Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

История. Чебышев П.Л. Математик и механик

.docx
Скачиваний:
16
Добавлен:
19.06.2015
Размер:
22.89 Кб
Скачать

«Санкт-Петербургский государственный электротехнический

Университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)»

(СПбГЭТУ)

Доклад на тему:

«Чебышев П.Л. Математик и механик»

Кафедра Философии

Выполнил:

Группа

Проверила:

Санкт-Петербург

2015 

5-(17) сент. 1857—19 ceнт. 1935] — рус. ученый и изобретатель, сделавший ряд крупных открытий ваэродинамике, ракетной технике и теории межпланетных сообщений.

Род. в с. Ижевском Рязанской губ., в семье лесничего. После перенесенной в детстве тяжелой болезни(скарлатины) Ц. почти полностью потерял слух и был лишен возможности учиться в школе и активнообщаться с людьми. Занимался самостоятельно; с 16 до 19 лет жил в Москве, изучая физико-математич.науки по циклу средней и высшей школы. В 1879 Ц. экстерном сдал экзамены на звание учителя и в 1880 былназначен учителем арифметики, геометрии и физики в Боровское уездное училище Калужской губ. К этомувремени относятся первые научные исследования Ц. Самостоятельно, не зная об уже сделанных открытиях,он в 1881 разработал основы кинетич. теории газов. Вторая его работа — "Механика животного организма",получила благоприятный отзыв знаменитого физиолога И. М. Сеченова, и Ц. был принят в чл. Рус. физико-химич. об-ва.

Главные работы Ц., выполненные после 1884, были тесно связаны с тремя большими проблемами: научнымобоснованием цельнометаллич. аэростата (дирижабля), хорошо обтекаемого аэроплана и ракеты длямежпланетных путешествий. Большинство научных исследований по цельнометаллич. дирижаблю быловыполнено Ц. в 1885—92. Описание и расчеты аэроплана были опубл. в 1894. С 1896 Ц. систематическизанимался теорией движения реактивных аппаратов и предложил ряд схем ракет дальнего действия и ракетдля межпланетных путешествий. После Великой Окт. социалистич. революции он много и плодотворноработал над созданием теории полета реактивных самолетов.

Результатом исследовательской работы Ц. по дирижаблю было соч. "Теория и опыт аэростата" (1887), в к-ром дано научное и технич. обоснование конструкции дирижабля с металлич. оболочкой. К работе былиприложены чертежи, поясняющие детали конструкции. Дирижабль Ц. выгодно отличался отпредшествовавших ему конструкций рядом особенностей. Во-первых, это был дирижабль переменногообъема, что позволяло сохранять постоянную подъемную силу при различных температурах окружающеговоздуха и различных высотах полета. Возможность изменения объема конструктивно достигалась припомощи особой стягивающей системы и гофрированной оболочки. Во-вторых, газ, наполняющий дирижабль,можно было подогревать за счет тепла отработанных газов, пропускаемых по змеевикам. Третьяособенность конструкции состояла в применении для увеличения прочности гофрированной тонкойметаллич. оболочки, причем волны гофра располагались перпендикулярно к оси дирижабля. Выборгеометрич. формы дирижабля и расчет прочности его тонкой оболочки были впервые выполнены Ц.

Однако, прогрессивный для своего времени, проект дирижабля Ц. не был поддержан; автору было отказанодаже в субсидии на постройку модели. Обращение Ц. в ген. штаб рус. армии также не имело успеха.Печатный труд Ц. "Аэростат металлический управляемый" (1892) получил нек-рое число сочувственныхотзывов, и этим дело ограничилось.

В 1892 Ц. переехал в Калугу, где вел преподавание физики и математики в гимназии и епархиальномучилище. В научной деятельности он обратился к новой и мало изученной области летательных аппаратовтяжелее воздуха.

Ц. принадлежит замечательная идея постройки аэроплана с металлич. каркасом. В статье "Аэроплан илиптицеподобная (авиационная) летательная машина" (1894) даны описание и чертежи моноплана, к-рый посвоему внешнему виду и аэродинамич. компоновке предвосхищал конструкции самолетов, появившихсячерез 15—18 лет. В аэроплане Ц. крылья имеют толстый профиль с округленной передней кромкой, афюзеляж — обтекаемую форму. Ц. построил в 1897 первую в России аэродинамич. трубу, разработалметодику эксперимента в ней и позднее (1900) на субсидию Академии наук выполнил продувки простейшихмоделей и определил коэффициенты сопротивления шара, плоской пластинки, цилиндра, конуса и др. тел.Но работы над аэропланом также не получили признания у представителей официальной рус. науки. Надальнейшие изыскания в этой области Ц. не имел ни средств, ни даже моральной поддержки.

Важнейшие научные результаты получены Ц. в теории движения ракет. Мысли об использовании принципареактивного движения для целей летания высказывались Ц. еще в 1883, однако создание им математическистрогой теории реактивного движения относится к самому концу 19 в. В 1903 в статье "Исследованиемировых пространств реактивными приборами" на основании общих теорем механики Ц. дал теорию полетаракеты с учетом изменения ее массы в процессе движения, а также обосновал возможность примененияреактивных аппаратов для межпланетных сообщений. Строгое математич. доказательство возможностиприменения ракеты для решения научных проблем, использования ракетных двигателей для созданиядвижения грандиозных межпланетных кораблей целиком принадлежат Ц. В этой статье и в последовавшихпродолжениях ее он впервые в мире дал основы теории жидкостного реактивного двигателя, а такжеэлементов его конструкции.

В 1929 Ц. разработал весьма плодотворную теорию движения составных ракет или ракетных поездов; онпредлагал к осуществлению два типа составных ракет. Один из типов — последовательная составнаяракета, состоящая из нескольких соединенных одна за другой ракет. При взлете толкающей являетсяпоследняя (нижняя) ракета. После использования ее топлива она отделяется от поезда и падает на землю.Далее начинает работать двигатель ракеты, оказавшейся последней. Эта ракета для оставшихся являетсятолкающей до момента полного использования своего топлива, а затем также отделяется от поезда. К целиполета доходит лишь головная ракета, достигающая значительно более высокой скорости, чем одиночнаяракета, т. к. она разогнана отброшенными в процессе движения ракетами.

Второй тип составной ракеты (параллельное соединение ряда ракет) был назван Ц. эскадрильей ракет. Вэтом случае, по мысли Ц., все ракеты работают одновременно, до момента использования половины своеготоплива. Затем крайние ракеты сливают оставшийся запас топлива в полупустые баки остальных ракет иотделяются от ракетного поезда. Процесс переливания топлива повторяется до тех пор, пока от поездаостанется лишь одна головная ракета, набравшая очень высокую скорость.

Создание разумной конструкции составной ракеты является одной из наиболее актуальных проблем, над к-рой работают ученые и инженеры.

Ц. первым решил задачу о движении ракеты в однородном поле тяготения и подсчитал необходимые запасытоплива для преодоления силы притяжения Земли. Приближенно он рассмотрел влияние атмосферы наполет ракеты и вычислил необходимые запасы топлива для преодоления сил сопротивления воздушнойоболочки Земли.

Ц. является основоположником теории межпланетных сообщений. Вопрос о межпланетных путешествияхинтересовал Ц. с самого начала его научных изысканий. Его исследования впервые строго научно показаливозможность осуществления полета с космич. скоростями, несмотря на большие технич. трудности практич.осуществления этих полетов. Он первым изучил вопрос о ракете — искусственном спутнике Земли, ивысказал идею о создании внеземных станций как промежуточных баз при межпланетных сообщениях,подробно рассмотрел условия жизни и работы людей на искусственном спутнике Земли и межпланетныхстанциях. Ц. выдвинул идею газовых рулей для управления полетом ракеты в безвоздушном пространстве;он предложил гироскопич. стабилизацию ракеты в свободном полете в пространстве, где нет сил тяжести исил сопротивления. Ц. понимал необходимость охлаждения стенок камеры сгорания реактивного двигателя,и его предложение охлаждать стенки камеры компонентами топлива широко используется в совр.конструкциях реактивных двигателей.

Чтобы ракета не сгорела, как метеорит, при возвращении из космич. пространства на Землю, Ц. предложилспециальные траектории планирования ракеты для погашения скорости при приближении к Земле, а такжеспособы охлаждения стенок ракеты жидким окислителем. Он исследовал большое число различныхокислителей и горючих и для жидкостных реактивных двигателей рекомендовал следующие топливные пары:жидкий кислород и жидкий водород; спирт и жидкий кислород; углеводороды и жидкий кислород или озон.

При Сов. власти условия жизни и работы Ц. радикально изменились. Его исследованиям правительствооказало всяческое содействие, к ним был проявлен большой интерес со стороны общественных и научныхорганизаций. Ц. была назначена персональная пенсия и обеспечена возможность плодотворной работы.

Ц. принадлежит также ряд исследований в других областях знаний: в аэродинамике, философии,лингвистике, труды об общественном устройстве жизни людей на искусственных островах, плавающих вокругСолнца между орбитами Земли и Марса. Нек-рые из этих исследований являются спорными, нек-рыеповторяют результаты, полученные другими учеными. Это хорошо знал и сам Ц., но в условияхдореволюционной Калуги он не мог систематически следить за мировой научной литературой. В 1928 онписал: "Я многое открыл, что было уже открыто ранее меня. Значение таких работ я признаю только длясамого себя, так как они давали мне уверенность в моих силах". Исследования Ц. по ракетной технике итеории межпланетных путешествий служат руководящим материалом для совр. конструкторов и ученых,занимающихся созданием реактивных аппаратов. Идеи Ц. успешно претворяются в жизнь.

Соч.: Собрание сочинений, т. 1—2, М., 1951—54; Избранные труды, кн. 1—2, Л., 1934; Труды по ракетнойтехнике, М., 1947.

Лит.: Юрьев Б. Н., Жизнь и деятельность К. Э. Циолковского, в кн.: Труды по истории техники, вып. 1, М.,1952; Космодемьянский А. А., К. Э. Циолковский — основоположник современной ракетодинамики, там же;его же, Константин Эдуардович Циолковский, в кн.: Люди русской науки, с предисл. и вступ. статьей акад. С.И. Вавилова, т. 2, М.—Л., 1948 (имеется список трудов Ц. и лит. о hеm); Арлазоров M. С., Константин Эдуардович Циолковский. Его жизнь и деятельность, 2 изд., М., 1957