делом неисполнимым.

В. Г. Шухов является первым изобретателем крекинг — процесса, опередившим на 20 лет Америку. Одновременно с изобретением В. Г. Шухова был построен и первый автомобиль с бензиновым мотором, т. е. народился главный потребитель бензина. Но лишь четверть века спустя появились миллионы автомобилей, и бензин сделался основным продуктом нефтяной переработки.

В. Г. Шухов начал свою техническую деятельность в эпоху господства паровой техники и как выдающийся инженер своего времени уделил ей должное внимание. Среди его работ по пару главное место занимают изобретенные им водотрубные котлы (котлы Шухова).

Котлы эти, чрезвычайно простой и остроумной конструкции, очень удобные для перевозки вследствие простоты сборки, получили у нас широкое распространение. Четверть века спустя эта система котлов перебралась за океан, где американский изобретатель Бортон построил в 20–х годах XX века около 800 крекинг — аппаратов, которые повторяли идею парового котла Шухова, но не для воды, а для нефти. Так, в США было использовано русское изобретение, получившее новое применение.

В. Г. Шухов не ограничился работами только в области пара и нефти; нет такой области строительного дела и машиностроения, которой не уделял бы своего внимания В. Г. Шухов и в которую он не внес бы тотчас же усовершенствований или новых изобретений. И все это благодаря его изумительной способности быстро ориентироваться в каждом новом деле, умению отличить главное от второстепенного, а более всего — Следствие научного подхода к решению каждого технического вопроса. В. Г. Шухов никогда не делал ничего наугад, на глазок. Всегда и все было им предусмотрено, все было заранее сосчитано. Если он не находил чего‑либо в книгах, то это не останавливало его. Он быстро набрасывал свою теорию вопроса, выводил собственные формулы и давал всестороннее освещение изучаемой им проблеме.

Так как инженер должен строить не только прочно, но и дешево, то забота об экономической стороне дела проходит красной нитью через все, созданное В. Г. Шуховым.

На Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде в 1896 году посетители были поражены изящными и легкими железными конструкциями, построенными по проектам В. Г. Шухова. Здесь были впервые представлены перед публикой так называемые висячие крыши и новый вид сетчатых покрытий. Здесь же впервые появилась гиперболическая железная башня. Удобство и простота сборки и конструкции были поразительны. В городе Херсоне им построен 80–метровый маяк в виде клепаной железной гиперболической башни. Для радиотелеграфной передачи В. Г. Шуховым построена в Москве железная башня 160 метров высотой, составленная из ряда гиперболоидов, насаженных друг на друга. Система гиперболических башен В. Г. Шухова была применена в морском флоте США.

Трудно перечислить сотни построек, изобретений и усовершенствований В. Г. Шухова. Его неоднократно называли «русским Эдисоном».

Ведя громадную работу практического инженера и будучи погружен в научные исследования, В. Г. Шухов не имел времени для профессорской деятельности, поэтому неоднократные попытки Московского высшего технического училища привлечь его в состав своих профессоров не увенчались успехом, и об этом надо пожалеть.

До последних дней своей жизни, несмотря на свои 86 лет, он продолжал вести научно — техническую работу и всегда был в курсе передовой научно — технической мысли. С ним жила его старшая дочь Ксения Владимировна, помогавшая отцу в его работе. По несчастной случайности он пострадал от огня и умер от тяжелых ожогов 2 февраля 1939 года в Москве, где похоронен на Новодевичьем кладбище.

Каждый, взглянувший на телерадиобашню на Шаболовке в Москве, с благодарностью вспомнит об ее знаменитом строителе — Владимире Григорьевиче Шухове.

Основные события жизни

1853 г. — Родился знаменитый инженер В. Г. Шухов.

1876 г. — В. Г. Шухов с отличием окончил инженерно — механическое отделение Московского высшего технического училища и был удостоен звания инженера — механика.

1877 г. — В. Г. Шухов отправлен за границу для подготовки к профессорскому званию.

1879 г. — В. Г. Шухов построил первый в России нефтепровод.

1880 г. — В. Г. Шухов переехал в Москву и занял должность главного инженера технической строительной конторы А. В. Бари.

1880 г. — В. Г. Шухов построил первую паровую форсунку для сжигания нефти.

1892 г. — В. Г. Шухов получает патент на изобретение крекинг — процесса.

Константин Эдуардович Циолковский (1857–1935)

К. Э. Циолковский — выдающийся ученый, изобретатель и инженер, создавший основы расчета реактивного движения и разработавший конструкцию первой космической ракеты для исследования безграничных мировых пространств. Широта и изумительное богатство творческой фантазии соединялись у него со строгим математическим расчетом.

К. Э. Циолковский родился 17 сентября 1857 года в селе Ижевском Рязанской губернии, в семье лесничего. О своих родителях К. С. Циолковский писал: «Характер моего отца был близок к холерическому. Он всегда был холоден, сдержан. Среди знакомых отец слыл умным человеком и оратором… У него была страсть к изобретательству и строительству. Меня еще не было на свете, когда он придумал и устроил молотилку. Увы, неудачно. Мать была совершенно другого характера — натура сангвиническая, горячка, хохотунья, насмешница и даровитая. В отце преобладал характер, сила воли, а в матери — талантливость».

В К. Э. Циолковском соединились лучшие человеческие качества родителей. Он унаследовал сильную, непреклонную волю отца и талантливость матери.

Первые годы детства К. Э. Циолковского были счастливыми. Летом он много бегал, играл, строил с товарищами в лесу шалаши, любил лазать на заборы, крыши и деревья. Часто затекал змея и отправлял ввысь по нитке коробочку с тараканом. Зимой с восторгом катался на санках. Девяти лет, в начале зимы, К. Э. Циолковский заболел скарлатиной. Болезнь была тяжелой, и вследствие осложнений на уши мальчик почти совершенно потерял слух. Глухота не позволила продолжать обучение в школе. «Глухота делает мою биографию малоинтересной, — писал позднее К. Э. Циолковский, — ибо лишает меня общения с людьми, наблюдения и заимствования. Моя биография бедна лицами и столкновениями».

Лет с четырнадцати он начинает самостоятельно систематически заниматься, пользуясь небольшой библиотекой своего отца, в которой были книги по естественным и математическим наукам. Тогда же в нем пробуждается страсть к изобретательству. Юноша строит воздушные шары из тонкой папиросной бумаги, делает маленький токарный станок и конструирует коляску, которая должна была двигаться при помощи ветра. Модель коляски прекрасно удалась и хорошо ходила при ветре.

Отец К. Э. Циолковского весьма сочувственно относился к изобретательству и техническим затеям сына. К. Э. Циолковскому было всего 16 лет, когда отец решил отправить его в Москву для самообразования и совершенствования. Он считал, что наблюдения над технической и промышленной жизнью большого города дадут более рациональное направление его изобретательским стремлениям.

Но что мог сделать глухой юноша, совсем не знавший жизни, в Москве? Из дома К. Э. Циолковский получал 10–15 рублей в месяц. Питался одним черным хлебом, не имел даже картошки и чаю. Зато покупал книги, реторты, ртуть, серную кислоту и прочее для различных опытов и самодельных аппаратов. "Я помню отлично, — писал он в своей биографии, — что, кроме воды и черного хлеба, у меня тогда ничего не было. Каждые три дня я ходил в булочную и покупал там на 9 копеек хлеба. Таким образом, я проживал в месяц 90 копеек».

Кроме производства физических и химических опытов, К. Э. Циолковский много читал, тщательно прорабатывал курсы начальной и высшей математики, аналитической геометрии, высшей алгебры. Часто, разбирая какую‑нибудь теорему, он старался сам найти доказательство. Это ему очень нравилось, хотя и не всегда удавалось.

«Одновременно меня страшно занимали разные вопросы, и я старался сейчас же их решать с помощью приобретенных знаний… Особенно мучил меня такой вопрос — нельзя ли применить центробежную силу, для того чтобы подняться за атмосферу, в небесные пространства?» Был момент, когда К. Э. Циолковскому показалось, что он нашел решение этой задачи. «Я был так взволнован, — писал он, — даже потрясен, что не спал целую ночь, бродил по Москве и все думал о великих следствиях моего открытия. Но уже к утру я убедился в ложности моего изобретения. Разочарование было так сильно, как и очарование. Эта ночь оставила след на всю мою жизнь: через 30 лет я еще вижу иногда во сне, что поднимаюсь к звездам на моей машине, и чувствую такой же восторг, как и в ту запамятную ночь».

Осенью 1879 года К. Э. Циолковский сдал экстерном экзамен на звание учителя народного училища, а месяца через четыре был назначен на должность учителя арифметики и геометрии в Боровское уездное училище Калужской губернии. На своей квартире в Боровске К. Э. Циолковский устроил маленькую лабораторию. У него в доме сверкали электрические молнии, гремели громы, звонили колокольчики, загорались огни, вертелись колеса и блистали иллюминации. «Я предлагал, — писал об этих годах К. Э. Циолковский, — желающим попробовать ложку невидимого варенья. Соблазнившиеся угощением получали электрический удар. Посетители любовались и дивились на электрического осьминога, который хватал всякого своими лапами за нос или за пальцы, и тогда у попавшего к нему волосы становились дыбом и выскакивали искры из любой части тела».

В 1881 году 24–летний К. Э. Циолковский самостоятельно разработал теорию газов. Эту работу он послал в Петербургское физико — химическое общество. Работа получила одобрение видных членов общества, в том числе и гениального химика Д. И. Менделеева. Однако ее содержание не представляло новости для науки: аналогичные открытия были сделаны несколько раньше за границей. За вторую работу, названную «Механика животного организма», К. Э. Циолковского единогласно избрали членом Физико — химического общества.

С 1885 года К. Э. Циолковский начал усердно заниматься вопросами воздухоплавания. Он поставил своей задачей создать металлический управляемый дирижабль (аэростат). К. Э. Циолковский обратил внимание на весьма существенные недостатки дирижаблей с баллонами из прорезиненной материи: такие оболочки быстро изнашивались, были огнеопасны, обладали весьма незначительной прочностью, и наполняющий их газ быстро терялся вследствие их проницаемости. Результатом работы К. Э. Циолковского было объемистое сочинение «Теория и опыт аэростата». В этом сочинении дано теоретическое обоснование конструкции дирижабля с металлической оболочкой (железной или медной); для пояснения сути дела в приложениях разработаны многочисленные схемы и чертежи.

Эта работа над совершенно новой задачей, без литературы, без общения с учеными, требовала невероятного напряжения и сверхчеловеческой энергии. «Работал я два года почти непрерывно, — писал К. Э. Циолковский, — я был всегда страстным учителем и приходил из училища сильно утомленным, так как большую часть сил оставлял там. Только к вечеру я мог приняться за свои вычисления и опыты. Как же быть? Времени было мало, да и сил также, и я придумал вставать чуть свет и, уже поработавши над своим сочинением, отправляться в училище. После этого двухлетнего напряжения сил у меня целый год чувствовалась тяжесть в голове».

В 1892 году К. Э. Циолковский значительно дополнил и развил свою теорию цельнометаллического дирижабля. Результаты научных изысканий по этому вопросу К. Э. Циолковский издал на свои собственные скудные средства.

Наиболее важные научные достижения К. Э. Циолковского относятся к теории движения ракет и реактивных приборов. Долгое время он, как и его современники, не придавал большого значения ракетам, считая их делом забавы и развлечений. Но в конце XIX столетия К. Э. Циолковский начал теоретическую разработку этого вопроса. В 1903 году в журнале «Научное обозрение» появилась его статья «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В ней была дана теория полета ракеты и обоснована возможность применения реактивных аппаратов для межпланетных сообщений.

Важными и оригинальными открытиями К. Э. Циолковского в теории реактивного движения являются исследование движения ракеты в космическом пространстве, определение коэффициента полезного действия ракеты (или, как называет К. Э. Циолковский, утилизация ракеты), исследование полета ракеты под влиянием тяжести в вертикальном и наклонном направлениях. К. Э. Циолковскому принадлежит подробное изучение условий взлета с различных планет, рассмотрение задач о возвращении ракеты с какой‑либо планеты или астероида на Землю. Он исследовал влияние силы сопротивления воздуха на движение ракеты и дал подробные расчеты необходимого запаса горючего для того, чтобы ракета пробила слой земной атмосферы. Наконец, К. Э. Циолковский выдвинул идею составных ракет или ракетных поездов для исследования космических пространств.

Результаты трудов К. Э. Циолковского в теории ракет стали сейчас классическими. В первую очередь нужно отметить закон К. Э. Циолковского, касающийся движения ракеты в безвоздушном пространстве под действием только реактивной силы, и его гипотезу о постоянстве относительной скорости истечения продуктов горения из сопла ракеты.

Из закона К. Э. Циолковского следует, что скорость ракеты возрастает неограниченно с увеличением количества взрывчатых веществ, причем величина скорости не зависит от быстроты или неравномерности сжигания, если только относительная скорость выбрасываемых из ракеты частиц остается постоянной. Когда запас взрывчатого вещества равен весу оболочки ракеты с людьми и приборами, тогда (при относительной скорости выбрасываемых частиц 5700 метров в секунду), скорость ракеты в конце горения будет почти в два раза больше той, которая нужна, чтобы удалиться навсегда из поля тяготения Луны- Если запас горючего в шесть раз больше веса ракеты, то в конце горения она приобретает скорость, достаточную для удаления от Земли и превращения ракеты в новую самостоятельную планету — спутник Солнца.

Работы К. Э. Циолковского по реактивному движению не ограничиваются теоретическими расчетами; в них даны и практические указания инженеру — конструктору по конструированию и изготовлению отдельных деталей, выбору топлива, очертанию сопла; разбирается вопрос о создании устойчивости полета в безвоздушном пространстве.

Ракета К. Э. Циолковского представляет собой металлическую продолговатую камеру, похожую по форме на дирижабль или аэростат воздушного заграждения. В головной, передней, ее части находится помещение для пассажиров, снабженное приборами управления, светом, поглотителями углекислоты и запасами кислорода. Основная часть ракеты заполнена горючими веществами, которые при своем смешении образуют взрывчатую массу. Взрывчатая масса зажигается в определенном месте, вблизи центра ракеты, а продукты горения, горячие газы, вырываются по расширяющейся трубе с огромной скоростью.

Получив исходные расчетные формулы для определения движения ракет, К. Э. Циолковский намечает обширную программу последовательных усовершенствований реактивных аппаратов вообще. Вот основные моменты этой грандиозной программы:

1. Опыты на месте (имеются в виду реактивные лаборатории, где производятся опыты с неподвижно закрепленными ракетами).

2. Движение реактивного прибора на плоскости (аэродроме).

3. Взлеты на небольшую высоту и спуск планированием.

4. Проникновение в очень разреженные слои атмосферы, т. е. в стратосферу.

5. Полет за пределы атмосферы и спуск планированием.

6. Основание подвижных станций вне атмосферы (вроде маленьких и близких к Земле лун).

7. Использование энергии Солнца для дыхания, питания и некоторых других житейских целей.

8. Использование солнечной энергии для передвижения по всей планетной системе и для индустрии.

9. Посещение самых малых тел Солнечной системы (астероидов или планетоидов), расположенных ближе и дальше, чем ^Наша планета, от Солнца.

10. Распространение человеческого рода по всей нашей Солнечной системе.

Исследования К. Э. Циолковского по теории реактивного движения написаны с широким размахом и необычайным взлетом фантазии. «Избави меня Боже претендовать на полное решение вопроса, — говорил он. — Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт, и уже в конце концов исполнение венчает мысль».

Мечтая о межпланетных путешествиях, К. Э. Циолковский писал: «Сначала можно летать на ракете вокруг Земли, затем можно описать тот или иной путь относительно Солнца, достигнуть желаемой планеты, приблизиться или удалиться от Солнца, упасть на него или уйти совсем, сделавшись кометой, блуждающей многие тысячи лет во мраке, среди звезд, до приближения к одной из них, которая сделается для путешественников или их потомков новым Солнцем.

Человечество образует ряд межпланетных баз вокруг Солнца, использовав в качестве материала для них блуждающие в пространстве астероиды (маленькие луны).

Реактивные приборы завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную энергию в два миллиарда раз большую, чем та, которую человечество имеет на Земле. Кроме того, возможно достижение и других солнц, до которых реактивные поезда дойдут в течение нескольких десятков тысяч лет.

Лучшая часть человечества, по всей вероятности, никогда не погибнет, но будет переселяться от солнца к солнцу, по мере их погасания… Нет конца жизни, конца разуму и совершенствованию человечества. Прогресс его вечен. А если это так, то невозможно сомневаться и в достижении бессмертия».

Сочинение К. Э. Циолковского о составной пассажирской ракете 2017 года читается как увлекательнейший роман. Описания жизни людей в среде без тяжести поразительны по остроумию и проницательности. Так и хочется погулять по садам и оранжереям, которые летят в безвоздушном пространстве быстрее современного артиллерийского снаряда!

Известный ученый и исследователь реактивного движения в космическом пространстве профессор Герман Оберт писал в 1929 году К. Э. Циолковскому: «Многоуважаемый коллега! Большое спасибо за присланный мне письменный материал. Я, разумеется, самый последний, кто стал бы оспаривать Ваше первенство и Ваши услуги по делу ракет, и я только сожалею, что я не раньше 1925 года услышал о Вас. Я был бы, наверное, в моих собственных работах сегодня гораздо дальше и обошелся бы без тех многих напрасных трудов, зная Ваши превосходные работы».

В другом письме тот же Оберт говорит: «Вы зажгли огонь, и мы не дадим ему погаснуть, но приложим все усилия, чтобы исполнилась величайшая мечта человечества».

Научные интересы К. Э. Циолковского вовсе не ограничивались вопросами реактивного движения, но к созданию теории полета ракеты он последовательно возвращался всю свою творческую жизнь. После работы «Исследование мировых пространств реактивными приборами», опубликованной в 1903 году, К. Э. Циолковский печатает в журнале «Воздухоплаватель» в 1910 году статью «Реактивный прибор как средство полета в пустоте и в атмосфере». В 1911–1914 годах появились три работы К. Э. Циолковского о космических полетах. После революции он переиздает с дополнениями свои основные работы по ракетам. В 1927 году он печатает работу о космической ракете (опытная подготовка), затем работу «Ракетные космические поезда», где дается подробное исследование движения составных ракет. Несколько статей он посвящает теории реактивного аэроплана.

«Основной мотив моей жизни, — говорил К. Э. Циолковский, — не прожить даром жизнь, продвинуть человечество хоть немного вперед. Вот почему я интересовался тем, что не давало мне ни хлеба, ни силы, но я надеюсь, что мои работы — может быть, скоро, а может быть, и в отдаленном будущем — дадут обществу горы хлеба и бездну могущества». Эта настойчивость исканий — стремление создавать новое, забота о счастье и процессе всего человечества — определяла все содержание жизни этого замечательного человека. Долгое время имя К. Э. Циолковского оставалось малоизвестным даже в России. Его считали чудаком — фантазером, мечтателем — идеалистом.

19 сентября 1935 года К. Э. Циолковский скончался.

Жизнь К. Э. Циолковского — настоящий подвиг. В труднейших условиях он проводил свои теоретические и экспериментальные изыскания. Жизнь вдохновенного калужского самоучки — образец творческого дерзания, целеустремленности, умения преодолевать препятствия, настойчивого стремления двигать вперед науку и технику своего времени.

Основные события жизни

1866 г. — Девятилетний К. Э. Циолковский заболел скарлатиной и вследствие осложнений на уши почти потерял слух.

1873 г. — Отец отправил К. Э. Циолковского в Москву для самообразования и совершенствования.

1879 г. — К. Э. Циолковский сдал экстерном экзамен на звание учителя народного училища и назначен на должность учителя арифметики и геометрии в Боровское уездное училище Калужской губернии.

1881 г. — К. Э. Циолковский самостоятельно разработал теорию газов.

1885 г. — К. Э. Циолковский начал усердно заниматься вопросами воздухоплавания.

1892 г. — К. Э. Циолковский значительно дополнил и развил свою теорию цельнометаллического дирижабля.

1903 г. — В журнале «Научное обозрение» появилась статья К. Э. Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами».

1910 г. — Опубликована статья «Реактивный прибор как средство полета в пустоте и в атмосфере».

1911–1914 гг. — Появились три работы К. Э. Циолковского о космических полетах.

1927 г. — К. Э. Циолковский печатает работу о космической ракете (опытная подготовка), затем работу «Ракетные космические поезда».